西南本科上课导论课件第三节视觉x

1、第三节视觉一、视觉的物理刺激提问：是不是所有的光我们都能看到？（一）可见光谱1、界定光是一系列的电磁波。可见光谱（visiblespectrum）：能引起视觉（vision）的电磁波的波长范围，即波长380780nm之间的电磁振荡。电磁波与可见光谱2、可见光谱的特性波长：光在一个周期内的距离强度：在某一特定方向角内所放射光的光能量。纯度：光的成份的纯杂性（二）视觉经验的属性1、视觉经验的三大属性色调（hue）：不同波长的光引起不同的感觉 700nm为红色，580nm为黄色，420nm为紫色 明度（brightness）：光的物理强度引起视觉经验饱和度（saturation）：光的纯度引起的色觉

2、反应 饱和度取决于光线中优势波长所占的比例。决定色调的优势波长所占比例越大，该色调的饱和度就越大，反之就越小。 什么光的饱和度最小？（2）色轴图：视觉经验三大属性的相互关系图中垂直中轴代表白、灰、黑系列的明度变化： 顶端是白色，底端是黑色，中心是中灰色。绕中轴四周的是不同的色调：红、橙、黄、绿、蓝、紫等。四周与中轴的垂直距离代表饱和度的变化：与中 轴垂直距离越短，饱和度越小；与中轴垂直距离 越长，饱和度越大。非彩色只有明度上的差异， 彩色则有色调、明度和饱和度的变化。如果颜色中三个特性之一有变化，颜色感觉也发 生变化；如果两个颜色的三个特性相同，则不论 其组成成份如何，在视觉经验上都会产生相同

3、的颜色感觉。色轴图二、视觉的生理机制视觉过程的生理机制包括折光机制、感光机制、传导机制和中枢机制。（一）折光机制和感光机制1、折光系统眼睛的折光系统由角膜、房水、晶状体和组成。体眼的折光系统与凸透镜相似，在视网膜上形成的物象是倒置的、左右换位的。由于大脑皮质的调节和习惯的形成，我们仍把外物感知为正立的。人眼的构造2、感光系统感光细胞组成视网膜的最外层，离光源最远。感光细胞包括视杆细胞和视锥细胞 视杆细胞对弱光很敏感，但不能感受颜色和物体的细节。视杆细胞含有视紫红质的感光物质， 帮助产生暗视觉 视锥细胞则专门感受强光和颜色刺激，能分辨物体颜色和细节，但在暗光时不起作用。视锥细胞中的感光物质叫视紫

4、兰质，能感受强光。有三类视锥细胞分别含有感红色素、感绿色素和感感。素，它们各自对红、绿、蓝光最为敏（二）传导机制神经节细胞的轴突集视神经，入颅腔后延续为视交叉。在视交叉处，来自两眼的视神经每侧有一半交叉至对侧，余者不交叉。，（三）中枢机制视网膜上各个不同的点，在视觉传入通路和皮质视区是按空间对应原则投射的。三、视觉感受性（一）对光强度的感受性在适当的条件下，视觉对光的强度具有极高的感受性，其 感觉阈限是很低的。人眼能对27个光能量子起反应。视觉对光的强度的差别阈限在中等强度时近似于160。但在光刺激极弱时，比值可达11，光刺激极强时，比值 可缩小到1167。视觉对光强度的感受性与眼的机能状态、

5、光波的波长、刺 激落在网膜上的位置等因素有关。眼睛对暗适应越久，对光的反应越敏感。波长500nm左右的光比其它波长的光更容易被觉察到。光刺激离凹812时，视觉有最高的感受性；刺激盲点时，对光完全没有感受性（二）对光波长的感受性视锥细胞对光的波长敏感视网膜凹能分辨各种颜色。从凹到边缘部分。视锥细胞减少，视杆细胞增多，对颜色的辨别能力逐渐减弱；先丧失红、绿色的感受性，最后黄、的感受性也丧失，成了全色盲。人对不同波长的差别阈限不一样在光谱的某些部位，只要改变波长1nm就能看出颜色的差别在多数部位则要改变l2nm才能看出其变化（三）视敏度1、界定视敏度（sight）也称视力：指视觉辨别物体细节的能力。

6、2、指标：视角视角（visualangle）：指物体的大小对眼球光心所形成的夹角。视角的大小与视网膜像的大小成正比。分辨两点的视角愈小，表示一个人的视敏度愈高，视力愈好同一距离，物体的大小同视角成正比同一物体，物体距离眼睛的远近同视角成反比3、视敏度的正常值正常人能分辨的最小视角为1分角，因为1分视角（160度）的视网膜像的大小是4.4微米，相当 于一个视锥细胞的平均直径。从理论上说，物体的两点便分别刺激到两个视锥细胞上，因而能把它们区来。4、影响因素锥细胞的直径与密度 光线落在视网膜的部位。如果光线恰好落在中央凹，这一部位视锥细胞密集且直径最小，因此视敏度最大。光线落在视网膜周围部分，视敏度

7、大减。大脑皮质视区对于两个相邻视锥细胞产生不同程度兴奋的分析能力 明度 物体与背景之间的对比 眼的适应状态眼睛的折光系统5、实践应用：视力检查常用测定视敏度的视标有“C”形和“E”形。（四）颜色混合有没有白色的光？1、概述颜色混合（colormixture）：许多波长的混合光下所得到的色觉经验。用红、绿、蓝三种基本色以适当的比例来混合， 可以得到光谱上的各种颜色。如果在这三种基本 色中适当加上白色，就可以得到各种不同色调、明度和饱和的颜色。2、混合规律（1） 互补律：每一种颜色都有另一种同它相混合而产生白色或灰色的颜色。这两种颜色互为补色（complementary color）。（2） 间色

8、律：混合两种非补色，使产生一种新的介乎它们之间的中间色。（3） 代替律：相混合的两种颜色，都可以由不同颜色混合后产生的相同颜色来代替。3、种类加色混合（additivecolormixture）：两种不同波长的色光同时作用于视网膜时所产生的色觉。这是光在视觉系统中的混合。减色混合（subtractivecolormixture）：某些波长的光线被吸收而引起的颜色混合。这是颜料在调色板上的混合。4、颜色混合的实验仪器：色轮（color wheel）色轮包括一个变速马达， 转速约每分钟3005000转。马达的中心轴装着一个画有360刻度的圆盘。不同颜色的纸盘互相交叉固定在圆盘上。当马达旋转时，不同

9、的颜色连续刺激视觉，即产生相加混合的效果。（五）色觉缺陷1、色弱色弱（colorweakness）：对颜色的辨别能力差，主要表现为对光谱的红色和绿力较差。2、色盲（1）界定的颜色分辨能色盲（colorblindness）：先天性色觉，表现为不能分辨自然光谱中的各种颜色或某种颜色。（2）种类局部色盲：包括红-绿色盲和蓝-黄色盲。是最常见的色盲类型。 红-绿色盲的人在光谱上只能看到蓝和黄两种颜色。 蓝-黄色盲的人把整个光谱看成是红和绿两种颜色。全色盲（achromatism） 把整个光谱看成是一条不同明暗的灰带，没有色调感。在他们看来，整个世界是由明暗不同的白、灰、黑所组成的。 全色盲的人在全人口

10、中是极为罕见的。 全色盲是由于视网膜缺少锥体细胞或锥体细胞功能丧失所致。它主要靠视杆细胞起作用。因此和夜盲症相反，表现为惧光、喜暗等 由于锥体细胞异常，因此，往往存在视力差、弱视、中心性暗点、摆动性眼球震颤等症状四、色觉理论（一）三色说1、背景三色说是英国物理学家杨（TYoung）于1801年提出，后 为黑尔姆霍兹（Helmholtz，1860）所发展，合称为杨-黑 尔姆霍兹三色说（Young-Helmholtz trichromatic theory）。2、基本假设这个学说从红、绿、蓝三原色按不同比例混合可以产生各 种色调及灰色这一事实出发，假定在视网膜上红、绿、蓝三种神经三种神经的兴奋都能

11、引起一种原色的感觉。对光谱的每一波长都有其特有的兴奋水平。当光刺激同时引起三种的比率产生各种色觉。不同程度的兴奋时，便按相应3、缺陷不能满意地解释色盲现象。 根据三色说，色盲是由于缺乏一种或几种神经而造成的；三种神经同时以同等强度的兴奋才能产生白色或灰色感觉。色盲的人既然缺乏一种或几种神经就不应该有白色或灰色的感觉，但事实并非如此。所有色盲的人都有白、灰、黑的感觉。（二）拮抗过程说1、背景色觉的拮抗过程说（opponentprocesstheory），也称四色说（tetrachromatism）是赫林（EHering）于18782、基本假设年提出的。视锥细胞能感受红、绿、黄、蓝四种颜色。视网膜

12、中具有三种拮抗对的视素： 白-黑视素、红-绿视素、黄-蓝视素。这三种拮抗对的视素的同化和异化过程就产生各种颜色。光刺激下异化的白-黑视素，引起的神经冲动产生白色感觉；没有光刺激时白-黑视素起同化作用， 引起的神经冲动产生黑色感觉。红光刺激下异化红-绿视素，产生红色感觉；绿光刺激则同化红-绿视素，产生绿色感觉。黄光刺激异化黄-蓝视素，产生黄色感觉；蓝光刺激同化黄-蓝视素，产生感觉。由于各种颜色都含有一定的白色成分，因此每一种颜色除了影响其本身的视素活动外，还影响白-黑视素的活动。3、视素的同化和异化作用图XX线以上表示异化作用，以下表示同化作用。a、b、c三条曲线分别表示白-黑视素、黄-篮视素和红-绿视素的异化作用和同化作用。各种色觉就取决于这三种视素活动相对幅度的大小。曲线a的形状表明光谱饱和色的明度成分，从曲线 a可见黄绿色是光谱中最明亮的颜色。视素的同化和异化作用4、缺陷不能解释用三原色混合能产生光谱中的一切颜色的现象。（三）色觉的信息过程1、基本发现在视网膜中确实存在三种视锥细胞，分别对530nm、570nm和440nm光谱很敏感。在视觉通路中存在对白/黑、绿/ 红、蓝/黄三类反应起拮抗作用的神经细胞。2、色觉的信息