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这些图片里藏着另一张图,但只有一部分人能看到,进来试试!

环球科学  · 公众号  · 科学  · 2025-05-30 22:00

主要观点总结

本文介绍了关于立体视觉的知识,包括双目立体视觉的原理、立体图的观察方法以及不同类型的立体图(传统立体图、随机点立体图、自动立体图)的制作原理。文章还提到了环球科学杂志的播客节目和最新文章的内容。

关键观点总结

关键观点1: 立体视觉建立原理

人通过双目视觉建立立体感,观察外界时,远处近处的物体在两只眼睛中的视角有轻微差别,大脑会将两只眼睛中的点相匹配,从视差推测出远近关系,形成立体视觉。

关键观点2: 不同类型立体图的介绍

包括传统立体图、随机点立体图和自动立体图。传统立体图是最基础的,随机点立体图使用随机点模拟双眼视察,自动立体图则是根据深度图制作,通过程序控制底图的偏移程度来呈现立体效果。

关键观点3: 观察立体图的方法

需要使用平行眼观察,放松眼睛,让左右两张图片分别在左右眼中处在同样的位置。视野中心会出现立体画面,左右轻晃手机,立体感可能会更明显。

关键观点4: 文章目的

通过介绍立体视觉的知识,让读者了解不同类型的立体图的制作原理和观察方法,增加生活的乐趣。


正文

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左侧为正常观察方式,右侧为立体图的观察方式,也叫平行眼。图片来源: Hyacinth/wikipedia


一些最基础的平面立体图( Stereogram )就利用了这种原理。这种图片往往是左右并排的两张图片,在观察这种图片时需要放松眼睛,两眼平行向前看,让左右两张图片分别在左右眼中处在同样的位置——也就是平行眼。当你成功做到这一点时, 视野中心就会出现一幅非常立体的画面,并且在它左右会分别有一张图像,总计三张图像 。左右轻晃手机,立体感可能会更明显。不过千万记得不要去看左右两侧的图像,因为一旦主动看 两侧的图像,你很可能不由自主地将两只眼睛再次锁定到平面上——也就看不到所谓的立体感了。


传统立体图,可以用平行眼观看。图片来源: public domain


当然,就算是这种最基础的立体图像,想要看出立体的感觉也并不容易。所以可以用两只目镜隔开眼睛的视野——今天的虚拟现实( VR )也不过只是把目镜背后的相片换成了显示器而已。


1870 年的立体镜。图片来源: Alessandro Nassiri - Museo della Scienza e della Tecnologia "Leonardo da Vinci"/Wikipedia


还有很多类似的获得立体视觉的方式,例如 3D 电影会用不同偏振光投射两幅视角不同的电影画面,我们再用偏振镜片让左右眼分别看到视角不同的电影内容。如果你在观影途中摘下 3D 眼镜,就会发现荧幕上的画面是两幅画面形成的重影。


不过,这些从一个平面上获得立体视觉的方式都还算好理解,我们仍没有解开文章开头时提出的问题,那些花花绿绿,密密麻麻的图片,怎么才能从中看出立体的感觉?



随机立体点图


1959 年,美国贝尔实验室的视觉神经科学家 Bela Julesz 在此前立体图的基础上,开发出了一种使用随机点的新的立体图。在此前的立体图中,左右两幅画面几乎都是实拍,或者是仿照现实世界绘制的内容。但在他构建的立体图中,左右两幅画面中只有随机分布的点。但如果你用之前观察正常立体图的方法来观察这样的随机点立体图( Random dot stereogram ),就能从中看到一个凸起的方块。


你可以用平行眼从这张图中看出一个凸起的方块。图片来源: Otuyama/wikipedia


Bela Julesz 制作立体图的过程分为以下几步:

首先,先随机生成一张点图,然后将其左右复制一份。


图片来源: Otuyama/wikipedia


接着,选中立体图中的一个方形区域,将其向水平偏移 1 2







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