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李白有诗云:小儿不识月,呼作白玉盘。

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我们看普通的篮球、乒乓球、玻璃球、气球等等都知道他们是个球体,而不是个扁平的盘子,为什么看月球就是“白玉盘”,而不是球体呢?是什么欺骗了我们的眼睛?

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地球和月球的距离平均约是38.4万千米,月球的半径为3476.28千米。距离远并不会让我们把一个球体看成一个平面的圆盘。实际上,我们在地球上看到的满月要比足球赛看台上看到的足球要大。

月球的问题在于它上面密密麻麻的布满了各种大小的环形火山口,绝大多数小的从地球上看都看不到,它们组合在一起形成了平面。这种粗糙的平面和我们理想中想当然的褪光平面不同。

满月的中心正对着观察者,所以它应当是最亮的,不过它有些坑洼和裂缝,裂壁是斜对着地球观察者,多数反射光到不了地球观察着的眼中,这使得月球的中心显得更暗。

月球的边缘附近的平面与视角斜掠而过,应当显得更暗。但其峡谷壁呈现的角度刚好正对着观察点并反射会更多的光,这使得周边更亮了。

对于整个月亮来说,平面的角度和环形山侧面的角度相互抵消了。所有的部分都反射了同样数量的光,所以眼睛就把它看作一个盘子了。

为什么我们能看到立体的图形呢?

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简单说,大约有三个要素。

一是视角问题。我们都是到物体有三视图,三个侧面看起来不一样。我们看物体时,绝大多数视角会把一个硬币看成是椭圆的。只有小米的雷军告诉你,笔记本只有一个硬币的厚度时,他眼中的硬币是一个圆。

二是光的反射。不同物质反射不同的波长、不同数量的光。无论雪球在室内还是室外,我们看到它都认为它是白色的,其实室内室外雪球发射的光差别很大。照相机就利用了曝光度、光圈大小等原理来调节这种差别。黑色丝绒上的黑猫是中度灰,而雪地上的北极熊也是中度灰。

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三是阴影部分。我们会根据平面反射光的数量来计算平面的倾斜角度。我们一般会假设平面的光亮度是一致的。

褪光平面像粉笔或无光纸一样遵循简单的法则,大脑往往推测世界就是褪了光的。而古木光泽的、毛绒的、有凹陷的以及有刺条的表明则随着光产生其他奇怪的效果,它们能愚弄我们的眼睛。 这就是满月为什么看上去像个盘子而球体的原因所在。

我们常玩的立体图是因为双眼视差造成的。看这个需要技巧,有些人看不到。

“立体视觉就像爱情,如果你不能确定,你就还没有体验到”

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你能看出这幅立体图吗?