#美国宇航局#美国航天局将创建史无前例的“深度感知”记录

当你看着一个离你很远的物体时,你能多好地分辨出它到底离你多远?我们这样做的能力被称为深度感知。虽然我们的一些深度知觉是由诸如相对运动、表观尺寸、纹理梯度和其他你可以用一只眼睛观察到的东西引起的,但最普遍的视觉线索来自我们的双眼视觉:两只眼睛彼此位于不同的地方。
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  • ?图注:半人马座阿尔法星(左上角)包括A和B,是与比邻星(圆圈)相同的三元星系的一部分。这是离地球最近的三颗恒星,它们位于4.2到4.4光年之间。从距离地球足够远的另一个空间位置看,包括半人马座α星和比邻星在内的这一领域中最接近的恒星似乎会相对于背景恒星发生偏移,即距离地球较远的恒星。
眼睛之间的分离是三维成像的关键,也就是我们对深度的感知。在天文学中,这被运用到了极端,因为两个望远镜在距离上可以很好地分开:分开距离可以等于地球的直径,如果它们在太空中的话,直径会更大。与地球通信的最遥远的操作望远镜是超越冥王星的美国宇航局“新视野号”。4月22日和23日,“新视野”号将与地球合作,产生有史以来最长的基线视差测量值,你可以提供帮忙。以下是方法,以及背后的科学。
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  • 图注:视差的一种应用,当你从左眼移到右眼时,前景(手指)对象似乎相对于背景(树)移动。你的眼睛之间的距离越大(你的基线),视偏移(和相关的视差角度)就越大。
当你只有一只眼睛睁开时,你看到的外部世界与照片相似:三维世界被压缩成二维快照。实际上,不同的对象之间的距离是不同的,但根据一张快照,你无法判断物体是更大/更亮和更远,还是更小/更模糊和更近。
但是如果你的第二只眼睛在不同的位置,很容易想象你得到了两组信息供你的大脑组合在一起。亲自“查看”此图像的最佳方法是,在相对较远的背景前,将您的拇指一直伸到您的面前。 当您在左眼和右眼之间切换时,一次只睁一只眼,您会看到拇指相对于背景移动的明显位置。
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  • 图注:如果你的两只眼睛在某一时刻所看到的东西之间的有效距离比你脸上分开的几厘米要大,你就能增加你所看到的东西的视差,从而提高你的深度知觉,使之超越人类的极限。
拇指看起来移动的原因很简单:用左眼看到的视线将拇指放置在与右眼视线不同的相对位置。 从数学上讲,您的眼睛与正在查看的任何对象都形成一个狭窄的三角形,并且该对象越近,该对象处的狭窄角度越大。物体离得越远,角度太小以至于您无法观察到它。
如果物体无限远,则角度会减小到零,这就是为什么仅凭眼睛就无法分辨月亮还是行星是恒星距离远的原因。但是,如果物体离得足够近,您可以分辨出左眼和右眼之间存在角度差异,那么您将看到在天文学中称为视差的东西。
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  • 图注:恒星视差的概念,其中观察者在两个不同的有利位置看到前景物体移动。视差此处显示的“视差角”为1弧秒:1/3600度。 在观测视差之前,许多人以缺乏视差为理由反对太阳系的日心模型。 但是事实证明,恒星真的很远。
【 #美国宇航局#美国航天局将创建史无前例的“深度感知”记录】从几何学上看,远处物体产生的视差角完全取决于两个距离:
  • 你两个“眼睛”之间的距离
  • 以及到那个物体的距离。
虽然对我们大多数人来说,我们的眼睛之间的距离可能只有大约6或7厘米,但我们并不局限于使用我们的眼睛单独用于天文学。我们可以在世界各地安装望远镜,地球直径的最大基线距离约为12700公里。虽然这看起来像是一个巨大的距离,但你必须将它与恒星之间的距离进行比较,这些距离是以光年或几万亿公里来测量的。


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