第六章 视觉实验.ppt

1、第六章 视觉实验,主讲：王丽萍 应用心理学教研室 Email:,一、 视觉的物理刺激及其测量,1、可见光谱 2、单色光的单位 3、光度学,1、可见光谱,光的心理物理特征,光具有三维特征：波长、纯度和振幅。与此相对应的有三维心理特征： 波长色调 纯度饱和度 振幅明度,2、单色光的单位,测量单位 (1)光通量（） 流明（lm） (2)光强度（I） 坎德拉（cd） (3)光照度（E） 勒克斯（lx） (4)光亮度 （L） 尼特（Nit） (5)反射系数（R） LRE,二、视觉实验中的变量,1、自变量（I.V.） 刺激变量（stimulus variable）:刺激的特性 多项目：系列强度、色光 多维

2、度 ：时间维度 空间维度 背景条件：对比条件的设定，恒定刺激 被试者特点：视敏度、辨色力、年龄、机体状态等。,2、控制变量 累积效应，生物效应的累积或叠加 3、因变量 （1）保证自变量与因变量之间的对应关系； （2）处理技术的合理性。,二、视觉研究中的基本实验,（一）明度阈限 （二）视觉适应 （三）后象 （四）闪光临界融合频率 （五）视觉掩蔽 （六）视觉对比 （七）视敏度,视觉中的时间因素,视觉中的空间因素,（一）明度阈限测量,明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉。 思考：如何测量明度绝对阈限和差别阈限？,明度阈限实验,（二）视觉适应,1、暗适应 2、明适应 3、间视觉,1、明暗视觉的区

3、别,锥体明视觉 棒体暗视觉 大些 小些 中央凹 近边缘 与视神经节细胞连 无数个与一个 无视紫红质 有视紫红质 夜盲有 昼盲有 0.001尼特以下 棒体细胞发挥作用 1尼特以上 锥体发挥主要作用 研究明视觉-s局限于中央凹 研究暗视觉-中央凹2度以外,锥体阈限以下,2、暗适应研究,人眼对低亮度环境的感受性缓慢提高的过程，称为暗适应。 暗适应曲线,（1）暗适应机制,化学反应说。克劳福德（Crawford，1947）用分光描记法确定视杆细胞中的视紫红质的化学反应过程是暗适应过程的机制。视紫红质（visual purple）是一种化学感光物质，在曝光时被破坏变色，在暗适应中又重新合成而恢复活性。 视

4、紫红质的化合过程：,视紫红质,光,暗,视黄醛+蛋白质,（2）影响暗适应过程的因素,适应前照明：光越强时间越长，暗适应需时间长 先天夜盲 维生素A缺乏，造成夜盲 年龄因素：个体在2030岁最好 感官的相互作用 红色护目镜的作用 实验光的波长不同，暗适应曲线不同 图89所示,（3）暗适应与瞳孔大小的变化,伴随暗适应的还有瞳孔大小的变化。从明亮处进入黑暗处，在10秒钟瞳孔扩大到最大直径的三分之二，达到完全扩大约需要5分钟。这个过程中，瞳孔的直径由2毫米扩大到8毫米，进入眼球的光线增加到10到20倍。,（4）暗适应的应用,二次世界大战期间，迈尔斯曾经特制一种红色护目镜，戴上这种红色护目镜后既能使视锥细

5、胞在明暗视场中都有较高的感受性，又能使视杆细胞相对地不受视场光线的变化而保持暗适应状态。 一些暗室用红灯照明，也是运用同样的道理。,2、明适应研究,明适应（或亮适应）（light adaptation）是指在光亮中视觉感受性很快下降的过程。 明适应时，眼的感受性不是提高，而是降低，与暗适应正好相反。 布兰查德（Blanchard 1931）用阈限法揭示：视杆细胞在极端黑暗转入极亮的条件下，其感受性下降100万倍。 赖特（Wright，1934）用间接方法求得光适应曲线，发现中央凹的光适应过程很快，它暴露在光线中一分钟后就几乎全部完成。,3、间视觉,间视觉是介于暗视觉和明视觉之间的一个视觉阶段。

6、 研究者一般认为，当光亮达到10-3烛光/平方米以上时，视锥细胞便被激发，这是间视觉的表现。 间视阶段是视锥细胞和视杆细胞相互作用的阶段。,二、视敏度,视敏度是指分辨物体细节和轮廓的能力，是人眼正确分辨物体的最小维度。 1、视角与网膜映象 2、视敏度测定及其特征 3、影响视敏度的因素,1、视角与网膜映象,对象与眼睛所成的张角，叫做视角。视角的大小决定映象在视网膜上投射的大小。,2、视敏度测定及其特征,医学界用视力表测定视敏度，它是以视角的倒数来表达的，其公式为：,检查视敏度的几种常用方法,觉察能力测试 再认能力测试 解象能力测试 定位能力测试,a）觉察能力测试,觉察测试采用一条线或一个点，只需

7、让被试者判断在一个视野里刺激是否存在即可。,b）再认（即识别）能力测试,c）解象能力测试,解象是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。,d）定位能力测试,定位是感觉两根线是否连续或彼此有些错位的能力。,3、影响视敏度的因素,（1）物理因素：不同亮度会影响视敏度 ；物体与背景之间的对比度不同；视距；光的波长等 （2）生理因素：视网膜不同部位的视敏度也不同 ；视感受细胞的数目；视网膜适应状态、眼球运动、年龄、瞳孔大小及近视远视等； （3）心理因素：疲劳适应、练习等作用,三、闪光临界融合频率（时间辨别）,1、什么是闪光的融合？ 2、闪光临界融台频率（CFF）：闪烁刚刚达到融合时的光刺激间歇的频率称为闪

8、光临界融合频率,1、影响闪光临界融合频率的因素,光相的强度影响 刺激面积 杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率不同 年龄、疲劳、缺氧等 双眼的差异,2、测量闪光临界融台频率的方法,转盘闪烁方法 闪光融合频率计 3、应用 （1）闪烁法的创立 （2）视生理指标,（一）视觉的颜色现象,1.颜色的基本特征 （1）、彩色和非彩色（白、灰、黑） （2）、光源色 表面色 （3）明度（brightness） 色调（hue） 饱和度（saturation） 颜色立体（Color solid）：纺锤体 P.298,2.颜色混合和混合定律,颜色混合（或混色）（color mixture）两大法则： 一是满足色光混合

9、的加色法， 二是符合颜料混合的减色法。,光谱中的色光混合加色法,红色+绿色=黄色 红色+蓝色=紫色 蓝色+绿色=青色 红色+蓝色+绿色=白色,红色+绿色=黄色,红色+蓝色=紫色,蓝色+绿色=青色,红色+蓝色+绿色=白色,用颜料、油漆等的混合配色减色法,它与色光混合不一样。例如黄色颜料是从入射的白光中吸收蓝光而反射红光及绿光，而这两种光合在一起引起黄色的感觉。 减色法的三原色是黄、青、紫，它们是加色法三原色的补色。,黄色=白色-蓝色 紫色=白色-绿色 青色=白色-红色 黄色+青色=白色-蓝色-红色=绿色 黄色+紫色=白色-蓝色-绿色=红色 紫色+青色=白色-绿色-红色=蓝色 黄色+紫色+青色=白

10、色-蓝色 -绿色-红色黑色,混色定律,（1）补色律：是指每一种颜色都有另一种与它相混合而产生白色或灰色，这两种颜色称为互补色。 （2）居间律：是指混合色圈上两个非互补的颜色产生介于这两种颜色之间的中间色。 （3）代替律：混合色的颜色混合不随被混合的颜色的光谱的光谱成分而转移。可以彼此相互代替。 AB CD 则 ACBD,混色定律,（1）补色律：是指每一种颜色都有另一种与它相混合而产生白色或灰色，这两种颜色称为互补色。 （2）居间律：是指混合色圈上两个非互补的颜色产生介于这两种颜色之间的中间色。 （3）代替律：混合色的颜色混合不随被混合的颜色的光谱的光谱成分而转移。可以彼此相互代替。 AB CD

11、 则 ACBD,3、视网膜的颜色区 中央凹视觉：近似2度的直径最清晰感觉 边缘视觉：中央视觉周围能获得模糊的视觉 颜色区：绿色红色黄色和蓝色 浦肯野现象（Purkinje phenomenon）：P306 在白天，黄绿色的物体显得最亮，而在黄昏时，蓝绿色显得亮，红色不明显。 （这种现象只有在光照射视网膜边缘时才能出现。）,4、颜色视觉现象,（1）颜色对比：相邻区域不同颜色的相互影响 同时对比：同时作用于视网膜的相邻区域 继时对比：相继作用于视网膜的同一区域 亮度对比：同颜色不同背景亮度不同 色调对比：同颜色不同背景色调不同 饱和度对比：不同背景饱和度不同,注视黄色背景上的一小块灰色纸片几分钟，

12、你就会感觉到灰色的纸片呈蓝色；同理，在绿色背景上灰色纸片会呈红色，这是同时对比现象。,若在灰色背景上放一块颜色纸片，注视短时间后再撤走纸片；或先注视颜色纸片，再插入灰色背景，你就会在背景上看到原来颜色的补色。这是继时对比（或连续对比）。,（2）颜色适应,在黑暗中经过较长的时间，视网膜的感受性会发生变化，这是一种适应现象。 注视一个红色纸片半分钟，然后注视灰色背景，色觉会发生逆转，这就是一种适应。,（3）色觉异常,色弱：感受性低 部分色盲：常见为红绿色盲 全色盲：无色调分别能力,6.颜色常性,人眼对物体颜色的感知，在外界条件变化的时候，仍能保持相对不变，表现出颜色常性。 测量： 布伦斯维克比率K

13、（RS）/（AS） 邵勒斯比率（lgRlgS）/（lgAlgS） A ：标准刺激的反射率 S：按标准刺激计算的配对反射率 R：实际匹配的反射率,7、麦考勒（McCollough）效应,定义：指受测验图形条纹方向决定的颜色互补效应，是一种随方向而变的颜色后效。 如：螺旋后效,二、颜色的标定,（一）色温：用黑体加热到不同温度所发出的不同光色来表达一个光源的颜色； 黑体：指在辐射作用下既不反射也不透射而全部吸收的物体。 （二）标准色度系统 1、CIE色度图（国际照明委员会） 色度（chromaticness）是用三原色匹配可见光谱中各波长而产生某种颜色时的三原色比例系数。方程： （C）r（R）g（G）b（B） C：一种特定的颜色 R、G、B：红、绿、蓝三原色 r、g、b：每种原色的比例系数 ：匹配，视觉上颜色相等,因为三原色的总量必须与被表示的颜色相等： rR/（RGB） gG /（RGB） bB /（RGB） rgb1 P.317色度图 2、实例计算： （1）求主波长