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貓貓狗狗看電視?

2013-04-03 07:37:16DrWho
高中生學習·高一版 2013年2期
關(guān)鍵詞:視桿細胞頻閃錯動

Dr Who

Dr Who窩在軟綿綿的沙發(fā)上看電視,哇噻,《哆啦A夢》?好玩??!他家的狗狗此刻也躺在旁邊盯著電視,問題來了——第一個問題,它能看得清楚電視里面的東西么?

這取決于Dr Who家的是什么電視。有兩個參數(shù)很關(guān)鍵:刷新率和分辨率。刷新率之所以關(guān)鍵,是因為眼睛存在著視覺暫留效應(yīng),即每個視覺刺激成的像都會在視網(wǎng)膜上保留一段很小的時間,當與下一個刺激呈現(xiàn)的間隔短到一定程度時,就會造成一個連續(xù)畫面的知覺。所以當屏幕的畫面刷新得太慢時,我們就會覺察到畫面在閃爍;而當刷新速度到達一定頻率時,就不會覺察到屏閃現(xiàn)象了。這個使得我們有50%的機會分辨到屏閃的刷新率被稱為閃光融合臨界頻率(critical flicker frequency,下文簡稱CFF)。

有研究者曾給狗同時呈現(xiàn)一個連續(xù)光和一個特定刷新率的光,看看狗能否分辨出異同。狗能有50%的幾率準確判斷出那個特定刷新率,也就是狗的CFF,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)狗的CFF大概在70~80赫茲左右。傳統(tǒng)CRT顯示器的刷新率恰好在70~80赫茲,而LCD顯示器則可達200赫茲。所以,如果Dr Who家里的電視是LCD顯示器,他的狗狗就肯定不會受到屏閃的困擾了。

不過,如果Dr Who家的電視是CRT顯示器,狗狗就真的只能看到屏閃,其他什么都看不清楚了么?非也,其實它還是能看到球員的動作,而且不會受很大的影響。這里需要區(qū)分兩個概念,視錯動覺(motionillusion)和頻閃融合(flickerfusion)。如果你有一本在連續(xù)頁面上繪有連續(xù)動作的手翻漫畫書,快速翻頁的時候,看起來就會覺得漫畫上的人物在動(但你仍能覺察到書頁的翻動),這種錯覺就是視錯動覺。而當你翻頁的速度再快點,快到覺察不出來書頁的翻動,這個時候就達到頻閃融合了。引起視錯動覺和頻閃融合所需的頻率是不一樣的,后者比前者明顯要大好幾倍,如10赫茲就能引起視錯動覺,而頻閃融合的頻率就是上文所說的CFF。

由此可見,Dr. Who家的狗狗也許會因為CRT屏幕上一閃一閃而看得不爽,但還是能看清楚球員們的動作的。

那么,為什么分辨率也那么重要呢?如果狗的眼睛像老鷹的一樣,在高空能輕易分辨地上的一只田鼠,那么電視屏幕對狗來說就是無數(shù)會發(fā)光的像素點而已。但是狗的視覺分辨率比人還差許多。在人的視網(wǎng)膜上,一個感光的視桿細胞是連著一個神經(jīng)細胞的,而在貓(注意,是貓,但狗的估計也類似)的眼睛中,這個比例變成了4,每4個感光細胞的信息才有一個神經(jīng)細胞來處理,精確度相當于人眼的1/4~1/3。打個比方,狗在6米處能看清楚的細節(jié),人在20米左右就能看清楚。

所以,正常來說,在趴在Dr Who的沙發(fā)旁邊看電視的狗狗的眼中,也許只是屏幕里一團團東西在動。除非Dr Who是個大近視,那么他的沙發(fā)自然也就離電視很近了。

第二個問題,它能分清動畫片里面的角色么?假設(shè)Dr Who家中是一臺60英寸高清LCD大電視,那么狗狗終于能舒舒服服地看動畫片了吧?但是不同角色穿的是不同顏色的衣服,它能分辨出來么?

哺乳動物的視網(wǎng)膜上有兩類感光細胞——視錐細胞和視桿細胞。視錐細胞主要負責黑暗環(huán)境的視覺和對運動物體的覺察,而視桿細胞分若干種,每種對特定波長的光有最大的反應(yīng)——換句話說,一束特定波長的光能不同程度地激活這些細胞,它們向神經(jīng)細胞發(fā)送不同強度的信號,最后整合而成各種色彩的知覺。人的視桿細胞有三種,分別對藍紫色、綠色和黃綠色最敏感,而這三種顏色為人視桿細胞感知后也構(gòu)成了人顏色知覺的三原色。但除了人和其他許多靈長類動物之外,包括狗在內(nèi)的大多數(shù)哺乳動物只有兩種視桿細胞。所以當一束光射入人眼時,人的色覺來源于三個不同的信號,而狗只有兩個不同的信號,變化的維度少了一個,知覺到的色彩也就少了一些。對于狗來說,分辨綠色、黃綠色、黃色和紅色是一件困難的事情,這粗略等同于人類的紅綠色盲。所以,多彩的動畫造型在它眼里乃是灰撲撲一片。

第三個問題,它會覺得屏幕里的是真的人或自己熟悉的對象么?

狗遇見陌生人,要不就蹭過去嗅一嗅認識認識,要不就緊張得狂吠不止??傊?,看見一只狗對陌生人無動于衷是一件奇怪的事情。問題是,電視里如此之多的陌生人,狗狗見了為什么沒有反應(yīng)呢?

一些研究者提出,有兩個因素可能影響著動物對一個像是否真實的判斷:

1.像的大小比例:電視機里的像看上去距離自己只有幾米,但大小卻和真人不成正比例,這也許能使狗狗沒有認出那些人來。可惜的是,目前還沒有人去考究過是否如此。

2.像的立體性:屏幕上的像都是二維的平面像,缺乏深度視覺帶來的額外信息。但是來自匈牙利的動物行為學家PéterPongrácz等人做了一個投影儀成像的實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),狗對2D(二維)人像的辨別,其實也不錯——一個真人(3D)或者一個與真人等大的投影視頻人像(2D)給狗狗一個提示的手勢,告訴它們哪兒藏著食物,結(jié)果2D和3D的提示它們都能看懂,最終都能找到食物。這么看來,一臺高刷新率的投影大電視,也許會給狗狗以最真實的現(xiàn)場感。

但最后還有一個問題!就是,為什么狗狗要看電視?

不知道大家有沒有想過,狗看電視也許只是因為Dr Who正在看電視呢?它也許什么都看不懂,但只要是主人所注意的東西,它就會特別留心。從進化的角度上看,狗能夠在今天和人形成這種和諧的共生關(guān)系,分享資源和棲息地很重要,像狼一樣特立獨行是不行的。無論是寵物狗還是流浪狗,每天必須面對的一個挑戰(zhàn),就是如何和一個叫做人類的物種打交道。不同于選擇了競爭的大多數(shù)物種,馴化的過程,減少了狗的祖先的攻擊性,使得它們越來越溫順,越來越寬容。

所以,當實驗者用手指指著藏有食物的容器時,黑猩猩不能理解這是實驗者在幫助它們?nèi)ふ沂澄铮驗樗鼈円恢绷晳T了競爭,得經(jīng)過上百次的訓(xùn)練,才能機械地學會“‘指著代表了那兒有食物”的手勢指令。但如果同樣的實驗讓狗來完成的話,它們會乖乖地選擇實驗者指著的容器,令人吃驚的是,無論是一直和人生活的寵物狗,還是從小就被圈養(yǎng)著很少接觸人的狗,無論是成年的狗,還是很幼小的狗,都表現(xiàn)出這種傾向。

很多人會問,它們不能靠嗅覺找出來么?其實當實驗者什么提示都不給的時候,它們并不能找出食物的所在,只是隨便蒙一個。筆者親自嘗試做過這個實驗,當我沒有給出任何提示的時候,它干脆蹲在那兒,用一種信任的目光盯著我,等著我告訴它答案。

當然,如果要驗證狗狗看電視是否真的是因為主人正在看,最直接的辦法是讓Dr Who把電視開著,卻坐在沙發(fā)里看書,這時再來看看,狗狗是否還像以前那樣愛盯著電視了?

最后,我們好像弄明白了:讓狗狗看得最入戲的,應(yīng)該是一臺高刷新率、高清超大屏幕的電視,同時還得要有主人在旁邊。

(節(jié)選自《再冷門的問題也有最熱鬧的答案:23個怪到爆的冷門問題》)

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