我们耳熟能详的眼疾都与是否“看得见”、是否“看得清”有关,比如,视物模糊(远视、近视),辨色障碍(色盲、色弱),以及雪盲、夜盲等,还有一种眼疾,是无法判断不同物体的远近前后等空间关系,三维的世界在他们眼中只是一帧帧二维的平面照,他们觉得“月亮挂在树梢”非常写实,这种丢失了立体感的视觉障碍被称为“立体盲”。
要探究立体盲的成因,先要搞清楚眼睛看出去的现实世界为什么是3d的。中学课本以照相机来比喻眼睛:人眼相当于一部照相机,瞳孔相当于控制进光量的光阑,晶状体是镜头,控制晶状体的肌肉调节晶状体的焦距,玻璃体相当于照相机的那个空腔,视网膜则相当于底片。可是,照相机拍出来的照片是平面的。眼睛成的像是立体的,是因为我们有两只眼睛,相当于安装了两台照相机。
人眼两瞳孔之间存在着一定的间距,大致为 6~7cm,这样使得人的双眼从稍有不同的两个角度去观察客观的三维世界的景物,由于几何光学投影,左右眼视网膜的成像存在着细微的差别,这就是双眼视差(disparity);双眼视差能反映场景中物体的深度信息,也是人眼系统感知立体视觉的生理基础。人类大脑皮层对具有视差的左右眼图像进行融合后,便能提取信息并感受到具有层次感的立体视效,这就是人眼立体视觉的基本原理。
而3d电影的制作,正是模拟人眼立体视觉的基本原理,它以人眼观察景物的方法,分别代表人的左、右眼,同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。在放映时,将两条电影影片分别装入左、右电影放映机,两台放映机需同步运转,同时将画面投放在金属银幕上,形成左像右像双影,当观众戴上特制的偏光镜后,左眼只能看见左像,右眼只能看见右像,通过两眼汇聚功能将左、右像重叠,由大脑视觉中枢产生三维立体的视觉效果。
以上3d电影放映过程有3个关键点:1,左右两台放映机需同时放映;2,通过两眼汇聚功能将左、右像重叠;3,由大脑视觉中枢来处理成立体的视觉效果。
这3个关键点正对应着人眼的三级视功能:同时视、融合视、立体视。
“同时视”指外界物体同时在双眼视网膜的对应位置(通常是黄斑中心凹)形成大小、清晰度相似的物象。
“融合视”是在同时视的基础上,大脑中枢将落于双眼视网膜对应位置上的物像综合成为一个完整物像。
立体视是在具备以上两级视功能的基础上较为独立的具有三维空间的视觉功能,由大脑将两幅画面的差异部分进行处理,形成对物体的深度觉和空间感,是双眼的调节与集合在视中枢指令下的更高一层次的生理功能。至于大脑是怎样处理图像生成立体效果的,目前还不清楚。
这三级视功能,每升一级都需要前一级视功能的健全。第一级视功能健全才能有第二级,第二级视功能健全才能有第三级。
以上的三级视功能,每一级出错都会造成立体视觉的丢失。
比如,斜视的眼睛眼球的位置发生了偏移,外界物体无法在双眼视网膜的对应位置成像,一眼成像在黄斑中心凹,另一眼成像在视网膜其他位置,导致左右眼的物像无法在大脑里融合为一,出现两个像(复视)。为了消除复视,眼睛就想办法把一只眼睛产生的像抑制,只用一只眼睛看东西,于是,立体视功能就受到影响,长期以往,还可能形成弱视。
再如,弱视,特别是单眼弱视,由于一眼形成的物像模糊,或者双眼形成的物像不等大,我们的大脑视觉中枢无法将差异这么大的物像融合,就只能把一只眼睛的物像牺牲了,立体视觉肯定就会不好。
很多影响视力的眼睛疾病,也会连带影响到眼睛的立体视功能。所以,立体视的丢失基本上是很多眼疾的副产品,如果孩子的立体视不好,意味着孩子的眼睛或存在着斜弱视或者其他眼部疾病。
一般立体盲患者出现在以下人群中:部分斜视、重度弱视、眼外伤、单眼白内障、眼底病变、视神经萎缩、手术摘单眼除(视网膜母细胞瘤、眼肿瘤、单眼外伤等)等。
相较于弱视、色盲等,立体盲算是“新近”发现的一种双眼视觉障碍。其实,立体盲的发病率并不低,约为2.67%,立体视觉异常则高达30%,我国估计至少有2000万立体盲患者。美国影评人michael atkinson是一名立体盲,他在一篇影评《3d电影从来不照顾我这样视力有问题的人》中估计,“约有2.92亿到7.3亿人只有有限的立体视觉,或者根本没有,这些人不能处理3d电影的视觉信息……我们是个被忽视的少数团体,比需要轮椅坡道进影院的残疾人比例还大。”
许多家长更关心的是立体视缺失会不会影响孩子的立体几何成绩。其实,初高中阶段的题目还是比较简单的,顶多就是画个三视图需要一些空间想象力,而且这个想象力的级别其实是很低的,稍微训练一下就肯定能提高,只是做几道题而已,又不是画工程制图,需要强大的立体感来描绘从上面看、从正面看、从侧面看各是什么样子,类似下图:
立体盲患者有许多工作都不能胜任,如飞行员、各种机动车(船)驾驶员、运动员、各种精密机械的操作和精密仪器、仪表的制造,显微外科手术、遥感、遥测等需要优良的立体视觉功能的职业。
许多立体视缺失者通过修正“单眼经验”,确实能够从事测绘、驾驶等等工作,但仍然是很危险的。
海军总医院眼科孙哗、蔡小春、北京市公安交通管理局事故处梅冰松等三位专家,1989年7月在《中国实用眼科杂志》上发表《349例肇事汽车驾驶员立体视功能测定的调查报告》。报告结果显示:立体视觉异常者共70人,占20.06%,其中18人是立体盲,占5.16%。
立体盲使职业生涯受限,甚至带来生命危险,防治立体盲是一项很有意义的工作。
目前,对立体视功能缺失还没有明确有效的治疗方法,较常用的训练软件,通过训练同时视、融合,从而获得部分立体视的功能,可能会有效果。
预防立体视的丢失比治疗更重要。
立体视的缺失通常是斜视、弱视等的副产物,因此,就要从斜视、弱视等源头着手预防。
斜视是造成立体视缺失的最重要原因,特别是内斜视,即使手术矫正斜视,立体视也可能无法恢复。所以从保护立体视来说,内斜视建议越早手术越好,一般推荐2岁以内手术。而对亚洲常见的斜视类型——间歇性外斜视来说,早期立体视功能常可保存,一旦威胁到立体视,建议尽早手术。
弱视也是造成立体视缺失的原因,除了斜视造成的弱视,屈光参差是弱视的最常见原因,及时合适的配镜矫正是治疗该型弱视的基础,如果普通框架眼镜造成双眼物像大小明显不等,则建议接触镜或屈光手术。临床经验证明,弱视治疗的关键在于一个“早”字,年龄越小,发现越早,治疗效果越好,7岁以前治疗效果最好。
当家长们在给孩子测视力时,往往仅仅专注于视力是否达标,却忽略了孩子眼睛的其他功能。以下现象需警惕立体视的缺失:下楼梯时老是跌倒,阅读、做算术题总是容易串行,打球时常扑空等等。2017年6月22日,《洛杉矶时报》刊登了一名叫susan的美国女孩的控诉:她直到20岁时才知道自己的立体视缺失,之前,她一直被认为是智力缺陷,阅读速度慢是脑子反应迟钝,走路摔跤是小脑没发育好,而从没想过是眼睛的问题!