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成像 原理

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人眼成像原理 摘要： 人类可以看到一千个世界，丰富多彩的东西。 它依靠我们精密智能的成像系统——眼睛。 眼睛是敏感的光传感器管，是所有动物与外界相连的信息接收器。 本文介绍了从光和色原理的说明到成像原理和眼睛结构的比较系统，我们的眼睛是如何形成图像的。 关牛鼻子字：光成像眼 一、光和色的概要 每束光都是作为电磁波在空间中传播的一个或多个光子的集合。 人眼看到的景色是光源或光源发出的光从物体反射的光，人眼吸收这些个的光子在头脑中成像就是你看到的景色。 用各种方法产生光源，而这些个的方法都利用原子激发的原理，原子受到激发后，其电子就会向更高的轨道移动，每当电子从更高的轨道回到正常的轨道时就会产生光子。 加热是激发原子的一种方法，如白光灯，用电流加热丝状体，激发丝状体中的原子。 然后，可以看到铁元素在热的时候变红了。 这是铁元素原子的激发。 光子照射到物体表面时，可能会吸收、反射、折射、散射，但这与物体的原子结构有关，不会深入分析。 物质颜色的原理是，物质(分子和络离子)吸收相当可见光能量的电磁波时，表现为人眼所感知的颜色。 物质之所以具有不同的颜色，是因为有选择性地吸收不同波长的可见光的结果。 物质呈现的颜色和它吸收的光的颜色有一定的关系。 当白光通过硫酸铜溶液时，铜络离子选择性地吸收了一部分黄色光，透射光中的蓝色光不再完全互补，硫酸铜溶液呈蓝色。 由于透过光的其他颜色的光依然是2个互补的白色，所以物质呈现的颜色是吸收的光的辅助色。 物体的白光中的所有颜色的光都被吸收的话，它就会呈现黑色。反射所有颜色的光的话，就会显得白。透过所有颜色的光的话就会变成无色。 二、眼睛的构造 眼睛等于捕捉光的通用相机，大脑是构成图像的机构。 所有色彩视觉感知都是基于人类视觉器官的大姨妈，必须理解视觉器官的大姨妈特征及其功能。 人眼形状像一个小球，通常被称为眼乌珠。 在眼乌珠内有特殊的折射系统，使进入眼内的可见光会聚在视网膜上。 视网膜含有感光的视棒细胞球和视锥细胞球，这些个的感光细胞将接收到的色光信号传递给神经节细胞，从视神经传递给大脑皮质枕叶视觉感知神经中枢，产生色感。 在眼球壁由三层膜构成。 外层是强韧的囊壳，保护眼睛内部，称为纤维膜，其前1/6为眼角膜，后5/6为白色不透明的巩膜，中层称为葡萄膜(或血色层、血管层)，颜色如黑紫葡萄，从前向后可分为虹膜、睫状体和脉络膜三个部分内层是视网膜，简称视网膜。 1 .眼角膜(cornea ) :像通用相机的过滤烟嘴一样，光从这里被折射成像到眼乌珠上。 水晶体、水晶体(lens ) :像通用相机一样的镜片。 光一入射，就经过其折射传递到视网膜。 近视眼、远视眼、老花眼以及各种色彩、形态的视觉感知或错觉，大部分都是由于水晶体的伸缩作用而产生的。 就像能自动调节焦距长度的凸透镜一样。 3 .黄斑是视网膜中感觉最特殊的部分，略呈黄色。 色视野有较大的个体差异与黄斑有关，位置正好通过瞳孔视轴，即视锥细胞球和视棒细胞球最集中，视觉感知最敏锐。 物体最清晰的原因是图像心理投射在黄斑下面有盲点，神经集中的部位，但缺少视觉感知细胞球，物体的图像看不见。 盲点(blind spot ) :视神经和眼乌珠的接点，这里无视细胞球不能感光。 视网膜(retina ) :像底片一样。 视网膜是视觉感知接收器的位置，其本身也是复杂的神经中心。 眼睛的感觉是视网膜中的视棒细胞球和视锥细胞球所致。 视锥细胞球能感觉到微弱的光刺激，但不能分辨颜色，视锥细胞球在强光下反应灵敏，有辨别颜色的能力。 中央凹陷中只有视锥细胞球，视棒细胞球不少。 视网膜边缘的眼乌珠前方附近有很多视锥细胞球，但视锥细胞球很少。 像鸡这样的动物中，因为视棒细胞球少，在微光下视觉感知差，也有夜盲的。 猫和猫头鹰等动物中，因为视棒细胞球多，也有夜间活动的。 视觉感知细胞球的双重功能：亮视觉感知和暗视觉感知 1 )、视锥细胞球和明视觉感知 a .视锥细胞球特性：包括红感、绿感、蓝感在内的细胞球主要感觉到色差，但对明暗的感觉低，对光的易感性小，只有在达到一定照度的情况下，视锥细胞球才起作用。 b .明视觉感知：明亮的条件下视锥细胞工作的物体的细微部分和颜色的承认视觉感知。 2 )、视棒细胞球和暗视 a .视棒细胞球特性：能感觉到物体的明暗，对光的灵敏度高，感觉不到物体颜色的差异。 b .暗视：指视棒细胞球的活动特性，在光线暗的情况下工作，不能反映色光的差异。 3 )、明暗视觉感知特性： a .透明视觉感知在400nm (紫色)和700nm (红色)附近的色光易感性低，对555nm的黄绿色部位最为敏感。 夜视对510nm的蓝绿色部位最敏感 b .亮视觉感知曲线和视觉感知曲线之间没有连接。 明暗的视觉感知特性根据人的年龄、性别等要素的变化而变化。 如下表所示 三、成像原理 眼睛成像是镜片成像规律的重要应用。 通用相机具有与眼睛相似的结构，眼乌珠中的眼角膜和水晶体共同作用，相当于“凸透镜”，视网膜是通用相机的底片。 来自物体的光通过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视觉神经元细胞受到光的刺激，将该信号传递给脑，经过处理就能看到该物体的正像。 人为什么能感觉到物体的立体性，是因为人的视觉感知能分辨远近，这依赖于双眼的差异。 人的两眼相距约5厘米，两眼除了瞄准正面以外，无论看什么东西，两眼的角度都不一样。 虽然差别很小，但是通过视网膜传达给大脑的话，大脑就会因为这个微小的差别而产生远近的深度，从而产生立体感。 一只眼睛能看到物体，但离物体很远的距离很难辨别。 根据该原理，以两眼的视场角的差制作相同的场景图像的两个影像，若在两眼各显示一个自各儿的一方的影像，则能够通过视网膜在脑中制作景深的立体感。 各种立体演示技术也大多应用该原理，称为“偏光原理”。 平面镜影像学的本质是基于人眼的观察结果，平面镜是虚像，所以如果没有人眼的观察，可以说完全没有像(当然，其他动物的观察也一样)。 在观察反射光线时，人眼会误认为在反射光线的相反延长线的升交点上有物体。 这个物体是虚像。 由于人类的智慧，人类看起来各不相同，但动物却无法区别。 只是因为那些智力不足。 四、总结 人眼是复杂的影像学系统，人脑能够像电脑CPU那样处理这些个图像，并能视觉感知地感受到图像。 人眼图像主要为水晶体和视网膜。 水晶体调整眼睛的焦距长度是将光束聚集在富于视锥细胞球和视柱细胞球的视网膜上，进行光电(生物电)变化，然后从视觉感知神经向大脑传达信号，生成图像。 人类的目标是创造可匹敌的视觉系统，这是机器智能化的重要部分。 五、工具书 关于网际网络上的几个论坛上的话题，由于在这里只进行了整理和修正，所以没有记录从哪里来，是为了让自各儿能够理解“视觉感知”这一概念。 (我相信学习的目的是增加知识，提高能力，努力一定会有收获 7/7下载文档可编辑

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