浙大有門課要用100多種道具！3D眼鏡是這門課100多套道具中的一個(gè)

最近，在浙江大學(xué)的一門課堂上，近200名學(xué)生收到了特殊的見(jiàn)面禮——人手一副3D眼鏡。有的學(xué)生立馬驚喜地戴上了眼鏡，有的則是拍照發(fā)朋友圈“炫酷”。

事實(shí)上，這3D眼鏡是這門課100多套道具中的一個(gè)，還有貓眼石戒指、望遠(yuǎn)鏡、多棱鏡、3D攝影機(jī)、高速攝像機(jī)等等。這讓許多沒(méi)選上課的學(xué)生紛紛化身“檸檬精”表示“酸了”。

這門課叫《視覺(jué)奧秘及應(yīng)用》，開(kāi)課于2013年，6年來(lái)，這門課在浙大的火爆程度不斷增加。每個(gè)學(xué)期的上課人數(shù)從最初的100人出頭，發(fā)展到現(xiàn)在的將近200人。

這些“奇葩”小問(wèn)題你能回答嗎？

《視覺(jué)奧秘及應(yīng)用》是浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的一門通識(shí)課，任課老師章海軍是浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院的教授。

這門課原來(lái)是光電科學(xué)與工程學(xué)院的專業(yè)課《生理光學(xué)》，后來(lái)，章海軍把它開(kāi)成了國(guó)內(nèi)高校最早開(kāi)設(shè)的視覺(jué)通識(shí)課之一。

“人的眼睛是信息感知系統(tǒng)中最重要的，因?yàn)槿祟?0%以上的信息都來(lái)自視覺(jué)?！闭潞＼娬f(shuō)，“視覺(jué)知識(shí)與現(xiàn)在迅速發(fā)展的信息技術(shù)也是緊密聯(lián)系的。這門課只開(kāi)在光電學(xué)院太可惜了，我想把這些知識(shí)還有我這些年來(lái)總結(jié)體會(huì)出的一些科研經(jīng)驗(yàn)、研究成果通過(guò)通識(shí)課的形式和同學(xué)們分享?！?/p>

在課堂上，章海軍向?qū)W生們拋出了一個(gè)又一個(gè)“簡(jiǎn)單”的“難題”，把同學(xué)們引入課堂的思考。

怎樣能使鯉魚(yú)離開(kāi)水依然可以存活很久？近視眼的人潛入到透明的水池里，近視程度變得更深，還是變得稍淺？近視眼和老花眼可以相互抵消嗎？有沒(méi)有四只眼睛的魚(yú)？貓眼瞳孔是什么形狀的？眼睛最多的昆蟲(chóng)是什么？為什么一張圖片縮小看是瑪麗蓮夢(mèng)露，放大看竟然是愛(ài)因斯坦？

當(dāng)老師提出“眼鏡猴為什么看東西的時(shí)候總要轉(zhuǎn)頭”這一問(wèn)題的時(shí)候，學(xué)生們面面相覷，小聲討論起來(lái)，有學(xué)生猜測(cè)可能是因?yàn)檠坨R猴過(guò)分敏捷。

章海軍沒(méi)有用常見(jiàn)的知識(shí)灌輸式的回答來(lái)回應(yīng)學(xué)生，而是微笑著打開(kāi)了一段精心準(zhǔn)備的小視頻，視頻里的眼鏡猴睜著大眼睛，瞳孔一下都不曾轉(zhuǎn)動(dòng)，身邊有什么風(fēng)吹草動(dòng)，它就“嗖”地轉(zhuǎn)過(guò)頭去看?？戳艘曨l大家就恍然大悟了，原來(lái)是因?yàn)檠坨R猴的眼睛只能直視不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得它們總是要敏捷地?cái)[頭來(lái)看清周圍的環(huán)境。

各式道具 新奇作業(yè) 寓教于樂(lè)

那給大家的3D眼鏡是用來(lái)干什么的呢？學(xué)生可以用它來(lái)看自己制作3D立體成像圖，平常也可以用它來(lái)看3D電影。

章海軍給同學(xué)們布置了制作3D立體成像圖的作業(yè)，學(xué)生需要拍攝兩張帶有模仿人的雙眼視差的照片，再用老師提供的自編軟件，即可快速合成一張3D立體成像圖，并且用課堂上老師贈(zèng)送的3D眼鏡觀察3D效果。

為此，章海軍花費(fèi)了一大筆錢購(gòu)置了一批價(jià)格昂貴的3D攝像機(jī)，學(xué)生以三人小組為單位借用3D攝像機(jī)拍攝期末課程作業(yè)。學(xué)生們拿到3D攝像機(jī)又興奮又好奇，有的迫不及待躍躍欲試，有的捧著左看右看仔細(xì)端詳，欣喜之意溢于言表。

在這門課上，學(xué)生還有機(jī)會(huì)使用平常幾乎難以接觸到的高速攝像機(jī)，通過(guò)它去觀察肉眼看不見(jiàn)的世界。

一個(gè)裝滿水的氣球爆炸時(shí)，水會(huì)不會(huì)先保持氣球原有的形狀？吹出來(lái)的肥皂泡泡會(huì)從哪個(gè)部分先開(kāi)始消失？墨水滴入水中會(huì)向什么方向擴(kuò)散？用高速攝像機(jī)拍攝出來(lái)放慢了幾十至幾百倍的視頻彌補(bǔ)了人眼無(wú)法觀察到的奇妙世界。

大二漢語(yǔ)國(guó)際教育的金紓吟表示對(duì)制作“視錯(cuò)覺(jué)動(dòng)畫”的作業(yè)非常感興趣。視錯(cuò)覺(jué)動(dòng)畫是結(jié)合視覺(jué)暫留原理的一個(gè)小動(dòng)畫作業(yè)。

光信號(hào)傳入大腦神經(jīng)需經(jīng)過(guò)一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束后，視覺(jué)形象并不立即消失，視覺(jué)的這一現(xiàn)象就是“視覺(jué)暫留”。

“我當(dāng)時(shí)做了一個(gè)小人裙子被吹起來(lái)的定格動(dòng)畫（定格動(dòng)畫是視錯(cuò)覺(jué)動(dòng)畫中的一種，利用視覺(jué)暫留原理，將定格照片連貫出動(dòng)畫效果）。這個(gè)作業(yè)讓我覺(jué)得其實(shí)動(dòng)畫制作之類的這些看起來(lái)離我們很遠(yuǎn)的東西，其實(shí)追根溯源就是課上說(shuō)到的這些簡(jiǎn)單的科學(xué)原理?！苯鸺傄髡f(shuō)。

這些有趣的道具和器材只是這門課程中的一小部分。六年來(lái)，章海軍通過(guò)外購(gòu)、設(shè)計(jì)組裝、自行研制、自行編程等手段，為這門通識(shí)課提供了超過(guò)100件（套）的演示實(shí)驗(yàn)及軟件。

章海軍提到，他去上課時(shí)，總是會(huì)帶著一大堆道具和器材，以至于校內(nèi)的擺渡車司機(jī)師傅都忍不住好奇地問(wèn)是用來(lái)做什么的。而這之中的大多數(shù)器材，都是他用自籌經(jīng)費(fèi)購(gòu)置的。

至今為止，將近2000名浙大學(xué)生學(xué)過(guò)這門通識(shí)課。這門課程在期末課程評(píng)價(jià)中也獲得了接近滿分的分?jǐn)?shù)（4.996分/5分）。

問(wèn)答環(huán)節(jié)

1

問(wèn)：怎樣能使鯉魚(yú)離開(kāi)水依然可以存活很久？

答：蒙住鯉魚(yú)的眼睛之后，鯉魚(yú)可以離開(kāi)水存活約兩小時(shí)。

2

問(wèn)：近視眼的人潛入到透明的水池里，近視程度變得更深，還是變得稍淺？

答：近視程度變得稍淺一些。因?yàn)?，空氣的折射率，與眼球內(nèi)容物（房水、晶狀體和玻璃體）相差較大，因此光線從空氣入射到眼睛里，會(huì)因折射而彎曲，對(duì)近視眼而言，這種彎曲程度太大，以至于光線不能聚焦在視網(wǎng)膜上；而如果潛入水中，水的折射率與眼球內(nèi)容物相仿，光線從水池進(jìn)入眼球，彎曲程度就會(huì)小一些，也就是近視程度會(huì)變得淺一些。

3

問(wèn)：近視眼和老花眼可以相互抵消嗎？

答：近視眼和老花眼是無(wú)法相互抵消的！近視者老花后，看遠(yuǎn)處要用近視眼鏡，看近處要用老花眼鏡。

4

問(wèn)：有沒(méi)有四只眼睛的魚(yú)？

答：有一種魚(yú)叫做“四眼魚(yú)”，它看起來(lái)有4只眼睛，2只用于看水面上的物體，2只用于看水面下的物體。但事實(shí)上，“四眼魚(yú)”其實(shí)不是真的有4只眼睛，而是由于眼球結(jié)構(gòu)較為特殊的緣故導(dǎo)致它看起來(lái)像有4只眼。

5

問(wèn)：貓眼瞳孔是什么形狀的？

答：貓的瞳孔不同于人眼瞳孔的圓形，是呈細(xì)橢圓形的。圓形瞳孔收縮時(shí)會(huì)限制視網(wǎng)膜周邊區(qū)參與成像，橢圓形瞳孔收縮時(shí)仍有視網(wǎng)膜周邊區(qū)參與成像。

6

問(wèn)：眼睛最多的昆蟲(chóng)是什么？

答：蜻蜓是眼睛最多的昆蟲(chóng)，蜻蜓的兩只大復(fù)眼由近3萬(wàn)只復(fù)眼組成。復(fù)眼內(nèi)上半部的小眼，?？催h(yuǎn)處的物體，下半部的小眼專看近處的物體。除了復(fù)眼外，蜻蜓頭上還長(zhǎng)有3只單眼，專門負(fù)責(zé)觀察前方的目標(biāo)。

7

問(wèn)：為什么一張圖片縮小看是瑪麗蓮夢(mèng)露，放大看竟然是愛(ài)因斯坦？

答：這是由人的視覺(jué)空間分辨能力有限造成的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。