您的位置: 首页  实验仪器

深度知觉仪

发布日期:2014-02-28   浏览次数

深度知觉测试仪是研究视觉在深度上视锐的一种仪器。可测试双眼对距离或深度的视觉误差的最小阀限。本仪器具有测定深度视锐的前后移动机构,和移动速度调节装置,可广泛应用于各类驾驶员、炮手、运动员等和深度知觉有关的工作人员的测试或选拔,也是进行心理学实验之必备仪器。

 

仪器简介

深度知觉是空间知觉的一种基本类型,又称距离知觉立体知觉,对物体远近距离或三维特征的知觉。人们可以自动利用多种线索形成对深度的知觉,三维空间中物体结构(如正方体)、相对关系(远近)和明暗程度以及双眼的生理变化都是主要的信息来源。深度知觉仪,又称霍瓦-多尔曼知觉仪,它主要用于测量人的深度知觉的最小辨别阈限,度视锐。当人的双眼观察两个不等距物体时, 只有在两物体的距离差别大于某一阈值时,双眼才能感觉到这种距离差别这个阈值即为深度视锐。
    深度知觉仪是根据赫尔姆霍兹的三针实验原理而制成。这种仪器外部是一个长方筒,筒内有三根直棒,左右两侧固定的直棒是标准刺激,中间一根可以前后移动的直棒是比较刺激(见图1)。被试在2距离外通过一个长方形窗孔观察这两根固定的直棒,并遥控来调节可移动的直棒,使三者看起来在同一距离上。比较刺激移动速度分快慢二档:快 50mm/s;慢 25mm/s 快档其移动速度快,用来粗调;慢档速度慢,用来微调。被测试者坐于离标准刺激 2m 处,使双目或单目与观察窗成水平位置,可观察比较刺激的前后移动。 观察筒身一侧有刻度尺,可供读取比较刺激与标准刺激的距离差。

深度知觉测试仪在心理学领域有着广泛应用,也可用于各类驾驶员、炮手、运动员等和深度知觉有关的工作人员等的选拔测试工作。

图1 深度知觉仪

 

      图1 深度知觉仪

 

相关背景

深度知觉仪是用来检验深度知觉敏锐度的仪器。关于传统测量方式, 深度视锐的测定最早开始于H.V.赫尔姆霍茨设计的三针实验,他在实验中用两根针垂直固定在同一距离上,让被试移动处于它们之间但不在同一距离上的另一根针,直到使它看起来刚刚和那两根固定的针一样远为止。被试调节的针与两根固定的针的垂直距离,就是深度知觉的误差。

    1919年,J.霍瓦根据三针实验的原理设计了一个深度知觉测量器。这个仪器上有一根固定的立柱,在它的旁边还有一根可以前后移动的立柱。被试在2远处通过一个长方形窗口,除了能看见两根立柱的中间部分外,看不到其他任何参照物。实验时,让被试拉动一根绳子来调节可以移动的那根立柱的位置,直至他认为两根立柱一样远时为止。两根立柱的距离之差就是深度知觉的误差。用距离表示深度知觉的误差时,必须指出测定中观察的距离有多远。为了简便起见,可用辐合角的差表示深度知觉的误差。辐合角是双眼视轴在注视点处相交形成的夹角。被判断为等远的两个物体所形成的辐合角之差,就可用来作为深度知觉准确性的指标。

霍瓦一多尔曼设计的三针深度知觉仪于1919年被用于淘汰航空人员中那些深度知觉差的人员,后来深度仪又被广泛应用于对飞行员、炮手、宇航员等的选拔, 以及运动员、汽车驾驶员、精密仪表从业人员的测查等等。总之, 对于一切从事要求有精确的双眼视差深度辨认能力工作的人用深度仪进行检查, 都具有十分重要的意义。目前,国内普遍使用的深度知觉测试仪虽然在构造上比霍瓦的设计复杂,但在主体结构上一直没有大的差别,大多数都是主试通过读取标尺数值获得实验结果。这类仪器的操作和测量方式各有所长,但是大多数测量精度不高。因此,人们后来用数字显示的方式代替了人工读取。数显距离测量仪器通常都需要通过位移传感器将位移信息转变为电信号。目前,国内外的精密数显距离测量装置倾向于采用容栅传感器,以达到比较高的测量精度,这种方式的优点是精确度高,性能比较稳定。但是,它需要在动尺和定尺上安装大量相互绝缘的电极片,因而结构复杂,对生产条件要求苛刻,而且成本比较高。

鉴于传统人工读取测量方式的不足,我国还探讨了一种基于单片机、步进电机和数字显示器的新型高精度数显深度知觉测试仪的实现方法,这种仪器的测量精度可达到0.0001m,且通过数字显示器直接向主试呈现测试距离,被试只需通过控制键盘就可调节游标的移动,这种仪器能较好地解决了传统方式中存在的问题。