第十三章立体视觉及其检查法 - 眼科屈光学

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第十三章立体视觉及其检查法

2009-12-09 10:37:09 来源:网络作者:唯尊【大中小】浏览:71165次评论:0条

Helmholtz说:立体视觉是我们全部活动的基础。包括用一团乱丝穿针到跳越悬崖的活动。关于后者，眼睛的正确测距是性命攸关的事情(自刁云程译《生活自然文库》)。

第一节概述
立体视觉简称立体视。在特殊工种检查中亦称深径觉。它是视觉器官对外界客观景物三度空间的视知觉，也是对周围物体的远近、凹凸和深浅程度的判断能力。立体视觉是以单眼视力为基础，通过不断地实践和锻炼由双眼单视和生理性复视发展而来。立体视觉在人类生活中的重要性逐渐引起人们的重视，愈来愈多的职业体检中都把它列为重要的检查项目。
人类的两只眼球是随着人类的进化逐渐由头的两侧移向头的正前方。使两眼的大部分视野互相重叠；两眼的视神经也在进化的过程中，在视交叉处半数交叉。待到视觉中枢，两眼的神经纤维按照两眼视网膜的对应关系互相重合；为了使两只眼球能够非常精确地协同运动，主管两侧眼球内外肌联合运动的佩利阿核也逐渐形成。这些都为双眼单视和双眼立体视觉的形成提供了最基本的解剖生理基础。当两眼注视同一物体时，左右两眼视网膜像在视中枢产生像融合，形成双眼单视。双眼单视时，两侧视网膜上所代表的视方向线均互相重叠，形成想象中的单视眼，称为独眼。
双眼单视环是当两眼看近处某一个目标时，以两眼的两个结点和眼前的一个固视点为基本点所画之圆。从理论上讲，所有离开双眼单视环的物体都产生复视。但经实际测试和电生理试验证明，在离开单视环较近的物点并不发生复视，仍可维持双眼单视，即由原来的双眼对应点经过锻炼扩大为双眼对应区，称为帕努姆单视区。在此区域内虽然有轻微的生理性复视，但仍可维持双眼单视，临床上称为零视差区。离开感觉单视区更远的物体，由于双眼视差的逐渐增加和视觉发育中的实际锻炼，形成双眼立体视觉。在立体视觉区的范围以内，随着两眼视差增大立体感的程度亦随之增加。但当视差超过一定限度时，即由立体感觉转变为生理性复视。在固视点较近处的物体，成为交叉性复视，较远者成为非交叉性或同侧性复视，
在立体视觉的检查方面，以多尔曼深径觉计试验为例，是以两杆相差30mm为选拔最低标准，若被检者瞳距为60mm，则其视差为10.31"，立体半径为1200m。即在 1200m以外，两物之间的距离再大，亦不能分辨远近。在高速运动，如飞机着陆时，眼与地面路标之间的距离大都超过立体视半径，而且这种运动都是纵向的，它与前述的横向双眼视差截然不同。因此用这种静态的立体视锐预测飞行人员训练后期的着陆成绩值得商榷。
单眼立体视觉因素，在日常生活中也很重要。它与视觉心理和实践经验有密切关系。在某些职业，如绘画等，单眼因素起到更大作用，又如球幕电影，由于宽广的视野和高速运动的图像，共同形成综合性心理因素，因而导致极为强烈的立体感觉，更显示了视心理因素在立体视中的重要性。
激光全息图具有三维空间特点。目前已有多种白光再现全息术(如反射全息)出现，并可通过浮雕技术用模压法使其大量生产。故全息技术在今后立体视觉的检查诊断和训练中可能会发挥更大作用。

第二节双眼视与立体视

一、单眼的视方向

视觉器官为了适应光直线进行的特点，为了辨别外界物体的方向，视网膜的光感受器对于每个方向进入眼内的光进行分工，即在视网膜上形成对外界物体具有局部定位特点。几乎每个视觉感受器都通过视方向线与空间的每个物点联系起来。这是空间视觉的最基本因素。随着进化，为使视觉定向准确，视网膜上的视觉感受器逐渐向中央集中，而且中央部分的视网膜的组织结构进行精减使内层变薄成为凹陷，称为中心凹。此处的感受器几乎与每一条神经纤维相联系，更增加了视敏度和传导速度。在单眼固视时，发自物体的光通过结点与中心凹相连结成为主视线，则中心凹与注视点互相对应。由于中心凹是该眼的视觉中心点，故由它所代表的视方向称主视方向。此主视方向是单眼观察外界所有物体进行空间定向时唯一的标准。围绕中心凹视网膜上所有感受器受到刺激后，所代表的视方向均称次视方向。这样就以中心凹为中心确定主视方向和次视方向。这种以单眼为中心来确定物体方位的方法，称为以眼为中心的定向方法(图13-1)

二、双眼的共同主视方向和独眼或中央眼

我们观察外界景物时，一般情况都是两眼同时参与。因此，在谈双眼视觉时要把上述单眼空间定向结构统一到双眼视的结构模式，即把两只眼的主视方向重叠起来形成双眼的共同的主视方向。这样就形成了以自我为中心的视定向和独眼的概念。

图13-2是自我为中心的视方向示意图，当两眼同时固视F，F的像F1’和F2’各沿两眼的主视方向线分别落在两眼的中心凹。从两眼的中心凹所引两条视线相交于F，此者称为双眼固视。此时若只用右眼看，则F位于F2’与F连成的右侧的主视方向线上；若只用左眼看，则F位于左侧的主视方向线上。若用两眼同时视时，则感觉F既不在右眼视线上，也不在左眼视线上。而是在如图13-2(a)所示由两眼中央向前延伸的虚线上。试验还证明，不但F在这条虚线上，而且分别位于左右两眼主视线上的所有其他物点也位于这条虚线上，如图13-2(b)所示，左眼视线上的五角星和右眼视线上的三角形均与固视点F重叠在一条共同的视线上。这条由双眼单视时，用两侧中央凹共同看一个物体所形成的视方向线称为共同主视方向线(图 13-3)，这就为双眼单视提供了一个既富想象而又有视觉生理心理根据的解释。所以当用两眼同时观察外界物体时，并未放弃两眼中任何一眼的中心视方向功能，而是把两眼各自的功能融合起来，好像只用单独一眼在执行任务。因而采用以头，实际上是以脑的视觉中枢为中心来判断空间的位置。这就成为以自我为中心代替了以眼为中心判断方向的方式。

为了进一步证实上述两眼共同主视方向在双眼视觉中对空间定向所起的作用，赫林(Hering)提供了具有说服力的窗试验。如图13-4所示，受试者位于窗前看窗外景物。遮住右眼用左眼看远方物体，例如看到一棵小树，在左眼视线通过的玻璃窗上标记，再把左眼遮住右眼睁开，注意观察窗上标记所遮盖的远方物体，即小屋上的烟囱。然后两眼同时睁开共同注视窗玻璃上的标记，则烟囱、小树和标记都在两眼正前方的一条直线上，这条直线从两眼之间的中心点，即从鼻根向远方延伸。这条想象中的虚线，代表着两眼的共同主视方向。产生这条共同主视方向的假想眼，称为独眼。应当说明的是，图13-4下部左右两眼视像在脑内融合之后，应当仍为倒像，倒像变为正像要经过手等感觉器官的直接接触，通过所谓感觉器官的互相作用的视觉心理过程，才可把脑内的倒像纠正过来。再者，只有两眼注视窗上的标记时，远处的树和烟囱才可在两眼的中心凹成像，并在视中枢融合成像。但当两眼固视窗玻璃时，两眼调节亦随之聚焦在玻璃的平面处，远方的物体则处于固视眼的固视点之外，两侧视网膜上的像是不清楚的，两像融合后应当也是模糊的。
独眼并不是真正的独眼怪胎，而是根据双眼视觉中的共同主视方向所提出的假想眼。它是视觉中枢在头脑内想象中的代表。

三、视网膜对应点
独眼是双眼单视时两眼视网膜像的重叠。所以独眼上任何一点都是两眼对应点的重合。当两眼看无限远的物体时，两眼视线即完全平行。此时，位于两眼正前方物体的像均沿着视线落在两眼的正中心，随着人类视觉的演化即成为中心凹，中心凹是视觉的最敏锐点，也是两只眼球的主对应点。视野周边处所有物体均以注视点为中心，各物在空间中的关系位置，在视网膜上围绕中心凹形成相同的倒像。所有外在空间任何一个物点都在两眼视网膜上形成位置互相对应的一个倒像，两眼视网膜上代表同一物像的视细胞，即称两眼视网膜对应点。
由于看远时，所有物像都落在两眼的对应点上，故无任何像差产生，既无复视也无立体视，所有物体无远近之分。但当两眼固视近处单一物体时，由于两眼近反射仍可形成双眼单视。但所有位于固视点较远或较近的物体都形成生理性复视。在固视点周围的物体，其像仍可落在两眼中心凹周围对应点之上者，仍可成为双眼单视。围绕固视点，所有能够形成单视的物点连接起来所成之圆，即下面所讲的双眼单视环。对应点这一名词于1637年由笛卡尔首先提出。现在已由神经生理学予以证实。
婴儿6个月时，中心凹的功能才开始发育，两眼开始有固视反射。双眼视觉也开始发育，其后根据两眼视差并通过反复的实践锻炼，待5~6岁时立体视觉逐渐发育成熟。如在幼儿视功能正在发育阶段，由于某些眼病的影响，两眼对应点的发育受到抑制，即不能形成正常的像融合，为了避免两眼非对应点所产生的复视干扰，由于幼儿发育阶段的视觉可塑性，即产生视觉适应形成旁中央固视，如果固视点离中心凹不是很远，虽然具有一定程度的像差异，亦可融像形成双眼单视。这也说明，视觉可塑性在双眼单视和立体视中所起的作用。

四、双眼单视和生理性复视

双眼单视和生理性复视是双眼视觉中两个重要的组成部分。如图13-4窗试验中所表示的共同的双眼单视。但此双眼单视眼在看固视点以远或以近的一切物体都产生生理性复视。所以说，双眼单视是在特定条件下产生的，是相对的；而生理性复视则是普遍的随时存在的。

如图13-5所示，当两眼固视黑点，对黑点来说成为双眼单视。因五角星距眼较近，其像落在两眼中心凹的颞侧。两眼的颞侧不是双眼视的对应点，因而产生复视。颞侧的视感受器受到刺激后其像均向鼻侧投射。故右眼的像投射到左侧，左眼的像投射到右侧，成为交叉性复视。图13-6为两眼固视五角星，对五角星来说成为双眼单视。因黑点较远，其像落在两中心凹的鼻侧，鼻侧受刺激后其像均向颞侧投射，即右眼的像在右，左眼的像在左，成为同侧性复视。

尽管生理性复视在我们的生活中时刻存在着，但很少为人察觉。若在均一背景处，即可表演出来。如将食指垂直地放在两眼的正前方，同时看白墙上的一个黑点，当黑点看成一个时，指头即成为两个模糊的指影。当两眼注视手指时，墙上的黑点即成为两个模糊的黑影，无论距离远些或近些，生理性复视均可出现，只是复像的模糊程度随着距离不同有所变化。由此说明，双眼单视和生理性复视是同时存在的，只是人们对于生理性复视已习以为常视而不见罢了，但它却是双眼立体视的基础。双眼单视时，固视点处的物像落在两眼的中心凹，如果另一物体与被固视物非常接近，由于两物在两眼结点处所形成视角之间的差异很小，故不能分辨两物在空间的前后差别。这种不能分辨远近的轻微视差称为零视差，严格地讲，只要有视差产生即形成生理性复视。但由于视生理和视心理的参与，极轻微的视差并不产生复视仍可保持双眼单视。随着视差的增加和视系统的不断锻炼，不但不会产生视觉干扰，反而成为双眼立体视。对此将在下述的双眼单视环和帕努姆区的段落中详加说明。

五、双眼单视环

首先由Aquilonius于1613年在其所著的《论光学》中所提出。图13-7是双眼单视环的示意图，它是通过固视点F和两眼的结点L和R所画的正圆。按照几何学的基本原理，在同一个圆环上同一圆弧所夹之角均相等。如P为圆上的另一点，∠PRF与 ∠PLF相等。即P在两眼视网膜上所结之像P’L和 P'r与其各自的中心凹之间的距离相等，故P’L和 P'r是两眼的对应点，两眼对P点也形成双眼单视。依此类推所有在圆环上的物点均可成为单视。反之，任何不在圆环上的物点如图中的P1和P2均不能成为单视，而为生理性复视。

若按视觉生理的理论，双眼单视环的定义应当是，当两眼固视一个较近的物点时，此物点即位于两眼主视方向线的交点处，所有两眼次视方向线相交之点相连所成的圆即为该眼的单视环。或者当两眼固视近处某一物点时，所有足以刺激两眼视网膜对应点的空间物点，互相连接构成的圆为双眼单视环。这样就把视知觉的作用包括进去。因为外界物点和它的视网膜上的成像，并不都是保持严格的点与点的关系，而是表现为相当程度的区域的互相关系，所以前述的双眼单视环称为双眼感觉单视区更为合理。这种单视区，是以固有的单视环为基线，向两边扩展而成。

六、帕努姆区

前述只按照对应点所画的几何图形，称为维-苗单视环(Vieth-Müller circle)，它与实际测量的结果有很大偏离。这就是说，事实上位于双眼单视环稍前或稍后的一定范围内的物体，在两眼结点上形成的一定程度的视角差异，在两眼视网膜上的影像也产生一定程度的差异，但这种轻微差异并不产生复视，仍然能够维持双眼单视。这种扩大的双眼单视区，把维-苗单视环包括在内。此者由帕努姆(Panum)于1856年所证实，故称帕努姆区。它实际上是前述双眼单视环的局部扩大，这一区域的形成，除了由于两眼眼球在解剖中存在某些差异之外，视觉心理因素所起作用可能更大些，所以有些学者把视觉的主观感觉因素考虑进去，把帕努姆区称之为感觉的融像单视区。

图13-8中的F为固视点，P1为单视环上的一个物点。P1的像落在左眼和右眼的视网膜上分别为 P'和P1'，因它们是对应点不产生复视。P2为另一物点，它在P’视方向线上，其像与P'相重合。P2在右眼所成的像为P2'。由于P2离开单视环太远，故P2'到右眼中心凹的距离与P'到左眼中心凹距离相差太大，因而产生复视，图中的P3离开了单视环但距离不是很远，其像在左右两眼之间的像差。尚未达到产生复视时。由此所测得的范围称之为复视像差阈。

用图13-9解释帕努姆融像现象。图中的P’和P1'为左右眼的旁中央对应点。右侧P1'的外灰色区域为帕努姆融像区。此者表示，刺激对应点以外小范固区域仍可与另眼的对应点形成融像。

图13-10为由奥格尔(0gle)用立体镜测得的结果所绘制(1952)，其观察距离为50cm，观察视野为14°。作者把立体视觉分为两个水平，把靠近固视点，两眼视差较小部分称为固有的立体视，这种立体视是由于两眼视差所带来的具有强制性固有性反映。在此范围内深度知觉的体会非常明显，并随着视差的增加，深度知觉的程度亦随之增加。其他条件对其固有特性的影响很小。在固有的立体视之外的部分称之为定性立体视，即对这一区域的物体只有比固视点较远或较近的定性概念，已失去随着视差改变，立体视程度亦随之改变的特点。此图的另一特点是由于固视处视敏度高，其融像区较小；随着观察视野向外增加，视感觉系统与传导系统的联系疏松，视敏度降低，其融像区随之增大。由图13-10还可以看出，立体视觉区位于双眼单视区和生理复视区之间。视差逐渐减少即成为双眼单视；视差逐渐增加即成为生理性复视。

第三节双眼立体视
一、双眼立体视的必要条件
①单眼视力；②双眼视；③健康的视觉感觉通路；④健康的运动通路。
二、双眼立体视的生理基础
①集合；②调节。

三、双眼立体视锐

立体视锐由双眼视角的最小可辨阈来决定。测定双眼立体视锐的方法很多。第一个测定双眼立体视锐的是黑尔姆霍茨。现在均以多尔曼深径觉计为代表(图13-11)。我国现用的多尔曼深径觉计，如图所示，中间为一直立的固定圆棍，距观察眼的结点为6m，棍旁有一滑轨，其中安装可由牵拉绳前后拉动的同样大小的圆棍。检查时，用拉绳把两棍拉成平行为止。以3次结果的平均值求得两棍前后相差的毫米数，然后化为以秒为单位的两眼视差角，即被检眼的立体视锐。

图13-12为用多尔曼深径觉计测定立体视的原理示意图。A和B两目标距观察眼的结点的中间联线分别为d和d+δd，d为两眼的瞳孔距，∠α和∠β分别为看A，B两物体时两视轴所夹的集合角。θ1和θ2分别为两眼结点处所形成的瞬间视角。所谓瞬间视角，即当两眼固视A时，A和B两点在左眼所夹的角为θ1，当两眼固视B时，A和B两点在右眼所夹的角为θ2。从图中几何图形可以求得∠β-∠α=∠θ1-∠θ2。即两眼集合角之差等于两个结点处所形成的视角之间的差异。两个集合角之间弧度值之差为:
tg∠β-tg∠α=[b/d-b/(d+δd)]= bδd/[d(d+δd)]
图13-12中d+δd与d相比较，相差甚微，故可把上式简化为bδd/d2弧度(由弧度化普通角度的公式为3600/2π，化为分要乘60，化为秒要乘3600。即1弧度等于57.295780°或206265")。由于1弧度为206265"，故所求的视差角，如以秒为单位，其公式为bδd/d2×206265
例如受试者的瞳孔距离60mm。实测所得两棍的前后距离为33mm。代入上述公式为:
[60(瞳距)×30(两棍之距)]/60002×206256"=10.31"
即被试者的两眼视差角，或立体视锐为10.31"。由于小于这个视差角即无立体视锐产生，故也称立体视的误差角。由上述公式可以看到，随着瞳距增加和两棍之间的间距增大所得视差角亦将增大，即视敏度降低。从上述公式还看到，如观察距离增加10倍，两棍之间的距离要增加 100倍才可得到相同的视敏度，因此，这个公式只适用于较近距离，随着距离的增加，其准确度逐渐降低。
立体视觉半径是指对于一特定立体视锐的人，能够形成立体视的最大距离。当两眼看无限远时，两眼视轴夹角为零，当然无立体感。但看多么远的物体，才可使两眼形成的瞬间视差角恰好达到受试者的立体视敏度而有立体感呢?如图13-12中的A位于无限远，两眼看A时所夹之角∠α=0。另一物点B较A近，两眼所夹之角为∠β，因此，∠β-∠α=∠β-0=∠β。从图可以看到tg∠β=b(瞳距)/BR(B距眼的距离)。设受试者的瞳距为60mm，立体视锐为10.31"。 BR即要求的立体视半径(R)。∴R=60/tg∠β=60/tg10.31"=1201540.4mm，即1202m。即在此举例中，如一物距眼超过1203m，另一物即使在无限远处，也分不出两者的远近。星空中所有星星均超过上述的立体半径，故均无远近之分。

第四节形成单眼立体视觉的因素

在用单眼看物时，没有双眼视差为什么还可分辨物体的远近和凹凸呢?这是因为人类长期生存在地球上，为了能够辨别大地上各种景物与地面之间的关系以及各景物之间的相互关系位置，即根据各景物所提供的视觉信息特点，在视觉系统中进行不自觉的和意识不到的综合和加工，长期的客观存在的刺激，因而创造了以视中枢为主的单眼立体视觉功能。目前公认的能够作为单眼立体视觉的景物特点，即所谓立体视觉的单眼线索有:
一、遮盖或重叠

如图13-13左侧为一平面图，右侧图由于手的遮盖便产生明显的立体感。

二、物体的通常大小印像

如在一张画面的天空中出现同等大小的飞机和小鸟，立刻可以判断飞机在远鸟在近。

三、图形错觉

图13-14虽然是一张平面图，但它具有明显的立体感。又如大的广告招贴画中的人头像，两眼炯炯有神凝视前方，当你在画的前面走过时，由于他的两眼仍注视着你好像画中的人头在跟着你转动一样。

四、物体的颜色和轮廓的模糊程度

风景画中淡蓝色和模糊不清为远。

五、光和影的分布

光亮处凸起，阴影处为凹下。

六、集合线和消失点

最典型的例子是，当火车向远飞驰时，两条铁轨之间的距离慢慢缩小成为集合线；同时火车由大变小成为物点而终至消失。所以集合线和消失点有明显向远延伸的感觉。这类具有立体感的图画，如用单眼看时，立体效果更为明显。

七、运动视差

猫在跳上桌子之前都要把头上下微动，鸡在啄米时头也在不停地摇动。一眼失明的人，也常常摆动头用以获得立体感。

八、综合性心理因素

例如，视野增大也可增加立体感，以宽银幕立体电影或球幕电影为例，虽然幕上的画面仍为两度空间的平面图，但可产生强烈的立体感。这种立体效果的产生已非传统的调节和集合等生理学知识所能解释。只好用视野扩大和利用特技摄影所模拟的高速运动图像造成的综合性心理效果来解释。所以，人的立体视觉是以双眼视差为基本条件，但其他因素的重要性亦不能忽视，有些心理因素有时在某些场合起到更为重要的作用。随着科学的发展，一些心理因素的作用才可逐步被人们认识和利用。

第五节立体视觉的检查
一、多尔曼深径觉计
检查时，受检者距固定棍6m端坐后，头固定在固定架上，两眼不能转动。两眼向前平视通过前面档板上的观察窗，观察白背景前面的黑棍。开始时将拉绳拿在两手中，令受检者牵拉手中的绳索将移动的黑棍拉到他所认为已与固定棍平行的位置。将绳放下做一次测试。由滑动棍所在的位置的刻度尺上读出两棍之间的差距(mm)作为一次结果。再试时，主检者将滑动棍移动后，令受检者重新拿起拉绳将棍拉平。以3次所测平均值为测试结果。
检查仪要求黑棍保持全黑并无反光，白背景要保持清洁，照明要均匀，不能有阴影出现，我国空军选拔飞行员的标准值定为两棍之间差距不得超过30mm，即大于30mm者为不及格，如受试者的瞳孔距离为64mm，则其选拔标准值为11.00"。张剑用此仪器于1973年，在选拔飞行员体检中，对800名高初中毕业男生进行实测。结果为两棍之间的平均值为13mm，若以瞳距为64mn进行换算，其视差角为4.8"，则较空军所定标准值(11.00")低2.29倍，故张认为空军现定标准可能太低。
多尔曼探径觉计所测视差角较小者双眼立体视明显较好。但另一方面，有些单眼视者在自然条件下，深度的判断和运动速度的判断也可以达到惊人的程度，后者无疑是由于其他因素的参与和经验积累的结果。因此，对于飞行员是否必须具有好的立体视觉才可飞出好成绩，引起怀疑。1946年Kirschberg在英国全天候飞行训练中，顺利毕业和被淘汰的学员中，并未发现深径觉和飞行成绩之间的因果关系。国外也早有人报道单眼飞行员安全飞行的例子。我国亦有立体视觉极差的飞行员长期安全飞行的事例。最近我国空军体检人员亦提出多尔曼的结果与实际飞行成绩并非密切相关。笔者认为，飞行着陆时，地面路标均在立体视觉半径1200m以外，并以高速向后运动。若仅以静止的只有十几秒的横向立体视差做为飞行成绩预测的唯一指标，确有不足之处。因此提示我们，若能根据整个人机系统和飞行环境进行飞行成绩的模拟预测，作为综合性选拔标准可能更切合实际。

二、立体镜和同视机
立体镜系由怀特斯通(Wheatstone)于1832年所发明。由于当时照相术还未付诸应用，故他对立体镜中立体图对的绘制作了详细描述。弱视镜和现在使用的同视机均由立体镜演变而来。立体镜是利用光学部件使两眼分别观察成对的立体图片使之产生立体感觉。这种成对的图片称为立体图，它的特点是两张图片的轮廓、结构、颜色和亮度对比均相同，其中只有个别的物点在水平(横)方向有轻度偏移。这种大同而又有小异的图对的网膜像，传到视觉中枢产生融像后，根据两眼的像差并通过视心理因素，使两张只有两维空间的平面图产生具有辨别三维空间的立体感觉。
两眼能够正确判断深度的最小差异，即该眼的立体视锐。随着两眼视差的增大，深径觉的程度也逐渐增大，终至超过两眼融像能力，形成复视。由立体镜所测得的视敏度称为立体镜视力。严格地讲，它与一般所讲的立体视有所区别。后者包括了其他因素在内。而立体镜视力几乎排除了所有其他足以影响立体视的因素，只根据立体图对之间的细微差异来判断其立体程度。尽管由立体镜所显示的立体视非常生动，并有极强的吸引力，但对于某些从未有立体体会的人，对其所感受的现象仍然不会描述。也就是说，由这类仪器所测结果仍存在一定程度的学习因素，现按立体视形成的过程分述如下。

1.同时知觉即一级双眼视功能用以测量同时知觉的图对都是两张不相同的图画，通过沃茨Worth的第一次融像把两侧图画融合在一起。图13-15是同时知觉图对。这类图对是用来检查两眼视觉信息在向大脑的传递过程中是否有双眼交替现象和单眼抑制现象。有同时知觉者可以看到3只小鸟飞到山上。有交替视觉现象者，左眼看到的山和右眼看到的小鸟交替出现；此者为较高度的屈光参差所引起。有单眼抑制者，抑制眼侧的图画不出现，只感到健眼所看图画存在。同时知觉是保持正常立体视觉的最基本的视生理因素。

2 .双眼合像即融合功能属二级双眼视功能。双眼视觉中最主要的特点是把两眼视网膜上的两个像融合在一起成为双眼单视。为了达到双眼单视，首先根据视网膜上的模糊图像，引起两眼调节和集合的联合运动，使两眼视轴对准所要观察的物体。这种由暂时的复视成为双眼单视的过程，称为融合反射。融合反射后，两眼视网膜的像沿着向心传导系统，待到视中枢使两像融合，视中枢融像之后，为了维持已经融合的像不致分开。再由视中枢发出维持融合的运动性冲动，经佩利阿核到达两侧眼球的内外直肌，使之保持双眼单视和物像清晰。因此，双眼融像一般分为感觉性融像和运动性融像。前者是指两眼视信息传入视中枢后像的融合部分，后者则是像融合后为了维持正确眼位，眼外肌所进行的眼位调整部分。这种调整部分的微细运动由两眼眼球的集散运动来完成。此者又可分为周边性融像集散运动和中央性融像集散运动。周边者用于粗略的立体视觉的调整，中央者用于精细的立体视觉的调整，

为了便于判断融像功能是否正常及视觉功能的受损部位，检查融像时，所用图对中的每张图中均缺少一个小的物体的细节，只有通过融像才可看到一个完整的图画。如图13-16是一幅融像图对，有融像功能者，方可把缺尾巴的猫和头上无球的猫融合到一起，看到一只头顶皮球的大花猫并且稳定不动，因为这类图对中用以做为对照的部分位于图的周边,称为周边对照。为了精细地测定融像功能的受损部分，有些同视机上附有成套的系列融像检查图。其中用于专测中央融像功能者，称中央对照图对。专测周边融像功能者，称周边对照图对。并把对照细节部分在视野中的部位标出来。如图13-17，是中央对照(缺一只腿)。凡中央性融像功能齐全者，合像后的鸟有两只腿。凡有运动性融像功能不全者，不能保持稳定。

3.立体视觉此处所讲立体视觉是立体镜视觉的简称，即第三级的双眼视功能。用立体镜或同视机检查立体视觉比较方便。现在的同视机上均附有各种立体图对，可把立体视锐敏度很容易测出，并选用相应的图对进行训练治疗，本文仅就常用的几种立体图对简要介绍如下。

图13-18是不同大小物体随机排列的立体图对。从单张图中难以分辨哪个在前哪个在后，但用立体镜观察时，可以看到层次分明的16个物体。这两张图对看起来好像完全一样，但仔细观察就可发现各物之间存在轻度差异。如两张图中的油瓶和小羊之间的距离就显著不同。图13-18下面的图对,是上面左右两图交换了位置，所看物体的远近就都反转过来。图 13-19是Helmholtz所设计的立体图对。用立体图对观察器观察时，左右两图融合后成为表面如辉光闪耀的多角球体。

为了排除前述一些图对中存在着近大远小和其他因素的参与，1971年B.Julesz设计了随机点立体图对，把引起双眼视差的成分理藏在杂乱无章的随机点中，使被检者在双眼合像之前无法辨认。图13-20是黑白随机点立体图对，用立体镜观察时，图中理藏的“T”即明显凸出起来。

随机点立体图对的制做方法，为先用计算机制做出两块完全相同的随机图，以此做为立体图对的背景。再用两块小的随机点图如图13-20的“T”，分别放在背景图上。其中一个“T”要略向内或向外错开，“T”形图的错开距离愈大立体感觉愈明显，但错开的距离太大超过双眼视像的融合范围，即无法合像亦无立体感觉。向内错开的两个“T”与两个背景图对相比较位于双眼集合的视线上。即产生集合视差，产生“T”凸出和向眼移近的感觉。反之，“T”向外错开产生散开视差和向后凹陷并向远移位的感觉。图13-21为由空军李志升设计的白噪声随机立体图对，内中理藏了--个凹下的菱形。

过去认为每只眼要先分别认识外界的刺激物，通过两眼进行比较，才产生立体感。自Julesz的随机点图设计后，则认为立体感不一定先要每只眼对外界刺激物的认识和比较，然后形成立体感，如图13-22左侧流程图是过去论点，即单眼对物体再认识在前，立体视觉在后。右侧表示新的论点，为双眼的像融合之后，先形成立体视觉的产生过程，在察觉的特殊信息加工水平上便能完成，并不需要高级认知活动的参加。

本文中所有立体图对，左右两图之间的距离均为66mm左右。如把立体图对放在眼前使两眼的集合放松，两眼视轴散开，可把所有立体图对看成立体，但当两眼视轴散开，调节亦随之放松，对近处的立体图则成为相对远视，因而所有图像是模糊的。年轻者只要使用轻度的比较性调节后可把图像看清(这就是前面所讲的比较性调节)，调节力较弱者如老视眼，要戴上 3.0DS~4.0DS的眼镜方可看清，为了便于观看文中的立体图对或为了推广立体视觉知识，特介绍一种最简便的立体图对观察器(图13-23)。按图中说明画在硬纸板上，并沿虚线剪开，在折叠处用胶布贴上，在观察孔处放上两个+4.0DS的凸透镜，即可成为图中所示的简易立体图观察器。

三、立体视觉检查图

颜少明的立体视觉检查图是红绿两色随机点图对，要用红绿眼镜观察。

Titmus立体视觉检查图(图13-24)是根据偏振光立体图原理所设计。在自然光或一般照明下，表面可以发出纵向和横向两种偏振光。当戴上偏振光眼镜观察时，可以形成双眼分视。封面上用于示教的那个苍蝇的两个翅膀成为振振欲飞的样子。图中的标号代表每个图对不同的视差角，故可用以检查立体视觉。

1.条栅法是用竖条光栅放在立体图对的图画之前，当用右眼看时，只能看到用右侧镜头所拍照片，当用左眼看时，只能看到用左侧镜头所拍照片，两眼同时看时，则左右两眼所看的立体图对产生融像，根据视差的大小显示不同程度的立体感觉。透镜光栅法，是用无数竖立的柱状透镜，其右侧印有右眼看的立体图，左侧印有左眼看的立体图，右眼只能看右侧图，左眼只能看左侧图。当左右两眼同时看时即成立体感觉。此已有各种商品在市面销售。
所有上述方法都是利用两眼视差原理所设计，只有水平观察时才有立体感产生，如把头转动90°观察时，立体效果即消失。
2.全息图法全息图是记录了被拍物点光的全部振幅和相位。当用参照光使其再现时，其再现像即包含了原物的三维空间的特性，故看起来与原来的实物完全相同。观察这种图像时，不但要使用集合，还有调节反应参加。因这种图像是实物的再现，故两个物像之间亦有视差(不只横向的也有垂直的)存在。全息图具有形象逼真引人入胜并可储存大量信息及不易损坏的优点。随着激光全息术的不断发展，其原有缺点如价昂、不易大量生产和只有单一色调等，已逐步得到解决，所以采用全息术做为立体视觉的检查、诊断和防治眼科疾病，将是一种理想途径。许澍翔等于1999年研制成全息立体视检查仪，系采用全息技术来完成，无需借助任何观察工具，在适当的自然光下，裸眼即可进行立体视锐敏度检查，其检查精度和可靠性较现用其他方法明显提高，为立体视觉检查提供了一种新的检查工具。
(徐广第)

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