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图4-6
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目光交叉与否由附着在眼边的肌肉实现。控制这些肌肉的是一个努力减少重叠影像的大脑回路。看到重影往往是脑中毒、脑窒息或损伤的一个征兆。这个回路类似于旧式相机中的测距仪：棱镜从两个取景框中取景，摄影师调整棱镜角度（使它适合于照相机镜头），直到图像排列好为止。大脑将测距仪原则作为深度的另一种信息来源，它或许是一个不可缺少的信息源。立体视觉只给出了有关相对深度的信息——在眼睛聚合点之前或之后的深度。眼球方向的反馈必须锚定绝对深度的感觉。
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这就是立体图设计者所面临的问题：聚焦反射和眼交叉反射是连在一起的。如果你聚焦到附近一点来减少模糊，目光就逐渐聚合；如果你聚焦到远处一点，目光就变得平行。如果你将目光聚合到附近一点来减少重影，眼睛就压缩晶体从而近距离对焦；如果你将目光分岔到远方一点，晶体就会放松到远处聚焦。这种搭配超过了对立体图最简洁的设计，立体图将一张小图放在每只眼的前面，双眼目光都直视前方，各自看各自的图片。你在看远处物体时，目光直视前方，它将每只眼的聚焦点拖至远方，从而模糊了图片。聚焦图片接着又将目光拉在一起，这样两只眼睛都看着同一张图片，而不是每只眼睛各看一张图片，而且那也没有用处。目光内外摆动、晶体变厚变薄，但时机不对。要想得到立体视图的错觉，还需要其他条件。
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一种方法是拆开这对反应。许多实验心理学家都像苦行僧一样训练自己，竭力控制他们的生理反射并用意志力来“自由-融汇”立体视图。有些人将目光交叉到图片前方想象的一点，这样左眼能看着右边的图片，右眼则看着左边的图片，并将每只眼看图片的目光聚焦到后方想象的点。另外一些人将目光锁定到正前方无限远处，同时仍保持着聚焦。在我得知威廉·詹姆斯说过这是每个好的心理学家都应该掌握的一项技能后，我曾经花了一下午时间来训练自己做到这点。不过，一般过着平凡生活的人，却不见得能有这样的决心和毅力。
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惠斯顿的发明有些拙劣，因为他还面临着第二个问题：他那个年代的绘画和银板照相都太大，在眼前没法做到不重叠。人们做不到目光向外看，像鱼一样一只眼睛看一边。于是他在两边各放一张图片，两张图片彼此相对，像书挡一样，他还在照片之间放了两面粘在一起的镜子，就像一本打开的书的封面，每面镜子都反射出一幅图片。然后他在每面镜子前放一个棱镜，调整后使得两面镜子看上去像是叠加上去的。当人们透过棱镜看到叠加上去两幅图片的反射时，图片中的景色就变成三维的了。更好的照相机和更小的电影胶片催生了更简便的手持型设计，我们现在仍然在用这些设计。更小的照片——同以往一样，是从两个同双眼间距相同的观察点拍摄的——被并排放置，中间有一个垂直信号灯，每只眼睛前面还放着一个玻璃镜头。玻璃镜头使得眼睛无须聚焦于近处的图片，目光可以放松到无限延伸的远方。这使得目光发散，从而可以直视前方，一只眼睛看一幅图片，图片就自然地融汇在一起。
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立体图成为19世纪的电视机。维多利亚时代的人们与家人和朋友一起愉快地花上几个小时轮流来看巴黎林荫大道、埃及金字塔或者尼亚加拉大瀑布的立体照片。漂亮的木质立体图现在在一些古玩商店里仍有销售，供热心的收藏者淘宝。现代的版本是三维魔景，在世界各地的旅游景点都有：一个不贵的观看器，展示了当地风景名胜的立体视图幻灯片。
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一种不同的技术——立体影片，是将两张图片盖在一个平面上并运用了巧妙的手法，这样每只眼睛只会看到想看到的图片。一个熟悉的例子是与20世纪50年代早期风靡一时的三维立体电影有关的，就是声名狼藉的红绿色纸板眼镜。左眼的图像投映为红色，右眼图像投映为绿色，映像都照在一块白色屏幕上。左眼看屏幕时通过一个绿色的滤光镜，使得白色背景看上去是绿色的，而为另一只眼睛准备的绿线则看不到，为左眼准备的红线则像黑线一样凸显出来。与之类似，右眼前面红色的滤光镜使得背景呈现红色，红线看不见，绿线变成黑线。每只眼睛都得到它自己的图像，于是阿尔法半人马座的污泥怪兽便跃然屏幕之上。一个不幸的副作用是，当眼睛看到非常不同的模式，比如红色和绿色的背景时，大脑就没办法融汇它们了。大脑将视域雕刻成一块拼凑品，将每个拼凑小块交替看作绿色或红色，这种令人不安的效应被称为双目竞争。当你将一根手指保持在眼前几厘米的距离，同时睁开双目注视远方，你就会看到双重影像，这就是一种轻微的双目竞争体验。如果你集中注意于其中一个影像，你会发现，那部分逐渐变得不透明，然后透明，再度填实，如此往复。
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一种更好的立体照片是将偏振滤光片，而不是带色的滤光片，放到两个投映镜头上和纸板眼镜里。用左边的投影仪来投映为左眼准备的图像，在像“/”这样的对角平面中振荡的光波中投映。光可以穿过左眼前面的滤光片，滤光片中有一些细微的裂隙也是同样方向，但光却穿不透右眼前面的滤光片，它的裂隙是反方向的，像“\”这样。相反，右眼前面的滤光片只允许来自右边投影仪的光穿过。叠加的图像可以是彩色的，它们不会造成双目竞争。阿尔弗雷德·希区柯克（Alfred Hitch-cock）在《电话谋杀案》（Dial“M”for Murder）利用这种技术创造了极好的效果，影片场景中，格蕾丝·凯利摸到剪刀刺向就要掐死她的人。而跟据科尔·波特（Cole Porter）的《野蛮公主》（Kiss Me Kace）改编的电影则有些不同之处，影片中一个舞者一边起劲儿地在咖啡桌上表演着“太热了”，一边却朝着摄像机抛甩着围巾。
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现代的立体眼镜有用液晶显示屏做的方格（像电子表中的数字一样），起到静音的、电子控制快门的作用。在任何时刻，一个快门是透明的，另一个是不透明的，这迫使眼睛依次看着它们前面的计算机屏幕。眼镜与屏幕是同步的，当左快门张开时显示出左眼的图像，右快门张开时显示出右眼的图像。图像交替很快，眼睛都注意不到闪烁变化。这种技术可以用在一些虚拟现实显示中。不过虚拟现实的最先进水平其实就是高科技版本的维多利亚时代立体视图。计算机在一个小液晶显示屏上显示每张图像，屏幕前面有一个镜头，镜头装在每只眼睛前面头盔的内侧。
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这些技术都迫使观看者戴上或通过某种仪器来观看某种神奇的景象。魔术师的梦想是一种可以用裸眼看到的立体视图——自动立体视图。
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这个原理是由苏格兰物理学家戴维·布鲁斯特（David Brewster）在19世纪发现的，他还研究偏振光，并发明了万花筒和维多利亚时代的立体视镜。布鲁斯特发现，墙纸上重复的模式可以令人注意到深度。紧挨着的重复模式（见图4-7），比如说花朵，可以让每朵花都吸引一只眼睛盯在那朵花上。这是因为相同的花处在两个视网膜的相同位置，所以双重影像看上去就像只有一个影像。事实上，就像一件扣错纽扣的衬衫，整个双重影像的排列可以错误地编织成一张图像，除了两端没有配对的单个影像之外。大脑则看不到双重影像，它过早地满足于双眼已经恰当地聚合，并将目光锁定在错误的校准中。这使得目光瞄准于墙后面想象中的一点，花朵似乎在这个距离飘浮在空中。它们还似乎长大了一些，因为大脑进行了三角运算，计算出花在那个深度需要多大才能投映出当前的视网膜图像。
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图4-7
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一种体验墙纸效应的简便方法是眼睛盯着几厘米远的瓷砖墙，距离近得无法使目光轻易聚焦和汇合。（许多男人是站在小便池前才又发现这个效应的。）每只眼前的小瓷砖很容易就融汇在一起，产生出一种很远处有一面很大瓷砖墙的超现实印象。墙向外弯曲，随着脑袋从一边移动到另一边，墙向着相反方向摆动。如果墙真是在那个距离的话，实际情况也会是如此，将在视网膜上投映出同样的影像。大脑轻率地创造了这种错觉，是为了保持整个幻觉几何形状的一致性。
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布鲁斯特还注意到，将一对完全相同的东西在空间里不规则地摆放，都会使它们比起其余的更凸显或陷入。设想图4-7中被视线穿过的花朵之间的距离被打印得更为接近些。视线被聚在一起，彼此交叉，离眼睛也更为接近。视网膜上的图像会朝太阳穴方向展开，大脑会看到想象中的花朵离得更近了。类似地，如果花朵的间距被打印得更远些，视线则会交汇在更远处，在视网膜上的投映则会挤到鼻子的方向。大脑会认为这个虚幻物体距离更远了。
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现在我们谈到了一种简单的“电眼”错觉——墙纸自动立体视图。一些书和贺卡中的立体视图显示了多列重复的东西——树、云、山和人。当你看这些立体视图时，感到每一层物体在漂进漂出着，都有着自己的深度（尽管在这些自动立体视图中，并没有出现新的形状，我们稍后会谈到那些七拐八扭的立体图。）这有个例子（见图4-8），是伊拉维涅尔·萨比亚（Ilavenil Subbiah）设计的。
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图4-8
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图4-8有些像布鲁斯特的墙纸，但它刻意有一些不均等的分隔，这并不是出于裱糊工人的草率之举。图片中包括了7艘紧密排列的小船，但只有5座间距疏松一些的桥拱，当你向图片后方看时，小船似乎比桥拱离得更近，因为它们错误交汇的视线聚到了一架更近的飞机上。
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如果你还不知道如何融汇看到立体视图，请把这本书举到你眼睛的正前方。使书的距离近得目光无法聚焦，令你的眼睛直视前方，看到重影。然后慢慢将书离远些，同时保持眼睛放松，“穿透”书看到书后面想象的一点。有些人将一片玻璃或一张幻灯片放在立体视图顶部，这样他们就能聚焦到远处物体的反射光了。你应该还能看到重影。这个手法是让重影中一个图像漂到另一个的顶端，然后就像磁石一样，将它们保持在那里。试着校准图像。叠在一起的轮廓应当逐渐聚焦，然后弹进弹出不同的深度。正如泰勒所说，立体视觉就像爱情：如果你不能确定，你就还没有体验到。
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有些运气不错的人能做到这点，他们把一根手指放在立体视图前面几厘米处，聚焦于这根手指，然后慢慢移开它，同时目光仍保持那个深度。用这种技巧，目光交叉带来的错误融汇使得左眼看到右边的一只船，而右眼看到左边的一只船。别担心你妈妈说的话；你的眼睛不会永远僵死在那个位置的。你能否对眼看到融汇的立体视图还是对眼程度不够，这依赖于你是否能将目光略微交叉或盯着墙斜视。
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通过练习，大多数人都可以目光融汇看到墙纸立体视图。他们不需要像心理学家目光自由融汇来看二图立体视图那样，做瑜伽般的精神高度集中，因为他们不需要将他们的聚焦投影从汇聚投影中以同等程度分离出来。看到自由融汇的二图立体视图需要双眼目光分开，各自保持直视其中一幅图片。而看到融汇的墙纸立体视图则只需要双眼目光分开，保持直视同一幅图中的邻近相同物体。相同物体之间的距离非常接近，会聚角只在聚焦投影想要的地方那条线之外的不远处。在两个投影之间的网络中通过小小的摆动，聚焦于比你目光会聚处稍近一点的地方，这对你来说应该并不太难。如果确实难的话，艾伦·德詹尼丝可能会把你拉到她的辅助小组中。
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墙纸立体视图背后的手法——相同图画吸引目光产生了错误的视觉配对——揭示了大脑要看到立体图所必须解决的一个基本问题。在大脑能够测量双目视网膜上某一点的位置之前，它需要确定一只视网膜上的一点与另一只视网膜上的那点都是来自现实世界的同一个标志。如果现实世界只有这一个标志，那就容易了。但如果有两个标志，视网膜的图像就可能以两种方式匹配（见图4-9）：左眼中的1点在右眼中也是1点，左眼中的2点在右眼中也是2点——这是正确的匹配；或者，左眼中的1点在右眼中是2点，左眼中的2点在右眼中是1点——这种错误的匹配会导致两个虚拟标志的幻觉。
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