2、人类对3D形状的感知：主流方法综述

人类对3D形状的感知：主流方法综述

1. 引言

在计算机视觉长达50年的发展历程中，从一张或多张2D图像重建3D形状一直是一项重大挑战。而在心理学领域，理解人类视觉系统如何完成这一任务的挑战则持续了约一千年。早在1083年，阿尔哈曾（Alhazen）就在其著作中对人类形状感知进行了书面记载，并定义了形状恒常性，即尽管物体在视网膜上的成像形状会因观察角度的变化而改变，但人们对物体形状的感知保持不变。形状恒常性现象在形状感知研究中起着至关重要的作用，是理解人类如何真实感知3D形状的关键。

虽然计算机视觉和人类视觉研究群体都在致力于构建视觉系统理论，但二者之间的交流却十分有限。接下来，我们将简要解释二者为何长期独立研究，并对3D形状感知的主要方法进行综述，以帮助我们了解当前的研究现状、发展历程以及未来的研究方向。

2. 计算机视觉与人类视觉的差异

计算机视觉的起源与心理学的认知革命同步，当时人们普遍认为认知心理学家、神经科学家、工程师和计算机科学家会合作构建人类大脑和思维的理论，并将其应用于人工智能系统。然而，很快人们就发现这项任务极其困难。一方面，心理学家和神经科学家对大脑和思维的工作机制了解有限；另一方面，计算机科学家和工程师难以实现一些简单的心理功能，如手写文字识别。这些困难导致了两个研究群体的分离。

心理学界专注于研究易于建模的心理功能，如颜色、对比度和深度的感知编码。而计算机视觉界则致力于解决实际问题，不太关注解决方案是否符合人类视觉系统的工作原理。20世纪70年代，大卫·马尔（David Marr）曾试图将两个群体联系起来，强调理解人类视觉作为通用视觉系统的重要性，但未取得成功。不过，他的观点对心理学界产生了深远影响。如今，经过5