核心概念
人眼
周邊視覺
中央視覺
簡介
你是否只是“周邊地”考慮你的周邊(側)視覺?這種側視視覺實際上對於許多日常活動很有用,包括騎腳踏車、閱讀或打籃球。你可能甚至沒有意識到你正在使用它。但是我們的生存曾經依賴於我們周邊視覺的快速反應。由我們的中央視覺建立的詳細影像僅在時間允許我們專注於細節的情況下才有用。但是我們的側視視覺可以幫助我們快速避開危險。在這個活動中,你將瞭解我們的周邊視覺是多麼專業化。
背景
當你看著某物時,你會使用中央視覺來專注於細節,並使用周邊視覺來收集有關周圍環境的資訊。
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中央視覺和周邊視覺之間的差異始於我們眼睛的後部,那裡有兩種型別的感光細胞,稱為視錐細胞和視杆細胞。我們的中央視覺使用密集堆積著視錐細胞的區域。視錐細胞對顏色敏感,需要充足的光線才能正常工作。我們的周邊視覺主要使用視杆細胞,幾乎沒有視錐細胞。視杆細胞對運動敏感,並能快速捕捉到亮度的變化。它們在廣泛的光線條件下都能正常工作。
當訊號傳輸到大腦時,差異會繼續存在。一些訊號細胞對顏色敏感,但對對比度不太敏感,而另一些細胞則訊號更快,並對低對比度的刺激做出反應。在大腦的視覺中心(稱為視覺皮層)中,與周邊視覺拾取的相同刺激相比,更多的神經元會分析中央視覺拾取的刺激。所有這些導致我們對顏色敏感、高解析度的中央視覺以及我們快速工作、對運動敏感的周邊視覺。
有了關於我們視覺系統的所有這些資訊,你是否能夠預測你的側視視覺會感知到什麼?嘗試此活動以找出答案!
材料
紙板或泡沫板
一個30 x 60釐米的板子或兩個用膠帶粘在一起的30 x 30釐米的正方形板子
公制尺子(一個30釐米長的尺子效果很好。)
鉛筆
一根大約50釐米長的繩子
一個圖釘
一疊草稿紙或一份報紙
剪刀或美工刀
一次性杯子
膠水或透明膠帶
彩色紙或紙和記號筆。(我們建議使用紅色、黃色和綠色,但其他顏色也可以。)
用於固定板子的平面
助手
準備
如果你有兩個30 x 30釐米的板子,請將它們粘在一起,使其形成一個30 x 60釐米的板子。
將你的板子放在你面前的平面上,長邊最靠近你。找到長邊的中間;這應該是距離每個角30釐米的地方。用鉛筆標記這個位置。
在板子下面放一份報紙或一疊草稿紙,以保護下面的表面,然後小心地將圖釘插入板子上指示的位置。
將繩子的一端系在鉛筆上。將另一端系在圖釘上,使繩子的長度正好為30釐米。
使用連線的鉛筆在板子上畫一個半徑為30釐米的半圓。
縮短繩子,直到鉛筆到圖釘的距離為2釐米。現在,在較大的圓內繪製一個半徑為2釐米的小半圓。
取下鉛筆、繩子和圖釘,然後小心地用剪刀沿大小線切割。(你可能需要幫助;厚紙板或泡沫板可能很難切割。)你應該留下一個看起來像彩虹的東西。大的半圓是你的視覺量角器的外邊緣,小的半圓切口為你的鼻子留出一個位置。
將圖釘固定在量角器的外邊緣附近,直接位於你的鼻孔對面。(確保圖釘沒有戳到任何東西,除了下面的保護紙。)如果量角器是一道彩虹,那麼這一點將指示你弓形的最高點。這個圖釘將用作焦點,或在執行每個測試時注視的點。(在圖釘的點周圍貼上一些草稿紙,以免意外戳到任何物品或人。)
在量角器的底部附近,靠近中心處連線一個一次性杯子。這將用作手柄。如果你從兩個30 x 30釐米的板子開始,你可能需要在底部新增加固材料,以使量角器的兩部分保持平整。你可以使用板子的廢料。
你的視覺量角器現在可以使用了。
你現在需要建立一些要尋找的形狀,然後才能開始測試。為此,請取三張不同顏色的彩色紙。我們建議嘗試紅色、綠色和黃色,但其他顏色也可以。從每張紙上剪下兩個10 x 2釐米的矩形條,總共六個條。如果你沒有彩色紙,你可以使用白色紙條並用記號筆給它們上色。請注意,每個條需要是一種統一的顏色。
取每種顏色的一條,並切掉角,使條的頂部形成一個三角形。你現在應該有三個這樣的條。將其他三個條保留為矩形。
如果你的條在舉起時彎曲,你可以用額外的紙、工藝棒或吸管來加固它們。
步驟
將視覺量角器舉到你的臉上,將你的鼻子放在中央鼻孔中。在測試過程中,應水平握住量角器,使半圓伸展到你的前面和側面。在測試過程中,請將你的目光集中在圖釘上。
你的助手會將紙條之一靠在視覺量角器的外邊緣,使其有兩釐米伸出視覺板上方。他或她會將其握在你的左側,靠近量角器的長直邊緣。當你繼續看著圖釘時,助手會沿著彎曲的量角器邊緣緩慢均勻地將紙條移向中間。你認為助手需要移動紙條多遠才能觀察到那裡有什麼東西?你認為助手需要將它移動更遠才能檢測到紙條的顏色和/或形狀嗎?更遠還是隻是一點點?
執行測試。一旦你首先檢測到紙條,請讓助手停止移動。你能檢測到物體的形狀或顏色,還是隻能說那裡有東西?記住在測試過程中始終將你的目光放在圖釘上。
讓你的助手繼續沿著邊緣將物體移向量角器的中心。當你檢測到更多細節(如顏色或形狀)時,請讓助手再次停止。你首先能檢測到什麼—顏色還是形狀?或者你能同時檢測到兩者嗎?
重複上一步,直到你能檢測到物體的形狀和顏色。你能在此時檢測到物體的其他細節嗎?還是需要將其移動到更靠近圖釘的位置?
現在,讓助手選擇不同的紙條。你預計結果會有所不同嗎?你的周邊視覺能否比其他顏色更早地檢測到一種顏色?
額外:讓你的眼睛適應新情況後,在較暗的房間中重複測試。你預計結果會有所不同嗎?如果有,你預計你的結果會如何變化?
額外:重複測試,但現在,請助手在沿著量角器的側面移動紙條時擺動它們。你預計結果會有所不同嗎?如果有,你預計它會如何變化?
額外:用鉛筆或鋼筆在紙條的頂部兩釐米處寫一個字母或數字。你認為你什麼時候能夠閱讀字母或數字?執行測試以找出答案。
觀察和結果
你可能很快就觀察到側檢視中出現了一些東西,但也許你只能稍後才能分辨出顏色,然後再識別出形狀。
我們的周邊視覺可以快速檢測到進入我們視野範圍的物體,但它在區分顏色、形狀或細節方面很弱。這是因為當使用周邊視覺看到物體時,我們眼睛和大腦中啟用的細胞比使用中央視覺“看到”物體時少且不同。
我們的周邊視覺已經進化為很好地為我們服務。它非常擅長在昏暗和明亮的光線下拾取物體和運動,這使我們能夠快速逃脫逼近的危險。這解釋了某些額外指令的結果:在昏暗的光線下,你仍然可以使用周邊視覺快速檢測到物體,並且當物體擺動時,你會更快地注意到它。我們的祖先不需要細節來立即識別危險的型別。要看到顏色、形狀和細節,他們可以等到有充足的光線,並使用他們的中央視覺來研究相對靜止的物體。
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此活動由科學夥伴合作推出
