生理光学
生理光学是一门研究眼睛和视觉的科学,是生理学和光学相结合的一个边缘分支学科。它所涉及到的学科还有解剖学、生物化学、物理学和心理学。传统的生理光学研究内容包括眼屈光系统的几何光学、视觉系统的亮度感觉、空 ..
物体的颜色固然取决于照明光的光谱组分、材料对光的反射、透射或吸收特性,但对眼睛而言,它是一种感觉,即色觉。对于人眼主观感觉到的颜色,可以用色调、饱和度和亮度这三个基本属性来描述。色调就是颜色的名称,如红、绿、蓝、黄等等;饱和度是指一种颜色的有色和无色组分的相对量,即通常所指的颜色的深浅;亮度是指颜色的无色组分在灰度等级(介于黑白之间)上的相对位置,用来表示颜色是明亮的还是阴暗的。
色觉理论一直试图阐明眼睛是怎样利用光的能量来建立起一个彩色世界的。杨-亥姆霍兹的三色理论认为,视网膜中有三种光谱敏感峰分别在红、绿、蓝区域的感光细胞,这三种细胞发出信号,经过神经系统的分析处理,引起不同的颜色感觉。颜色的三变量性是这一理论的有力佐证,而近年来对于脊椎动物(包括人)视网膜的单个视锥细胞的吸收特性的研究,表明在感受细胞中确实存在三种光敏色素,也为这个理论提供了一定的生理基础。 赫林的拮抗色理论则认为颜色中有三对单一的感觉反应:红-绿、黄-蓝、黑-白。红-绿或黄-蓝对组合中,没有一种颜色能与补色在同一感受器中同时活动,但是黑-白对能发送组合信号,产生各种中间色调的灰色。这个理论与许多色觉经验相符合,特别对于负后像的解释简单而令人信服。 这两种色觉理论在历史上有过长期争论,现在可以这样认为:色觉过程至少是一个二级过程,在感受器那一级与杨-亥姆霍兹学说一致,而在视神经那一级又与赫林学说一致。 在色觉的心理学方面,颜色恒常性是一个最值得注意的现象。颜色的恒常性是指不管照明光的光谱组分如何变化,人们通常能像在白光下一样来分辨物体的颜色。对此目前还没有完满的解释。 立体视觉就是视觉系统对三维空间的知觉,也就是辨别物体的距离、物体间的前后位置、方向等的能力。在只有单眼信息的情况下,就视觉系统本身而言,造成立体视觉的线索主要是调节及单眼运动视差。调节是为了使观视的物体在视网膜上清晰地成像,因此必然带来关于物体距离的信息。 单眼运动视差主要是由观察者移动身体以使空间物体的相对位置发生变化,从而产生对物体间前后位置的判断。因为靠视网膜只能得到外部世界的二维图像,双眼视觉才是立体视觉的主要基础。 双眼视差信息是深度知觉最重要的线索,在一定范围内主观的深度知觉随视差量的增大而增强。由于几何的原因,视差随物体所处距离的增大而下降,因此对于远距离物体不可能有精确的深度知觉。 |
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