色彩学第二章人眼视觉成像原理

色彩学
第二章 人眼视觉成像原理
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第二章 人眼视觉成像原理
视觉的形成 视觉的特性 颜色的视觉 视觉理论
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视觉的形成
人眼的构造 形象的形成
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人眼的构造
眼睛等于捕捉光线的 摄影机，而大脑是组 成影像的机构。
所有的色彩视觉都是 建立在人的视觉器官 的生理基础上的，所 以研究色彩还必须了 解视觉器官的生理特 征及其功能。
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人眼的构造
人眼的构造相当于一 架摄像机或照相机。 前面，是由角膜、晶 状体、前房，后房、 玻璃体所共同组成的 具备镜头功能的组合， 把物体发出的光线聚 焦到后面的相当与胶 卷的用于检测光线的 视网膜上。
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人眼的构造
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人眼的构造——眼球
人眼的形状像一个小球，通常称为眼 球。
眼球内具有特殊的折光系统，使进入 眼内的可见光汇聚在视网膜上。视网 膜上含有感光的视杆细胞和视锥细胞， 这些感光细胞把接受到的色光信号传 到神经节细胞，再由视神经传到大脑 皮层枕叶视觉神经中枢，产生色感。
眼球最前端是透明的 角膜，它是平均折射 率为1.336的透明体， 俗称眼白，微向前突 出，曲率半径前表面 约7.7毫米，后表面 约6.8毫米，光由这 里折射进入眼球而成 像。
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人眼的构造——晶状体
晶状体，水晶体 (lens) ： 如 同 相 机 的 镜片。
晶状体在眼睛正面中 央，光线投射进来以 后，经过它的折射传 给视网膜。所谓近视 眼、远视眼、老花眼 以及各种色彩、形态 的视觉或错觉，大部 分都是由于水晶体的 伸缩作用所引起。
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人眼的构造——你知道吗？
全色盲
全色盲是指眼球中椎状细胞缺少，或无作用，仅能依靠眼球中杆状细胞 来感受视觉影像光线的强弱。其视觉所见的景像只有灰阶的色阶分布， 眼睛对于亮度非常敏感，在白天的室外需戴上深色的太阳眼镜保护眼睛。
一般社会上存在的全色盲比较非常少，但在大西洋上的平格拉普岛 (Pingelap)和彭培岛(Pohnpei)上却有极高的比例为全色盲，因为岛上的 基因库小，难以避免近亲繁殖，至使岛上全色盲的比例高于全世界其他 地方的三万分之一，平格拉普岛人口约七百人，全色盲的比例高达十二 分之一，这种造成全色盲的基因叫作马斯肯基因，岛上约有三分之一的 人为带因者。
视 神 经 (optic nerve) ： 将 收 集 到 的光线转化为脉冲 传向大脑，如同光 纤。
中心窝 (fovea)： 视细胞最密集之处， 为视线投影到网膜 上的焦点。这一小 凹是视觉最敏锐的 地方。
眼皮 (eyelid)： 如同相机的快门
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人眼的构造——你知道吗？
1、色盲形成的原因
它ห้องสมุดไป่ตู้一种能自动调节 焦距的凸透镜一样。
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人眼的构造——黄斑与盲点
黄斑是网膜中感觉最特殊的 部分，稍呈黄色。
色觉之所以有很大的个人差 异与黄斑是有关系的，位置 刚好在通过瞳孔视轴所指的 地方，即视锥细胞和视杆细 胞最集中的所在，是视觉最 敏锐的地方。我们看到物体 最清楚时，就是因为影像刚 好投射到黄斑上的缘故，黄 斑下面有盲点，虽然是神经 集中的部位，但缺少视觉细 胞，不能看到物体影像。
盲点 (blind spot)：视神经 与眼球的接点，该处无视细
胞所以无法感光。
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人眼的构造——视网膜
视网膜 (retina)：如同底片。
视网膜是视觉接收器的所在， 它本身也是一个复杂的神经中 心。
眼睛的感觉为网膜中的视杆细 胞和视锥细胞所致。视杆细胞 能够感受弱光的刺激，但不能 分辨颜色，视锥细胞在强光下 反应灵敏，具有辩别颜色的本 领。在中央凹处之内，只有视 锥细胞，很少或没有视杆细胞。 在网膜边缘，靠近眼球前方各 处，有许多视杆细胞，而视锥 细胞很少。某些动物（如鸡） 因视杆细胞较少，所以在微光 下，它们的视觉很差，成为夜 盲。也有些动物（如猫和猫头 鹰）因视杆细胞很多，所以能
2、色盲分类：部分色盲、全色盲
部分色盲：大致可分为红绿色盲和蓝黄色盲，可利用石原氏色盲检测图来做检测。 红绿色盲 红色盲:缺少感受红色的椎状细胞。 绿色盲:缺少感受绿色的椎状细胞。 红色弱:患者椎状细胞对红色感光的波形接近感受绿色的椎状细胞波形。 绿色弱:患者椎状细胞对绿色感光的波形接近感受红色的椎状细胞波形。 蓝黄色盲 患者缺乏感受蓝光的椎状细胞。
眼球壁有三层膜组成。外层是坚韧的 囊壳，保护眼睛的内部，称为纤维膜， 它的前1/6为角膜，后5/6为白色不透 明的巩膜，中层称葡萄膜（或血素层、 血管层），颜色像黑紫葡萄，由前向 后分为三部分：虹膜、睫状体和脉络 膜。内层为视网膜，简称网膜。
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人眼的构造——角膜
角 膜 (cornea) ： 如 同相机的滤镜
在夜间活动。
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人眼的构造——视网膜
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人眼的构造——视网膜
视觉器官的两重功能:明视觉与暗视觉 1．视锥细胞与明视觉 a．视锥细胞特性：包含感红，感绿，感蓝细胞主要感受颜色的差
别，而对明暗的感觉比较低，对光的敏感性小，只有达到一定照 度的情况下，视锥细胞才起作用。 b．明视觉：指在光亮的条件下，由锥体细胞起作用的辩认物体细 节和颜色的视觉。 2． 视杆细胞与暗视觉 a. 视杆细胞特性：感受物体的明暗，对光的敏感程度高，不能感 受物体颜色的差别。 b. 暗视觉：指视杆细胞的活动特性，可以在光线很暗的情况下工 作，不能反映色光的差异。
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人眼的构造——视网膜
3．明暗视觉特点： a．明视觉对400nm（紫色）和700nm（红色）附近的色光感受性很
低，而对555nm的黄绿色部位最敏感。 暗视觉对510nm的蓝绿色部位最敏感
b．明视觉曲线与视觉曲线之间没有联系 明暗视觉特性随人的年龄，性别等因素的变化而变化。
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人眼的构造——视神经与中心窝
眼睛之所以能辨识颜色，是由于眼睛存在三种能辨色的椎状细胞，这三种椎状细 胞分别能吸收不用波长范围的光，分别是蓝-紫、绿色、红-黄。当椎状细胞受到 损伤或发育不全时，就有可能造成色盲。
以发生原因来分，色盲可分为先天性色盲和后天性色盲。 先天性色盲多为红绿色盲，对于红绿辨色有障碍。 后天性色盲的发生原因可能与视网膜、视神经病变有关，例如外伤、青光眼。