A1.01.1Visual field研究
双眼水平视野远大于可辨识细节的区域
别名: 视野 · 双眼视野 · 单眼视野 · binocular field of view · monocular field of view
概念解释
眼睛静止不动、头也不转时,人眼能感知到光刺激的整片角度范围叫视野(visual field)。双眼睁开时的水平视野总跨度大约有180°–200°:单眼水平视野约160°左右,两眼视野在中间重叠出一片约120°的双眼区,两侧各自还留有一段只有一只眼能看到的单眼新月区(monocular crescent)。垂直方向的视野更窄,大约130°上下(向上约60°,向下更宽一些)。
但这一整片能"感知到"的区域里,真正能看清细节——认出文字、图标、人脸——的部分只占很小一个角度,通常只有中央方向的几度。视野的边界和"看得清"的边界完全不是一回事:前者由眼球和视网膜的物理覆盖范围决定,后者由有效视区(能在一次注视中识别内容的角度范围)决定。
机制
视野之所以能铺得这么开,是眼球本身的构造决定的:视网膜是一整张贴在眼球内壁的弧形感光面,只要光线能穿过瞳孔、越过眼眶和鼻梁的物理遮挡打到视网膜上,那个方向就算在视野里,不要求这个方向的成像质量有多好。双眼并排放置又把两只眼各自的覆盖范围左右错开叠加,进一步把总跨度推宽。
而能看清细节的区域之所以窄得多,是因为视网膜上能支持精细分辨的感光细胞高度集中在正中央一小片区域(中央凹),离开这片区域以后分辨能力迅速下降。换句话说,"视野"衡量的是光能不能打到视网膜上,"可辨识细节的区域"衡量的是打到的地方能不能被精细解析——前者靠眼球的几何覆盖,后者靠视网膜局部的感光密度,两套限制的量级完全不同,所以差出一大截是必然结果,不是巧合。
怎么研究
- 视野测量:标准方法是视野计检查(perimetry),让被试固定注视中央一点,在不同角度、不同偏心度呈现光点,记录能被察觉的最外边界,绘出视野图(visual field map)。医学上常用于诊断视野缺损(如青光眼、脑损伤造成的偏盲)。
- 常见自变量:刺激呈现的偏心度(eccentricity,即偏离注视点的角度)、刺激的亮度对比与尺寸、单眼/双眼条件。
- 常见因变量:能否觉察到刺激(探测阈限)、觉察所需的最小对比或尺寸。
- 与"可辨识细节区域"的测量方法不同:视野测的是探测阈限(有没有看见光点),而后者测的是识别阈限(看清是什么),两套范式不能互相替代,文献里经常需要同时报告两种数据才能说清一个视觉任务的可行范围。
边界
- 上面给出的角度是理想条件下的近似值:良好照明、清醒专注、无框架遮挡。戴眼镜、头盔、AR/VR 设备的镜框都会切掉部分外周视野,实际可用视野比生理视野窄。
- 头盔式显示器(HMD)的光学视场(field of view,设备参数)与人眼生理视野是两个不同的量,前者受镜片和屏幕物理尺寸限制,常常明显小于后者,二者不能混用。
- 视野范围会随年龄增长而收窄,青光眼等眼病也会造成不可逆的视野缺损,这类人群的实际视野可能远小于健康成年人的平均值。
- 单眼视野与双眼视野不同:单眼被遮挡(如单眼失明、佩戴单眼显示设备)时,总视野跨度和双眼重叠区都会发生变化,不能直接套用双眼数据。