为什么人会觉得二维东西是立体的？ 第1页

之前在live

中我曾经讲过，广义的“立体感”其实非常容易产生，简单总结如下：

1、双目视觉。这点是大家最熟悉的，因为随着3D电影和VR技术的普及，“双眼视差会产生立体视觉”已经成为了常识性的存在。

2、像随眼动。这点与督工

所写的内容相关。一个立体的物体，我们围着它转动的时候，自然应该看到不同角度的图像与眼睛位置匹配。有些显示屏（例如Amazon的Fire Phone）做了眼球追踪，可以实现这种效果，还蛮有趣。（但也就是有趣罢了，没什么卵用。）

3、空间遮挡、光影关系、透视关系（近大远小）等。这些都是日常经验得出的“立体感”。最简版本的就如同下图：

问大家上图是什么，大多数人会回答这是个立方体，很少有人回答这是三个平行四边形。现实的三维世界通过投影到视网膜上的二维图像被我们所感知，因此我们也能够从二维的图像脑补出三维的结构。这是绝大多数情况下二维图形产生立体感的来源。

总而言之一句话，脑子是个好东西。

前文中，我之所以说“广义的立体感”，是因为若是以现实世界中物体的真实感为衡量标准，其实上述的第三点中，真实感并不强烈，不会产生那种“就像在眼前似乎一把就能抓住”的强烈而真实的立体感。

因此单张二维图像能否产生这样强烈的立体感呢？答案是肯定的。

我第一次得知这种方法，是在一本前苏联的科普读物上。当时我正在读中学，看完了这个章节后，迅速找来照片验证，效果拔群。这本书就是前苏联著名科普作家别莱利曼所写的《趣味物理学》，其中有一章叫做“很多人还不会看照片”。

别莱利曼写道，其实看照片的时候，不应该用双眼，而应该用单眼。当把照片放在合适的位置的时候，单眼就能够看到非常强烈的立体感，仿佛照片中的景物就在眼前。这个所谓“合适的位置”，其实就是指照片中物体对人眼的张角等于拍摄时物体对相机的张角。由于手机相机视场角往往比人眼视场角大，所以大家可以拿出手机做个试验：拍摄一个桌上的物体，然后将手机放在你的眼前（距离舒服就好，比如不近视或者戴眼镜就放在25cm明视距离附近，近视的话就放的近一点），然后手动放大这张照片，直到调整到合适的张角，会出现强烈的立体感。

大家可以Have a try。

因为人有腿，实际上腿对空间感的作用比眼睛更重要。通过自主运动，人才能把二维投影的变化和三维坐标转换对应在一起。如果天生腿断了，手也没力气爬，甚至脖子都动不了，就不会有立体感。

之前有人做过实验（略残酷）。在一个很大的盒子内养两只猫，从刚刚能移动的状态养起。其中一只猫可以自主移动，身上固定着一套轻巧的连杆（不妨碍运动）；另一只猫不能自主移动，只能根据连杆传导过来的位置被动移动，始终处于和另一只猫对称的位置。这意味着两只猫的看到的景象总的来说完全一致，区别只在于自己是否能控制运动。

图文无关……

事实证明，被动移动的猫没有空间感，虽然被放下来之后也有运动能力，但完全不能判断距离（过了视觉神经发育期）；那只主动运动的猫则完全正常。可见动物的空间感不仅来自于眼睛，更来自于自身移动。实际上，刚出生的婴儿是没有视觉可言的，他（她）完全不懂如何处理视网膜上的投影信号。在接下来的两个月，他也只能把特定的图案（如人脸，尤其是妈妈的脸）和某些行为（如喂奶）对应起来。但对他来说，妈妈的脸经常发生大小变化，并没有远近变化的概念。只有在婴儿学会翻身和坐起后，他才能用眼球和手配合跟踪一个运动的物体，才有空间三维视觉。即人类的空间感也来自自身的运动。给一棵树装上眼睛并不能让它获得视觉。

• 补充1：其实对于儿童来说，视觉图像的“正反”并没有非常明确的意义，尤其是在小范围内。更何况视网膜上的图像相对外界空间来说本来就是“反”的。如果强行把人看到的视觉图像反过来，只要这个人还能运动，他也能在几个星期内重建三维空间感。
  

父母们是否遇到这样的“怪事”：孩子已经两三岁了，可他却倒着拿玩具，倒着看连环画。做父母的为此担心孩子的眼睛异常。

说它怪，并不怪。孩子的这种表现称为“倒视”，其实是一种正常的生理现象。一般发生在3岁左右的幼儿。

眼睛就象一架照相机，外界物体的光线，经聚焦后，在视网膜（相当于照相底片）上形成一个倒像。这种倒像传导到大脑，经综合分析，倒像就被纠正成正立像了。因此，我们平时所观察和感觉到的各种外界景象都是正立的倒像。可见，人视觉中的正立像是大脑的一种适应性功能。但是，由于3岁以下的幼儿大脑皮层的发育还未成熟，缺乏完善的综合分析能力，当他拿起书本观看时，在视网膜上所成的印象反而是正立的，所以这些孩子往往都是不由自主地倒着看书。不过，倒视的持续时间很短，大多数小儿常未引起父母的注意。随着大脑功能的完善，倒视现象就自然而然消失了。由于个体差异比较大，每个幼儿倒视持续的时间是不相同的。但是经过父母正确引导和纠正，倒视持续的时间可以缩短一些。一般来说，幼儿倒视需要几个月后才能逐渐消失，有的持续时间还会长一些。

为了使孩子更快地渡过倒视阶段，父母可以在这一阶段多给孩子讲解画片内容，多让孩子搭积木，玩直立动物，使孩子尽快树立直立概念。

有没有办法证明倒视原本就是正常生理现象呢？有。

美国心理学家斯卓登曾经戴了一副类似照相机作用的特制眼镜，于是，他看到的一切都倒了过来。可是，大约4天后，他看到的景物又都是正立的了。 原来，他大脑已适应了这种倒过来的图像。 可当他摘下副特制眼镜，他眼前的图像又变成倒置的了。再经过一段时间，才恢复了正常视觉。

• 补充2 ：非洲的俾格米人一辈子在丛林中生活，无论在水平方向还是竖直方向，几乎都看不到十几米之外的东西（被植物挡住了）。所以，他们虽然有三维视觉，但一旦进入尺度大于几十米的空间，就无法为物体进行三维定位了。草原这样的开阔地貌对他们冲击尤其大。俾格米人虽然个头矮小，但基因和其他人种的区别微乎其微，有很多俾格米人和其他人种的混血案例，可见这不是基因问题，就是视觉神经信号是否与运动相关联的问题。
  

• 补充3：@圜丘城主提醒了我，这本质上还是鸽子为什么这么大的问题……