拇指能準確測量距離嗎?原理是什麼?

估算距離在我們日常生活、徒步旅行和生存環境中都很重要,有時候只要知道了距離,我們內心會無比心安。

而對於一些軍事上的行動,準確知道距離顯得更為重要,如果你看過《亮劍》,你一定知道劇中的李雲龍只要通過大拇指就能輕鬆估算一個敵人的距離。

你可能好奇過,這樣的測距方法是確實有效,還是影視劇的浪漫色彩呢?

其實,用手指來估算距離確實有效,但是還是需要一些經驗的積累,以及日常生活多注意觀察周圍事物。

這種測距方法是基於人體解剖學的一個事實:我們的胳膊是我們兩眼之間距離的十倍。

拇指能準確測量距離嗎?原理是什麼?


一般一個人兩眼間的距離是6釐米左右(這個瞳距可以在配眼鏡的時候測得),而拇指到眼睛的距離在60釐米左右,當然有一些例外。

這個數據對估算距離有什麼幫助呢?為了方便理解,我們通過一個簡單的例子來解釋這個!

拇指能準確測量距離嗎?原理是什麼?


例如上面這幅圖:你在遠處,你想知道自己到那輛卡車的距離,而你正巧知道這輛車大概在4米左右。

現在,你只要伸直胳膊,先閉上一隻眼睛,把拇指正好對準車頭,然後換另一隻眼睛對準拇指(閉上剛才那隻眼睛),你會發現兩次視線在車子上經歷了一段位移,就像上面這幅圖。

從這幅圖中你可以看出,位移距離大概在3米左右,這樣你就可以輕鬆知道你到車的距離大概是30米左右。

工作原理

當你伸出拇指並睜開一隻眼睛查看它,再換成另一隻眼睛睜開時,你的手指相對於車子背景移動,這種現象被稱為視差。

遠處物體的視差是因為它從基線(這裡指的是瞳距)兩端看向同一點(這裡指的是拇指)的角度造成的。

拇指能準確測量距離嗎?原理是什麼?


要精確測量到遠處物體的距離,至少要從兩個點觀察物體,基線便是連接這兩個點的線,然後我們就可以用簡單的三角形知識來估算距離了。

從原理插圖中,我們就可以看出,拇指形成了兩個相同比例三角形。第一個三角形(ab三角形)的底是眼睛之間的距離,大約是拇指到眼睛距離的1/10。

同樣的比例也適用於第二個三角形(xy三角形),即拇指和它所覆蓋的兩個距離較遠的點之間的三角形。

儘管人類的身高各不相同,但人體結構的比例是相似的,我們的眼睛與拇指之間的夾角約為6度,比例為1:10。

較小的三角形與較大的三角形具有相同的部分,如果b是a的10倍,那麼y也是x的10倍。

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為什麼存在視差

和其他動物一樣,人類的兩隻眼睛位於頭部的不同位置,以同時呈現不同的影像,這個特徵允許眼睛獲得深度感知和估算距離。

但不是所有的動物都是這樣的,有些動物使用運動視差,它們通過移動頭部來獲得不同的視差。例如,鴿子的兩隻眼睛長在頭部的兩側,它們沒有重疊視野,所以只能利用運動視差,通過上下襬動它們的頭來觀察物體;而貓頭鷹具有雙眼視覺,它們的眼睛和人類一樣間隔開。



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