人眼视觉现象

目录

1、明视觉和暗视觉

2、视觉灵敏度

3、色缺陷

4、颜色表现特征

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1、明视觉和暗视觉

        位于人眼视网膜中央的锥状细胞既能感光，又能感色，而且锥细胞能够很好地分辨颜色，有较高的空间分辨率，即对细节分辨能力较强，但感光灵敏度低。一般认为环境亮度大于10cd/㎡的情况下，纯粹是锥细胞起作用，看到的景象既有明亮感，又有彩色感，称为明视觉（Photopic Vision）。位于视网膜周边的杆细胞不能分辨颜色，但有较高的亮度分辨率，即对黑白变化敏感，是以牺牲细节分辨为代价的。一般认为，环境亮度小于0.001cd/m³的情况下，锥体细胞不起作用了，由分布广而相对稀疏的杆体细胞起作用，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感，没有彩色感，称为暗视觉（Scotopic Vision）。

        在环境亮度介于10-0.001cd/m³的环境下，锥体细胞和杆状细胞共同参与视觉活动，介于明视觉和暗视觉之间的视觉，称为中间视觉（mesopic vision）。

        人眼视觉是由于可见光刺激刺人眼的视觉神经而引起的，如果光波的辐射功率相同而波长不同，则引起的视觉效果也不同，人眼的这种视觉特性用光谱光效率函数（Spectral Luminous efficency function），也称视见函数描述。

        视见函数定义为人眼对不同波长而辐射量相同的光的响应灵敏度与波长的函数关系。明视觉和暗视觉有不同的视见函数，相对光谱光效率函数如上图所示。中间视觉的视见函数不同用明视觉和暗视觉视见函数组合模拟出来，仍处于进一步研究中。

2、视觉灵敏度

        人眼的视觉敏锐度（Visual Acuity）简称视敏度，是指人眼分辨物体精细结构的能力，又叫人眼的分辨力。当空间平面上两个黑点互相靠拢到一定程度时，离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们，这意味人眼分辨景物的能力是有限的，这个极限值就是分辨率。它定义为：人眼恰好能够分辨出两点对眼所长张视角的倒数。人眼所能分辨的最小视角，正常眼一般在1'左右，最好的情况下可以达到半分视角灵敏度临床上称为视力。

        影响视敏度的因素有很多。人的视网膜上光敏细胞间物理距离决定了人眼分辨率的极限，当景物成像在黄斑区，分辨率最高；当亮度对比度过低，视力下降；当亮度过高，视力不会增加，甚至因“炫目”而降低。

研究表明人眼的分辨率具有以下一些特点：

1. 当强度太强、太弱时或当背景亮度太强时，人眼分辨率降低。
2. 当视觉目标运动速度加快时，人眼分辨率降低。
3. 人眼对彩色细节的分辨率比对亮度细节的分辨率要差；对于不同色调的细节，其分辨率也不同。

3、色缺陷

        最常见的色缺陷就是色盲。色盲是指由视网膜的视锥细胞内感光色素异常或者不全，以致缺乏辨别某种或几种颜色的能力。按辨色能力异常的程度，分为全色盲（单色觉者），部分色盲（二色觉者）和色弱（三色觉异常者）三种。

4、颜色表现特征

1. 颜色三维性：明度、色调、饱和度
2. 加色和减色空间

3、同色异谱：颜色感觉相同，光谱分布不同的颜色。