人眼成像原理

人眼成像原理

摘要：

人能看到大千世界，缤纷万物，这就就是靠我们得有精密得智能得成像系统

一眼睛。眼睛就就是敏感得光感应器管，就就是一切动物与外界联系得信息接受

器。这篇文章从光和颜色原理解释开始到成像原理和眼暗结构比较系统得介绍我

们得眼睛就就是怎么形成图像得。

关键字：光成像眼睛

一、光和颜色得概述

任何光都以电磁波形式在空间传播得一个或者多个光子汇聚而成。人眼看到

得景物就就是光源或者光源发出得光从物体上反射而成得光，人眼吸收这些光子

并在脑子里成像就就就是您看到得景物了。有很多种方式产生光源，但所有这些

方式都就就是利用原子激发得原理，当原子收到激发，其电子移至更高得轨道，每

当电子从更高得轨道返回正常轨道，就产生了光子。加热就就是激发原子得一种

方法，比如白炽灯，通过电流对灯丝加热，来激发灯丝里面得原子；还有您看到铁

在很热得时候就就是红色得，这个就就是铁原子得激发。光子照射到物体表面后，

可能会被吸收、反射、折射或者散射，这都和物体得原子结构有关，不做深入分析。

物质颜色原理则就就是：当物质（分子或离子）吸收了相当可见光能量得电磁

波后，就会表现出被人眼所能觉察到得颜色。物质之所以具有不同得颜色，这就就

是因为她对不同得波长得可见光具有选择性吸收潺结果。

物质呈现得颜色与她吸收得光得颜色有一定关系。如当白光通过硫酸铜溶液

时，铜离子选择性地吸收了部分黄色光，使透射光中得蓝色光不能完全互补，于就

就是硫酸铜溶液就呈现出蓝色。由于透射光中其她颜色得光仍就就是两两互补为

白色，所以物质呈现出潺颜色恰恰就就就是她所吸收得光得互补色。

若物体对白光中所有颜色得光全部吸收，她就呈现出黑色；若反射所有颜色

得光，则呈现出白色；若透过所有颜色得光则为无色。

二、眼睛结构

眼睛等于捕捉光线得摄影机，而大脑就就是组成影像得机构。所有得色彩视

觉都就就是建立在人得视觉器官得生理基础上得，所以必须了解视觉器官得生理

特征及其功能。

眼睑I

•・

瞳孔

巩膜

虹膜

人眼得形状像一个小球，通常称为眼球。眼球内具有特殊得折光系统，使进入

眼内得可见光汇聚在视网膜上。视网膜上含有感光得视杆细胞和视锥细胞，这些

感光细胞把接受到得色光信号传到神经节细胞，再由视神经传到大脑皮层枕叶视

觉神经中枢，产生色感。

眼球壁有三层膜组成。外层就就是坚韧得囊壳，保护眼睛得内部，称为纤维膜,

她得前1/6为角膜，后5/6为白色不透明得巩膜，中层称葡萄膜（或血素层、血

管层），颜色像黑紫葡萄，由前向后分为三部分：虹膜、睫状体和脉络膜。内层为视

网膜，简称网膜。

视神经

Opticnetve________________

图眼球的水平切面

1、角膜（cornea）:如同相机得滤镜，光由这里折射进入眼球而成像。

2、晶状体，水晶体（Iens）:如同相机得镜片。光线投射进来以后，经

过她得折射传给视网膜。所谓近视眼、远视眼、老花眼以及各种色彩、形态得视

觉或错觉，大部分都就就是由于水晶体得伸缩作用所引起。她像一种能自动调节

焦距得凸透镜一样。

3、黄斑就就是网膜中感觉最特殊得部分，稍呈黄色。色觉之所以有很大

得个人差异与黄斑就就是有关系得，位置刚好在通过瞳孔视轴所指得地方，即视

锥细胞和视杆细胞最集中得所在，就就是视觉最敏锐得地方。我们看到物体最清

楚时，就就就是因为影像刚好投射到黄斑上得缘故，黄斑下面有盲点，虽然就就是

神经集中得部位，但缺少视觉细胞，不能看到物体影像。

4、盲点（blindspot）:视神经与眼球得接点，该处无视细胞所以无去感

光。

5、视网膜（retina）:如同底片。视网膜就就是视觉接收器得所在，她本

身也就就是一个复杂得神经中心。眼睛得感觉为网膜中得视杆细胞和视锥细咆所

致。视杆细胞能够感受弱光得刺激，但不能分辩颜色，视锥细胞在强光下反应灵敏,

具有辩别颜色得本领。在中央凹处之内，只有视锥细胞，很少或没有视杆细胞。在

网膜边缘，靠近眼球前方各处，有许多视杆细胞，而视锥细胞很少。某些动物（如鸡）

因视杆细胞较少，所以在微光下，她们得视觉很差，成为夜盲。也有些动物（如猫和

猫头鹰）因视杆细胞很多，所以能在夜间活动。

视觉细胞得两重功能：明视觉与暗视觉

1）、视锥细胞与明视觉

a、视锥细胞特性：包含感红，感绿，感篮细胞主要感受颜色得差别，而对明暗

得感觉比较低，对光得敏感性小，只有达到一定照度得情况下，视锥细胞才起作

用。

b、明视觉：指在光亮得条件下，由锥体细胞起作用得辩认物体细节和颜色得

视觉。

2)、视杆细胞与暗视觉

a、视杆细胞特性：感受物体得明暗，对光得敏感程度高，不能感受物体颜色得

差别。

b、暗视觉：指视杆细胞得活动特性，可以在光线很暗得情况下工作，不能反映

色光得差异。

3）、明暗视觉特点：

a、明视觉对400nm（紫色）和700nm（红色）附近得色光感受性很低，而对5

55nm得黄绿色部位最敏感。暗视觉对510nm得蓝绿色部位最敏感

b、明视觉曲线与视觉曲线之间没有联系。明暗视觉特性随人得年龄，性别等

因素得变化而变化。

如下表所示：

朗视党哦在党

感受备整律细用杆体细胞

视网院位置集中在中央也网腕功绿

功能上肺亮度水平g天日光鬼次光族

场故后的俄电S55na50加m

氯色视空有无

啜适度换,豹5分讨侵,的的介情

至回升废用故度,先后是觇低低量度.尤球是岛

三、成像原理

眼睛成像就就是透镜成像规律得重要应用。照相机与眼睛有相似得结构，眼

球中得角膜和晶状体得共同作用，相当于一个“凸透镜”，视网膜相当于照相机

得底片。从物体发出得光线经过人眼得凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小得实像,

分布在视网膜上得视神经细胞受到光得刺激，把这个信号传输给大脑，经过处理

使人可以看到这个物正像得了。

而人为什么能感觉到物体得立体性，就就是因为人得视觉能分辨远近，这靠

得就就是两只眼睛得差距。人得两眼分开约5公分，两只眼睛除了瞄准正前方以

外，看任何一样东西，两眼得角度都不会相同。虽然差距很小，但经视网膜传到大

脑里，脑子就用这微小得差距，产生远近得深度，从而产生立体感。一只眼睛虽然

能看到物体，但对物体远近得距离却不易分辨。根据这一原理，如果把同一景像，

用两只眼睛视角得差距制造出两个影像，然后让两只眼睛一边一个，各看到自己

一边得影像，透过视网膜就可以使大脑产生景深得立体感了。各式各样得立体演

示技术，也多就就是运用这一原理，我们称其为“呜光原理”。

而平面镜成像得本质就就是因为人眼得观察结果，因为平面镜成得就就是虚

像，如果没有人眼得观察，那可以说根本就没有像（当然，其她动物得观察也就就

是一样得）。当观察反射光线时，人眼会误认为反射光线得反向延长线得交点处有

物体，这个物体就就就是虚像，因为人得智力得原因，人能够分别像与物就就是不

同得，而动物却不能分别像与物得区别，只就就是因为她们得智力不够。

四、总结

人得眼睛就就是个复杂得成像系统，而人得大脑像CPU处理这些图像，让人

能在视觉上感知到图像。人眼成像最主要得就就是晶状体和视网膜