4. 善於觀察的小孩—立體影像的原理/ 書中之書專刊
文 ∕ 張文亮（臺大生物環境系統工程學系教授）
十八世紀英國倫敦的藝術畫廊裡，有一個孩子指著一幅名畫說道，「我認為這幅畫畫錯了！」這句話驚動了不少人，觀賞名畫的很少會提出這樣的質疑。
「怎麼會呢？這是世界名畫。」畫廊裡的專家解說道。
「但是那個畫家畫錯了。」孩子說道。
「怎麼會呢？」專家細看這幅人像畫後，反問道。
「因為由『人像畫』裡頭部傾斜的角度來看，畫家只能畫出他的鼻子，應該畫不出耳朵，因為耳朵位置在畫家的視線以外。」
這個善於觀察的小孩就是布雷斯特(David Brewster)，他後來成為科學大師與愛丁堡大學的校長，也是立體影像原理的提出者。
兩個眼睛的妙用
他曾問一個很有趣的問題：「人有兩個眼睛，兩個眼睛到底有什麼好處？兩眼之間的距離是3.5～4.0公分，這個長度有什麼意義？」整個立體視覺的原理就是由這個問題延伸出來的。他發現兩個眼睛在適當間距時，看物體會更立體，而兩個眼睛如果相隔太遠，看近物時就彷如平面；相隔太近，兩個眼睛就等於一個眼睛。
兩眼間距恰當，近距離觀看時，右眼所看的一小部分左眼看不到，左眼所看的一小部分右眼看不到，這是很好的互補作用，使得物體更立體，而且使左、右眼共同看見的部 分更清楚。眼睛看東西的視力方向，稱為視線，當左、右兩眼共同看到同一個位置，就稱左右視線為「零視差」。如果左眼所看到的，與右眼所看到，並不是同一個位置，就稱為兩眼的視線有「視差」，當兩眼所看到的位置距離愈遠，視差就愈大。
視差使人產生錯覺
視差大會怎麼樣呢？布雷斯特發現，這「會使人產生視線的錯覺」。原來人在看東西時，會不自覺地在眼前設立一個基準點，那是兩眼視線的焦點，也是看得最清楚的位置，並且用此基準點去判斷其它物品的遠近。所以當左、右眼的基準點不同時，人就會難以判斷遠近，甚至把平面看成立體。
布雷斯特為了證明這一點，他就畫一幅圖畫，在某些部位的左邊塗上紅線，某些部位的右邊塗上藍色，並且把背景畫的較為模糊。然後給他的學生戴上左邊紅、右邊藍的眼 鏡去看。這樣左眼看得到紅色線卻看不到藍色線，右眼看得到藍色線但看不到紅色線，這是用人工的方法產生左、右眼的視差。
觀賞者的大腦，會自動在圖面上設立一基準線，模糊的背景自然成為遠景，而紅、藍線條間的視差，會讓所觀察之物凸顯出來，使得原來二度空間的圖形，產生三度空間的凸顯效果。
後來布雷斯特就用此原裡，製造歷史上第一部「立體攝影機」。在一百五十年前，這是轟動歐洲的大事，連英國女王都來看。如今立體呈現，不只是視覺的藝術，在醫學檢查與材料鑑定等方面都非常有用。
不過利用視差看立體圖形，每半小時就要讓大腦休息一下，免得太累，這也是立體電影長度很少超過三十分鐘的原因。現在就戴上你的紅藍眼鏡，進入立體圖像中的有趣世界吧！
