人眼视觉特性

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390455nm 内呈紫色， 在 455 492 呈蓝靛色， 在 492 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应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。 锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。所以，在白光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用，视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。 无论在何种明暗条件中，对白光都较敏感， 对红光和蓝紫光都不敏感。 如果用一个尺度来衡量， 那就相当于，人眼对黄绿色敏感度为 10，对蓝红色敏感度为 1。亮度范围：人眼能感受的亮度范围约为10 -3 106 cd/ m 2（坎德拉每平方米，1 坎德拉表示在单位立体角内辐射出1 流明的光通量） ，当平均亮度适中时（亮度范围约为10 10 4 cd/ m2 ），能分辨的最大和最小亮度比为1000:1( 当亮度为 1000 cd/ m2 时，识别能力最高，有资料称 :最小可识别黑度差Dmin ; 当平均亮度很低时， 能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。人的眼睛能够适应的最高亮度，大约为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。例如，登山运动员在有雪的高山上一定要带上深色眼镜， 否则高海拔太阳本来就非常强烈，再加上白雪的反射， 会使人很快患上雪盲。时间空间范围：人眼的空间分辨率为12LP/mm ，也就是说， 在 1mm 的尺度下， 人最多只能分辨清楚 12对线。我们知道， 影片是由一帧一帧的图片连续衔接而成， 而让我们之所以能由静止的图像感受到运动的原因是，活动图像的帧率至少为 15fps（每秒传输帧数）时，人眼有图像连续的感觉；活动图像的帧率在 25fps 时，人眼就感受不到闪烁。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， 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， 物体在视网膜上的影像并非同时消失，暂的保留在视觉中， 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，时间长短有关，一般在 1/20 秒左右。而会短观看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” ，这就是我们在看一些图片形成错觉的原因。下面我将用一个例子来说明。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，物体的颜色会变得暗淡。 而我们看到的只是图片， 是由不同色块组成的信息， 而不是图片所表达的现实生活中的场景。 现实生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。