测量有无立体视觉线索时对视角变化的敏感性

本实验的总体目标是研究立体或三维线索在识别视角旋转图形中的作用。该目标首先通过模拟一个在深度方向上发生旋转的形状或物体的外观来实现。深度方向上的旋转类似于视角的变化。

第二步是通过镜像立体装置向观察者呈现视角旋转后的物体。向观察者呈现的视角变化可以是二维或三维的。接下来，实验者进行试验以确定观察者对视角变化的敏感性。

该实验针对二维和三维刺激重复进行。最后一步是分析行为数据，以确定观察者对视角变化的敏感性，以及立体视觉线索的有无如何影响这种敏感性。最终，该方法用于揭示当形状和物体从不同视角观察时，人类观察者如何识别它们。

该方法可用于帮助解答视觉科学领域中的关键问题，例如皮层处理的哪些阶段在其表征中整合了立体视觉信息，并通过实验流程加以演示。今天将由我实验室的荣誉学生 Shannon Webb 进行操作。实验开始前，需进行预筛选，以确保受试者符合本研究的纳入条件。

务必询问其视力是否正常，或是否通过眼镜或隐形眼镜矫正至正常水平。同时，需获得受试者书面的知情同意。接下来，使用一种简易的手持式立体视觉检测方法来确认受试者的立体视锐度。

然后让受试者坐在镜子立体镜前的桌旁，并调节椅子高度以确保舒适。关闭灯光，让受试者暗适应至少三分钟，因为视觉系统在适应当前光照条件后表现最佳。

现在让受试者通过立体镜进行观察。指导受试者调整中央注视十字的位置，直到视野中央仅看到一个十字为止。如果受试者看到两个十字，则说明间距不正确，需要进行水平方向的调整。

在接下来的实验中，当目标出现在十字交叉处时，需输入目标，此步骤可确保在正确距离实现双眼融合。所有设备设置完毕并实现双眼融合后，需确认受试者已准备就绪，可以开始实验，然后给出以下任务指导说明：在每次试验中，您将看到两条具有深度旋转（RID）的曲线。您需要判断两条曲线中哪一条的深度旋转程度更大。

换句话说，哪一个刺激从你的视角旋转得更远，就按下鼠标左键。如果第一个刺激具有更大的相对旋转度（RID），则按下鼠标右键。如果第二个曲线具有更大的相对旋转度，则进行选择。这是一个强制选择任务，要求必须对前一次试验做出反应后，才会开始下一次试验。

如果您不确定哪种刺激具有更高的相对深度（RID），请尽可能做出最佳猜测，以评估立体视觉线索在RID判断中的作用。分别在立体条件和非立体条件下测量参与者的任务表现。

为了呈现立体视觉线索，计算机应通过立体镜向观察者的每只眼睛显示不同的曲线RID角度，以呈现具有立体视觉线索的曲线；而不呈现立体视觉线索时，则向两只眼睛显示相同的RID曲线。启动实验程序，该程序应由140次试验组成。

采用恒定刺激法，确保每个测试曲线的RID值所对应的试验次数相等。RID值可大于、小于或等于45度，每次试验从预设集合中随机选取一个特定值。

参考曲线的 RID 应保持恒定在 45 度。随机化每次试验中参考刺激和测试刺激的呈现顺序。

允许程序记录测试曲线被选择为具有更大RID角度的频率，并让受试者休息片刻。在此阶段的每个试验组块中，共包含140次试验，即在测试曲线的七个不同RID角度上各重复20次；其中三个角度小于45度，三个角度大于45度，一个RID角度恰好为45度，与参考曲线相同。每次运行结束后，由计算机绘制数据图，显示受试者选择测试刺激物的RID角度大于45度的比例随所呈现的RID角度变化的函数关系。

让软件使用累积SIAN函数对数据进行拟合，以确定受试者进行RID判别的精确度，并从每个图中获取斜率。随后可对立体与非立体条件下的斜率估计值进行统计比较，以确定立体视觉线索是否有助于观察者检测RID的变化。本视频展示了某一形状围绕垂直轴旋转和改变深度时，其二维视网膜图像的变化过程。

图像的主要变化是其形状在水平方向上的压缩。在此我们可以看到三位观察者的示例结果，显示了对RID视角变化的敏感性随刺激物RID角度的变化情况。每个图中的Y轴表示测试图案被选择为具有更大RID的比例。

X 轴描述测试图案的实际相对方位角（RID）。参考图案保持在恒定的 45 度 RID。观看本视频后，您应能够充分理解如何测量物体在有或无立体视觉线索情况下的视角旋转敏感性。

您应理解如何模拟视点变化，以及如何在二维和三维视角之间切换观察者所在位置的透视效果。