奥秘#22　深度如此重要

我们对世界的3D感知来源于深度线索。深度线索多种多样，比如空气中的雾霾和预计的物体大小。在视觉中，我们会用到所有这些线索，而在视觉设计和现实生活中，我们利用其中某一种。

能看见深度，是我们视觉能力的一项了不起的特点。深度不仅使我们看见的东西变得更为有趣，还扮演着极为重要的角色。我们利用深度来探索我们身处的3D世界，并借助深度进行视觉沟通设计，让我们看见的东西更为清晰、分明。[1]

心理学家将那个促使我们看见深度的视觉诱因称为深度线索。视觉科学认为，我们对深度的感觉来源于至少19项可被识别的环境中的线索。我们极少看见单独某一个线索，因为它们基本上是共同出现、一起提供深度信息的。不过，我们可以将它们大致分成下面几类：

双眼线索（立体景深、眼睛聚焦）

通过对比两只眼睛从不同角度看见的图像，大脑可以看见深度。这类视觉信息对我们日常生活非常重要（接球时闭上一只眼就知道了），不过也有不少单眼深度线索。单眼线索的优势在于它更容易在平面图像上传递深度信息（比如，在印刷品或电脑屏幕上）。

透视线索（大小梯度、纹理梯度、线条透视）

视觉场景的形状会提示其中物体的深度信息。比如，透视线条的聚集、分离，以及我们所知道的比例不变的物体（如方形地砖）形状的改变，这些都是很好的深度信息。

遮挡线索（物体重叠、投射阴影、表面阴影）

某个物体把另一个物体部分遮挡，以及它们所创造的投影，都是很强的深度线索。更多例证请参见糊弄自己看见3D【奥秘#20】。

聚焦线索（空气透视、物体强度、聚焦）

更远的距离通常会带来更多深度线索，例如增多的雾霾和达到眼睛聚焦范围的极限。我们会在下文中进一步讨论聚焦线索之一——物体强度。

运动线索（运动深度，也称运动视差）

当你移动脑袋时，物体与你距离不同，它们便会以不同的速度移动。这是一个非常强的深度线索。这也是为什么黑颈眼镜蛇要左右移动它的头部来测算它的猎物和它之间的距离。

因为没办法把这些线索一一讨论，所以我们将选择两个进行深入说明：物体强度和预知大小。其中，预知大小可以粗略算作透视线索。更多有关深度线索及应用于信息设计的内容，请参见本文的尾注部分。

物体强度

为什么远处的物体看上去模糊不清，或是如同褪色？为什么明亮的物体似乎更能吸引我们的注意？这都和物体强度有关。

当我们看向远方时，我们会发现远处的建筑物或山脉看上去不再明显，和近物相比，通常显得模糊不清，就连颜色也变得更浅，如同被洗白。这背后的原因，心理学家们称之为空气透视或物体强度。这是大脑用来感知深度的视觉信号之一，它会自动帮我们把周遭的环境信息进行分类和排序（比如，前景比背景更明显）。

设计师通过在设计作品中使用更亮的颜色和更强的对比度，来利用这一现象引导我们的视觉。道路安全专家也因此将交通安全标志做得比其他道路标识更亮、对比度更强，使其更为醒目，如图2-13所示。实际上，当你用荧光笔在书上将某一个段落标记出来时，你也在利用相同的原理。通过深度线索，你将特定的文字带到了前景中，给环境信息排了序。

图2-13：重要的道路标志通常使用更深的颜色和更强的对比元素让其更醒目[2]

练习：请闭上一只眼睛，观察图2-14中两个并排的阴影方块。如果要选看上去离你更近的，你会选哪个？黑色的方块似乎跳了出来，比灰色方块离你更近，就好像我们的大脑希望黑色方块位于前面一样。

图2-14：哪个方块看上去离你更近

原理：因深浅程度不同而带来的深度体验的原理是大气透视。它的科学解释其实很简单。空气中充满了灰尘和水汽，这些微粒会阻碍我们对物体的观察，使得它们模糊不清或更不明显。较近时，你看不见这些微粒。当你拉远和物体的距离，这些微粒的数量会增多，使得最后像是有一层雾霾隔在中间。白天，由于微粒对自然光进行折射，较远的物体会发白或发蓝。颜色深的物体会跳脱出来，置于前景，而颜色浅的置于背景。夜晚，这种效应类似，不过需要反过来：物体颜色浅的，显得更近，如图2-15所示。总之，物体和周遭环境的对比强度会影响我们对它的位置判断。甚至，颜色也有相同的效果，由于本身及其浓度的差别。两个物体的视觉强度相差越大，它们之间的深度感则越明显。

图2-15：夜晚，颜色浅的物体显得更近

所以，强度和注意有关吗？有一种说法是，我们会更注意离我们近的物体，因为它们和我们身体的关系更大，而我们之所以会关注视觉强度大的物体，是因为它们看上去离我们更近。简单地说，它们跳到了我们面前。

现实生活：因为天气会影响空气中的雾霾状况，进而影响我们所感觉到的深度，所以空气中微粒越多，空气透视的效果越大。因此，我们在暴风雨中所看见的物体，会比在晴天里所看见的，感觉更远。

预知大小

当两个物体大小不同时，我们将如何判断它们离我们的远近？

我们都知道，当物体大小相同时，离得远的看上去更小。不过，你是否有过这样的经历？当你在远处看某个物体时，你觉得它很小；但当你凑近去看时，却发现它比你想象中要大。心理学家把这种现象叫作大小梯度和预知大小。大小梯度说的是，当物体离你越来越远时，它们在你的视野里会等比例缩小。我们进而从物体相对大小的差异中感知到场景的深度。这种一般性定律无懈可击，但有时候我们对某个物体先前的认识会给我们带来麻烦，尤其是当我们会用对该物体的预知大小（或大小假设）来衡量我们所看见物体的相对大小时。

当相对大小这一因素变得至关重要时，请格外注意他人对某一主体或物体的既有认识。许多视觉沟通设计师发现，如果忘记在背景参照中加比例尺，这对于他们设计作品来说，将会是致命的。缺少可识别的比例尺可能会使得一张重要的地图、示意图或对比图毫无作用。比例上的突然变化可能会让人迷失方向——但如果用得好，也能帮助吸引注意。

练习：请看图2-16里的大象和老鼠。凭借过往记忆，我们知道它们实际的相对大小，即使老鼠在这里看上去更大一点。

图2-16：大象与老鼠——记忆告诉你，大象更大

请再看看图2-17里的老鼠和蛰壳（一种虚构的动物）。我们从未见过蛰壳，怎么知道哪个实际上更大？还是说，我们假设所看到的比例就是实际情况？

图2-17：蛰壳与老鼠——蛰壳是虚构的，你只能通过把它和老鼠进行对比来判断其大小

原理：我们对物体及其实际大小的认识在我们感知深度时扮演着隐形的角色。无论什么时候，只要看见某个物体，我们的大脑就会回忆起相关的大小、形状等信息。大脑接着将既有的认识和实际所见做对比，从而根据比例尺来计算距离的远近。这种方法的确快速有效，不过，有时候也会让人产生错觉，尤其是当人遇到不熟悉的物体时。心理学家布鲁斯·高德斯坦（Bruce Goldstein）提到了一则布须曼人的例子，讲的是一位人类学家去非洲和生活在茂密雨林里的布须曼人进行接触。人类学家将一位布须曼人引到一处开阔的平原，并让他观察远处的水牛。布须曼人拒绝相信水牛很大，并表示它一定是某种昆虫。不过，当布须曼人慢慢走近去看时，他震惊了。水牛似乎成比例变大了，而布须曼人把这认作魔法。究其原因，其实是茂密的雨林造成了布须曼人在看远处物体时的视觉限制，再加上他对水牛不熟悉，使得他对比例尺的感觉出现扭曲。

现实生活：一些设计师将这种魔法纳入囊中，为其所用。电影行业经常通过打破我们对预知大小的假设来让熟悉的事物看上去稀奇古怪。举个例子，在调整比例尺之后，我们可能会真的相信，有一只15米长的巨蚁正在小镇和城市搞破坏呢！

延伸阅读

·Goldstein，E.B.(1989).Sensation&Perception.Pacific Grove：Brooks/Cole Publishing.

·Ware，C.(1999).Information Visualization.London：Academic Press.

·Tufte，E.(1999).Envisioning Information.Cheshire：Graphics Press.

·Braunstein，M.L.(1976).Depth Perception Through Motion.London：Academic Press.

·Reagan，D.(2000).Human Perception of Objects.Sunderland：Sinauer Assoc.

——威廉·巴德尔

[1] Bardel，W.(2001).“Depth Cues for Information Design.”Thesis，Carnegie Mellon University.

[2] 感谢Ultimate Symbol Inc.提供道路标志。