《视觉基础》PPT课件

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1、1.6视觉基础1.视感觉和视知觉人的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉和热觉等功能都可分为感觉和知觉两个层次感觉是较低层次的，它主要接收外部刺激。知觉则处于较高层次，它要将外部刺激转化为有意义的内容视知觉亮度知觉颜色知觉形状知觉空间知觉人眼光学过程镜头成像面晶状体视网膜人眼截面示意图15m100m17mmx/17=15/100x=2.55mm人眼视觉范围（1）总体范围大：从暗视觉门限到眩目极限之间的范围在1010量级（2）具体范围小：一般范围在102量级暗视觉门限眩目极限亮度变化的感知人类视觉系统对亮度变化的感知比对亮度本身要敏感人类视觉系统对光强度的响应不是

2、线性的，而是对数形式的（对暗光时亮度的增加比对亮光时亮度的增加更敏感）人眼感觉的亮度区域并不是简单地取决于光线的强度人眼化学过程锥细胞和柱细胞：锥细胞：数量少，对颜色很敏感锥细胞视觉：明视觉或亮光视觉柱细胞：数量多，分辨率比较低不感受颜色并对低照度较敏感柱细胞视觉：暗视觉或微光视觉神经处理过程每个视网膜接收单元都与一个神经元细胞借助突触（synapse）相连每个神经元细胞借助其它的突触与其它细胞连接，从而构成光神经（opticalnerve）网络光神经进一步与大脑中的侧区域（sideregionofthebrain）连接，并到达大脑中的纹状皮层（stri

3、atedcortex）对光刺激产生的响应经过一系列处理最终形成关于场景的表象，从而将对光的感觉转化为对景物的知觉整体视觉过程视觉＝“视”＋“觉”视觉首先并主要是一个空间的感受，但时间因素也是视觉感知中的一个基本因素。这可从三方面解释：(1)大多数视觉刺激是随时间变化的，或者是顺序产生的(2)眼睛一般是在不停运动的，这使得由大脑获取的信息是不断变化的(3)感知本身并不是一个瞬间的过程，尽管有些感知步骤很快，但总有一些步骤会较慢，因为信息处理总是需要时间的视觉的时间特性视觉的时间特性1.随时间变化的视觉现象(1)亮度适应当眼睛遇到亮度的突然变化时，眼睛会暂时

4、看不见一会儿以尽快适应新的亮度对亮光的适应比对暗光的适应要快(2)眼睛的时间分辨率60-80微秒区分两种不同步的亮度现象20-40微秒以确定哪个亮度现象先出现视觉的时间特性2.感知中的时间因素（快响应）(1)闪烁当入射光的强度变化频率不太快时，视觉系统能感知到入射光强的变化，当光的频率增加且超过一个临界（critical）频率（其值依赖于光的强度）后，这种效果就消失了(2)视觉屏蔽一个接一个快速到来的光刺激有可能互相影响视觉的时间特性3.视觉在时间上的累积效应当对一般亮度（光刺激不太大）的物体进行观察时，接收光的总能量E与物体可见面积A、表面亮度L和时距

5、（观察时间长度）T成正比，如令Ec为以50%的概率觉察到所需的临界光能量（即在多次试验中，每两次中有一次观察到光刺激时的光能量），则有成立的条件是T

6、视野中各种空间关系的知觉形状的感知与形状密切相关的概念(1)视觉边缘和目标(2)前景和背景的分离(3)形状构造的规律接近，相似，连续，封闭(4)形状和信息轮廓•人在知觉一个形状以前一定先看到轮廓•轮廓的构成用数学语言来说：轮廓对应亮度的二阶导数亮度变化不产生轮廓，需要亮度的加速变化•轮廓不等于形状轮廓主观轮廓•在没有直接刺激作用下而产生的轮廓知觉•在一定感觉信息的基础上进行知觉假设的结果图形和背景形成图形和背景的决定因素1.视野中的距离（接近程度）2.相同或相似（颜色和亮度）图形和背景形成图形和背景的决定因素3.良好图形刺激性因素(1)封闭；(2)连续；

7、(3)对称图形和背景形成图形和背景的决定因素非刺激性因素(1)定势（心向）(2)先验知识对图形“良好性”的客观测量：(1)图形的“良好性”可借助信息论进行判定；(2)图形的“良好性”也可由它能变换出来的图形数量来定量地说明几何图形视错觉当观察线条图形而把注意力只集中于它的某一特征如它的长度、面积或方向时，由于各种主客观因素的影响，有时感知到的结果与实际的刺激模式不相对应(1)数量（尺寸）上的视错觉，包括在大小、长短方面引起的视错觉(2)方向上的视错觉，指直线或曲线在方向上变化引起的视错觉彩色和颜色颜色可分为无彩色和有彩色两大类无彩色指白色、黑色和各种深浅

8、程度不同的灰色能够同样吸收所有波长光的表面看起来是灰色的，反射的光多显浅灰色，反