实验心理学视觉实验

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
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。
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色光混合
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色光混合定律
实验心理学视觉实验
1.1 视觉的适宜刺激
可见光谱 光与视觉：能引起视觉刺激的电磁波，就是光。可见光的 波长大约为380 – 760纳米。 只占整个电磁波范围的1/70。
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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；
颜色专家出了个主意，把弹药箱的颜色改漆为浅绿色，
弹药箱的重量并未改变，但颜色使工人觉得它变轻了，
罢工终于停止了！颜色提高了劳动效率。
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色 彩 爱 好 的 民 族 差 异
1.3.2 暗适应
在低亮度环境中，视觉感受性缓慢提高的过程。
实验研究的意义
理论意义
• 可以揭示一些分析器适应过程，特别是引起感受性提高的适应 过程的实质和规律；
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。
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测量工具——光度计
测量发光强度、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S1为 标I2，准在光S源1和,其S发2之光间强有度一为视I1屏，，待r测1和光r2源分为别S为2，标其准发光光源强和度未为 知光源距视屏的距离。
代替率：混合色的颜色不随被混合的颜色的光谱成分而转移，不同颜 色混合后产生的相同的颜色感觉，可以彼此互相代替。 可表示为： 若 颜色A=颜色B 颜色C=颜色D，则 A+C=B+D 还可表示为： 若 A+B=C 且 x+y=B，则 A+（x+y）=C
现代色度学原理：可以充分利用各种颜色混合，进行代数式的相加和 相减得出所需要的各种颜色。
颜色方程
人眼可辩 10万种不同的色调，亮度，饱和 度的颜色物体。
语言 — 极困难
定量化 — 数字
按三色混合律，用适当的分量混合三个基 色可形成任何颜色。因此，任何一种颜色 的特性都可以用三基色的分量（也叫三刺 激值）作出鉴定。若三基色的分量一适当 的光度单位表示，就可以把这种匹配关系 写成一个方程式。即颜色方程式： KC=XR+YG+ZB
测量结果以时间为横坐标，阈限刺激值（使眼睛看到 光亮所需的最小强度）为纵坐标作图，可得到“一条” 暗适应曲线。
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暗适应曲线
但实际上，标准的暗适应 的曲线为两条，为什么呢？ 标准的暗适应曲线是通 过两种光刺激刺激视网 膜的不同区域得到的。
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暗适应的测量过程
分两次分别测，暗适应曲线的前半段其实是两条线重合起来的， 彼此相互独立。
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
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颜料混合
颜料、油漆等按不同的颜色混合得出的颜色与色光混合效果不同。
混合黄和蓝色的颜料得到的是绿色而不是白色。但是，如果把黄光和蓝光按 一定比例一同投射到屏幕上，则可以得到白色，如果按其他比例可以得出黄 色和蓝色，但永远不会出现绿色。
实质：颜料吸收了一定波长的光线以后所余的光线的组合。
如：黄色是颜料吸收了蓝光后，红光和绿光混合的结果。
颜料混合的三原色：青、紫、黄
黄色=白色-蓝色
紫色Байду номын сангаас白色-绿色
青色=白色-红色
黄色+紫色=白色-蓝色-绿色=红色
黄色+青色=白色-蓝色-红色=绿色
紫色+青色=白色-绿色-红色=蓝色
特点：混合后得到的颜色明度减小。
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色调冷暖感：红、橙、黄；绿、蓝、紫
色调的情感：feeling blue; in the pink;
rosy disposition; green with envy
色调的环境心理效应：
• 餐馆、家具——黄、红暖色调；
• 广告背景色与字体色的视观效果优劣等级：
– 黄－黑；白－绿；白－红；白－青；青－白；白－黑；
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6
X、Y、Z分别为三基色的分量。K为混合三 色所产生的颜色分量。C是CIE标准光源。 相当于中午阳光的光色。“=”是匹配的意思， 即视觉上颜色相同。
只要测得X、Y、Z值的比例x、y、z（x + y + z = 1），就可以进一步用色度坐标的色 度图中明确定出它的颜色特性。
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颜色的心理效应
色调的心理效应：
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颜色混合的方法
色光混合（加法原则） 颜料混合（减法原则）
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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。
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色光混合
色光混合的三原色：红、绿、蓝
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
营养缺乏。长期禁食后光感受性只有正常时的 1/10到1/15
同一感受器内部的相互作用。
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暗适应的测量方法
步骤：
面对光亮的照明2—3分钟，（降低感受性，提供参考点） 关灯，黑暗, 适应过程开始 用标准的心理物理法，按一定的时间间隔不停地测量眼睛
的绝对阈限。时间间隔由小到大，开始以秒计，然后以分 计，大约到30分钟为止。
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。
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思考：导致失明的原因有哪些？
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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。
测锥体暗适应的时候，以红光为刺激，被试通过注视该刺激而 使其落在中央窝上。
在做杆体暗适应时，要求被试把注意焦点集中在一个固定的小 红点上，同时用眼睛余光看距中心5厘米处的窗口。窗口呈现 可调节的白光，如果被试觉察到有光，则其值就是视杆细胞适 应后的阈限值。
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1.3.3 视敏度－空间视敏度
冷色与暖色除去给我们以温度上的不同感觉外，还会 带来其它一些感受。比方说，暖色偏重，冷色偏轻；
暖色有密度强的感觉，冷色有稀薄的感觉；冷色有退 却的感觉，暖色有逼近感。
颜色引起的物质性的心理错觉，是艺术家或设计家最
可利用的手段之一。有一个生动的例子：1940年，纽
约的码头工人因搬运的弹药箱太重而举行罢工，一位
• 生物学意义，使视网膜的适应功能可以保证极宽的光强范围内 （>1010倍）。
实际应用
• 劳动心理——工作场地照明问题；
• 交通心理学中，驾驶员的适应速度问题；
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暗适应的影响因素
适应前的照明。原照明越强，适应时间越长。
维生素A缺乏。
缺氧。
年龄因素。30岁以后感受性下降。
红色护目镜的作用。Miles（1944），保护两种 适应。暗室用红灯照明
黑－黄；红－白；绿－白；黑－白；黄－红；红－绿；绿
－红
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明度的心理效应：
在各颜色中，黄色的明度最大，其互 补色紫蓝色明度最暗；中间为绿、红、 紫。
用黑白两色强调的中等明度，可以产 生富于男子气的特质。
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色彩的心理效应
在红色的环境中，人的脉搏会加快，血压有所升高， 情绪兴奋冲动。而在蓝色环境中，脉搏会减缓，情绪 也较沉静。
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。
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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。
定义：是指分辨物体细节和轮廓的能力，常以能看出来的两个 物体的最小间距表示。