《感觉与知觉研究》PPT课件.ppt

,第五章 视觉与知觉,1,第七章 第一部分 视觉与听觉,,2,第七章 视觉与听觉,视觉系统（略） 视觉的基本功能 颜色视觉 听觉系统 响度与音高量表 空间听觉,,3,第一节 视觉系统,眼睛 视神经通路与大脑 神经细胞的感受野 特征觉察器（feature detectors）的概念,,4,第二节 视觉的基本功能,视觉的感受性 光谱感受性 暗适应和明适应 空间辨别 时间辨别 客体的识别与定位：焦点系统与周围系统,,5,一、光谱感受性（1）,人眼不能看到所有的光线。 人眼的适宜刺激，即可见光的波长范围大约是380nm（紫色）780nm（红色）。 人眼对不同波长光线的感受性是不同的。 人眼视网膜有两种感光细胞 锥体细胞 杆体细胞,,6,,7,一、光谱感受性（2）,表5.1 明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性,第五章 视觉与知觉,8,实验心理学讲义,一、光谱感受性（3）,400,500,600,700,1,2,3,4,视觉阈限时光强度的对数值 （任意单位）,波长/nm,图5.1 光谱阈限曲线,400,500,600,700,1,2,3,4,1/阈限对数值（任意单位）,波长/nm,图5.2 光谱感受性曲线,暗视觉,明视觉,暗视觉,明视觉,第五章 视觉与知觉,9,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,10,实验心理学讲义,有何应用价值？,在夜晚飞行的战斗机飞行员红光护目镜,,11,一、光谱感受性 Purkinje效应,J.E.Purkinje1825年发现，在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光度变弱时，两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。这种现象，即当照度降低，使锥体视觉转换到杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应叫做Purkinje效应。,,12,暗适应与明适应（1）,暗适应（dark adaptation） 明适应（light adaptation）,第五章 视觉与知觉,13,实验心理学讲义,暗适应与明适应（2）,0,5,10,15,20,25,30,35,3,4,5,6,7,8,暗适应时间（分钟）,阈限的对数值,图5.3 在暗适应过程中视觉阈限的变化,杆体细胞,椎体细胞,第五章 视觉与知觉,14,实验心理学讲义,暗适应与明适应（3）,0,5,10,15,20,30,45,60,90,120,20,40,60,80,100,时间（秒）,图5.4 明适应曲线,比较光的相对数值,,15,二 空间辨别,眼睛的空间辨别能力即视敏度（visual acuity） 表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。,,16,测量时锐度的方法,1、觉察 觉察（detection）不要求区分物体各部分的细节，只要求发现对象的存在。 在暗背景上觉察明亮的物体主要决定于物体的亮度，而不完全决定于物体的大小。 人们觉察明亮背景上的暗物体的能力是很强的，这种觉察主要取决于视网膜上刺激物的投影与其周围的亮度差别，所以，在明亮背景上觉察暗物体，主要是对比的辨别。,,17,2、定位、解像与识别,定位（localization）是觉察两根线是否连续或彼此有些错位的能力。 解像（resolution）是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。 识别（recognition）是确认物体及细节的能力。,,18,,19,（三） 影响视敏度的因素,照明水平 物体与背景之间的对比度 物体的大小和距离 视网膜不同部位，中央凹视敏度最大 视适应 闪光盲会降低视敏度（在明适应条件下，突然的强光刺激会暂时降低视敏度） 练习 刺激的空间交互作用（马赫带）,,20,三、时间辨别,（一）概念 在某种条件下，闪烁的灯光可能会被知觉为连续的。 物理上闪烁的光在主观上引起的感觉介于闪烁于稳定之间时的频率叫做闪光临界频率（critical flicker frequency），或临界融合频率（critical fusion frequency），简写为CFF。 眼睛的周缘部分比中心区域更容易觉察闪烁。,,21,第三节 颜色视觉,颜色是人类环境的一个普遍特色。 颜色加强了物体表面的对比，促进了客体的觉察与区分，为再认客体提供了清楚的线索。,,22,一、 颜色现象,（一）彩色和非彩色,,23,（二）颜色的明度、色调和饱和度,颜色的明度与其物理刺激光波强度-亮度相对应。 颜色的色调与其物理刺激的光波波长相对应。 物体的色调由物体表面反射的光线中什么波长占优势所决定。,第五章 视觉与知觉,24,实验心理学讲义,,25,,26,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,27,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,28,互补色,,29,颜色的饱和度与其物理刺激的光波的纯度相对应。,第五章 视觉与知觉,30,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,31,实验心理学讲义,物体颜色的饱和度决定于物体所反射出来的光线中规定其色调的波长占多少优势。,,32,颜色可以分为彩色和非彩色，如果一个光刺激没有波长，这个光就是非彩色的白光，他没有纯度。但是所有视觉刺激都具有亮度。 亮度是彩色刺激和非彩色刺激的共同特征，而波长和纯度则只是彩色刺激才具备的。,,33,二 颜色混合（color mixture）,加法的颜色混合（additive color mixture） 减法的颜色混合（subtractive color mixture） 记忆色（memory color）。,,34,（一）加法的颜色混合（色光的混合）,光谱上两种颜色的混合 原色为红、绿、蓝 中间色：光谱上邻近的两种颜色混合所产生的新颜色（如图5-22） 红色+绿色=黄色 红色+蓝色=紫色（非光谱色） 蓝色+绿色=青色 红色+蓝色+绿色=白色 混合过程：图5-23,,35,,36,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,37,,38,（二）混色定律（相加混色三定律）,补色律（law of complementary colors），指每一种颜色都有一个相应的补色，如果某一颜色与其补色以适当的比例混合，便产生白色或灰色。,第五章 视觉与知觉,39,实验心理学讲义,,40,居间律（law of intermediary）：任何两个非补色相混合，便产生中间色。 代替律（law of substitution）：不同颜色混合后产生相同的颜色可以彼此相互替代。,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,41,颜料的混合 三原色为黄、青、紫 黄色=白色绿色 紫色=白色红色 黄色+紫色=白色蓝色红色=绿色 紫色+青色=白色绿色红色=蓝色,（三）减法的颜色混合（颜料的混合）,第五章 视觉与知觉,42,实验心理学讲义,,43,相加混合（色光混合）后产生的颜色明度增加,相减混合（颜料混合）后混合出的颜色明度减小,,44,（四）颜色混合的方法,色轮混合： 难以定量分析； 有光带出现，混合色总不饱和 色光混合：滤光片，单色仪,,45,（五） 记忆色,熟悉性和过去的经验对外观颜色的作用被归结为记忆色。 例如：形状对颜色影响,,46,三、颜色理论,,47,（一） 三色理论,三色理论（trichromatic receptor theory，又称杨-赫尔姆霍茨理论：Young-Helmholtz theory） 1、内容 2、实验 3、评价 优点：可以解释色光的混合 缺点：不能解释红绿色盲,,48,,49,（二） 对立机制理论（opponent-process theory）,最早由德国生理学家Hering于1864年提出。 1、内容 蓝黄，绿红，白黑,,50,2、实验：注视蓝色一段时间再注视黄色，黄色更黄。 3、评价 优点：可以解释红绿色盲 缺点：对三原色能产生光谱一切颜色无法解释。,,51,（三） 视觉理论的现代发展 阶段说,1、内容 2、实验,,52,（四）色盲,色弱 色盲 全色盲：完全丧失颜色的分辨能力。 部分色盲 红绿色盲：将中长波部分（绿黄橙红）视为黄色，短波部分（紫青蓝）视为蓝色。 紫色盲：光谱的紫色段缩短，整个光谱视为红色和绿色。,,53,（五）主观颜色,仅仅由黑白刺激也可以产生颜色感觉，人们称之为主观颜色（subjective color）。 （每秒510周）,,54,生命是没有价值的白纸 自从绿给了我以发展 红给了我热情 黄教我以忠义 蓝教我以高洁 粉红赐我以希望,灰白赠我以悲哀 再完成这桢彩图 黑还要加以死 从此以后，我便溺爱于我的生命 因为我爱它的色彩 闻一多 1940,,第五章 视觉与知觉,55,第四节 听觉系统,,56,物理刺激（发生器）气体分子振动（声波）人耳接收到声波毛细胞的神经冲动神经元的放电模式心理感觉：听觉,实验心理学讲义,第五章 视觉与知觉,57,,第五章 视觉与知觉,58,第五节 听觉刺激 听觉现象,,59,一、听觉的物理刺激,听觉（audition）是个体对声波物理特征的反映 适宜刺激为16赫兹20 000赫兹的声波 敏感的声音频率范围为10003000赫兹,,60,（一）纯音和复合音,1.纯音（pure tone）：由单一频率、振幅的正弦波形成的声音为纯音。,,61,2.复合音,复合音（complex tone）：不同频率和振幅的纯音相混合而成的音。 由于一般振幅的声波具有线性的特征，因而可以把复合音分解成若干不同频率的纯音。,,62,,63,气体分子振动产生声波，不同发声体发出的声波都具有自己的特异性，有的声波成正弦曲线，有的声波波形急促，不同波形的声音听起来音色不同。,,64,波形和音色（timbre）,,65,2、复合音（complex tone）：不同频率和振幅的纯音相混合而成的音。 （1）乐音（musical tone）：周期性震动，给人以舒适的感觉。 基音（fundamental tone）：复合音中频率最低、振幅最大的成分。 倍音（泛音或谐音，overtone）：与基音成整数倍或较高频率。倍音的多少和强弱影响声音的音色。,,66,（2）噪音（noise）：非周期性，组成它的各种纯音的频率之间没有整数倍的关系。 白噪音（white noise）：由各种频率组成，各成分之间具有同样振幅，在相位上无系统关系的非周期性复合音。,,67,（3）语音。是一种特殊的复合音 元音（母音，vowel）是一种能连续发出的乐音。 辅音（子音，consonant）由声道的封闭或开放而发出的语音，主要是不能连续发出的短促的噪音。,,68,,69,（二）响度,响度是人耳对声音强度反应的主观量，声音强度可以用声压级来度量，声压级的单位是分贝（dB），它表示气体分子振动的振幅，振幅越大，物理刺激声波的声压级越高。 响度的单位是宋（song），1000Hz的纯音、声压级为40dB时的响度叫1song。,,70,振幅和响度（loudness）,,71,声波造成的压力变化用分贝（decibel，简称dB）来测量。 规定：0分贝参考点为人类能听到的平均绝对阈限值（1000赫兹附近的压力变化） 响度的国际标准单位：宋（sone） 1sone为40分贝时所能听到的1000赫兹的音调的响度。,,72,,73,1.响度量表,可以利用感觉等距法建立响度的等距量表来表示响度与振幅的函数关系。 当刺激的频率保持恒定，得到随强度变化而变化的函数关系。 二分法 多分法,,74,2.响度级,振幅是影响响度的主要因素，但声波的频率也会影响响度。 如果要考察频率的变化以及振幅的变化共同对响度的影响，可以用等响级来表示。 等响级的单位是方（phon）。频率为1KHz、声压级为0dB的纯音,响度级定为0phon；（1KHz，40dB）的纯音响度级是40phon。其他频率的声音响度与1KHz纯音响度相同，则把1KHz的响度级当作该频率的响度级。,,75,3.等响曲线,将频率与振幅对响度的影响画在同一组曲线上，即制作等响曲线。 等响曲线是将响度水平相同的各种频率纯音的声压级连成的曲线。,,76,,77,从等响曲线图中可以看出响度听觉的特点。 等响级受声强制约，声强提高，响度级也随之增加； 频率也是影响响度的一个因素；不同频率的声音有不同的响度增长率，低频纯音的响度增长率比中频和高频纯音快。,,78,（三）音高,音高主要由声波的频率决定 频率是物理量，指每秒震动的次数。 音高的单位为美（mel） 确定1000mel的音高为1000赫兹（声压级为40分贝）的声音刺激的主观感觉为1000美。,,79,1、音高量表,横坐标表示频率，纵坐标表示相应的音高，显示了音高随频率而改变的函数关系。 制定方法：二分法和多分法 指定：40分贝的1000赫兹纯音的音高为1000mel,,80,,81,2、等高线,等高线表示音高、音频和音强之间的关系。 调整法,,82,从等高线中可以看到，当声音强度改变时，各个频率的音高随之改变。 低频音部分和高频音部分受强度影响较为明显，低频音的音高随强度增加而降低，高频音的音高随强度的增加而迅速增加。 1000赫兹到3000赫兹的中频音的音高受强度影响较微弱。这部分正好也是人耳最敏感的声音。,,83,二、听觉现象,（一）听觉掩蔽 听觉掩蔽现象指两个声音同时呈现时，一个声音因受到另一个声音影响而减弱的现象.,,84,1、纯音掩蔽：,指某个定额频率的纯音来掩蔽其他不同频率的纯音，再来观察后者阈值提高的情况。 掩蔽音强度提高，掩蔽效果随之增加，而且掩蔽音越强，它的影响范围也越大，能掩蔽更多种频率的声音。 掩蔽音对于频率相近的声音影响最大。 低频对高频效果大于高频对低频的掩蔽。,,85,,86,2、噪音掩蔽,白噪音对纯音掩蔽实验的结果显示： 低强噪音对不同频率纯音的掩蔽效果差异很大 高强噪音对不同频率纯音的掩蔽效果相差不大。,,87,3、噪音和纯音对语言的掩蔽,纯音的掩蔽效果比噪音好 300500赫兹的掩蔽效果最好。,,88,4、非同时性掩蔽,前掩蔽 后掩蔽,,89,（四）双耳听觉,,第五章 视觉与知觉,90,第六节 空间听觉,www