视觉及知觉基本概念-讲义
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全色盲
色弱
色弱是指分辨颜色的能力差
最常见的是红色弱和绿色弱。有红色弱的人，对红色光 线不够敏感。有绿色弱的人，对绿色光线不够敏感。这 两种色弱，对红色和绿色的分辨能力都比较差。
色弱的程度，有轻有重。重度的红、绿色弱，和红、绿 色盲差不多，分辨红、绿色，有很大困难。轻度的红、 绿色弱，能分辨红、绿两色，但略有困难。
色觉检测
三、颜色视觉理论
➢三色学说 ➢四色学说（对立学说） ➢阶段学说
三色学说
1801年 英国 T.Yang 认为人只 有感红、感绿、感蓝三种基本视神 经
1811年左右 德国 赫姆霍尔兹 三种感色细胞……
赫姆霍尔兹
视网膜有： 敏红细胞 敏绿细胞 敏蓝细胞
敏蓝细胞 敏绿细胞 敏红细胞
优点：
色盲的类型
红色盲(Protanopia)、绿色盲(Deuteranopia) 蓝黄色盲(Tritanopia) 、锥体细胞单色型色觉 (Cone monochromatism) 杆体细胞色型色觉(Rod monochromatism) 红色弱(Protanomaly)、绿色弱(Duteranomaly) 、蓝 黄色弱(Tritanomaly)
视角随距离的变化示意图
视力（视敏度）：表示视觉辨认物体 细节和空间轮廓的能力。
V
1 (分 )
视力 1.2 1.0 0.8 0.5 0.2
视角 0.83‘
1‘ 1.25‘
2‘ 5‘
视距 5m
物像(mm) 1.25
视网膜像 (10-3mm)
4.1
1.50
4.9
1.875
6.1
3.00
9.9
7.50
二、视觉功能
1. 视角、视力与视场
A
物体的大小
α
S
D
b
物体的像
视距
视角（α）：物体在眼睛中形成的张角
tan
2
A 2D
当α较小时：
tan
2
2
A
物体的 大小
α
S
D
b 物体 的像
视距Fra Baidu bibliotek
AD(弧度 )57 .3AD(度 ) 或 Sb(弧度 )57 .3Sb(度 )
S 1t 7 a n 1A 7 D ( m )m ( b 1 m 7 )m
色盲人口比例
色盲形态
男%
红色盲
1.0
绿色盲
1.1
蓝黄色盲
0.002
锥体细胞单色型色觉
罕见
杆体细胞单色型色觉
0.003
红色弱
1.0
绿色弱
4.9
蓝黄色弱
未知
女% 0.02 0.01 0.001
罕见 0.002 0.02 0.38 未知
我国男色盲率：4.71±0.074% 我国女色盲率：0.67±0.036% 我国色盲基因携带者的频率 ：8.98%
精品
视觉及知觉基本概念
一、眼球的构造及各部分的主要功能
眼球壁（三层） 角膜和巩膜 虹膜和脉络膜 视网膜
眼球内容物 晶体 房水 玻璃体
杆体细胞和锥体细胞的形状和分布
杆 体 细 胞
锥
体 细
杆锥体体细细胞胞短细粗长，呈，锥呈形棒。状主。要主分布要在分网布膜
胞 在中央中窝央。窝中周央围窝是及对视光网最膜敏的感边的区缘域；。在
花瓶/人脸图形是一个主体/背景可互换的 两可图形。
在这种图形里，线条有两种外形。 轮廓的外形取决于线条被认为图画的哪一方面－－背 景还是前景。视觉系统依据物体的轮廓来对其进行编 码的。同时，视觉系统必须能够将物体从它的背景中 区分出来。在大多数的情况下，这是非常容易的。但 是在某些时候，当有伪装存在时，事情就变得困难了。
四色学说（对立学说）
1878年 赫林 颜色混合现象 心理原色：红、绿、黄、蓝。 颜色偏向现象 三对对立感受器：红－绿、黄－
蓝、黑－白
特点：
很好地解释颜色视觉的一些生理和心理现 象，如红绿色盲、黄蓝色盲
没有办法解释三原色能产生一切颜色的现 象。
阶段学说
三色刺激四色感受
BGR 第一阶段
第二阶段
➢能充分说明混色现象，及混合色是3种感色细胞按比 例兴奋的结果； ➢在颜色测量和数值计算时，与试验理论符合； ➢现代的彩色印刷、摄影、照相分色、彩色电视都是 建立在该基础上的。
BUT:
不能解释色盲现象
英国马克斯威尔(James C. Maxwell)于1861年利用三 原色光的混合法，制作出第一张彩色照片。
杆网锥膜体体边细细缘胞胞，是是只昼夜有视少器视量官器的，官锥在，体中它细等们胞和。强在的昏照暗明 的条件条下件起下作起用作，主用要，感主受要物感体受的细物节体和的颜
明色。、暗。
视网膜上像的形成
人眼与照相机的构造的对应关系
照相机
人眼
暗箱 镜头 快门 光圈 胶片
巩膜和脉络膜 角膜和晶状体
眼皮 虹膜 视网膜
1、知觉的对象与背景
人在知觉客观世界时，总是有选择地把少数事物当 成知觉的对象，而把其它事物当成知觉的背景，以便 更清晰地感知一定的事物与对象。
例如，在课堂上，教师的声音为知觉的对象，而环境 中的其它声音成为背景。
知觉的对象与背景可以相互转化，还可以互相依赖。
一张女人脸 还是一个吹萨克斯的男人？
视网膜上像的形成
心理回倒实验
心理学家斯托顿做过一个实验，他用两片聚焦很短的凸透镜装在一个管子的 两端，做成一个小型的室内望远镜，装在他的右眼上，使旁边不漏光，并且将 左眼遮蔽起来。 通过右眼上的望远镜来观察物体，因为望远镜所成的像是倒立的，所以在视 网膜上形成的像于物体相同，是正立的。但是大脑的感觉则与平常相反，一 切物体看起来都是倒立的。虽然他对这种混乱现象很不习惯，但是他还是耐 心坚持锻炼下去，三天后，混乱的现象消除了一些，到了第八天，混乱的现象 完全消失，视觉与触觉动作非常协调，行动自如。
24.5
2.色觉异常
道尔顿发现色盲现象。 1875年，在瑞典拉格伦曾
发生过一起惨重的火车相 撞事故——因为司机是位 色盲患者，看错了信号。
色盲机理
人眼之所以能够辨别颜 色是依赖位于人眼的视 网膜上有三种感光细胞 ――锥细胞， 它们各自对三种波长的 光最为敏感，分别是红 光、绿光和蓝光。
当控制其中某类细胞的基因出现异常，使该锥细胞失去正 常地感光刺激的功能时，人眼便无法正确辨别部分颜色了。
第三阶段 Y-B L R-G
四、知觉的种类与特性
根据知觉时起主导作用的感官的特性，可以把知 觉分成：视知觉、听知觉、触知觉、嗅知觉、味 知觉等等。 根据人脑所反映的事物特性可以把知觉分成：空 间知觉、时间知觉和运动知觉。 空间知觉反映物体的大小、形状、方位和距离。 时间知觉反映事物的延续性和顺序性。 运动知觉反映物体在空间的位移等。 知觉还有一种特殊形态叫错觉。
色弱
色弱是指分辨颜色的能力差
最常见的是红色弱和绿色弱。有红色弱的人，对红色光 线不够敏感。有绿色弱的人，对绿色光线不够敏感。这 两种色弱，对红色和绿色的分辨能力都比较差。
色弱的程度，有轻有重。重度的红、绿色弱，和红、绿 色盲差不多，分辨红、绿色，有很大困难。轻度的红、 绿色弱，能分辨红、绿两色，但略有困难。
色觉检测
三、颜色视觉理论
➢三色学说 ➢四色学说（对立学说） ➢阶段学说
三色学说
1801年 英国 T.Yang 认为人只 有感红、感绿、感蓝三种基本视神 经
1811年左右 德国 赫姆霍尔兹 三种感色细胞……
赫姆霍尔兹
视网膜有： 敏红细胞 敏绿细胞 敏蓝细胞
敏蓝细胞 敏绿细胞 敏红细胞
优点：
色盲的类型
红色盲(Protanopia)、绿色盲(Deuteranopia) 蓝黄色盲(Tritanopia) 、锥体细胞单色型色觉 (Cone monochromatism) 杆体细胞色型色觉(Rod monochromatism) 红色弱(Protanomaly)、绿色弱(Duteranomaly) 、蓝 黄色弱(Tritanomaly)
视角随距离的变化示意图
视力（视敏度）：表示视觉辨认物体 细节和空间轮廓的能力。
V
1 (分 )
视力 1.2 1.0 0.8 0.5 0.2
视角 0.83‘
1‘ 1.25‘
2‘ 5‘
视距 5m
物像(mm) 1.25
视网膜像 (10-3mm)
4.1
1.50
4.9
1.875
6.1
3.00
9.9
7.50
二、视觉功能
1. 视角、视力与视场
A
物体的大小
α
S
D
b
物体的像
视距
视角（α）：物体在眼睛中形成的张角
tan
2
A 2D
当α较小时：
tan
2
2
A
物体的 大小
α
S
D
b 物体 的像
视距Fra Baidu bibliotek
AD(弧度 )57 .3AD(度 ) 或 Sb(弧度 )57 .3Sb(度 )
S 1t 7 a n 1A 7 D ( m )m ( b 1 m 7 )m
色盲人口比例
色盲形态
男%
红色盲
1.0
绿色盲
1.1
蓝黄色盲
0.002
锥体细胞单色型色觉
罕见
杆体细胞单色型色觉
0.003
红色弱
1.0
绿色弱
4.9
蓝黄色弱
未知
女% 0.02 0.01 0.001
罕见 0.002 0.02 0.38 未知
我国男色盲率：4.71±0.074% 我国女色盲率：0.67±0.036% 我国色盲基因携带者的频率 ：8.98%
精品
视觉及知觉基本概念
一、眼球的构造及各部分的主要功能
眼球壁（三层） 角膜和巩膜 虹膜和脉络膜 视网膜
眼球内容物 晶体 房水 玻璃体
杆体细胞和锥体细胞的形状和分布
杆 体 细 胞
锥
体 细
杆锥体体细细胞胞短细粗长，呈，锥呈形棒。状主。要主分布要在分网布膜
胞 在中央中窝央。窝中周央围窝是及对视光网最膜敏的感边的区缘域；。在
花瓶/人脸图形是一个主体/背景可互换的 两可图形。
在这种图形里，线条有两种外形。 轮廓的外形取决于线条被认为图画的哪一方面－－背 景还是前景。视觉系统依据物体的轮廓来对其进行编 码的。同时，视觉系统必须能够将物体从它的背景中 区分出来。在大多数的情况下，这是非常容易的。但 是在某些时候，当有伪装存在时，事情就变得困难了。
四色学说（对立学说）
1878年 赫林 颜色混合现象 心理原色：红、绿、黄、蓝。 颜色偏向现象 三对对立感受器：红－绿、黄－
蓝、黑－白
特点：
很好地解释颜色视觉的一些生理和心理现 象，如红绿色盲、黄蓝色盲
没有办法解释三原色能产生一切颜色的现 象。
阶段学说
三色刺激四色感受
BGR 第一阶段
第二阶段
➢能充分说明混色现象，及混合色是3种感色细胞按比 例兴奋的结果； ➢在颜色测量和数值计算时，与试验理论符合； ➢现代的彩色印刷、摄影、照相分色、彩色电视都是 建立在该基础上的。
BUT:
不能解释色盲现象
英国马克斯威尔(James C. Maxwell)于1861年利用三 原色光的混合法，制作出第一张彩色照片。
杆网锥膜体体边细细缘胞胞，是是只昼夜有视少器视量官器的，官锥在，体中它细等们胞和。强在的昏照暗明 的条件条下件起下作起用作，主用要，感主受要物感体受的细物节体和的颜
明色。、暗。
视网膜上像的形成
人眼与照相机的构造的对应关系
照相机
人眼
暗箱 镜头 快门 光圈 胶片
巩膜和脉络膜 角膜和晶状体
眼皮 虹膜 视网膜
1、知觉的对象与背景
人在知觉客观世界时，总是有选择地把少数事物当 成知觉的对象，而把其它事物当成知觉的背景，以便 更清晰地感知一定的事物与对象。
例如，在课堂上，教师的声音为知觉的对象，而环境 中的其它声音成为背景。
知觉的对象与背景可以相互转化，还可以互相依赖。
一张女人脸 还是一个吹萨克斯的男人？
视网膜上像的形成
心理回倒实验
心理学家斯托顿做过一个实验，他用两片聚焦很短的凸透镜装在一个管子的 两端，做成一个小型的室内望远镜，装在他的右眼上，使旁边不漏光，并且将 左眼遮蔽起来。 通过右眼上的望远镜来观察物体，因为望远镜所成的像是倒立的，所以在视 网膜上形成的像于物体相同，是正立的。但是大脑的感觉则与平常相反，一 切物体看起来都是倒立的。虽然他对这种混乱现象很不习惯，但是他还是耐 心坚持锻炼下去，三天后，混乱的现象消除了一些，到了第八天，混乱的现象 完全消失，视觉与触觉动作非常协调，行动自如。
24.5
2.色觉异常
道尔顿发现色盲现象。 1875年，在瑞典拉格伦曾
发生过一起惨重的火车相 撞事故——因为司机是位 色盲患者，看错了信号。
色盲机理
人眼之所以能够辨别颜 色是依赖位于人眼的视 网膜上有三种感光细胞 ――锥细胞， 它们各自对三种波长的 光最为敏感，分别是红 光、绿光和蓝光。
当控制其中某类细胞的基因出现异常，使该锥细胞失去正 常地感光刺激的功能时，人眼便无法正确辨别部分颜色了。
第三阶段 Y-B L R-G
四、知觉的种类与特性
根据知觉时起主导作用的感官的特性，可以把知 觉分成：视知觉、听知觉、触知觉、嗅知觉、味 知觉等等。 根据人脑所反映的事物特性可以把知觉分成：空 间知觉、时间知觉和运动知觉。 空间知觉反映物体的大小、形状、方位和距离。 时间知觉反映事物的延续性和顺序性。 运动知觉反映物体在空间的位移等。 知觉还有一种特殊形态叫错觉。