人眼视觉特性
吴家欣-长江翻船
人眼视觉特性
1.各种视觉范围
光谱范围:
我们知道,光线可以分为两
类,也就是我们常说的可见光与不可见光。“可见”与“不
可见”是以人眼能否直接观察到为衡量标准的
。那么,人眼可以观察到的光谱范围,到底是
多少呢
研究发现,人眼可以识别的光线波长范围为
400nm—800nm,而光波在390—455nm内
呈紫色,在455—492呈蓝靛色,在49
2—577nm呈绿色,577—597nm呈黄色,597—622nm
呈橙色,770~622nm
呈红色。而人眼能分辨色彩的原因为,在人眼的视网膜上有两种视觉
细胞,即锥状细胞和杆状细胞。锥状
细胞分为三种,分别对红、绿、蓝三种色光最敏感,称
为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。当一束光射入
人眼时,三种锥状细胞就会产生不同的反
产生的颜色视觉各异,
还可以感受亮度的刺激。
使人能够分辨应,不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的,
出各种颜色。锥状细胞不但可以接
受色彩的刺激,
人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体,
所以,在白光下,
视但到了夜
间或暗处,锥状细胞即失去感光作用,
觉功能由杆状细胞取代。此时,人眼便无法感觉彩色,仅能辨别白
色和灰色。
既然人眼可看到的光线具有不同的颜色,那么自然人眼对不同的颜色有不同的灵敏度。
在较亮的环境中人眼对黄光最为敏感,而在较暗的环境中对绿光最为敏感。无论在何种明暗
那就相当于
,条件中,对白光都较敏感,对红光和蓝紫光都不敏感。
人眼对黄绿色敏感度为
亮度范围:人眼能感受的亮度范围约为
立体角内辐射出
—cd
10,对蓝红色敏感度为1。<
br>如果用一个尺度来衡量,
(坎德拉每平方米,1坎德拉表示在单位
10—cd),能:最小
1流明的光通量),当平均亮度适中时(亮度范围约为
1000:1(当亮度为10
00 cd分辨的最大和最小亮度比为时,识别能力最高,有资料称
可识别黑度差ΔDmin≈; 当平
均亮度很低时,能分辨的最大和最小亮度比不到
睛能够适应的最高亮度,大约为
10:1。人的
眼
3000尼特(尼特,单位光源面积在法线方向上,单位立体
角内所发出的光流)。这个数值
,是与白天天空的亮度以及阳光下比较深色物体的亮度(如
土地、植物)是相符合的,也是人类在地球上
生存所必须的。超过这个亮度,人眼就无所适
从,长时间暴露在高亮度的环境下会对眼睛造成伤害。定要带上深色眼镜,否则高海拔太阳本来就非常强烈,
雪盲。
时间空间范围:
人眼
的空间分辨率为
对线。
12LPmm,也就是说,在1mm的尺度下,人最多只能分辨清楚12
例如,登山运动员在有雪的高山上一
再加上白雪的反射,会使人很快患上
我们知道,影片是由一帧一帧的图片连续衔接而成,
受到运动的原因是,活动图像的帧率至少为
感觉;活动图像的帧率在
2.明暗变化适应特性
人由亮处走到暗处时的视觉适应过程,
而让我们之所以能由静止的图像感
15fps(每秒传输帧数)时,人眼有图像连续的
25f
ps时,人眼就感受不到闪烁。
称为暗适应。当人由亮处走到暗处时,人眼一时
无法辨认物体,
需要大约三十分钟的调整适应时间,其调整过程分为三个阶段:
(1)瞳孔放大,增加光线的进入。(2)锥状细胞敏感度减弱,感光度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速增加,以取代锥状细胞,
担负视觉功能。
与之相对的,人由暗处走到亮处时的视觉适应过程,称为明适应。当人由暗处走到亮处<
br>时,人眼一时无法辨认清物体,需要大约一分钟的调整适应时。其调整过程分为三个阶段:
(1)
瞳孔缩小,减少光线的进入。
(2)锥状细胞敏感度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速降低
。
但是值得注意的是,经过长期不见光的环境后,人眼高度灵敏,直接突然暴露在强光下
会造成
永久性伤害,乃至失明。这一点需要引起我们的高度警觉。
3.视觉暂留(视觉惰性)
当人们所
见到的物体突然从眼前离开时,
暂的保留在视觉中,
时间长短有关,一般在
物体在视网
膜上的影像并非同时消失,而会短
观看这种现象叫视觉暂留。视觉暂留的时间长短与光线的颜色,强弱,
120秒左右。
4.视觉受心理特性影响(视觉错误的形成)
由于视觉神经受大脑控制
,人们在看某些事物时,会根据性格、知识、经验、思维惯性
等对所看到的东西进行“修正”
个
例子来说明。
这张图片我相信几乎所有人看上去都不会认为图中的A与B两块区域是相同的颜色,但实<
br>,这就是我们在看一些图片形成错觉的原因。下面我将用一
际上A与B就是相同颜色的。只要我们
将他们单独提取出来就能一目了然了。
这是由于,图片在A于B区域之间加入黑白相间的格子,使得A与
B区域的颜色有了其他
的参照物,再巧妙的利用了“阴影”这一概念,让人将B区域误解为阴影之下的白
色块,而
A区域为白光之下的黑色块,产生“这两个区域是不同颜色”的错觉。这与我们现实生活中的经验是相符的,因为生活中我们看阴影之下的物体时,
到的只是图片,是由不同色块组成的信息,
物体的颜色会变得暗淡。而我们看
现实生而不是图片所表达的现实生活中的场景。
活中
符合的规律在图片中并不适用。这也是很多视觉错误图片常用的误导人眼的方法。