CN110812149B - 一种观看左右格式3d影片产生立体视觉的视觉训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种观看左右格式3D影片产生立体视觉的视觉训练方法，属于立体视觉成像技术；该视觉训练方法的基本特征为：把左右图凿孔来制作训练用的卡片式幻灯片，由双眼透过左右图上所凿的左右孔注视左右图后面的类点光源，来诱导视觉神经进入产生立体视觉的应有状态；许多用隔板型观看器观看左右格式3D影片时难以找到感觉的人，用几十秒或几分钟的时间，按本训练方法进行一轮训练，再观看3D影片便能够迅速产生立体视觉；这使大量的人能够以很简单和廉价的方式体验立体影视的乐趣，并且长时间欣赏手机播放的3D影片，基本没有眩晕、疲劳等不适感觉。

Description

一种观看左右格式3D影片产生立体视觉的视觉训练方法

技术领域

本发明属于立体视觉成像技术，特别是对于用双眼借助隔板装置观看左右格式3D影片这种情况，为了使较多的人能够产生立体视觉，提供一种视觉训练的方法。

背景技术

1921年研究视觉的专家Worth提出双眼视觉分为三级：第一级为“同时视”，即各眼能同时感知物像；第二级为“平面融像”，即两眼物像融合为一，但未必有深径感觉；第三级为“立体视觉”，即产生三维空间的深径感觉。Worth认为，必须在第一级“同时视”和第二级“平面融像”的基础上，才有可能产生第三级“立体视觉”（见王光霁主编的人民卫生出版社出版的《双眼视觉学》一书2018年第三版）。有文献报道，在观看三维的实物时，约有85%的人有正常立体视觉，约有12%的人其立体视觉锐度大减，约有3%的人没有立体视觉。

对于一个三维实物，左眼和右眼分别看到的左眼图象和右眼图象不完全相同，两者有细微的差别。人们通过拍摄或绘画把左眼图象和右眼图象分别制作成平面的左眼图和右眼图，然后把左右眼图做成下述的两种结构，并且采取不同的观看方式，以期能看到左右眼图所表征的三维实物的立体形象。

（结构A）把左眼图和右眼图叠合在一起，使两图的周边轮廓线相重合（即两图的平面区域相重合，但平面区域内的图案未必重合），并且使两图发出的光或者偏振不同，或者为红绿两色，以致观看者戴上“偏振眼镜”或者“红绿眼镜”观看时，左眼图只能被左眼看到并且右眼图只能被右眼看到，经过大脑视觉神经系统的信息处理，有可能感知到两图所对应的原三维实物的立体形象（即产生立体视觉）。因为这个结构中左眼图和右眼图其平面区域是相重合的（例如来自同一个银幕区域），在这种情况下产生立体视觉是比较容易的，在平时观看三维实物有正常立体视觉的人中，大多数人对于这种情况能够产生立体视觉。例如，约有75%的人能够用偏振眼镜欣赏偏振型3D影片；但是，偏振放映装置和偏振眼镜的花费是很大的。又例如，约有70%的人能够用红绿眼镜欣赏红绿型3D幻灯片；但是，用此方式来欣赏3D视频却很不实用，因为在较长时间观看红绿3D视频后再观看外面白色的景物时竟然两只眼看到的分别是红色和绿色，而且久久不能复原。

（结构B）把左眼图和右眼图分别摆放在左边和右边，连在一起做成左右格式的3D图片（这种图片即左右格式视频、左右格式幻灯片所载的图片），简称“左右图”。用一个隔板垂直于左右图所在的平面放置在左右图之间，使得处于隔板另一端的双眼观看时，其左图只能被左眼看到并且其右图只能被右眼看到，使用这样一个简单的“隔板观看器”，双眼同时观看左右图时，有些人会产生立体视觉。但是，在左右图中左图和右图其平面区域是完全分离的，这种情况使得观看者产生立体视觉的难度大为增加。很多人使用这种隔板观看器以双眼同时观看左右图时，虽然反复尝试，但所看到的左图形象与右图形象其轮廓线所包围的平面区域总是不相重合，即难以实现 “平面融像”，当然更难以产生立体视觉。

几百年以前，人们就已经发明了上述用“隔板观看器”观看左右图的立体成像方法。随后又有人对隔板观看器做改进，把隔板结构放入一个“暗箱”中，使左眼和右眼分别只对暗箱内有亮光的左图和右图有强烈感受，应用这种“暗箱-隔板观看器”，由于减少了杂散光线的干扰，有助于形成立体视觉。但是，左图和右图上对应于三维实物同一点的两个亮点相距甚远的问题仍然存在，因此形成平面融像和立体视觉的困难仍然很大。正由于上述原因，从几百年前到现在，这两种观看器的使用并没有在人群中流行起来。

现在有许多网站存有大量可供下载的左右格式3D 影片（包括视频和幻灯片），人们很希望能够通过手机播放这些影片来欣赏立体影视节目。已经有人发明了“左右透镜观看器”，它是左右眼分别通过左右透镜来看手机屏幕上播放的左右图。这种观看器的优点是两个透镜把左右图的画面放大了若干倍，特别是两个透镜及其位置的设计有如下效果：使得左透镜所形成的左图虚像与右透镜所形成的右图虚像其轮廓线所包围的平面区域有相当大的部分是重合的，因此双眼同时观看时比较容易形成立体视觉。但是，除非所用的是非常昂贵的专门设计的成套左右透镜装置，现在流行的“左右透镜观看器”一般存在如下严重问题：很多人用它观看3D 影片时会有眩晕感觉，观看的时间长了眼睛会感到疲劳，甚至出现头疼、恶心等不适症状，如果经常如此观看会对眼睛有损伤。现在还有人用像普通老花眼镜那样的放大倍数比较小（不超过1.5倍）的两个凸透镜放置在上述暗箱-隔板观看器的观察口，用其观看3D 影片尚不致于出现严重的眩晕等不适感觉，但是用这种低倍数的凸透镜，左凸透镜所形成的左图虚像与右凸透镜所形成的右图虚像其轮廓线所包围的平面区域相重合的部分很小，因此实现平面融像和产生立体视觉仍然存在很大困难。

我们重新考察前述“隔板观看器”和“暗箱-隔板观看器”的使用。如果有办法通过对视觉神经系统简单且快捷的训练，使得大量人用这两种“隔板型观看器”观看左右格式3D影片时能够迅速产生立体视觉，这将是很有意义的。这是因为：（

）只要相邻接的左右图其水平方向总长度小于两眼瞳孔间距离的2倍（120～130毫米），观看这样的左右图基本不会出现眩晕感觉，长时间观看也不会有疲劳、头疼等不适，特别是经常如此观看不仅不会损伤眼睛，反而会增强视觉神经系统立体视觉成像的能力。这些所说的结论，其依据可见于上述《双眼视觉学》一书的第七章第四节“视觉训练”；（

）这两种隔板型观看器非常简单，制作成本非常低廉，因此至少能够使人们以非常廉价的方式体验到立体影视的乐趣；（

）所观看的左右图其单个图的水平长度可以达到50～58毫米，看到的3D影像虽然较小，但已经具有一定的实用意义；如果再配一对放大倍数不大的老花眼镜镜片，可以使所看到的3D影像的大小与平时用手机观看的2D影像的大小相当；（

）用这两种隔板型观看器观看时，眼睛与左右图的距离大约与眼睛看书的距离一样（约为200～300毫米），这使得观看器有尺寸较大的缺点，但是现在已经报道有多种设计，把观看器做成可伸缩的，或者可折叠的，这就解决了观看器在不使用时的便携问题。

发明内容

为了使较多的人能有效地使用“隔板型观看器”欣赏左右格式3D影片，本发明提出一种为了实现平面融像及产生立体视觉的训练方法。由于人们平时观看三维实物的立体视觉成像能力本来就存在差异，因此不能指望短短几分钟的训练就能使每一个人用隔板型观看器观看左右格式3D影片时都能产生立体视觉，本发明提出视觉训练方法的目的是为了使较多的人在观看3D影片时能迅速产生立体视觉。

为阐述本发明的技术方案作准备，先来说明与该技术方案有关的某些器具的结构，以及在本专利说明书和权利要求书中所用到的若干特殊名词的含义，见下面的（

）～（vii）。

（

）本发明中所说“3D影片”，不仅指左右格式的视频，还包括载有左右图的幻灯片。这种幻灯片，可以是用手机等电子播放器所播放的“电子幻灯片”，还可以是传统的“卡片式幻灯片”。这里的卡片式幻灯片，它上面的左右图并不是透明的，而是靠左右图发出亮光使人能够看清它，左右图的亮光或者是光线照射左右图的正面所形成的漫反射光，或者是光线照射左右图的背面而透过左右图所形成的散射光（例如把卡片式幻灯片放在暗箱的入光端口的情况）。还要强调，幻灯片上左右图以外的部位要尽量做到不发出亮光。

（

）本发明中所说的“隔板型观看器”，包括没有暗箱的“隔板观看器”和“暗箱-隔板观看器”两种。“暗箱-隔板观看器”的结构如下：有一个暗箱；暗箱的前端面有左右两个“观察口”，为的是左右眼分别通过左右观察口向暗箱内观看；暗箱的后端面有一个“左右图显示口”，并且后端有装置使得手机（或其他电子播放器）及卡片式幻灯片能够贴放和固定于后端面，使所载的左右图正好对准后端面的左右图显示口；暗箱内还有一个垂直于后端面的“隔板”，沿着左右图之间的中线放置，使得左、右眼能够分别通过左、右观察口看到左、右图，但是左眼看不到右图，右眼看不到左图；暗箱的前后端面的距离约为150到300毫米。没有暗箱的“隔板观看器”的结构，相当于把暗箱-隔板观看器的暗箱拆掉，只保留后端面和附属装置以及隔板。

（

）有关“左右图”的几个规定：左右图中的左图和右图其周边轮廓线所包围的平面区域有完全相同的形状和大小（即两图的轮廓线能通过沿水平方向的平移实现重合）；左图和右图可以相邻接，也可以不相邻接；要欣赏的左右格式3D影片其左右图是对应三维实物的；但是，用于视觉训练的左右图，既可以是两图的周边轮廓线内没有图案花样的“两图案空白的左右图”，也可以是“两图案不空的左右图”，这后者又可以是 “两图案全同的左右图”，或者 “两图案对应于三维实物的左右图”，或者“不相同也不对应于三维实物的任意两图案的左右图”。

（

）本发明中所说“平面融像”一词的含义：对“平面融像”的概念，在历史上有几个研究视觉的专家给出过不完全相同的定义，在本发明中对“平面融像”一词的含义只做出很狭义的规定：当双眼通过隔板型观看器观看左右图时，如果双眼同时视所看到的左图形象与右图形象其轮廓线完全重合（也即轮廓线所包围的平面区域完全重合，与平面区域内的图案花样无关），就称实现了“左右图的平面融像”。

（

）既然左右图中左图与右图其平面区域有相同的形状和大小，必然把左图平面区域向右沿水平方向平移一定的尺度就会与右图平面区域完全重合，我们把这个尺度称为左右图的“重合平移尺度”，以毫米为单位，记作d 毫米；显然这个尺度越大，实现平面融像的难度就越大，若对尺度大的能实现平面融像，则对尺度小的也能，但反之未必；因此，我们又把左右图的重合平移尺度的毫米数d称为该左右图的“平面融像难度级别”，并且简称该左右图是“级别为d的左右图”；如果观察者用该左右图实现了平面融像，就说观察者能够实现“级别为d的平面融像”；还要指出：虽然左右图的重合平移尺度越小越容易实现平面融像，但是重合平移尺度太小将难以产生立体视觉，这是因为此情况下左右图太小，双眼难以清楚分辨其中图案花纹的细节；一般左图和右图每个图的水平尺度宜在30毫米以上。

（

）训练所用的“类点光源”：它可以是一个小电灯泡、一个反射光的纽扣、一个墙上挂图中的小亮斑、等等；这种“类点光源”的特点是要有双眼的每只眼可以看清的轮廓线，并且轮廓线所包围的区域足够小；事实上，我们很容易在生活环境中找到一个大区域的自身发光的光源或者靠漫反射发光的光源，然后人为地在这个大区域上圈定一个小区域，只要有些标志物能够用来界定出此小区域的轮廓线，就可以把这个小区域作为所述的类点光源。

（

）本发明中所说实现平面融像和产生立体视觉，都是仅限于用隔板型观看器观看左右图的情况，并且仅限于左右图的平面融像难度级别d小于双眼瞳孔间距离的毫米数的情况。

为便于理解本发明的技术方案，以下来阐述某些背景知识和基本思想。

对于平时观看三维实物具有正常立体视觉的人来说，用隔板型观看器欣赏左右格式3D影片时，只要能够实现平面融像，其中的大多数人便能够形成立体视觉，这是因为如果对所述的“结构B”能够实现平面融像，便与“结构A”的情况类似了。特别是，现在人们已经知道了不少有利于形成立体视觉的做法；例如，有些三维实物所相应的左右图，仅凭单只眼睛观看其中的一个图形，就能得到立体形象深径信息的若干提示（例如该图形为一个画在平面上的立方体的透射图这种情况），显然用这样的左右图进行训练是比较容易产生立体视觉的；另外，左右图的亮度要足够高，以便对抗左右图以外部位发出的杂散亮光的干扰；左右图图案的对比度要足够大，以便图案的明暗花纹对视觉神经有较强烈的刺激；等等。这些利于产生立体视觉的条件在教科书中有不少阐述，例如上述《双眼视觉学》一书第一章第五节中所说。还要指出，一旦观看者在有利条件下产生了立体视觉，就对这种产生立体视觉的视觉神经状态有了体验和“记忆”，体验的次数越多，“记忆”越牢固，借助如此形成的经验，即使对左右图不利于产生立体视觉的情况，也有可能产生立体视觉了。基于以上所述，本发明讲述产生立体视觉的训练方法，主要是讲述实现平面融像的训练方法，至于实现后如何做法能容易地产生立体视觉，因为已有大量“公知”，本发明只简单地讲述如何充分利用已经实现的平面融像来促进立体视觉的产生。

本发明所述实现平面融像的训练方法，其基本思想为：双眼观看左右图时不能实现平面融像的主要原因是观察者的双眼往往习惯性地只是注视左右图本身，而实现平面融像的关键是能够调整双眼对左右图后面一定距离处的一个点注视，为此我们用实物来诱导双眼去注视这个点，以注视时所看到的景象来检验视觉神经是否真正进入了应有的“注视状态”，通过练习充分体验并且在下意识中“记住”这个视觉神经应有的状态。

在本发明的技术方案中将讲述进行“一轮视觉训练”所执行的程序。由于各个人平时的立体视觉成像能力不同，有的人有可能对程序中的某个环节需要反复训练非常多次才能达到指定的效果，甚至永远也达到指定的效果（例如有视觉疾患的人），因此在程序中需要制定当重复多少次达不到指定效果时就转向另一个训练环节或者终止整个训练这样的条款，为的是对平时立体视觉能力正常的人进行整个“一轮视觉训练”所花的时间不超过5分钟。如果有平时立体视觉能力较弱的人想通过这种训练提高自己的能力，那么他尽可以在一轮训练中按自己的意愿对某个环节增加重复训练的次数，甚至还可以每天做几轮训练。总之，受训者可以根据自己的基础情况以及目的和意愿来灵活地规划受训时间和训练次数。

本发明的技术方案为以下（一）（二）（三）（四）所述。

（一）一种为了用隔板型观看器观看左右格式3D影片时能够产生立体视觉的视觉训练方法，它包括如下步骤（1）（2）（3）（4）：

（1）用手机播放从网站下载的左右格式3D影片，调整播放器使所播放的左右图的“重合平移尺度”的毫米数d为区间 [35，50] 范围中任意选定的数值，d亦即左右图的“平面融像难度级别”；然后使用隔板型观看器以双眼观看3D影片中的左右图，检验是否能从这个左右图看到其所表征的原三维实物的立体形象，即检验是否能产生立体视觉；如果能产生立体视觉，就以“无需再做立体视觉训练”为结论终止训练；如果没有产生立体视觉，就检验双眼同时视所看到的左图形象和右图形象其轮廓线是否重合，即检验是否实现了“平面融像”；再根据检验所得的结果，分以下两种情况（a）和（b）来进行训练：

（a）如果检验的结果是实现了平面融像，就返回来再检验是否能产生立体视觉，如果仍没有产生立体视觉就返回去再温习平面融像，而后再返回来检验是否能产生立体视觉，如此反复；如果反复不到5次就产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果反复了5次都没有产生立体视觉，就以“立体视觉训练不成功”为结论而结束训练；

（b）如果检验的结果是没有实现平面融像，就按以下的步骤（2）和（3）来训练平面融像；

（2）首先制作训练平面融像用的卡片式幻灯片，做法是：

取载有左右图的卡片式幻灯片，所载的左右图的重合平移尺度为前述的d 毫米，左右图为“两图案空白的左右图”或“两图案全同的左右图”或“两图案对应于三维实物的左右图”或“不相同也不对应于三维实物的任意两图案的左右图”，

在左图和右图上各凿一个孔，分别称为左窥孔和右窥孔，使左窥孔和右窥孔满足如下的“条件k1”或者“条件k2”：

“条件k1” 即：两窥孔的形状和大小相同，把左窥孔的轮廓线向右沿水平方向平移d 毫米恰能够与右窥孔的轮廓线重合，即左右窥孔的重合平移尺度与左右图的重合平移尺度相同，

“条件k2” 即： 左窥孔的图形和右窥孔的图形都是有对称中心的图形，对称中心之间的距离为d 毫米，

所凿的左右窥孔其窥孔的大小要做到单只眼睛从远离窥孔300毫米处通过窥孔观察后面300毫米处的类点光源时能够看清楚该类点光源的轮廓线；

如此制作的幻灯片称为平面融像级别为d的“穿孔左右图幻灯片”；

（3）然后用所制作的幻灯片按如下步骤（3.1）（3.2）（3.3）来进行平面融像训练：

（3.1）用隔板型观看器观看该幻灯片，并且沿着观看器从前端向后端的方向在后端的正后方距离左右图间的中线x毫米的地方设置一个类点光源，x由公式 x = (d－(e－ d))×h 算得，这里h毫米为两眼间中点到左右图间中线的距离，e毫米为两眼瞳孔间的距离；微调观看器与类点光源的相对位置，使得如下的“操作L”和“操作R”得以完成：“操作L”即遮蔽右眼用左眼通过左图中的左窥孔正好看清这个类点光源的轮廓线，“操作R”即遮蔽左眼用右眼通过右图中的右窥孔也正好看清这个类点光源的轮廓线，并且，当两窥孔满足上述（2）中的“条件k1”时，使操作L和操作R各自所看到的类点光源的轮廓线相对于窥孔轮廓线的相对位置是相同的，当两窥孔满足上述（2）中的“条件k2”时，使操作L和操作R各自所看到的类点光源的轮廓线相对于窥孔图形的对称中心的相对位置是相同的；然后温习操作L和操作R，为的是重复体验单眼注视类点光源的视觉神经状态，再立即用双眼努力去注视这个类点光源的轮廓线，检验双眼同时视所看到的类点光源的轮廓线形象是否仅是一个而不是两个，即检验是否实现了“双眼对类点光源的真实注视”；如果没有实现，就返回去再温习操作L和操作R，而后返回来再检验是否能实现，如此反复；如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现对类点光源的真实注视”为结论而结束训练；如果反复不到5次就实现了对类点光源的真实注视，就转而进行下面的步骤（3.2）；

（3.2）温习双眼对这个类点光源的真实注视，为的是重复体验双眼对这个类点光源真实注视的视觉神经状态，再在双眼能看到类点光源轮廓线的情况下来看左右图的轮廓线，检验双眼同时视所看到的左图形象和右图形象其轮廓线是否重合，即检验是否实现了“包含类点光源形象的平面融像”；如果没有实现，就返回去再温习双眼对类点光源的真实注视，而后返回来再检验是否能实现，如此反复；如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现包含类点光源形象的平面融像”为结论而结束训练；如果反复不到5次就实现了包含类点光源形象的平面融像，就转而进行下面的步骤（3.3）；

（3.3）检验在撤除类点光源情况下是否能实现左右图的平面融像，如果没有实现，就返回去温习包含类点光源形象的平面融像，再返回来检验是否能实现，如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现平面融像”为结论而结束训练，如果反复不到5次就在撤除类点光源情况下实现了平面融像，就以“能够实现平面融像”为结论而结束平面融像的训练；再转向进行立体视觉的训练，执行下面的步骤（4）；

（4）用手机播放从网站下载的左右格式3D影片，调整播放器使所播放的左右图的重合平移尺度的毫米数d ₀为区间 [d－5, d] 范围中任意选定的数值，这里d为前所述；然后使用隔板型观看器以双眼观看3D影片中的左右图，检验是否能产生立体视觉；如果产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果没有产生立体视觉，就温习已经实现了的平面融像，再返回来检验是否能产生立体视觉，如此反复；如果反复不到5次就产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果反复了5次都没有产生立体视觉，就以“立体视觉训练不成功”为结论而结束训练。对没有成功的原因可以从两个方面考虑：可能是所选取的对应于三维实物的左右图太不利于产生立体视觉，也可能是受训者本人平时的立体视觉成像能力就很差。

（二） 根据（一）所述的视觉训练方法，在所述步骤（3）和步骤（4）之间，根据步骤（3）所用的卡片式幻灯片的不同，插入如下的步骤（a）或（b）：

（a）如果按（一）所述的步骤（3）进行的训练，其中所用的卡片式幻灯片是把对应于三维实物的左右图凿孔而制成的，而且按步骤（3.1）（3.2）（3.3）训练的结果是“能够实现平面融像”，在这种情况下再当即用该幻灯片来检验是否能从左右图看到它所对应的三维实物的立体形象；无论是否看到了立体形象，检验尝试要做5次以上，以充分利用该特别制作的幻灯片；然后再转而执行（一）所述的步骤（4）；

（b）如果按（一）所述的步骤（3）进行的训练，其中所用的卡片式幻灯片不是把对应于三维实物的左右图凿孔而制成的，而且按步骤（3.1）（3.2）（3.3）训练的结果是“能够实现平面融像”，在这种情况下，再制作如下的训练立体视觉的卡片式幻灯片：幻灯片的左右图其重合平移尺度的毫米数为前述的d，左图和右图的平面区域都是矩形，左图和右图中的图案按以下方式画成：把左右图平面区域一致地分成水平的若干行，在左图和右图的第一行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d毫米，再在左图和右图的第二行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d ₂毫米，这里d ₂比d小，但不小于d－5，又在左图和右图的第三行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d ₃毫米，这里d ₃比d ₂小，但不小于d ₂－5，如此等等，直到每一行都画了一对全同的图案；然后使用隔板型观看器以双眼观看所制作的幻灯片，检验是否能从左右图看到如下立体形象：每一行的一对图案都融合成了一个图案形象，并且第二行所融合成的图案形象在第一行所融合成的图案形象的前面，第三行所融合成的图案形象在第二行所融合成的图案形象的前面，如此等等；无论是否看到了这样的立体形象，检验尝试要做5次以上，以充分利用该特别制作的幻灯片；然后再转而执行（一）所述的步骤（4）。

（三）根据（一）或（二）所述的视觉训练方法，其中所述的类点光源，其特征在于它发出的亮光是明暗交替变化的，以吸引眼睛对其的注意。

（四）根据（一）或（二）所述的视觉训练方法，所述的平面融像难度级别d是在区间[35, 50] 范围中任意选定的，如果对级别d按所述步骤进行的训练没有成功，就再在 [35,50] 范围中选择比d小的级别dˊ，对级别dˊ再按所述步骤进行训练。

（五）根据（一）或（二）所述的视觉训练方法，其中所述的平面融像难度级别d，在区间 [40，45] 范围中任意选定。

以下来说明本发明的技术方案的有益效果。

本技术方案所讲述的视觉训练方法，主要适用于平时观看三维实物有正常立体视觉的人，这些人约占人口总数的85%。初步统计表明，这些人中有很多人，初次用隔板型观看器观看左右格式3D影片时，如果未经专门训练，往往“无的放矢”的几经尝试仍然找不到感觉（如果长达10分钟还不能产生立体视觉，就可能不耐烦再观看了），但如果按照本发明所讲的方法进行视觉训练，大约用几十秒到几分钟的时间执行一轮训练程序，然后用隔板型观看器观看左右格式3D影片便能够迅速产生立体视觉，平面融像（及立体视觉）的级别d可以达到40～45；再经过几次训练，或经过几次观看3D影片的实践，级别d又可以提升到50～55，而且会形成条件反射，每看3D影片即刻自动产生立体视觉；不过，若要把级别d提升到很接近双眼瞳距的毫米数，一般还需要较长时间的训练或观片实践。还要提到，本技术方案所述的训练过程实际上对不少人可以简化，例如平时用眼睛从事精细工作的人，往往所述训练程序中的许多环节只需做一次，无需重复，就能达到指定的效果，训练所用时间不到半分钟就能产生立体视觉，仅需做这一次训练，以后观看3D影片，即刻产生立体视觉。

经过较长时间的训练或者观看3D影片的实践，级别d甚至可以达到70～80，从而能看到相当大的立体形象。但是建议不要以如此高的级别d来观看3D影片，这是因为：人们双眼瞳距的毫米数e约为60～65，三维实物上的光点射向两眼的两条光线其交点即此光点，而左右图上对应于此光点的一对光点如果做得其距离大于瞳距，则这两个光点分别射向两眼的两条光线其交点位于观看者脑后，这种情况与双眼观看三维实物的情况大不相同，虽然视觉神经仍有可能把如此的一对光点融合成一个光点形象，但所调用的视觉神经成像机制与平时双眼观看三维实物的机制是很不同的，调用这种特殊机制会使视觉神经相当紧张、劳累，长期这样做可能不利于视觉神经健康。如果所选定的平面融像级别d小于瞳距的毫米数e，则左右图的两图案中对应于三维实物上一个光点的两个光点分别射向两眼的两条光线一般是反向延长线相交于左右图后面的某点，视觉神经由这一对光点所射光线形成一个光点形象的机制，与双眼观看三维实物上一个光点的成像机制类似，正因为成像机制与平时观看三维实物类似，使得该机制调出时立体视觉得以形成，并且形成后便可以像平时观看三维实物那样轻松地欣赏3D影片了，基本不会有眩晕等不适感觉（仅初次观看的开头可能稍有眩晕），长期如此观看影片也不会影响视觉神经健康，还有进一步提高视觉神经立体成像能力的作用。若把平面融像级别d控制在58，由成像原理可知，所看到的立体形象是一个尺度比58毫米大得多的出现在远方的立体形象。如果嫌立体形象不够大，还可以戴一副放大倍数小于1.5的老花眼镜来观看。

附图说明

图1是训练所用第一种穿孔左右图幻灯片的示意图，它是用“两图案空白的左右图”制作的，所做左右窥孔的重合平移尺度与左右图相同。

图2是训练所用第二种穿孔左右图幻灯片的示意图，它是用“两图案空白的左右图”制作的，所做左窥孔和右窥孔其图形都有对称中心，对称中心间的距离等于左右图的重合平移尺度。

图3是训练所用第三种穿孔左右图幻灯片的示意图，它是用“两图案对应于三维实物的左右图”制作的，所做左右窥孔的重合平移尺度与左右图相同。

图4是训练所用第四种穿孔左右图幻灯片的示意图，它是用“两图案不相同也不对应于三维实物的左右图”制作的，所做左右窥孔的重合平移尺度与左右图相同。

图5是一种训练立体视觉用的卡片式幻灯片的示意图。

图6 是训练平面融像时所用各器具的搭配的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案进行更详细和具体的说明，以下结合附图来描述具体实施方式。

前述技术方案中，（一）（1）说到使用手机播放器播放左右格式3D影片，其左右图的重合平移尺度的数值d 需要调节；事实上，从网上可以下载到多种有此调节功能的播放器，例如“MX播放器”，它不仅可以在保持画面长宽比的情况下无级别地任意放缩画面大小，还可以分级别地改变长宽比。

前述技术方案中，（一）（2）说到用四种左右图凿孔制作训练用幻灯片，并且制作左右窥孔有满足“条件k1”或“条件k2”两种情况可选，以下以图1 ～ 图4所示的四个例子，来说明各种穿孔左右图幻灯片的优缺点。

图1所示的幻灯片，其结构特点为：它是用“两图案空白的左右图”制成的，所做左窥孔1.3和右窥孔1.4的重合平移尺度，等于左图1.1和右图1.2的重合平移尺度，都为d毫米；这里取d = 40，每个窥孔的形状为“矩形与左上角小三角形的组合”，窥孔的水平宽度为10毫米；在（一）（3）的步骤中，在双眼能看到类点光源轮廓线的情况下来检验左右图的平面融像时，将会下意识地先来检验左右窥孔的平面融像，因为后者的轮廓线比前者的轮廓线更靠近类点光源的形象，所以后者的平面融像要比前者容易些，从而后者的实现为前者的实现提供了一个中间过渡步骤，因此这种幻灯片的结构很有利于实现左右图的平面融像。并且，它的制作也特别简单。

图2所示的幻灯片，其结构特点为：它是用“两图案空白的左右图”制成的，所做左窥孔2.3和右窥孔2.4其图形都有对称中心，对称中心间的距离等于左图2.1和右图2.2的重合平移尺度，都为d毫米；这里取d = 40，两个窥孔的形状都是菱形，一个小，另一个大，其水平方向对角线长度分别为10毫米和13毫米；在（一）（3）的步骤中，由于左右窥孔的图形不全同，它为实现左右图的平面融像所起的过渡作用就可能减弱了，但是它有如下优点：有很少数的人，左右眼的视力很不均衡，当这样的受训者检验双眼同时视所看到的左图形象和右图形象其轮廓线是否重合时，有可能没有真正实现“双眼同时视”，而是“劣势眼”被抑制，只有“优势眼”看到了左右图中的某一个图，在左右窥孔的图形不全同的情况下，他看到的只是左右图中的哪一个图，就可以分辨出来。对于左右眼的视力很不均衡的人，有可能通过对劣势眼的单独训练来减少不均衡，在不均衡减少以前，是难以实现平面融像和产生立体视觉的。

图3所示的幻灯片，其结构特点为：它是用“两图案对应于三维实物的左右图”制成的，所做左窥孔3.3和右窥孔3.4的重合平移尺度，等于左图3.1和右图3.2的重合平移尺度，都为d毫米；这里取d = 45，左右图的两个图案对应的三维实物是一个立方体框架，两个窥孔的形状都是椭圆形，其水平方向最大尺度为10毫米；这种左右图两图案对应于三维实物的穿孔幻灯片，不仅能用于（一）（3）所述的平面融像训练，还可以随即检验和训练立体视觉，训练做法见技术方案中（二）（a）所述；需要注意的是左右图的两个图案，其中每两个对应的点（即对应于三维实物中一个点的两个点）之间的距离都不能与左右图的重合平移尺度相差太大，否则这两个图案有可能严重干扰左右图的平面融像。

图4所示的幻灯片，它是用“两图案不相同也不对应于三维实物的左右图”制成的，左图4.1和右图4.2其重合平移尺度的毫米数d =35，左右窥孔4.3和4.4为直径8毫米的圆孔，尽管所做左右窥孔的重合平移尺度与左右图是相同的，但是左右图中没有关联性的两图案对于实现平面融像没有帮助作用，它唯一的好处是可以容易地鉴别出左右眼的视力很不均衡的人。

关于窥孔的大小问题：（

）就实现双眼对类点光源的真实注视来说，窥孔较大可以减少其周围边缘对注视类点光源的干扰，例如左右窥孔与左右图一样大的极端情况，肯定能够实现双眼对类点光源的真实注视；当左右窥孔过分小时，很有可能造成双眼看到的类点光源的形象不是一个而是两个；（

）要实现左右图的平面融像，作为过渡先要实现左右窥孔的融像，如果左右窥孔太大，就起不到过渡作用了；总之，窥孔的大小以适中为宜，偏大或偏小各有利弊，本发明不去制定一般标准，只提供如下参考数据：若以圆形窥孔而论，其直径取d／5 ～ d／3 毫米为宜。

前述技术方案中，（一）（4）说到用手机播放从网站下载的左右格式3D影片来进行训练，可以先用静态的3D电子幻灯片训练，再用动态的3D视频训练，宜选择容易形成立体视觉的影片，例如图案简明的照片、动画片等。

技术方案中（二）（b）的步骤，需要自制训练立体视觉的卡片式幻灯片，如图5所示；图5中，左图5.1和右图5.2其重合平移尺度为 d = 45毫米，左右图从上到下分为三行，每行各画一对图案，第一行的一对图案的重合平移尺度为d = 45毫米，第二行的为d ₂ = 40毫米，第三行的为d ₃ = 35毫米；要注意各行的两图案的重合平移尺度不能相差太大，相差太大意味着各行两图案融合所成的单一形象其深径相差太大，形成这样的立体视觉不容易，有可能出现如下情况：重合平移尺度小的一对图案融合了而大的未融合，或者重合平移尺度大的一对图案融合了而小的未融合（并且左右图案的视觉形象成为右左分布）。此种幻灯片制作简单，在临时缺少手机播放3D影片的条件时可以先用它来检验和训练立体视觉。但是如此画出的左右图，单只眼睛观看得不到任何立体形象深径信息的提示，若用观看器以双眼观看，与观看3D影片的左右图相比，未必更容易产生立体视觉。

技术方案中（三），说到使所用的类点光源发出明暗交替变化的亮光，这是为了吸引眼睛对其的注意，使受训者以双眼观看左右图轮廓线来检验其形象是否融合为一时，不失去对类点光源的注意。有多种方法使类点光源的亮光明暗交替变化，例如用摆动的遮蔽板，用内带闪烁电路的发光二极管、连接按钮开关的小电灯泡等，见图6所示。

技术方案中（四），例如可首选平面融像级别 d = 40 进行训练，如果没有成功再选平面融像级别dˊ= 35进行训练。

技术方案中（五），例如选择平面融像级别 d = 40 进行训练，这时用于训练的穿孔幻灯片其左右图的重合平移尺度为40毫米，训练中幻灯片与类点光源间的距离约为双眼到幻灯片距离的2倍，此为按前述公式计算的结果：x = (d÷(e－d))×h = (40÷(60－40))×h = 2h ，这里双眼瞳距e设为60 毫米。图6为训练平面融像时所用各器具搭配的示意图（此图中幻灯片与类点光源间的距离未严格按上述数据画出）；为了减少训练时反复调整观看器与类点光源相对位置的麻烦，可以把类点光源用几根拉线连接到穿孔幻灯片上，使得拉线拉紧时类点光源与幻灯片间的距离恰为双眼到幻灯片距离的2倍。

还需要强调的是，左右图亮光以外的杂光，会严重干扰平面融像和立体视觉的实现，还会使人产生眩晕感觉，因此用无暗箱的“隔板观看器”观看3D影片的效果是相当差的，有实用意义的是“暗箱-隔板观看器”。对暗箱，要注意除观察口外不要漏光，暗箱内壁和隔板表面要涂成黑色并且粗糙化，以减少反光，使用优良的暗箱-隔板观看器观看3D影片，才能看到光显亮丽的动人立体形象。

本发明的基本特征是穿孔左右图幻灯片和类点光源的运用。上述的具体实施方式对本发明的技术方案进行了较详细具体的说明，应该理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不是用来限制本发明；凡在本发明的基本特征之内所做的等同替换、雷同改进等，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种为了用隔板型观看器观看左右格式3D影片时能够产生立体视觉的视觉训练方法，它包括如下步骤（1）（2）（3）（4）：

（1）用手机播放从网站下载的左右格式3D影片，调整播放器使所播放的左右图的“重合平移尺度”的毫米数d为区间 [35, 50] 范围中任意选定的数值，d亦即左右图的“平面融像难度级别”；然后使用隔板型观看器以双眼观看3D影片中的左右图，检验是否能从这个左右图看到其所表征的原三维实物的立体形象，即检验是否能产生立体视觉；如果能产生立体视觉，就以“无需再做立体视觉训练”为结论终止训练；如果没有产生立体视觉，就检验双眼同时视所看到的左图形象和右图形象其轮廓线是否重合，即检验是否实现了“平面融像”；再根据检验所得的结果，分以下两种情况（a）和（b）来进行训练：

（a）如果检验的结果是实现了平面融像，就返回来再检验是否能产生立体视觉，如果仍没有产生立体视觉就返回去再温习平面融像，而后再返回来检验是否能产生立体视觉，如此反复；如果反复不到5次就产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果反复了5次都没有产生立体视觉，就以“立体视觉训练不成功”为结论而结束训练；

（b）如果检验的结果是没有实现平面融像，就按以下的步骤（2）和（3）来训练平面融像；

（2）首先制作训练平面融像用的卡片式幻灯片，做法是：

取载有左右图的卡片式幻灯片，所载的左右图的重合平移尺度为前述的d 毫米，左右图为“两图案空白的左右图”或“两图案全同的左右图”或“两图案对应于三维实物的左右图”或“不相同也不对应于三维实物的任意两图案的左右图”，

在左图和右图上各凿一个孔，分别称为左窥孔和右窥孔，使左窥孔和右窥孔满足如下“条件k1”或者“条件k2”：

“条件k1” 即：两窥孔的形状和大小相同，把左窥孔的轮廓线向右沿水平方向平移d 毫米恰能够与右窥孔的轮廓线重合，即左右窥孔的重合平移尺度与左右图的重合平移尺度相同，

“条件k2” 即： 左窥孔的图形和右窥孔的图形都是有对称中心的图形，对称中心之间的距离为d 毫米，

所凿的左右窥孔其窥孔的大小要做到单只眼睛从远离窥孔300毫米处通过窥孔观察后面300毫米处的类点光源时能够看清楚该类点光源的轮廓线；

如此制作的幻灯片称为平面融像级别为d的“穿孔左右图幻灯片”；

（3） 然后用所制作的幻灯片按如下步骤（3.1）（3.2）（3.3）来进行平面融像训练：

（3.1）用隔板型观看器观看该幻灯片，并且沿着观看器从前端向后端的方向在后端的正后方距离左右图间的中线x毫米的地方设置一个类点光源，x由公式 x = (d÷(e－d))×h 算得，这里h毫米为两眼间中点到左右图间中线的距离，e毫米为两眼瞳孔间的距离；微调观看器与类点光源的相对位置，使得如下的“操作L”和“操作R”得以完成：“操作L”即遮蔽右眼用左眼通过左图中的左窥孔正好看清这个类点光源的轮廓线，“操作R”即遮蔽左眼用右眼通过右图中的右窥孔也正好看清这个类点光源的轮廓线，并且，当两窥孔满足上述（2）中的“条件k1”时，使操作L和操作R各自所看到的类点光源的轮廓线相对于窥孔轮廓线的相对位置是相同的，当两窥孔满足上述（2）中的“条件k2”时，使操作L和操作R各自所看到的类点光源的轮廓线相对于窥孔图形的对称中心的相对位置是相同的；然后温习操作L和操作R，再立即用双眼努力去注视这个类点光源的轮廓线，检验双眼同时视所看到的类点光源的轮廓线形象是否仅是一个而不是两个，即检验是否实现了“双眼对类点光源的真实注视”；如果没有实现，就返回去再温习操作L和操作R，而后返回来再检验是否能实现，如此反复；如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现对类点光源的真实注视”为结论而结束训练；如果反复不到5次就实现了对类点光源的真实注视，就转而进行下面的步骤（3.2）；

（3.2）温习双眼对这个类点光源的真实注视，再在双眼能看到类点光源轮廓线的情况下来看左右图的轮廓线，检验双眼同时视所看到的左图形象和右图形象其轮廓线是否重合，即检验是否实现了“包含类点光源形象的平面融像”；如果没有实现，就返回去再温习双眼对类点光源的真实注视，而后返回来再检验是否能实现，如此反复；如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现包含类点光源形象的平面融像”为结论而结束训练；如果反复不到5次就实现了包含类点光源形象的平面融像，就转而进行下面的步骤（3.3）；

（3.3）检验在撤除类点光源情况下是否能实现左右图的平面融像，如果没有实现，就返回去温习包含类点光源形象的平面融像，再返回来检验是否能实现，如果反复了5次仍没有实现，就以“不能实现平面融像”为结论而结束训练，如果反复不到5次就在撤除类点光源情况下实现了平面融像，就以“能够实现平面融像”为结论而结束平面融像的训练；再转向进行立体视觉的训练，执行下面的步骤（4）；

（4）用手机播放从网站下载的左右格式3D影片，调整播放器使所播放的左右图的重合平移尺度的毫米数d ₀为区间 [d－5, d] 范围中任意选定的数值，这里d为前所述；然后使用隔板型观看器以双眼观看3D影片中的左右图，检验是否能产生立体视觉；如果产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果没有产生立体视觉，就温习已经实现了的平面融像，再返回来检验是否能产生立体视觉，如此反复；如果反复不到5次就产生了立体视觉，就以“立体视觉训练成功”为结论而结束训练；如果反复了5次都没有产生立体视觉，就以“立体视觉训练不成功”为结论而结束训练。

2.根据权利要求1所述的视觉训练方法，在所述步骤（3）和步骤（4）之间，根据步骤（3）所用的卡片式幻灯片的不同，插入如下的步骤（a）或（b）：

（a）如果按权利要求1所述的步骤（3）进行的训练，其中所用的卡片式幻灯片是把对应于三维实物的左右图凿孔而制成的，而且按步骤（3.1）（3.2）（3.3）训练的结果是“能够实现平面融像”，在这种情况下再当即用该幻灯片来检验是否能从左右图看到它所对应的三维实物的立体形象；无论是否看到了立体形象，检验尝试要做5次以上；然后再转而执行权利要求1所述的步骤（4）；

（b）如果按权利要求1所述的步骤（3）进行的训练，其中所用的卡片式幻灯片不是把对应于三维实物的左右图凿孔而制成的，而且按步骤（3.1）（3.2）（3.3）训练的结果是“能够实现平面融像”，在这种情况下，再制作如下的训练立体视觉的卡片式幻灯片：幻灯片的左右图其重合平移尺度的毫米数为前述的d，左图和右图的平面区域都是矩形，左图和右图中的图案按以下方式画成：把左右图平面区域一致地分成水平的若干行，在左图和右图的第一行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d毫米，再在左图和右图的第二行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d ₂毫米，这里d ₂比d小，但不小于d－5，又在左图和右图的第三行里各画一个图案，这两个图案完全相同，并且重合平移尺度为d ₃毫米，这里d ₃比d ₂小，但不小于d ₂－5，如此等等，直到每一行都画了一对全同的图案；然后使用隔板型观看器以双眼观看所制作的幻灯片，检验是否能从左右图看到如下立体形象：每一行的一对图案都融合成了一个图案形象，并且第二行所融合成的图案形象在第一行所融合成的图案形象的前面，第三行所融合成的图案形象在第二行所融合成的图案形象的前面，如此等等；无论是否看到了这样的立体形象，检验尝试要做5次以上；然后再转而执行权利要求1所述的步骤（4）。

3.根据权利要求1或2所述的视觉训练方法，其中所述的类点光源，其特征在于它发出的亮光是明暗交替变化的。

4.根据权利要求1或2所述的视觉训练方法，所述的平面融像难度级别d是在区间 [35,50] 范围中任意选定的，如果对级别d按所述步骤进行的训练没有成功，就再在 [35, 50]范围中选择比d小的级别dˊ，对级别dˊ再按所述步骤进行训练。

5.根据权利要求1或2所述的视觉训练方法，其中所述的平面融像难度级别d，在区间[40, 45] 范围中任意选定。

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