人眼视觉原理
人眼的视觉原理
人眼的视觉原理
人眼的视觉原理主要涉及光线入射、感光换能、视神经传导和大脑整合等过程。
1.光线入射：当光线从物体发出并进入人眼时，首先通过眼的折光系统，如角膜和晶状体，这些结构对光线进行折射和聚焦，将其映射到视网膜上。
2.感光换能：视网膜上的视神经细胞受到光线刺激后，将光信号转变成生物电信号。
这一过程主要涉及视网膜上的两种细胞：视杆细胞和视锥细胞。
视杆细胞对光线强度有反应，而视锥细胞则对颜色敏感。
3.视神经传导：这些生物电信号随后通过视神经传至大脑，这一过程中，信号经历了复杂的神经处理过程。
4.大脑整合：最后，这些信号在大脑中被整合起来，形成我们所看到的图像。
大脑通过对这些信号的分析、判断、识别等过程，使我们能够看到物体的形状、颜色等特征。
此外，视觉的形成还需要完整的视觉分析器，包括眼球（折光系统）和大脑皮层枕叶（处理视觉信息）。
当我们看东西时，物体的影像经过瞳孔和晶状体，落在视网膜上，视网膜上的视神经细胞在受到光刺激后，将光信号转变成生物电信号，通过神经系统传至大脑，再根据人的经验、记忆、分析、判断、识别等极为复杂的过程而构成视觉，在大脑中形成物体的形状、颜色等概念。
人眼的立体视觉名词解释
人眼的立体视觉名词解释人类视觉系统是一个复杂的系统，其中一个关键的能力就是立体视觉。
立体视觉，也被称为深度知觉或空间视觉，是指人眼通过双眼同时观察物体来感知物体的三维形状和位置的能力。
它是人类感知世界的重要方式，为我们提供了丰富的视觉信息，帮助我们进行空间导航、物体识别和行为决策等。
立体视觉的原理基于人眼的双目视觉。
人类有两只眼睛，它们分别位于脑袋的两侧，通过在不同位置观察同一个物体来产生视差，从而实现对物体的深度感知。
每只眼睛看到的图像会有细微差别，这是因为它们的位置不同，这种差别就是视差。
大脑会将这些视差信息整合起来，形成立体视觉。
立体视觉的过程可以分为四个主要的步骤：获取两个视觉图像、计算视差、整合视差信息和产生深度感知。
首先，人眼通过左右两只眼睛同时观察物体，获取两个略微不同的视觉图像。
这就是为什么我们需要两只眼睛而不是一只眼睛来进行立体视觉的原因之一。
然后，大脑会对这两个视觉图像进行处理，计算它们之间的视差。
视差的大小与物体距离眼睛的远近有关，离眼睛越近，视差越大。
接着，大脑会将这些视差信息整合起来，形成一个立体视觉的整体观感。
这个过程是由大脑中的皮层区域完成的，这些区域被称为立体视觉皮层。
最后，我们能够感知物体的深度和位置。
通过立体视觉，我们可以判断物体是靠近还是远离我们，是在我们的左侧还是右侧，甚至可以估计物体的大小和形状。
立体视觉的重要性和应用广泛。
它不仅帮助我们感知世界，还对许多领域具有重要的意义。
在医学上，立体视觉可以用于诊断和治疗一些视觉障碍，帮助恢复患者的立体视觉能力。
在工程领域，立体视觉被用于机器人视觉、三维重建和虚拟现实等技术中，模仿人类的视觉能力，实现更智能和真实的交互体验。
然而，立体视觉也有其局限性。
对于那些只有一个眼睛或者两只眼睛之间距离较小的人来说，立体视觉的效果会受到限制。
此外，人脑对立体视觉的处理也需要一定的时间，所以在高速运动或快速变化的情况下，立体视觉可能会变得不那么准确。
人眼视觉感知原理
人眼视觉感知原理人眼是人类视觉感知的重要器官，它通过感光细胞和大脑的协同作用，使我们能够感知到外界的光线、颜色、形状和运动，并解析成我们所理解的视觉信息。
人眼视觉感知的原理主要包括感光细胞的工作原理、光线在眼球中的传播过程以及大脑对光信号的处理过程。
首先，感光细胞是人眼视觉感知的基础。
人眼中有两种类型的感光细胞，分别是视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞分为三种类型，分别对应于红、绿、蓝三原色光的感知，它们主要负责夜间光线不足时的视觉感知和颜色的感知。
而视杆细胞只有一种类型，它对光线的感知非常灵敏，主要负责白天的视觉感知以及运动的感知。
当光线进入眼睛后，它会被感光细胞中的视黄酸衍生物吸收，并将光信号转化为神经冲动，然后传递给神经元。
其次，光线在眼球中的传播过程也是人眼视觉感知原理的一部分。
当光线进入眼睛后，首先穿过角膜，然后通过虹膜进入晶状体。
角膜和晶状体共同组成了一个凸透镜，通过改变晶状体的形状和位置，可以调节光线的聚焦距离，从而使远处或近处的物体形成清晰的像。
然后，光线穿过晶状体后，进入到眼球后部的视网膜上。
视网膜上有成千上万个感光细胞，它们接收到光线后将光信号转化为神经信号，并传递给大脑。
最后，大脑对光信号的处理过程是人眼视觉感知的重要环节。
光信号从视网膜传入触发视觉信息处理的神经元，其中一种类型是叫做中央视觉通路的神经元，它们起着传递光信号的功能。
光信号在大脑的后枕叶中被分解为不同的特征，比如颜色、形状和运动等。
这些特征被传递到处理视觉信息的区域，如视觉皮层，进一步加工和整合。
最后，大脑将这些处理过的信号解释为我们所见到的外界物体和场景，从而形成我们的视觉感知。
总体来说，人眼视觉感知原理涉及到感光细胞的工作原理、光线传播过程以及大脑对光信号的处理过程。
这些过程相互协同作用，使我们能够感知到外界的光线、颜色、形状和运动，并解析成我们所理解的视觉信息。
人眼视觉感知的原理的了解有助于我们更好地理解人类视觉的机制，也对视觉科学和医学有重要意义。
人眼视觉原理：光线如何通过眼睛产生视觉
人眼视觉原理：光线如何通过眼睛产生视觉
人眼视觉原理涉及到光线如何通过眼睛产生视觉的过程，包括光的折射、眼睛的结构、视网膜的作用等。
以下是人眼视觉的基本原理：
1. 光的折射：
角膜和晶状体：当光线穿过眼睛表面的角膜和晶状体时，由于它们的曲率，光线会发生折射。
2. 眼睛的结构：
巩膜和虹膜：巩膜是眼球表面的白色区域，而虹膜是有色的环形结构，它们控制着进入眼睛的光量。
瞳孔：虹膜中央的孔道称为瞳孔，通过它调节光线的量，瞳孔在弱光中会放大，而在强光中会缩小。
玻璃体和玻璃体悬挂韧带：玻璃体是眼球内部的透明凝胶状物质，玻璃体悬挂韧带连接晶状体。
3. 焦距调整：
晶状体的调整：眼睛通过调整晶状体的形状来改变光的焦距，从而使物体的清晰影像投影到视网膜上。
4. 视网膜的作用：
视网膜：光线经过眼球的折射和调焦后，最终在视网膜上形成倒置的实像。
感光细胞：视网膜上有两种主要类型的感光细胞，分别是视锥细胞（对颜色敏感，主要负责白天视觉）和视杆细胞（对光强敏感，主要负责夜晚和昏暗环境的视觉）。
5. 神经传递：
视神经：感光细胞产生电信号，通过视神经传递到大脑的视觉皮层。
6. 大脑解码：
大脑处理：大脑对传递过来的电信号进行解码和整合，形成我们所看到的图像。
7. 三维视觉：
双眼视差：由于人类有两只眼睛，双眼之间的微小差异称为视差，通过这种视差，我们能够感知深度和三维空间。
人眼视觉的原理涉及到光的折射、眼球结构、焦距调整、视网膜的感光细胞、神经传递和大脑处理等多个步骤。
这个复杂的过程使我们能够感知到周围环境的光学信息。
一只眼睛看东西无法确定东西位置的原理
一只眼睛看东西无法确定东西位置的原理在日常生活中，我们常常使用双眼来观察周围的事物，并能够准确地判断事物的位置。
然而，如果只使用一只眼睛来看东西，我们就无法确定事物的位置。
这是因为人眼的立体视觉系统是通过两只眼睛同时观察来实现的，而单眼只能提供有限的信息，无法准确判断物体的位置。
要理解为什么单眼无法确定物体位置，首先需要了解人眼的立体视觉系统是如何工作的。
人眼的立体视觉是通过两只眼睛同时观察同一物体，产生的两个稍微不同的图像进行比较而实现的。
这种差异主要来自于两只眼睛之间的距离，从而产生了视差效应。
当我们将两只眼睛的图像合并在一起时，就能够感知到物体的深度和距离。
然而，当我们只使用一只眼睛来看东西时，我们失去了立体视觉所提供的额外信息。
单眼只能提供一个平面的图像，无法提供物体在三维空间中的位置信息。
这是因为单眼无法感知到视差效应，无法将两个稍微不同的图像进行比较。
因此，单眼只能提供物体在水平方向上的位置信息，而无法确定物体的远近和高低。
为了更好地理解这个原理，我们可以进行一个简单的实验。
将一个物体放在桌上，然后分别用左眼和右眼来观察物体。
我们会发现，无论我们用哪只眼睛来观察，物体的位置都是一样的。
这是因为单眼无法提供额外的信息来判断物体的位置。
然而，虽然单眼无法确定物体的位置，但我们仍然能够使用其他的方法来判断物体的距离和方位。
例如，我们可以通过物体的大小来推测物体的距离，大的物体通常离我们较近，而小的物体则通常离我们较远。
此外，我们还可以通过运动视差来判断物体的远近，当我们移动时，离我们较远的物体会相对于离我们较近的物体移动得更慢。
总结起来，以一只眼睛看东西无法确定东西位置的原理是因为单眼无法感知到视差效应，无法比较两个稍微不同的图像。
然而，我们仍然可以通过其他的方法来判断物体的位置，如物体的大小和运动视差。
虽然单眼的视觉信息有限，但通过脑部的处理和经验积累，我们仍然能够在日常生活中准确地感知和判断物体的位置。
人类眼睛的视觉原理
人类眼睛的视觉原理人类眼睛是我们感知世界的重要器官，视觉是我们日常生活中最为重要的感觉之一。
眼睛能够通过光线的反射，将图像记录在视网膜上，使我们看到各种物体。
了解人类眼睛的基本原理可以帮助我们更好地理解我们所看到的世界。
1. 颜色感知光线对于颜色的感知是我们在日常生活中最为熟悉的。
人类眼睛能够感知不同波长的光线，从而感知各种颜色的物体。
光线的波长决定了我们感知到的颜色的种类。
例如，红色光线的波长为约700纳米，而绿色光线的波长为约500纳米。
当这些光线反射到眼睛时，我们才能感知到它们代表的颜色。
2. 感知深度感知深度是指我们可以区分前景和背景物体的能力。
我们可以通过固定物体的大小和位置，从而判断它们的距离。
这种感知深度的方式被称为“单眼视差”。
当我们处于一个物体的前方时，这个物体会遮挡其他前方物体的一部分。
眼睛会将这种覆盖关系发送到大脑，从而帮助我们感知到距离。
3. 视角视角是指我们在眼睛位置的特定方向上可以看到的区域。
人类的视角大约为160度，但是我们只能够清晰地看到中央30度的区域。
在这个中央区域内，我们有最高的分辨率和色彩感知能力。
这是因为在中央区域，感光细胞密度最高，而在周围区域，感光细胞密度逐渐降低。
4. 瞳孔瞳孔是眼睛的黑色部分，它可以调节光线的进入量。
在弱光条件下，瞳孔会放大，以便更多的光线进入眼睛。
在强光条件下，瞳孔会收缩，以限制光线的进入量。
这是为了保护视网膜免受过度光线损伤。
5. 视锥细胞和视杆细胞视锥细胞和视杆细胞是视网膜上的两种感光细胞类型。
视锥细胞对颜色和细节的感知更为敏感，而视杆细胞对光线强度和运动感知更敏感。
视锥细胞主要分为三种类型，分别对应于红、绿、蓝三种颜色。
这使得我们能够分辨世界上的各种颜色。
综上所述，了解人类眼睛的视觉原理可以帮助我们更好地理解我们所看到的世界。
无论是颜色感知、深度感知还是瞳孔的功能，这些基本原理都对我们的视觉能力产生深远的影响。
随着科学的不断发展，我们对于人类眼睛的认识也会不断更新和深化。
人眼的视觉色彩的原理
人眼的视觉色彩的原理
人眼的视觉色彩是基于光的三原色混合原理实现的。
人眼的视网膜中有三种不同类型的光感受器：红色感受器、绿色感受器和蓝色感受器。
这些感受器对于不同波长的光具有不同的敏感度。
当我们看到一个物体时，光线会从物体上反射或透射到我们的眼睛中。
这些光线由不同波长的光组成，也就是光谱中的不同颜色。
当光线进入我们的眼睛时，它们会刺激感光细胞中的色素分子，导致电信号产生并传递到大脑中的视觉皮层。
大脑解码这些信号，并将它们解释为我们所看到的颜色。
混合三种原色的光可以产生出其他的颜色。
当红色光、绿色光和蓝色光以相等的强度混合时，它们会形成白色光。
如果减少其中一种光的强度，它们会混合成形成其他颜色的光。
例如，减少红色光的强度会导致混合产生青色光，而减少绿色光的强度会产生洋红色光，减少蓝色光的强度会产生黄色光。
这就是为什么在计算机和电视显示器的显示中，使用了红绿蓝三原色来产生不同的颜色。
通过控制不同原色光的强度，可以混合出所需的颜色。
此外，由于人眼对不同原色光的敏感度不同，可以通过适当调整三种光的强度来达到更准确的颜色再现。
总的来说，人眼的视觉色彩是通过感光细胞对不同波长光的敏感度和不同强度原色光的混合来感知的。
这种混合原理使我们能够看到丰富多彩的世界。
人眼视觉形成的原理
人眼视觉形成的原理首先，光的折射与聚焦是人眼视觉形成的基础。
当光线进入眼球时，会依次穿过角膜、房水、晶状体和玻璃体等不同的介质，这些介质会引起光线的折射。
角膜是眼球的透明窗户，负责约2/3的光的折射，而晶状体是可以调节其曲度来使光线聚焦到视网膜上的结构，负责约1/3的光的折射。
通过角膜和晶状体的折射作用，光线被聚焦到位于眼球后方的视网膜上。
其次，视觉信息的建立与传递也是视觉形成的关键。
视网膜是眼球内最重要的感觉器官之一，其中包含感光细胞，分为棒状细胞和锥状细胞。
棒状细胞主要负责黑暗中的视觉，在外周分布较多；锥状细胞主要负责明亮环境下的视觉和辨色，集中分布于中央凹（视网膜中心区）周围。
当光线经过折射和聚焦后，会刺激视网膜中的感光细胞，引发感光细胞内部的化学反应，进而产生神经冲动。
这些冲动经过视网膜内部的神经元传递，最终形成视觉图像，并通过视神经传递到大脑。
然后，视觉信息的传导与处理是视觉形成的重要环节。
视神经由视网膜内的感光细胞的神经冲动组成，将视觉信息传递到大脑。
视神经交叉后，进入大脑的视交叉纤维会分为两个系统传递信息，一个传递信息到大脑中的运动区，负责感知物体的移动和位置；另一个传递信息到大脑中的感知区域，通过对光线的解码，分辨出图像上的形状、颜色和纹理等信息。
大脑在接收到这些信息后，对其进行整合和处理，构建出我们看到的实际图像。
最后，人眼视觉形成的原理还与人类的视觉感知特点有关。
例如，人眼的分辨能力依赖于光线的频率和景深。
对于频率高的光线（如紫外线），人眼难以感知；而对于频率低的光线（如红外线），人眼也辨别不出来。
此外，人眼对于焦距的变化也有限，当物体离眼睛过远或过近时，就难以清晰地辨别细节。
这些视觉感知特点也影响了我们对环境的感知和认知。
综上所述，人眼视觉形成的原理可以通过光的折射与聚焦、图像的建立与传递、视觉神经的传导与处理等来解释。
人眼通过光的折射和聚焦将光线聚焦到视网膜上，引发感光细胞内部的反应，进而传递到大脑进行信息处理。
人眼视觉成像原理
人眼视觉成像原理人眼是视觉的重要器官，通过眼睛接收到的光信号形成成像，然后经过神经传递到大脑，并在大脑中形成视觉感知。
人眼视觉成像的原理主要包括光的折射、晶状体的调焦、视网膜的感光和神经传递等过程。
光的折射是人眼视觉成像的基础。
当外界的物体发出或反射光线照射到眼睛表面时，光线会进入人眼。
首先，光线经过角膜的折射，进入到眼球内。
角膜是眼球表面透明的结构，它的形状使得光线能够被聚集到一个点上。
然后，入射到眼球后的光线会经过晶状体的折射，使得光线再次被聚焦到一个点上。
晶状体是一种透明的双凸透镜，能够通过肌肉的变化而调整其形状和折射力度，以实现对远距离和近距离物体的清晰成像。
晶状体的调焦过程使得物体形成倒立且缩小的实像。
实像是一种存在于光线传播路径上，位于光线能够交叉的地方的影像。
具体来说，当光线通过晶状体聚焦到视网膜上时，视网膜上会形成一个倒立且缩小的实像。
这是因为晶状体的凸面能使光线在经过时发生折射，而形成实像的位置则由晶状体的凸度和物体距离眼睛的远近决定。
视网膜是人眼中起到感光作用的部分，它位于眼球背部，并且薄如纸张。
视网膜上存在着感光细胞，分为棒细胞和锥细胞两种类型。
棒细胞对光线的亮度敏感，而锥细胞对不同频率的光波敏感，负责颜色的感知。
当光线通过晶状体成像到视网膜上时，感光细胞会接收到光信号，并将其转化为神经冲动。
神经传递是视觉成像的最后一个阶段。
光信号在视网膜上被感光细胞转化为神经冲动后，会经过视神经传递到大脑。
视神经是由感光细胞的轴突构成的，它们将光信号传递到大脑中的视觉皮层。
在大脑中，神经冲动经过一系列的传递、加工和解码，最终形成我们所看到的图像。
这个过程包括对形状、颜色、运动等视觉特征的辨别和整合。
总结起来，人眼视觉成像的原理主要包括光的折射、晶状体的调焦、视网膜的感光和神经传递等过程。
通过这些过程，人眼能够将光信号转化为我们所看到的图像，并在大脑中形成视觉感知。
人眼视觉成像的原理为我们提供了一种感知世界的重要方式，也使得我们能够感受到丰富多彩的视觉世界。
人类眼睛的结构与视觉原理
人类眼睛的结构与视觉原理人类眼睛是一种非常复杂的器官，它由许多不同的部分组成，每一个部分都有着自己独特的功能和作用。
眼睛的结构可以分为三个主要部分，分别是眼外肌、角膜和晶状体。
本文将详细讨论每一部分的结构和作用，并探索人类视觉原理的奥秘。
1. 眼外肌眼外肌由六对肌肉组成，它们负责控制眼球的运动。
这些肌肉可以使眼球向左、右、上、下和斜视，从而使我们能够在三维空间中看到物体。
这是由于眼球运动的不同方向可以让我们从不同的角度观察物体，从而获得更多的视觉信息。
每个眼外肌都与大脑中的一些神经相连，这些神经传递命令，告诉肌肉应该如何移动。
当我们想注视某个物体时，大脑会发送信号到与注视有关的眼外肌肉，从而快速移动眼球到正确的位置。
2. 角膜角膜是眼睛最前面的透明结构，它覆盖着虹膜和瞳孔。
角膜的主要作用是通过折射来聚焦光线，使其可以清晰地投射在视网膜上。
角膜的形状和曲率非常重要，如果它经常变形或受损，就会影响到我们的视力。
当光线穿过角膜时，它们会被折射到虹膜和瞳孔中。
虹膜可以调节瞳孔大小，使更多或更少的光线通过。
这是为了适应不同的光线条件，例如在光线强烈的阳光下和昏暗环境下。
3. 晶状体晶状体是位于眼球的中心的透明球状物体。
它可以拉伸或收缩，从而改变其形状，以聚焦不同距离的光线。
当我们看远距离的物体时，晶状体会变薄；当我们看近距离的物体时，晶状体会变厚。
晶状体的弹性取决于我们的年龄。
随着年龄的增长，晶状体会逐渐失去弹性，使我们更难以焦距调整。
这就是为什么老年人经常需要佩戴近视或老花眼镜。
了解眼睛的结构仅是了解眼睛如何工作的一部分。
人类的视觉也受到大脑视觉皮层的控制，这是负责处理眼睛接收到的光信号的区域。
视觉皮层将这些光信号转化为意义和概念，从而让我们能够理解我们看到的世界。
此外，我们的眼睛还有许多视觉偏差和错误，这些错误是由大脑的复杂性和对环境的适应性造成的。
例如，当我们看到两条线段，其中一条比另一条短，但它们的末端均匀相遇，我们会被误导，认为它们的长度相等。
人眼视觉原理PPT课件
正的黑体并不存在，但是，一个表面开有一个小孔的空腔，可以看作是一个近似的
黑体。因为通过小孔进入空腔的辐射，在腔里经过多次反射和吸收以后，不会再从 小人通过著名实验—黑体辐射实验，发现黑体
辐射的能量不是连续的，它按波长的分布仅与黑体的温度有关。从经典物理学的角 度看来，这个实验的结果是不可思议的。
的程度。一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回
答。
例如，一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，牛顿
力学以及分析力学已成为解决力学问题的有效的工具。对于电磁
现象的分析，已形成麦克斯韦电磁场理论，这是电磁场统一理论，
这种理论还可用来阐述波动光学的基本问题。至于热现象，也已
经有了唯象热力学和统计力学的理论，它们对于物质热运动的宏
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1979年第16届国际计量大会决定：坎德拉是 一个光源在指定方向上的发光强度，该光源 发出频率为540×1012Hz的单色辐射，而且 在此方向上的辐射强度为1/683（W/Sr）。
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2.2 光度学基本概念 接收面
光通量
单位面积 （每平方米）
光照度
的照明 程度
（流明lm） 指定方向 （勒克斯lx）
be modes of motion, is at present obscured by two clouds. ）
W．汤姆孙在1900年4月曾发表过题为《19世纪热和光的动力学理论上空 的乌云》的文章。他所说的第一朵乌云，主要是指迈克尔孙实验结果和以 太漂移说相矛盾；他所说的第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则 在气体比热以及势辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤 以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。
视觉的原理
视觉的原理
视觉是人类最重要的感觉之一，它通过眼睛获取外界的信息并将其转化为大脑可以理解的图像。
我们的视觉系统是如何工作的呢？
首先，让我们谈谈光线的传播。
光是一种电磁波，以波的形式传播。
当光线遇到物体时，一部分光被吸收，一部分被反射或折射。
我们所看到的物体，其实是反射或折射到我们眼睛中的光线。
眼睛是视觉系统的核心器官。
它由许多组件组成，其中最重要的是角膜、瞳孔、晶状体和视网膜。
当光线进入眼睛时，它首先通过透明的角膜，进一步通过瞳孔。
瞳孔的大小可以调节，以控制进入眼睛的光线量。
然后，光线通过晶状体，它可以调整形状来对焦在不同的距离上。
晶状体将光线聚焦在位于眼球后部的视网膜上。
视网膜是由许多视觉感光细胞组成的凹凸结构。
在视网膜上，光线激活了这些细胞，并将其转化为电信号。
接下来，电信号被传送到眼球的后部，通过光神经纤维进入大脑。
这些神经信号在大脑中被解码和分析。
大脑的视觉皮层处理并整合这些信号，以形成我们所观察到的图像。
除了光线的传播和眼睛的组成部分外，视觉还受到许多其他因素的影响。
色彩、亮度、对比度以及运动等因素都会影响我们对物体的感知。
总之，视觉是一种复杂而令人惊奇的感觉。
通过眼睛、大脑以及各种感光细胞的协同作用，我们能够看到丰富多样的视觉世界。
人眼看东西的原理
人眼看东西的原理
人眼看东西的原理是通过光线在眼球中的传播和折射来实现的。
当光线进入眼睛时，首先经过角膜，这是一个透明的凸透镜，它将光线聚焦在眼球内部。
然后光线通过瞳孔进入眼球的晶状体，晶状体通过改变其形状来调节光线的聚焦点。
这个过程被称为调节。
接下来，光线通过晶状体后被聚焦到视网膜上。
视网膜是位于眼球后部的光敏细胞层，它将光线转化为神经信号。
视网膜上的两种类型的光敏细胞称为锥形细胞和杆状细胞。
锥
形细胞对颜色和光线细节比较敏感，而杆状细胞对光线的强度和运动更敏感。
当光线到达视网膜时，光敏细胞将光信号转化成电信号，并通过视神经传递到大脑。
在大脑的视觉皮层中，这些电信号被解码和处理，以产生我们所看到的图像。
除了光线的传播和折射，人眼看东西还受到其他因素的影响。
眼球的形状和大小会影
响光线的聚焦效果。
还有，眼睛的健康状况也会影响视觉质量。
人眼看东西的原理是通过光线的传播和折射，以及视网膜上的光敏细胞的转化和大脑
的处理，将光信号转化为视觉图像。
这个过程是复杂而精密的，能够让我们感知和理解我
们所看到的世界。
第2章 人眼视觉原理ok
后房，玻璃体， 透明胶状物质
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视网膜视部的神经层主要由3层神经细胞组成： • 外层为是感光细胞，视锥和视杆细胞，紧邻色素上皮层。 • 中层为双极细胞，将来自感光细胞的神经冲动传导至内层的节细胞。 • 内层为节细胞，其轴突向视神经盘处汇集，穿过脉络膜和巩膜后构成视 神经。 节细胞
视锥细胞
主要分布在视网膜黄 斑区，有辨色作用， 能感受强光，控制明 视觉，有精细辨别力， 形成中心视力。
视觉惰性 当一定强度的光突然作用于视网膜时，人眼并不 能产生稳定的亮度感觉，而是需要经过一个短暂过程才 会形成稳定的亮度感觉。另外，当作用于人眼的光突然 消失后，亮度感觉并不立即消失，也需要经过一段时间 的过渡过程（视觉残留现象，白天约为0.02秒，夜晚 约为0.2秒）。 一般将人眼亮度感觉变化滞后于实际亮度变化，以 及视觉暂留特性，总称为视觉惰性。 视觉惰性是人眼的重要特性之一，它描述了主观亮 度与光作用时间的关系。
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2.4 人眼视觉特性
②亮度感觉
韦伯定律
Bmin / B 常数
在均匀亮度背景下，
说明人眼的亮度 感觉不仅与物体自 身亮度有关，还与 周围环境亮度有关。 一般地，背景 越亮，越不易分辨。
（韦伯－费赫涅尔系数， 0.005-0.02，当背景亮度 很高和很低时，可达 0.05）。其中，B 是背景 Bmin 亮度，∆Bmin 是人眼可觉 察的最小亮度差。）
相对视敏度曲线（光谱响应曲线）
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2.4 人眼视觉特性
谱尔金效应 不同亮度下，人眼的视敏度曲线会发生变化。弱光条件下，人眼的 视觉过程主要由柱状细胞完成，而柱状细胞对不同波长光的敏感程度不 同于视觉灵敏度，表现为对波长短的光敏程度有所增大，而视敏度曲线 会向左移（下图）。并且弱光条件下，柱状细胞只有明暗感觉，没有彩 源于视网膜 色感觉。 内锥状细胞 和 柱状细胞的不 白 晚 同工作特点 天 上 不 看 懂 花 夜 花 的 不 黑 同 明视觉与暗视觉的视敏度曲线
摄影测量学 第三章 人眼的立体视觉和立体观测
白光照射
白
a2(绿)
光闸法
在投影的光线中安装光闸，两个光闸相互 错开
观测者带上与投影器中光闸同步的光闸眼镜
偏振光法
在两投影光路中安装两块偏 振 平面互成90°的偏振器
观测者带上一副检偏镜 镜片的偏振平面相互垂直， 左右分别与投影的左右偏振 平面相互垂直
液晶闪闭法
人眼的立体视觉与立体观测
主要内容
பைடு நூலகம்一、人眼立体视觉原理
二、人造立体视觉 三、像对的立体观察
§3.1.1 人眼立体视觉
人 眼 基 本 构 造
图3.1 人眼的结构
人眼好像一个完善的自动调光的摄影机—— 水晶体如同物镜，瞳孔如同光圈，网膜像底 片。
人 眼 立 体 视 觉
单眼观察：景物的中心构像，单张像片；
者眼睛的距离不相等。
fc f 为夸大系数，f c为观察立体时像片距人眼的 距离250mm，等于人眼的明视距离
重叠影式观察立体
互补色加法
在投影器中插入互补色滤 光片 （品红色、蓝绿色） 观测者双眼分别带上同色
镜片
互补色减法
在白纸上分别用品红、 绿互补色印刷一对像片， 观测者左右眼分别戴上 品红、绿互补色眼镜， 在明室对立体图画进行 观察。
立体镜观察
桥式立体镜
在一个桥架上安置两个相同的简单透镜
透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距
立体镜观察立体
反光立体镜
在左右光路中各加入一对反光镜扩大像片间距，可 对大像幅进行立体观察。
结果：立体模型与实物不一样，主要是在竖直方向夸 大了，地面的起伏变高，有利于高程量测。
原因：航摄像片的主距与观察时像片所在位置距观察
第二章 人眼视觉原理
2.5 颜色视觉
亮度公式
在色度学中，通常把由配色方程配出的彩色光F 的亮度用光通量来表示： Y=0.30R＋0.59G+0.11B
（2-2）
26
思考
1. 在交通路口，为什么选择黄、绿、红作为交通指示灯的 颜色？ 提示：观察视敏度曲线。 2. 在电影院看电影时，为什么要把照明灯都关掉？ 提示：理解韦伯定律和视觉惰性。
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2.5 颜色视觉
三基色原理
指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互独立 的基色按照一定比例混合得到。 所谓独立，是指其中任
何一种基色都不能由另外两种基色合成。
1931年，国际照明委员会（CIE）规 定 水 银 光 谱 中 R ～ 700nm ； G ～ 546.1nm； B～ 435.8nm为红、绿、蓝 基色光。当红、绿、蓝三束光比例合 适时，就可以合成自然界中常见的大 多数彩色。
视觉残留现象，白天约为0.02秒，晚上约为0.2秒。
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2.5 颜色视觉
彩色
颜色
非彩色
18
2.5 颜色视觉
颜色感觉
射入眼内的是含有不同颜色成分单色光的复合光。
视网膜上锥细胞内含感受红、绿、 蓝三种基色的感色成分。
注：视网膜上的细胞按照形状可以分为锥细胞和柱细胞。柱 细胞的数量比锥细胞大得多，在视网膜上大约有 7500 万～ 15000万个柱细胞。柱细胞的分辨率比较低，主要提供视野 的整体视像，它们不感受颜色，但是对低照度比较敏感（适 暗视觉）。每个眼内约有600～700万个锥细胞。它们对颜色 很敏感。每个这样的细胞都连到自己的神经末梢，锥细胞视 觉称为适亮视觉。
光通量（流明lm）：反映一束光引起光亮感觉的能力，指的 是单位时间里通过一个面积的能量流，可以描述光源或接收面。 发光强度（坎德拉cd ）：指定方向上的发光强弱。1坎德拉 ＝1流明/1球面度（立体角元）。 光照度（lx）：接收面的照明程度。1勒克斯＝1流明/1米2。 亮度(cd/m2，也称尼特nt)：指光作用于人眼时所引起的明亮 程度的感觉，与色光所含能量有关。 7
人眼看到物体的成像原理
人眼看到物体的成像原理
人眼看到物体的成像原理主要涉及到以下几个方面：
1. 光的传播：光从物体表面射向人眼，经过传播和折射，最终到达视网膜。
视网膜中的光感受器细胞会将光信号转化为神经信号，然后通过视神经传递到大脑。
2. 焦距调节：人眼中的晶状体可以通过调整曲度来改变焦距，以聚焦不同距离物体上的光线。
这种调节使得光线能够在视网膜上形成清晰的像。
3. 成像原理：当光线通过一个凸透镜（晶状体）时，会发生折射。
根据薄透镜的成像公式，物体到透镜的距离与像距的乘积等于焦距的平方。
通过这一原理，晶状体会将通过它的光线聚焦在视网膜上，形成倒立、缩小的实像。
4. 视网膜的感受器细胞：视网膜中的感受器细胞主要有两类，分别是视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞对细节和彩色有较高的分辨率，适合在明亮的环境中使用；视杆细胞对亮度有较高的灵敏度，适合在较暗的环境中使用。
这些细胞会将接收到的光信号转化为神经信号，再发送给大脑进行处理。
5. 大脑的处理：大脑对接收到的信号进行处理和解读，使我们能够看到物体的形状、颜色、大小等特征。
大脑还会对左右眼接收到的图像进行合成，产生立体视觉，使我们具备深度感知能力。
总之，人眼看到物体的成像原理是光线的折射、晶状体的调节、视网膜的感受器细胞转化光信号、大脑的处理等相互作用的结果。
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标准基色和色度图
XYZ颜色模型 CIE(国际照度委员会)
X,Y,Z表示产生一种颜色所
需要的三基色的量
C xX yY zZ x y z1
x X X Y Z
y Y X Y Z
z Z X Y Z
X=0.4902R+0.3099G+0.1999B Y=0.1770R+0.8123G+0.0107B
LbC2α2 const
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人眼的视觉特性
光谱灵敏度（光谱光视效率）：人眼对各种不同波长的辐射光有不同 的灵敏度（响应），对大量正常视力观察者的实验表明：
在较明亮环境中，人眼视觉对波长0.555μm左右的绿光最敏感；
在较暗条件下，人眼视觉对波长0.512μm左右的黄绿光最敏感； 右图给出不同视场亮度下，人眼的光谱光视效率曲线：
免颜色受到光照明暗(I)等条件的干扰, 仅仅 分
析反映色彩本质的色调和饱和度 • 广泛用于计算机视觉、图像检索和视频检索
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5. HSI颜色模型
H（色调）： 为角度，从0到360；
S（色饱和度） ： 从0到1，S＝0时只有灰度；
I（明度）： I从0到1， I＝0是黑色， I=1是白色
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编码
按照一定的规律，将时间和幅度上离散信号
用对应的二进制或多进制代码表示。
2比特码
8
比特码
幅
（4个）
度
（256个）
11
10001011
10
t 以上是分10别00用1010210和8比特码量化的电平。
t
根据取样10的00量100化1 电平数，确定量化比特码
数。
00
10001000
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视频数字化
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运动视频分析系统
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运动视频分析系统
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运动视频分析系统
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1.1. 人眼的视觉特性与模型
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1.1. 人眼的视觉特性与模型
人眼的构造
视网膜的结构（杆状细胞，锥
状细胞）
视细胞的分布
人眼的视觉特性
视觉的适应
绝对视觉阈
阈值对比度
光谱灵敏度
分辨力
视觉系统的调制传递函数
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图像质量评价标准
主观评价——观察者打分统计计算平均值作 为评价结果（平均评价分值，MOS）；
双刺激连续质量分级法——交替播放待评估序列 和基准序列进行直接质量比较，观察者打分，平 均值作为评价结果（最大程度降低图像场景情节 对评测影响）；
固定像素（非CRT）、具有4：3宽高比的消费类显 示器通过转换后，对应于720×480i或720×576i的 有效分辨率；
对于16：9的宽高比，转换后的有效分辨率对应于 960×480i或960×576i。
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增强清晰度
增强清晰度视频通常定义为480或576的逐行 有效扫描线的视频，分别称为“480p”和 “576p”；
固定像素（非CRT）、具有16：9宽高比的消 费类显示器通过转换后的有效分辨率对应于 1280×720p或1280× 1080i；
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视频质量评估与方法
数字视频的质量直接反映了用户使用视频通 信业务时的主观感受，因而要求采用合理的 标准对视频质量进行快速、准确的评价；
图像质量评价标准 视频传输质量评估
RGB ＨＳＩ
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RGB图像同与之对应的HIS图像
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HIS
RGB
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彩色图象的R，G，B和H，S，I各分
量的图示
下图给出1组用灰度图形式表示彩色图象的例子，其中图(a)，图(b)，图(c)分 别为1幅彩色图象的R，G，B分量（每个分量用8 bit表示)，图(d)，图(e)，图 (f )分别为这幅彩色图象的H，S，I分量（每个分量也各用8 bit表示)。
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低通滤波器容许低频信号通过, 减弱(或减少)频率高于截 止频率的信号的通过。
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取样（采样）
将时间和幅度上连续的模拟信号转变为时间离散 的信号，即时间离散化。
取样频率至少是模拟
幅 度
信号最高频率的两倍。
一般选在2.5倍左右。
t t
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量化
将幅度连续信号转换为幅度离散的信号，即 幅度离散化。
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光波与颜色
波长与颜色关系
无
次
线
红红
声声 电 微 外色
波波 波 波 线光
可 见 光
紫紫 色 外射 光 线线
X
可见光频率范围：红 橙 黄 绿 兰 紫 4.3X1014Hz----
7.5X1014
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光波与颜色
由红绿蓝三色组成的颜色
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光的特征
色调：主频率 决定颜色
亮度
单位时间、单位角度、单位投射面上光源幅射能量
➢帧频：每秒播放的帧数
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图像序列构成视频
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数字视频
广义的数字视频——是指依据人的视觉暂留特性， 借助计算机或微处理器芯片的高速运算，加上Codec 技术、传输存储技术等来实现的以比特流为特征的 ，能按照某种规律和标准在显示终端上再现活动影 音的信息媒介；
狭义的数字视频——是指与具体媒体格式所对应的 数字视频，如DV格式数字视频、DVD光盘格式数字视 频、AVI桌面格式数字视频、RM流媒体格式数字视频 、MP4固体存储数字视频等。
人眼的分辨力：人眼能区分 两发光点的最小角距离称为 极限分辨角θ，其倒数为人 眼分辨力。
从内因分析，影响分辨力的 因素为眼睛的构造。
从外因分析，是目标的亮度 与对比度。
人眼会根据外界条件自动进行 适应，从而可以得到不同的 极限分辨角。
2020/8/10
暗视觉
明视觉
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人眼观察物体的要求
灵敏度：以量子阈值表示时，最小可探测的视觉刺激是58~145个 蓝绿光(波长为0.51m)的光子轰击角膜引起的，据估算，这一刺 激只有5~14个光子实际到达并作用于视网膜上。
Z=0.0000R+0.0101G+0.9899B
x, y, z：色系数
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CIE色度图 作用：为不同基色组比较整个颜色范围
标识互补颜色 确定颜色主波长和纯度
2. 标准基色和色度 图
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2. 标准基色和色度 图
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2. 标准基色和色度图（续）
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3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝） （0,0,0）代表黑色，(1,1,1)代表白色
一种颜色 CrR gG bB
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3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝） （0,0,0）代表黑色，(1,1,1)代表白色
一种颜色 CrR gG bB
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3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝）
0.8 0.7
0.1 0.2
0.7
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CMY(青、品红、黄)、CMYK (青、品红、黄、 黑）
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视网膜的结构
杆状细胞 锥状细胞
视细胞的分布
视网膜
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视觉的适应
明视觉 暗视觉 中介视觉 颜色适应
暗视觉
中介视觉
3×10-5cd/m2
明视觉
3cd/m2
3×105cd/m2
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人眼的视觉特性
绝对视觉阈：全黑视场下，人眼感觉到的最小光刺激值，约10－9 lx量级。
度量每一个取样值，归类于设定的量化电平 中的一个电平。
量化电平越细，失真程度越低，数字化后的 比特率越高。反之，相反。
一般来说，二进制方式，其量化比特为8的话 ，其量化电平数为28，即256个量化电平。
ITU-601标准规定，演播室用量化位数为 10bit，用于传输的量化位数为8bit
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二次色
品红（magenta）：红+蓝 青（cyan）：蓝+绿 黄（yellow)：红+绿
补色
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标准基色和色度图
原色：如果将X,Y,Z三种颜色适当混合即可产生 白色效果，而其中两种颜色组合不能产生第三种颜 色，这三种颜色称为原色。即红、绿、兰为原色。
CrR gG bB
实验发现，很多颜色的光无 法用RGB三种原色组合获得。 例如，500nm颜色=G+B-R RGB彩色监视器无法获得
注：IRE是视频测量中的单位，广播级视频电平规定了任何视频信号在播放时 的亮度电平都不能超过100 IRE。
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视频分辨率
视频质量通常用线分辨率来度量； 本质上是表示在显示器上可以显示多少不同的黑 白垂直线；
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标准清晰度
标准清晰度视频通常定义为480或576的隔行有效扫 描线的视频，分别称为“480i”和“576i”；
G
1
M
B 1 Y
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5. HSI颜色模型
• 面向视觉感知的颜色模型 • HSI(色调hue、饱和度saturation、亮度 intensity）
两个特点： ➢ I分量与图像的彩色信息无关 ➢ H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相连的 • 将亮度(I)与色调（H）和饱和度（S）分开，避
阈值对比度：时间不限，使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的 圆盘，察觉概率为50%时，不同背景亮度下的对比度。
对比度C：当Lt和Lb分别为目标与背景的亮度时，对比度表示为：
C Lt -Lb Lb
由于背景亮度、对比度和人眼所 能探测的目标张角三者之间存在制约 关系（Wald定律），特别是在目标张 角<7’，时，存在Rose定律：