眼睛只能看到二维,为什么我们会有立体感?

我们每个人的眼睛只能看到一个二维的图像,也就是说,我们用眼睛看到的图像只是一个平面,但每个人双眼的视力都是正常的,没有内斜视或外斜视的人感觉能看到三维的图案,在电影院看3D电影时这种感觉特别强烈。为什么?

我们先来看看人的眼睛是怎么看图片的,如下图:

当外界光线通过直径约为2-5mm的瞳孔时,在视网膜中形成一个倒像,与外界图像一一对应,即外界图像的每一个位置在视网膜中的特定位置只形成一个画面。以上面的怪兽角为例。现实中是在画面上方,但在视网膜中,只会出现在视网膜下方。这就是墨子发现的光沿直线传播的针孔成像原理。

由于画面和视网膜成像是一一对应的,眼睛自然感受不到立体效果,所以当我们闭上一只眼睛时,只用一只眼睛是看不到立体图案的。如果你在电影院戴着3D眼镜看3D电影,闭上一只眼睛立体效果会立刻消失。

那么为什么用两只眼睛看会有立体感呢?这是因为我们的双眼之间有一定的距离,这个距离叫做瞳孔距离。近视患者去配眼镜,都要测量瞳孔距离。一般正常人的瞳距是65mm左右,也就是6.5cm,而正是这65mm左右,让我们左眼和右眼看到的画面不一样。由于突出物的遮挡,其左后方的部分细节无法到达我们的右眼,其右后方的部分细节被遮挡后无法到达我们的左眼,导致我们左右眼看到的画面不同。根据我们的经验,大脑很容易判断出突出物体的突出状态,从而产生立体感。

我们的大脑会把眼睛的像差当成立体的感觉,所以我们在电影院看那些3D电影的时候,虽然屏幕只是一个平面,但是因为偏光镜片的过滤,我们的左右眼看到的是不同的画面,而这两个不同的画面是在拍摄过程中由两个不同的相机以两个不同的角度拍摄的,所以我们的大脑会把它当成立体的图案。

使用这种方法,我们实际上可以自己制作3D图片。图片来源可以自己拍摄,也可以从视频中抓取。先说一下视频截取的方法:找一个平移拍摄的视频片段,也就是摄像机从左向右或者从右向左移动时拍摄的视频,移动一小段距离后截取两张图片,然后如下图把它们放在一起,左边的视角在左边,右边的视角在右边,一张3D立体图片就完成了。这是我在张家界从纪录片里截取的视频画面。

这种图片只能用手机看,而且是在屏幕后面成像。如果电脑屏幕太大,眼睛无法聚焦,观看模式如下:

当然,你也可以自己拍照。只需拍第一张图然后在10cm左右平移拍第二张图,然后把两张图合在一起。下图是我拍的彩虹的3D立体图。

说到这里,我想到人类的视觉是二维的还是三维的,这是一个在科学团体中经常引起争议的问题,所以我经常和人争论。很多人认为人的视觉是二维的,原因是人的眼睛只能看到二维的画面,这是有道理的,但是他们可能忽略了我们有两只眼睛。当然,大多数情况下,他们并没有忽视,而是认为即使有两只眼睛,他们看到的仍然是二维的,三维只是一种错觉。

这很尴尬。我只能表达我个人的立场。我个人认为,我们看到的是三维的。只要我们有两只正常视力、正常聚焦的眼睛,就能看到立体,不接受反驳。

你认为呢?