畫透視時眼睛結構的原理

文、Andy老師

今天要跟各位介紹透視原理眼睛的結構，首先，先是要了解我們人類的眼睛的可視角度。單眼的可視角度約120度，雙眼加起來的可視角度共160度左右，那為什麼一眼120度，兩眼加起來不是240度呢？
因為兩隻眼睛有重複重疊的可視角度，所以扣掉兩眼重複的可視角度範圍
兩眼加起來的可視角度約160度。

以下的圖解就是人眼側面看出去的一個圓錐形的可視角度圖，依照這個放射狀的立體圓錐可視角度的圖解，可以明白越遠的地方，我們能看到的範圍越多，越靠近我們眼睛的場景，我們能看到的角度就越小。

因此我們要看清楚整個環境的物體就必須站的比較遠，才能看清楚整個環境裡的所有東西，也因此在室內我們使用一般鏡頭的相機是無法拍下室內的所有物體，因此就有了廣角鏡頭的發明，可以讓我們在短距離內拍下室內所有的物體，而人眼並不像廣角鏡頭的可視角度那麼大，所以在短的距離內是無法看清室內所有物體，所以必須拉遠距離才能看見室內所有物體。

而我們的可視角度也會因為我們抬頭低頭轉頭看的角度不同，所呈現的影像角度也會不同，如下圖所示，當我們低頭我們的立體圓錐可視角度範圍，就會跟頭呈現一個水平向下看的角度。

再來我們再換一個半側面的人臉角度，來解釋我們人的兩眼的立體圓錐角度所看出去的可視範圍，如下圖所示，我們的眼睛如同一個立體的圓錐形，從我們的瞳孔往外放射形成一個圓錐型的可視面積和角度，而兩個眼睛圓形的可視角度重疊處，也就是兩眼都能同時看到的範圍。

因此，當我們閉上一隻眼睛看出去的影像，在兩眼重疊處的那一個影像會左右移動，也就是說，當我們閉上右眼只用左眼看的時候，眼前的東西會往左移動，相反的，當我們閉上左眼只用右眼看的時候，眼前的東西會往右移動而這會左右移動的物體，就是兩眼重疊能看到的這個物體，因此當我們閉上一隻眼睛可視角度就會減少一半。

再來我們用上視圖來解釋人眼的可視範圍，如下圖所示，兩眼可看的範圍加起來是約120度，而兩眼可視角度重疊可看到的範圍約是60度，因此在這60度內的物體的透視約是50厘米的相機鏡頭。而超出著60度以外的範圍看到的物體，就有點像廣角鏡頭拍下物體時的變形跟扭曲會比較誇張，相機鏡頭的厘米數，可以來講解人的眼睛看到影像的透視程度。

如下圖所示，有三個照片拍同一個人，分別用廣角鏡頭，標準鏡頭，望遠鏡頭，三種鏡頭來拍攝人臉，而這三個不同的相機鏡頭，所拍出的來的人臉透視是有不一樣的變化，從左邊的廣角鏡頭來看，人面部中心垂直的這一個面是會比較放大的，而越偏兩側的物體會越往後縮小。

左邊這個廣角鏡頭拍起來的物體，會讓越前面的越大，越後面的越小，大小的對比會比較強烈，也因此會讓人臉的鼻子變得比較大，耳朵變得比較小，因為鼻子是最突出最靠近鏡頭，所以他會變得特別大，而耳朵或是耳朵後面的頭髮離鏡頭是最遠的，所以他們會變得比較小，再來中間的標準鏡頭就是50厘米所拍出來的人臉，是最接近我們人的眼睛看到的透視效果。

而最右邊的望遠鏡頭，會讓所有的東西都拉寬壓扁的感覺，因為望遠鏡頭的透視感是最弱的，因此不會有很前面的東西變大，或是很後面的東西變小，的這種前後距離大小明顯的變化效果，因此，我們畫透視盡量不要讓前面的東西很大，後面的東西很小，而形成大透視的畫面效果，而是採取一個50厘米標準鏡頭看到的成像結果，才是最接近我們人眼睛看到世界的透視效果。

再來下面的這兩張圖，就是在解釋我們人眼的圓錐形的放射狀的視角，會形成物體近大遠小的原理。

從下圖我們可以看到，從人的眼睛拉一個放射狀的線條，連接到眼前的筆，而這個放射線拉出來的線條，投射在畫布平面上的筆，將因為這個透視線而形成變短的狀態，因此就會形成在我們眼前的物體會有近大遠小的原理，因為我們的人眼可視角度是一個放射狀的圓錐形，而這個放射狀的線條會將眼前的物體投射在我們眼睛平面上的圖像上。形成近大遠小，以及有透視消失點的視覺成像，在透視原理上，畫面都會有消失點，而這個消失點也就是一個放射狀的線條，就如同我們眼睛放射狀的圓錐形可視範圍一樣。

倘若我們眼睛的可視角度不是一個放射狀的圓錐形，而是一個平行的圓柱體的可視範圍，那麼我們眼前的物體，勢必不會有消失點，跟近大遠小的狀態，但這個狀況我們是無法體會的，因為我們眼睛的可視角度就是一個立體的圓錐形，好了，這一次的透視原理之人類眼睛結構就介紹到這，下次我們就用照片來介紹一點透視，謝謝觀賞。

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