人眼的视觉特性

人眼的视觉特性

任何一个电视系统的最终目的都是为人们提供可观看的图像，图像的好坏要由人眼来鉴定。评价电视图像的的综合质量，需用多种仪器进行测量、比较和鉴定，但最终要由人眼观察并作出评定。应当充分了解人眼的视觉特性。

人眼的视觉机理

人眼是一个构造极其复杂的器官，形状近似球体。当人眼注视外界某物体时，由物体发出或反射、透视的光线通过眼球聚焦在视网膜上。视网膜上的光敏细胞受光刺激产生神经冲动，经视觉神经传递到视觉中枢，就产生了视觉。

视网膜上有大量的杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞对明暗程度很敏感，对色彩分辨迟钝；锥状细胞既能区分光的强弱，又能分辨光的颜色；杆状细胞对弱光的灵敏度高，对强光失去作用；锥状细胞在强光下才起作用，产生色感，分辨细节。在弱光下杆状细胞起作用，只能看到黑白景象；强光下锥状细胞起作用，能分辨颜色和细节。电视系统中只考虑锥状细胞的视觉特性。

视敏特性

视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同灵敏度的特性，即对辐射功率相同的各色光具有不同的亮度感觉。在相同辐射功率的条件下，人眼感到最亮的光是黄绿光（555nm），感觉最暗的光是红光和紫光。视敏特性可用视敏函数和相对视敏函数来描述。

亮度感觉

亮度视觉范围：人眼能够感觉到的亮度范围。这个范围很大，可达109：1。人眼总的视觉范围很宽，但不能在同一时间感受这么大的亮度范围。当平均亮度适中时，亮度范围为1000：1；平均亮度较高或较低时亮度范围只有10：1；通常情况下为100：1；电影银幕亮度范围大致为100：1；显像管亮度范围约为30：1。

人眼对景物亮度的主观感觉不仅取决于景物实际亮度值，而且还与周围环境的平均亮度有关。人眼的明暗感觉是相对的，在不同环境亮度下，对同一亮度的主观感觉会不同。

人眼的彩色视觉

人眼的锥状细胞有三种，分别对红、绿、蓝三种色光最敏感，称为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。当一束光射入人眼时，三种锥状细胞就会产生不同的反应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。

人眼的分辨力

人眼分辨景物细节的能力是有限的。人眼分辨景物细节的能力称为分辨力，分辨力的大小用分辨角表示，分辨角也称视敏角或称视角。视力正常的人在中等亮度和中等对比度情况下，观察静止图像时，人眼能分辨的最小视角约为

1’~’。人眼的分辨力因人而异，分辨力还与景物照度和对比度有关。

人眼的视觉暂留

当人们所见到的物体突然从眼前离开时，物体在视网膜上的影像并非同时消失，而会短暂的保留在视觉中，这种现象叫视觉暂留。视觉暂留的时间长短与光线的颜色，强弱，观看时间长短有关，一般在1/20秒左右。人眼的视觉暂留在电视技术中得到了具体应用，成为顺序扫描分解与合成电视图象的基础。

由于视觉惰性的残留时间有一定限度，当作用人眼的光脉冲重复频率不够高时，人眼已能分辨出有光和无光的亮度差别，因而产生一明一暗的感觉，这种现象称为闪烁效应。当光脉冲的重复频率增加到某个数值时，人眼觉察不到有闪烁效应，而是一个连续的感觉，我们把刚好感觉不到有闪烁效应的频率称为临界闪烁频率，并用fK表示。

利用断续投影进行测试，结果当重复频率超过每秒48次时，绝大多数人不再感觉闪烁，48次/秒就成了人眼不感到闪烁的临界闪烁频率。电视应当满足这个要求，每秒画面改换的次数应当大于(或等于)48。在电视技术中，临界闪烁频率是决定其场扫描频率的主要因素之一。

视觉心理

人们在日常生活中，积累了大量有关物体“动”的经验，在观察“动”的过程中起了重要作用。一个物体位置的变化，在时间很短，位移很小的情况下，尽管其位置变化的过程没有全部看到，但依靠“动”的经验，仍会产生物体位置连续变化的感觉。