鸡头稳定原理 鸡头稳定原理应用

今天的电影推荐讲到了主角是一只小鸡,在日新月异的科技生活中,摄影师们为了照相机防抖,下了不少功夫。一次次研究中惊讶的发现, 鸡头or鸟类头部防抖是很普遍的现象 ,这也让摄影师们想出了把微型摄影机绑在鸡的头部进行拍摄的奇思妙想。 广播电视节目制作经营许可证:(沪)字第01248号

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所以鸟类为什么走路点头?大家可以去看这篇科普文“ 鸟类行走的点头问题 ”,其中详细介绍了科学家们为了验证各自猜想所做的种种非常有趣的实验。 结论可以用一句话来概括:行走点头有着影响视觉的作用,点头能够帮助帮助鸟类获得视觉上的空间感调节。 一种观点是,我们可以把鸟类的“点头”和哺乳类动物的“视动反射”( Optokinetic reflex )联系了起来:当人眼注视某一物体时眼球只会产生很小的移动(hold phase),当注视新物体的时候眼球会快速移动到新的方向上(thrust phase)。举个例子,头部保持稳定,将你的手指从眼睛一端的视野平移到另一端,眼球盯着指尖。当指尖从另一端的视野消失的时候,你的眼球会自动回到最初盯着手指尖的位置。 (好吧也许并不支持GIF,大家可以搜索一下Optokinetic reflex维基,有这个动图) 许多鸟类的眼睛长在偏头部两侧的位置,主动运动眼球的能力非常差,因此它们很有可能通过站立时扭转头部,行走时伸出头部来获得周围环境的视觉信号。即 哺乳动物对于动眼肌的控制和鸟类对于颈部的控制是同功的,两者的调节方式存在一定的相似性 。 这就很好理解鸟头能保持稳定的原理了。当你盯住一个物体看时,无论如何移动你的头部或者躯干,你的眼球仍是盯向一个方向,这种调节机制叫做“前庭眼反射”( Optokinetic reflex (VOR)),即通过内耳的前庭器官感受的头部转动,反馈调节眼球向相反方向的运动。 这种稳定视野的调节机制,结合之前“哺乳动物对于动眼肌的控制和鸟类对于颈部的控制是同功的,两者的调节方式存在一定的相似性”的推测,也许就不难说明这个问题了。事实上,根据鸡头稳定设计的拍摄脚手架: 在基本原理上的调节和“前庭反射”是类似的。 查资料的时候又发现了下面这篇文献,还没来得及细读 Troje, N. F., & Frost, B. J. (2000). Head-bobbing in pigeons: how stable is the hold phase?. Journal of Experimental Biology , 203 (5), 935-940. 鸟类是如何在点头过程中维持头部hold phase不受身体运动影响的,这篇文献以及参考文献中说的很清楚。感兴趣的知友可以读一读。

这种现象在很多鸟类中都存在。细心的人肯定发现过,很多鸟类在行走时都。

会出现点头现象,可以说是一步一点头。这并不是因为他们有什么大病或癖好,而只是为了通过点头来帮助自己获得视觉上的空间感,调节。

他们在行走时,往往是先将头伸到前方固定,然后身体再移动到头部的位置,这样就能保持视线的平稳,来减少颠簸感。事实上,机头稳定的这种方式并不是什么优势,而是一种落后的生物进化。

相比于机要靠颈部来稳定头部,然后再稳定眼睛的成像,我们的人眼简直不要高级太多。因为人是直接眼球稳定,不论是晃动身体还是晃动头部,眼睛也能注视特定位置,眼睛成像也不会晃动,仍然能看清楚眼前的画面。

人的一个眼球就拥有了笔记的脖子,头部眼睛加起来更好的效果。如果将机头比作一台稳定器,那么人的眼球就是自带光学防抖的摄像头。

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与此同时,人的眼睛还匹配了发达的大脑和神经网络,可以说是光学防抖加电子防抖于一身,简直不要太高级。因此,以后千万不要再羡慕鸡头的稳定,也不要再觉得鸡头稳定是多么神奇的一件事了。

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