08 视觉与听觉

加法混合规律
3．代替律 如果颜色A+B=C，而没有颜色B，但 X+Y=B，此时A+X+Y=C。颜色之间可以按 中间色律相互替代。
减法混合规律
第二节 人类的听觉
听觉系统是由耳，外周神经通路和听觉皮 层3部分组成。耳的功能是把气体分子振动 转化成毛细胞的神经冲动；神经通路把内 耳的单个毛细胞的神经放电转化成通往皮 层的神经元的放电模式；听皮层对输入的 信号模式进行最后的分析，确定信号的意 义。
音高
音高是另一种听觉的主观心理量。当声音频率从 低到高变化，听觉便产生一种相应的由低到高的 不同程度的音高变化。声音频率直接制约着音高， 声强对音高也产生作用。 音高的单位命名为Mel （口美），将1000HZ， 40分贝的纯音的音高定为1000Mel。此时我们可 以调整纯音频率，一个纯音如果听起来比标准纯 音要高2倍，那么它的音高就是2000Mel。如此类 推可以建立音高的量表。
响度量表
Stevens发展了一套直接定量响度的心理物 理量表法。Stevens将40分贝1000HZ的纯 音定义为一个Song（口宋），然后让听者 调整1000HZ声音的声压级，使它听起来象 1Song的一半，这是响度就是0.5Song。同 理也可以让1000HZ的声音听起来是1Song 的两倍，依次类推，可以建立起以声强为 横坐标，以响度单位Song为纵坐标的响度 量表。
听觉掩蔽现象
对一个声音的感受性会因为另一个声音的 存在而发生改变。假定A声音的阈值为10 分贝，由于声音B的影响而使A的阈值提高 到25分贝。一个声音的阈值就因为另一个 声音的出现而提高，这就是听觉掩蔽。这 里B是掩蔽声，A是被掩蔽声，25分贝被称 为掩蔽阈限，15分贝被称为掩蔽量。
同时掩蔽
颜色视觉
若将几种不同波长的光按适当的比例加以 混合就能产生不具任何色调的感觉，白色。 或者将特殊的两种波长的光加以混合也能 产生白色。这样两种光的波长就称为互补 波长，而相应的色调就称之为互补色。比 如609nm的橙光和492nm蓝绿光；580nm 的黄光和475nm的蓝光。
颜色的饱和度
颜色的饱和度与物理刺激光波的纯度 （purity）相对应；高饱和度的颜色是没 有掺杂白色的窄带单色刺激光波。加入的 白光成分越多，颜色看起来就越不饱和。
测量视锐度的方法
3．解像 解像（resolution）是知觉某一模式具体 元素之间分离的程度。 如上图，平行条 双点目标 栅格 国际象棋盘 4．识别 识别（recognition）就是辨认出某个模的很多光源刺激比如荧光灯、 电视和电影等发出的信号实际上不是连续 的，而是闪烁的。但我们还是把它们感觉 为连续的，看不到闪烁。这说明人的视觉 系统对光刺激的时间辨别能力是有限的。
第五章
视觉与听觉
第一节
视觉
眼睛解剖图
中央凹和盲点
视网膜上有两类不同的细胞，锥体和杆体 细胞。
分布——锥体细胞密集分布在小于1mm的中央凹上，而 杆体细胞则分布于中央凹周围。
分布图：
感受性 单个杆体细胞一般要比锥体细胞的光感受性要 高的多，或者说单个杆体细胞的光阈限低，激 活所需要的光能量要少的多。 锥体细胞和杆体细胞都对不同波长的光有不同 的感受性，但敏感的光波峰值不一样。
神经细胞的感受野
感受野概念（receptive field） 在视觉系统中，如果视网膜的某一特定区 域在受到光刺激的时候能够引起视觉系统 较高水平上单一神经纤维或神经细胞的电 反应，那么这个区域就是该神经纤维或细 胞的感受野。
感受野实验
猫的神经节细胞和外侧膝状体细胞的 感受野
对同心圆刺 激产生兴奋
杆体和锥体细胞各有特点
但另一方面，这种“多对一”的关系却使人光感受性水平 大大增强，微弱的光信号可以通过这种多对一的机制发生 累加效应，从而在中间层细胞那里神经信号会大大的增强， 这样就增大了达到觉察阈限的可能性。更何况本来杆体细 胞的光感受性要强于锥体细胞。 此外锥体细胞是区分不同颜色的基础，而杆体细胞则与颜 色区分无关。 基于以上一些结构和功能上的巨大差异，在明视觉条 件下（白天），锥体细胞起主要作用，能够分辨物体的细 节和颜色；而暗视觉条件下（晚上），杆体细胞起主要作 用，主要是对物体的觉察。 不同动物这两种细胞的数量是不一样的，猫的视网膜 上完全是杆体细胞，而鸽子正好相反，全部是锥体细胞。
如果掩蔽声 和被掩蔽声 同时出现， 这时发生的 掩蔽称同时 掩蔽。同时 掩蔽的效果 见图
同时掩蔽
低频声能有效的掩蔽高频声，但高频声对 低频声掩蔽的不大。最大掩蔽量出现在掩 蔽声频率附近，掩蔽量随着掩蔽声的增强 而增大。 白噪声的掩蔽效果不同于纯音。掩蔽声 增加10分贝，掩蔽阈也增加10分贝。上述 线形关系，不受被掩蔽声频率的影响，既 适用于纯音，也适用于言语声。
颜色的明度（brightness） 颜色的明度与光刺激的强度相对应，光的 强度越高，看起来就会越明亮。
颜色混合的规律
加法混合规律
当我们把色光进行混合时，遵循如下三条定律： 1．补色律 颜色环上的互补色相混合，那么会产生白色或灰色。 2．中间色律 如果非互补色相混合，那么就会产生一个中间色，它处 在光谱上两种颜色的中间。 如果两种颜色比例（强度）相同，在色调环上将此二色 以线段相连，从颜色环的中心划一条射线与前面的线段中 点相交，然后延长至颜色环，此时颜色环的位置就是中间 色的色调。如果按不同比例（强度）混合，那么中间色的 色调决定于两颜色的相互比例的大小，更近似于比例大的 颜色。
杆体和锥体细胞与中间层神经细胞的联系方式： 很多杆体细胞都只与单个的中间层神经细胞（如双极 细胞和神经节细胞）想联系，这样形成“多对一”的关系。 而单个的锥体细胞则直接和单个的中间层神经细胞相 联系，这样形成“一对一”的关系。
杆体和锥体细胞各有特点
这种连接方式的不同一方面造成了两种细胞在分 辨细节能力上的不同。在多对一的条件下，刺激 的差别信息不能在神经信号中反映出来；而一对 一的条件下，物理刺激的差别就可以在神经信号 中反映出来，有裂缝和没有裂缝在神经信号上是 不同的（刺激在光强上不一样），传递到大脑就 能辨别出这种差异。所以杆体细胞分辨细节能力 要比锥体差很多。因此我们想看清楚物体时，总 是试图把刺激聚焦到中央凹上。
猫的神经节细胞和外侧膝状体细胞的感受野
特征觉察器（feature detectors)
神经细胞感受野的事实似乎揭示，在我们 的视觉皮层内存在一些专门对某一刺激特 征进行反应的神经细胞，比如亮点，边缘， 运动线条，角等等。我们可以将这些神经 细胞称之为特征觉察器。 目前的研究表明，包含三类这样的细胞： 简单细胞、复杂细胞和超复杂细胞
双耳听觉
双耳听觉比单耳听觉的效率要高。 双耳听觉比单耳听觉对纯音信号的阈值 低3分贝。不论是强度的辨别还是频率的辨 别，双耳的分辨力都比单耳要好。双耳的 差别感受性高于单耳。强度差别阈限的比 例为1：1.65 频率为1:1.44。
双耳融合
两耳在日常生活中接受声信号，无论是时 长、强度还是频谱，都是不相同的。但是 我们却听到的是一个单一的声音。这个过 程就是双耳融合。
前掩蔽和后掩蔽
掩蔽声在前面，被掩蔽声在后面称为前掩蔽。反过 来称为后掩蔽。 掩蔽特点： 1．被掩蔽声在时间上越接近掩蔽声，阈值提 高 越大。 2．掩蔽声和被掩蔽声相距很短时，后掩蔽作用 大于前掩蔽作用。 3．单耳掩蔽作用比双耳要显著。 4．掩蔽声强度增加，并不产生掩蔽量的相应增 加。
测量视锐度的方法
1．觉察 觉察（detection）不要求区分物体各部分的细 节，只要求发现对象的存在。比如在暗背景上觉 察明亮的物体，或者在亮背景下觉察暗的物体。
2．定位 定位（localigtion）是觉察两根线是否连续或发 生错位的能力。错位的数量是可以发生变化的， 当观察者不能发现错位时，那么实际错位的大小 就是对定位视锐度的测量。
大脑视神经通路示意图
视交叉
左视野的信息投射到每个视网膜右侧，右视野的 信息投射到每个视网膜的左侧。视网膜左侧神经 都通往大脑左侧枕页，视网膜右侧神经都通往大 脑右侧枕页。因此在神经通路的某个地方，视神 经会发生交叉。左眼右侧的视神经会通向大脑右 侧，而右眼左侧的视神经则通往大脑左侧。 视神经通路上有三处重要的信息加工站：上丘， 外侧膝状体和视觉皮层区
听觉的基本功能
（一）听觉感受性 人类听觉系统感受声音的能力有很宽的 动态范围。人耳能感受到的最小声压级， 其振幅只有一个氢分子大小，而能耐受的 最大声压级为120分贝。 人耳能听到的纯音频率最低可达20HZ， 最高可达20000HZ。人耳对声音长度的解 析力也是很强的。
听觉阈限曲线
上述听阈都是用时长超过一秒的纯音确定 的。当声长短于一秒时，听感受性发生变 化。在200毫秒以内，声长改变一个数量级 会引起听阈改变10分贝。超过300毫秒， 声长的增减对听阈影响不大。
闪光融合频率
物理上闪烁的光在主观上刚刚能够引起融合或连 续感觉的频率叫做闪光融合频率。有时也称为临 界融合频率或临界闪光频率。 光线越强，那么闪光融合频率就越高。眼睛周边 部分比中央部分要更能察觉闪光。 Talbot-Plateau定律 高频率的闪烁光和连续光都能产生稳定连续光 的感觉，但只有光总量（呈现时间*光强）相等的 时候二者的明度才相匹配。
颜色视觉
当不同波长的光刺激人的视觉系统时，就产生了 颜色视觉。 颜色的基本属性 （一）颜色的明度、色调和饱和度 颜色的色调（hue） 颜色的色调与物理刺激的光波波长相对应。 不 同的波长引起的不同的颜色感觉就是色调。比如 475nm的光的色调是蓝色；535nm的光色调是绿 色；580nm的光的色调是黄色；700nm的光的色 调是红色。
加法混合规律
所以某种颜色既可以由单色光波产生，又可以用 另外两种光波混合而成；这就表明人的视觉系统 不能区分混合颜色中的单个光波成分。 这样我们就可以在颜色环上选取三种适当的颜 色，用这三种颜色按照不同的比例加以混合，就 能够产生由这三种颜色组成的三角形内部的任何 颜色。我们通常选择红、绿和蓝三种颜色，它们 被称为三原色。