实验心理学视觉实验专选课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
视神经通路与大脑
三处重要的信息加工站：上丘、外侧膝状体体和视皮层。
思考：导致失明的原因有哪些？
视觉恢复技术
用微型芯片代替失效的视杆和视锥细胞的功能，通过电刺 激模式实现视觉信息的传输。Liu Weitai(2001)研制出一种 多单元人造视网膜芯片集(MARC)。还可以用微型摄像机从 环境中捕捉图像信息。试验结果表明，病人采用该系统后 可辨别一些简单的图像和形状。
分，透过一部分）； 单色仪；应用有色表面的反射。
单色光的度量：SIE单位制（国际单位制 ）
1．光通量（∮）：光源在单位时间内向各个方向发出的光 能量。 单位：流明（lm），光强度为1烛光的点光源在单位立 体角度发射的光通量。
2．光强度（I）：光源在给定的方向上，在单位立体角中 发射的光通量。 单位：坎德拉（cd），指燃烧某种特定规格的蜡烛（黑 体）后产生的光强度。 1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通亮。
若标准光的强度不变，标准光与视屏的距离固定不变，I1 / r12=K（ 常数），则 I2 = K r22 ， 这样就可计算出待测光源的强度。
1.2 视觉系统
眼睛的结构
角膜、房水、虹膜、晶状体、玻璃体、视网膜；视网膜上视椎细 胞与视杆细胞有不同特点和功能。视杆细胞对光的敏感性比视锥 细胞强约500倍；但视锥细胞有分辨颜色的特性，而视杆细胞没 有。
中间色律：混合两种非互补色时便产生一种新的混合色或介乎两者 之间的中间色。 如，红和绿按不同的比例可以产生橙色、黄色、黄绿色等介呼两 者之间的中间色。 根据此原理，可得到任意色。
1.3 几种重要的视觉实验研究
颜色混合 暗适应 视敏度 视觉后像
1.3.1 颜色混合
实际用途：印染、印刷业、纺织业——色 度的选择；交通运输业——各种信号灯； 钢铁冶炼的程度与特定的颜色相对应；电 影、彩电的颜色配制。
颜色特性
三种特性共同决定颜色感 觉
明度：指明亮程度（ brightness），与光强度和反 射系数成正比关系。
光强度（I）：光源在给定的方向上 ，在单位立体角中发射的光通量
光照度（E）：光源照射到单位面积 上的光通量
光亮度（L）：指一个发光表面的明 亮程度，也即从一个表面反射出来的 光亮
光通量（∮）：光源在单位时间内向 各个方向发出的光能量
C：光源的烛光数 L：亮度 R：反射系数 E：照度 D：光源到屏幕的
补色：两光相混成白色的光，为互补 色。
无所谓是否基色。
色光混合的特点
相混合的各色光的能量值的相加等于被混 合色光能量的值，由于被混合的色光的能 量增加，因而其明度是增加的。
色光混合
色光混合定律
补色律：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。这两种颜色就称为互补色。 若 A+B=白或灰 则 A、B互补。 两种颜色成为互补色的条件是：两者波长的差别都要足够大。
实验心理学视觉实验
（优选）实验心理学视觉实 验
光的种类
根据来源
自然光，如日光及日光的反 射光；
人造光，灯光，烛光等由人 造光源产生的光。
根据成分：
单色光，由单一波长组成的 光；
复合光，由两种以上波长组 成的光波组成的光。
单色光的获得途径
三棱镜分解（分离，选其一）； 滤光片过滤（玻璃片或塑料片，吸收一部
单色光的度量：SIE单位制（国际单位制 ）
3．光照度（E）：光源照射到单位面积上的光通量。 计算公式为：E=∮/A （∮为光通量，A是表面积）。 单位：勒克司（lx），表示1流明的光通量均匀分布在1 米2 表面上所产生的光照。
4．光亮度（L）：指一个发光表面的明亮程度，也即从一 个表面反射出来的光亮。亮度与照度的关系为：L=ρ•E（L 为亮度，ρ为反射系数，E为照度） 单位：尼特，是指光强度为1坎德拉的光均匀分布在 1米2表面上产生的明亮程度。 反射系数（ρ）：指某表面反射的流明数与入射到该表 面的流明数之比。公式为：ρ=某表面的反射的流明数/ 入射到某表面的流明数
距离
研究举例
电子显示器设计中屏幕背景亮度与对比度对视觉作业绩效的影响
三种背景光强：20cd/m2, 30cd/m2, 40cd/m2；
七种对比度：3:1, 5:1, 7:1, 9:1, 11:1, 13:1, 15:1。
要求被试在规定时间内搜寻 由26个字母随机组合的字符 中的特定字母
并要求被试在实验后对各种 变量条件的字符显示质量作 出主观评价。
结果：背景亮度不同，最佳 对比度也不同；低端对比度 作业绩效随背景亮度增大而 提高；高端对比度绩效随屏 幕背景亮度增大而降低。
测量工具——光度计测量发光源自度、光通量、照度、与亮度的仪器通称为光 度计。
基本装置：一切光度计都利用人的视觉或光电管来比较 一个已知的“标准光源”和“未知的待测光源”。图中 S度1为为标I2，准在光S源1和,其S2发之光间强有度一为视I屏1，，待r1测和光r2分源别为为S2，标其准发光光源强和 未知光源距视屏的距离。
色调：由物体表面反射的光 线中什么波长占优势所决定 。
饱和度：指同一种色调的两 种颜色，哪种含颜色较多或 较少，它决定于物体所发射 出来的光线中规定其色调的 波长占多少优势。
光源的喜爱指数
什么样的色光照什么样的物体时可以获得 最佳视觉心理效果。
如，生活、学校、办公照明，柔白荧光灯，视 觉效果最好
测定方法
变化标准光源的距离（r1），使之与未知光源做视觉匹配，在眼睛 觉得视野两侧的亮度看来相等时即停止移动。根据照度第一定律： 照度是同光源的发光强度成正比，同被照射面到光源的距离的平方 成反比。 E1=I1/r12 ， E2=I2/r22 ；根据视觉匹配： E1 = E2 即： I1 / r12 = I2/r22
城市色调
颜色混合的方法
色光混合（加法原则） 颜料混合（减法原则）
色光混合
波长决定色调， 但每一种色调并不只和一定的波 长有联系。
520nm产生绿色，510和530nm光线的混合也可得到绿 色。而且绿色还可以从其他大量的混合光线中得到。
色光混合
色光混合的三原色：红、绿、蓝
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
三处重要的信息加工站：上丘、外侧膝状体体和视皮层。
思考：导致失明的原因有哪些？
视觉恢复技术
用微型芯片代替失效的视杆和视锥细胞的功能，通过电刺 激模式实现视觉信息的传输。Liu Weitai(2001)研制出一种 多单元人造视网膜芯片集(MARC)。还可以用微型摄像机从 环境中捕捉图像信息。试验结果表明，病人采用该系统后 可辨别一些简单的图像和形状。
分，透过一部分）； 单色仪；应用有色表面的反射。
单色光的度量：SIE单位制（国际单位制 ）
1．光通量（∮）：光源在单位时间内向各个方向发出的光 能量。 单位：流明（lm），光强度为1烛光的点光源在单位立 体角度发射的光通量。
2．光强度（I）：光源在给定的方向上，在单位立体角中 发射的光通量。 单位：坎德拉（cd），指燃烧某种特定规格的蜡烛（黑 体）后产生的光强度。 1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通亮。
若标准光的强度不变，标准光与视屏的距离固定不变，I1 / r12=K（ 常数），则 I2 = K r22 ， 这样就可计算出待测光源的强度。
1.2 视觉系统
眼睛的结构
角膜、房水、虹膜、晶状体、玻璃体、视网膜；视网膜上视椎细 胞与视杆细胞有不同特点和功能。视杆细胞对光的敏感性比视锥 细胞强约500倍；但视锥细胞有分辨颜色的特性，而视杆细胞没 有。
中间色律：混合两种非互补色时便产生一种新的混合色或介乎两者 之间的中间色。 如，红和绿按不同的比例可以产生橙色、黄色、黄绿色等介呼两 者之间的中间色。 根据此原理，可得到任意色。
1.3 几种重要的视觉实验研究
颜色混合 暗适应 视敏度 视觉后像
1.3.1 颜色混合
实际用途：印染、印刷业、纺织业——色 度的选择；交通运输业——各种信号灯； 钢铁冶炼的程度与特定的颜色相对应；电 影、彩电的颜色配制。
颜色特性
三种特性共同决定颜色感 觉
明度：指明亮程度（ brightness），与光强度和反 射系数成正比关系。
光强度（I）：光源在给定的方向上 ，在单位立体角中发射的光通量
光照度（E）：光源照射到单位面积 上的光通量
光亮度（L）：指一个发光表面的明 亮程度，也即从一个表面反射出来的 光亮
光通量（∮）：光源在单位时间内向 各个方向发出的光能量
C：光源的烛光数 L：亮度 R：反射系数 E：照度 D：光源到屏幕的
补色：两光相混成白色的光，为互补 色。
无所谓是否基色。
色光混合的特点
相混合的各色光的能量值的相加等于被混 合色光能量的值，由于被混合的色光的能 量增加，因而其明度是增加的。
色光混合
色光混合定律
补色律：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。这两种颜色就称为互补色。 若 A+B=白或灰 则 A、B互补。 两种颜色成为互补色的条件是：两者波长的差别都要足够大。
实验心理学视觉实验
（优选）实验心理学视觉实 验
光的种类
根据来源
自然光，如日光及日光的反 射光；
人造光，灯光，烛光等由人 造光源产生的光。
根据成分：
单色光，由单一波长组成的 光；
复合光，由两种以上波长组 成的光波组成的光。
单色光的获得途径
三棱镜分解（分离，选其一）； 滤光片过滤（玻璃片或塑料片，吸收一部
单色光的度量：SIE单位制（国际单位制 ）
3．光照度（E）：光源照射到单位面积上的光通量。 计算公式为：E=∮/A （∮为光通量，A是表面积）。 单位：勒克司（lx），表示1流明的光通量均匀分布在1 米2 表面上所产生的光照。
4．光亮度（L）：指一个发光表面的明亮程度，也即从一 个表面反射出来的光亮。亮度与照度的关系为：L=ρ•E（L 为亮度，ρ为反射系数，E为照度） 单位：尼特，是指光强度为1坎德拉的光均匀分布在 1米2表面上产生的明亮程度。 反射系数（ρ）：指某表面反射的流明数与入射到该表 面的流明数之比。公式为：ρ=某表面的反射的流明数/ 入射到某表面的流明数
距离
研究举例
电子显示器设计中屏幕背景亮度与对比度对视觉作业绩效的影响
三种背景光强：20cd/m2, 30cd/m2, 40cd/m2；
七种对比度：3:1, 5:1, 7:1, 9:1, 11:1, 13:1, 15:1。
要求被试在规定时间内搜寻 由26个字母随机组合的字符 中的特定字母
并要求被试在实验后对各种 变量条件的字符显示质量作 出主观评价。
结果：背景亮度不同，最佳 对比度也不同；低端对比度 作业绩效随背景亮度增大而 提高；高端对比度绩效随屏 幕背景亮度增大而降低。
测量工具——光度计测量发光源自度、光通量、照度、与亮度的仪器通称为光 度计。
基本装置：一切光度计都利用人的视觉或光电管来比较 一个已知的“标准光源”和“未知的待测光源”。图中 S度1为为标I2，准在光S源1和,其S2发之光间强有度一为视I屏1，，待r1测和光r2分源别为为S2，标其准发光光源强和 未知光源距视屏的距离。
色调：由物体表面反射的光 线中什么波长占优势所决定 。
饱和度：指同一种色调的两 种颜色，哪种含颜色较多或 较少，它决定于物体所发射 出来的光线中规定其色调的 波长占多少优势。
光源的喜爱指数
什么样的色光照什么样的物体时可以获得 最佳视觉心理效果。
如，生活、学校、办公照明，柔白荧光灯，视 觉效果最好
测定方法
变化标准光源的距离（r1），使之与未知光源做视觉匹配，在眼睛 觉得视野两侧的亮度看来相等时即停止移动。根据照度第一定律： 照度是同光源的发光强度成正比，同被照射面到光源的距离的平方 成反比。 E1=I1/r12 ， E2=I2/r22 ；根据视觉匹配： E1 = E2 即： I1 / r12 = I2/r22
城市色调
颜色混合的方法
色光混合（加法原则） 颜料混合（减法原则）
色光混合
波长决定色调， 但每一种色调并不只和一定的波 长有联系。
520nm产生绿色，510和530nm光线的混合也可得到绿 色。而且绿色还可以从其他大量的混合光线中得到。
色光混合
色光混合的三原色：红、绿、蓝
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