人眼視覺特性

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1、人眼視覺特性1.各種視覺范圍？光譜范圍：我們知道，光線可以分為兩類，也就是我們常說的可見光與不可見光?！翱梢姟迸c“不可見”是以人眼能否直接觀察到為衡量標準的。那么，人眼可以觀察到的光譜范圍，到底是多少呢？研究發(fā)現(xiàn)，人眼可以識別的光線波長范圍為400nm—800nm，而光波在390—455nm內(nèi)呈紫色，在455—492呈藍靛色，在492—577nm呈綠色，577—597nm呈黃色，597—622nm呈橙色，770～622nm呈紅色。而人眼能分辨色彩的原因為，在人眼的視網(wǎng)膜上有兩種視覺細胞，即錐狀細胞和桿狀細胞。錐狀細胞分為三種，分別對紅、綠、藍三種色光最敏感，稱為紅感細胞、綠感細胞、藍

2、感細胞。當一束光射入人眼時，三種錐狀細胞就會產(chǎn)生不同的反應(yīng)，不同顏色的光對三種錐狀細胞的刺激量是不同的，產(chǎn)生的顏色視覺各異，使人能夠分辨出各種顏色。錐狀細胞不但可以接受色彩的刺激，還可以感受亮度的刺激。所以，在白光下，人眼可以同時識別彩色與非彩色的物體，但到了夜間或暗處，錐狀細胞即失去感光作用，視覺功能由桿狀細胞取代。此時，人眼便無法感覺彩色，僅能辨別白色和灰色。既然人眼可看到的光線具有不同的顏色，那么自然人眼對不同的顏色有不同的靈敏度。在較亮的環(huán)境中人眼對黃光最為敏感，而在較暗的環(huán)境中對綠光最為敏感。無論在何種明暗條件中，對白光都較敏感，對紅光和藍紫光都不敏感。如果用一個尺度來衡量

3、，那就相當于，人眼對黃綠色敏感度為10，對藍紅色敏感度為1。亮度范圍：人眼能感受的亮度范圍約為10-3—106cd/m2（坎德拉每平方米，1坎德拉表示在單位立體角內(nèi)輻射出1流明的光通量），當平均亮度適中時（亮度范圍約為10—104cd/m2），能分辨的最大和最小亮度比為1000:1(當亮度為1000cd/m2時，識別能力最高，有資料稱:最小可識別黑度差ΔDmin≈0.08);當平均亮度很低時，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。人的眼睛能夠適應(yīng)的最高亮度，大約為3000尼特（尼特，單位光源面積在法線方向上，單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光流）。這個數(shù)值，是與白天天空的亮度以及陽光下比較深色物

4、體的亮度（如土地、植物）是相符合的，也是人類在地球上生存所必須的。超過這個亮度，人眼就無所適從，長時間暴露在高亮度的環(huán)境下會對眼睛造成傷害。例如，登山運動員在有雪的高山上一定要帶上深色眼鏡，否則高海拔太陽本來就非常強烈，再加上白雪的反射，會使人很快患上雪盲。時間空間范圍：人眼的空間分辨率為12LP/mm，也就是說，在1mm的尺度下，人最多只能分辨清楚12對線。我們知道，影片是由一幀一幀的圖片連續(xù)銜接而成，而讓我們之所以能由靜止的圖像感受到運動的原因是，活動圖像的幀率至少為15fps（每秒傳輸幀數(shù)）時，人眼有圖像連續(xù)的感覺；活動圖像的幀率在25fps時，人眼就感受不到閃爍。2.明暗變化

5、適應(yīng)特性？人由亮處走到暗處時的視覺適應(yīng)過程，稱為暗適應(yīng)。當人由亮處走到暗處時，人眼一時無法辨認物體，需要大約三十分鐘的調(diào)整適應(yīng)時間，其調(diào)整過程分為三個階段：(1)瞳孔放大，增加光線的進入。(2)錐狀細胞敏感度減弱，感光度逐漸增加。(3)桿狀細胞敏感度迅速增加，以取代錐狀細胞，擔負視覺功能。與之相對的，人由暗處走到亮處時的視覺適應(yīng)過程，稱為明適應(yīng)。當人由暗處走到亮處時，人眼一時無法辨認清物體，需要大約一分鐘的調(diào)整適應(yīng)時。其調(diào)整過程分為三個階段：(1)瞳孔縮小，減少光線的進入。(2)錐狀細胞敏感度逐漸增加。(3)桿狀細胞敏感度迅速降低。但是值得注意的是，經(jīng)過長期不見光的環(huán)境后，人眼高度靈

6、敏，直接突然暴露在強光下會造成永久性傷害，乃至失明。這一點需要引起我們的高度警覺。3.視覺暫留（視覺惰性）當人們所見到的物體突然從眼前離開時，物體在視網(wǎng)膜上的影像并非同時消失，而會短暫的保留在視覺中，這種現(xiàn)象叫視覺暫留。視覺暫留的時間長短與光線的顏色，強弱，觀看時間長短有關(guān)，一般在1/20秒左右。4.視覺受心理特性影響（視覺錯誤的形成）由于視覺神經(jīng)受大腦控制，人們在看某些事物時，會根據(jù)性格、知識、經(jīng)驗、思維慣性等對所看到的東西進行“修正”，這就是我們在看一些圖片形成錯覺的原因。下面我將用一個例子來說明。這張圖片我相信幾乎所有人看上去都不會認為圖中的A與B兩塊區(qū)域是相同的顏色，但實際上

7、A與B就是相同顏色的。只要我們將他們單獨提取出來就能一目了然了。這是由于，圖片在A于B區(qū)域之間加入黑白相間的格子，使得A與B區(qū)域的顏色有了其他的參照物，再巧妙的利用了“陰影”這一概念，讓人將B區(qū)域誤解為陰影之下的白色塊，而A區(qū)域為白光之下的黑色塊，產(chǎn)生“這兩個區(qū)域是不同顏色”的錯覺。這與我們現(xiàn)實生活中的經(jīng)驗是相符的，因為生活中我們看陰影之下的物體時，物體的顏色會變得暗淡。而我們看到的只是圖片，是由不同色塊組成的信息，而不是圖片所表達的現(xiàn)實生活中的場景?，F(xiàn)實