第二节视觉

一、视觉刺激

    人类视觉剌激是电磁辐射的一部分,称可见光(visible light).其波长在将近400至750毫微米之间。自然界中不同的动物各有适合其生存条件的不同视觉系统。人的视觉虽然在某些方面似乎不如动物敏锐,但是人眼是一个非常完善的视觉机构,它能够看近处和看远处,在亮光下和在昏暗处米看东西,适应各种环境,并且更重要的是,人的眼睛有完美的色觉,使人能够欣赏到色彩缤纷的美好世界。图3.2显示可见光谱与电磁波的关系。

图3.2光谱与电磁波

二、基本的视觉现象

(一) 视觉适应

    适应指的是在剌激物持续作用下感受性发生的变化,适应既可以是提高感受性,也可以是降低感受性。视觉的适应现象最常见的有明适应和暗适应两种。明适应又称光适应。由暗处到光亮处,特别是在强光下,最初一瞬间会感到光线刺眼发眩,几乎看不清外界物体,几秒钟之后逐渐看清物体。这种对光的感受性下降的变化现象称为明适应。从亮处到暗处,人眼开始看不见周围东西,经过一段时间后才逐渐区分出物体,人眼这种感受性逐渐增高的过程叫暗适应。

(二) 色觉

    在一定强度下,一种波长的光引起一种特定的颜色感觉。但眼睛很少接受到的是单一波长的纯光。例如,日光是由各种波长的光波混合而成。

    颜色感觉具有三种属性:色调、饱和度和亮度。

    色调是颜色的基本特征或表现,如红色、绿色,它由混合光中起主导作用的波长所决定。在产生白、灰、黑系列的混合光中,由于没有起主导作用的波长,一般认为它们不具色调,称它们为无彩色或中和色。各种彩色依据它在心理上的相似程度排列,可构成一个环形,称色环,见图3.3。在色环上,凡相邻两种不同波长的色光相混合,都会产生位于两者中间的另外一种颜色。例如红与黄相混合会出现橙色。

    饱和度与光的强度有关。在一个颜色中,起主导作用的波长越强,表现出色调越纯,也就是该颜色的饱和度越大。

    亮度指构成该颜色的全部光波的总强度。白色亮度最大,当其亮度减弱时,表现出一系列灰色,最终达到全部黑暗时,视觉消失。

图3.3 色环

三、视觉的机制

(一) 眼睛

1.眼睛的构造
    眼睛是一个非常复杂和完善的视觉结构。光波传到眼部首先要经过一些辅助组织的调节,才能投射到眼球底部的视网膜上成像。眼球最外部是一个透明的保护层,叫做角膜,光线通过它进入到位于它后面由虹膜环绕的瞳孔。瞳孔随光线的强弱调节其大小,使适量的光线进入眼球。瞳孔后方是水晶体,再经过眼部肌肉调节水晶体的曲度变化,适量的光线就能恰好聚焦在眼球后部的视网膜上成像了(见图3.4)。

图3.4 眼睛的主要构造

2.网膜上的感光细胞
    光能向神经活动的转换在网膜上实现,网膜是真正的感光机构。网膜由多层神经细胞组成,最主要的是两种感光细胞--棒体细胞和锥体细胞。在光的刺激作用下,它们通过所含化学物质的变化传递着视觉信息。棒体细胞和锥体细胞不仅形状不同,它们的功能和在网膜上的位置分布也不相同。棒体细胞只对光的强度起反应,对微弱光线敏感,但不能分辨颜色;锥体细胞则可以专门反应光的波长(也就是颜色),但对光的强度反应很差,因此在光亮条件下,锥体细胞使人能够细微地分辨颜色,在人类视觉中最为活跃,而在光线微弱时就不起作用了。

    感光细胞在网膜上的分布：锥体细胞集中于网膜中心,称作中央窝或黄斑(fovea)的一点上。离开黄斑向网膜边缘扩展,锥体细胞逐渐减少,棒体细胞逐渐增加。这就造成了假若在昏暗条件下要看一个细小的物体,余视比正视效果更好。

    视觉适应的产生正是不同感光细胞起作用的结果。暗适应包含两种基本过程:瞌孔大小的变化及视网膜感光化学物质的变化。从光亮到黑暗的过程中,瞠孔直径可由2毫米扩大到8毫米,使进入眼球的光线增加10~20倍,但暗适应的主要机制是视网膜的感光物质--视紫红质的恢复。人眼接受光线后,锥体细胞和棒体细胞内的一种光化学物质--视黄醛完全脱离视蛋白,发生漂白过程;当光线停止作用后,视黄醛与视蛋白重新结合,产生还原进程。由于漂白过程而产生明适应,由于还原过程使感受性升高而产生暗适应。视觉的暗适应程度是与视紫红质的合成程度相应的。暗适应主要是棒体细胞的功能,在暗适应的最初5~7分钟里,感受性提高很快,这一阶段是锥体细胞与棒体细胞共同参与的结果；之后,感受性仍上升,不过上升的速度降低了,这一阶段是只有棒体细胞继续起作用。

    明适应的过程与暗适应相反,一方面瞌孔缩小以减少视网膜上的光量,另一方面暗适应时的棒体细胞的作用转到锥体细胞发生作用,其机制也可以用视觉色素的漂白过程来解释。

(二)色觉理论

1.三原色说
    三原色说是由杨和黑尔姆兹提出,也称杨一黑理论。他们认为任何颜色都能由三种波长的纯光混合而产生。人具有三种不同形态的锥体细胞,它们分别对红、绿、蓝三种原色最敏感。以不同比例混合这三种原色,可以产生各种不同颜色。生理学家用显微镜观察已发现了三种锥体细胞。但三原色说对于有些视觉现象还不能做出很好的解释。例如视觉后像,当光剌激终止对感受器的作用后,它所引起的视觉并不立即消失,它会出现一个短暂的驻留,称正后像。电影的原理就是利用人们的正后像,使快速呈现的一组断续的图像被看成了连续的动景。如图3.5注视其图中心的黑色圆点一分钟,然后把注视点转移到右图中心的X处,你会看到白色背景上的一个黑色十字架,这种视觉现象称作负后像。根据负后像原理,你可以发现在注视任何一种颜色后,都会在白色背景上看到一个与它相反的颜色出现,这是颜色对比现象。

图3.5 负后像

2.拮抗理论
    为了解释颜色对比现象,黑林提出颜色拮抗理论,也简称四色说。他提出人眼对光反应的视觉基本单元是成对组织的,有红、绿、黄、蓝四种原色,加上黑与白共成三对,在光波影响下起作用。每一对的两个要素作用相反,具有拮抗作用,表现是当其中一个停止作用后,另一个就激活。所以先看红色,后像就是绿色。

    拮抗原理也能解释颜色互补现象。如果产生两种颜色的光波相混合,结果出现灰色,即这两种颜色互补,或称为互补色。互补色在色环上的位置基本相对,红与绿、黄与蓝是互补色。根据拮抗原理,互补现象是由于两个互补色以相反方向剌激同一视觉单元,结果相互抵消而造成的。这三对相互拮抗的活动已得到研究证明。它们不是视网膜上,而是在视神经通路中途的神经结细胞发生的。

    三原色说可以解释视觉感受器的活动,拮抗说可以解释视觉信息自感受器输出后在神经结细胞上的活动过程,两种理论互相补充，在解释人类色觉的复杂现象中都起重要作用。

第2節(つ)の視覚

1、視覚はエキサイティングです

人類の視覚が切るのはたきつけます電磁の輻射の一部で、可視光線(visible light)を量っています.その波長は約400〜750ミリミクロンの間にあります。自然界の中に異なった動物はそれぞれその生存条件の不一致の視覚システムに適することがあります。人の視覚はいくつかの方面で動物ほど鋭くありませんようですが、しかし人の目は１つのとても整っている視覚の機関で、それは近い所がと遠い所を見ることを見ることができて、明かりの下でと陰の米に意識がぼんやりしてものを見て、各種の環境に適応して、しかも更に重要なのは、人の目は完璧な色彩感覚があって、人に色の入り乱れているすばらしい世界まで(へ)鑑賞することができます。3.2求めてスペクトルと電磁波の関係にわかることを表示すります。

3.2スペクトルと電磁波を求めます
           

二、基本的な視覚の現象

(1) 視覚は適応します

指のに適応するのは物をたきつけて作用を続けることを切る下に感受性の発生する変化で、適応するのは感受性を高めるのであることができて、感受性を下げるのもであることができます。視覚のが現象の最もよくあったことに適応して明日とに適応してひそかに2種類適応することがあります。明日適応してまた適応するだけと語っています。陰のからつやがある明るい所に着いて、特に強光の下で、最初に一瞬の間に光線がまぶしくて目がくらむことを出すことと感じて、ほとんど外部の物体にはっきりと見えないで、何秒間はその後次第に物体がはっきり見えます。このようなピントを調整する感受性の下がる変化の現象は称して明日適応します。明るい所から陰まで(へ)、人の目は周囲のものに見えないことを始めて、通ってしばらくの時間以降にやっと次第に物体を区分しだして、人の目のこのような感受性の次第に高くなる過程はひそかに適応することを叫びます。

(2) 色彩感覚

一定の強さの下で、1種の波長の光は1種の特定の色の感じを引き起こします。しかし目がとても少なくてのを受け入れるのは単一の波長の純光です。例えば、日光は各種の波長の光波から混合してなるのです。

色の感じは3種類の属性を持ちます:色調、飽和度と光度。

色調は色の基本的な特徴あるいは態度で、例えば赤色、緑色、それは混合の光の中で主導的な役割を果たす波長から決定しました。発生の白、ほこり、暗いシリーズの混合の光の中で、主導的な役割を果たしていない波長のため、普通はそれらが色調を備えると思って、カラーあるいは中和する色それらをありませんと呼びます。各種はカラーそれの心理の上の相似の程度によって並べて、１つの環状を構成することができて、色が環をすると語って、図の3.3に会います。色が環をする上に、一般に隣り合っている2種類の異なった波長の単色光は互いに混合して、いずれも生んで両者の中間のその他に1種の色に位置します。例えば赤くと黄相の混合はダイダイ色が現れることができ(ありえ)ます。

飽和度はつやがある強さと関係があります。１つの色の中で、主導的な役割を果たす波長の越強、色調の越純を表して、この色の飽和度がなのはもっと大きいです。
光度はこの色の全部の光波の総括的な強さを構成することを指します。白色の光度は最大で、その光度が弱まる時、一連の灰色を表して、最後に全ての暗黒を達成する時、視覚は消えてなくなります。

                           3.3求めます 色は環をします

           

三、視覚の構造

(1) 目

1.目の構造
目は１つのとても複雑で整っている視覚の構造です。光波は目の部に伝わってまずいくつかを通って組織の調節に協力して、ようやく投げて眼球の底部の網膜の上で像が形成されることができます。眼球は最も外部は１つの透明な保護の階で、角膜といって、光線はそれを通じて(通って)それの後の虹彩のめぐった瞳に位置しますまで(へ)入ります。瞳は光線の強弱に従ってその大きさを調節して、適量の光線を眼球に入らせます。瞳の後方は水晶体で、更に目を通す部筋肉を通じて(通って)水晶体の曲の度の変化を調節して、適量の光線はちょうどピントを合わせて眼球の後部の網膜の上で像が形成されることができます(図の3.4に会います)。

                          3.4求めます 目の主要な構造

2.網膜の上の感光するの細胞
光のエネルギーは神経の活動する転換に網膜の上で実現して、網膜は本当の感光の機関です。網膜は何階もの神経細胞から構成して、最も主要なのは2種類の感光するの細胞--すばらしい体細胞と錐体の細胞です。つやがある刺激の作用の下で、それらは化学の物質の変化をくわえて視覚の情報を順次伝えていることを通します。すばらしい体細胞は錐体の細胞形だけではないことと違い、それらの機能と網膜の上の位置の分布は同じでありません。すばらしい体細胞のただピントを調整するだけの強さは反応が起きて、微弱な光線に対して敏感で、しかし色を見分けることができません;錐体の細胞はもっぱらつやがある波長(色がです)に反応することができて、しかしピントを調整する強さの反応はとても悪くて、そのためつやがある条件の下で、錐体の細胞は人にかすかに色を見分けることができて、人類の視覚の中で最も活発で、光線が微弱な時役に立ちませんでした。

感光するの細胞の網膜の上の分布：錐体の細胞の集中は網膜センターで、中央の巣あるいは黄斑(fovea)の1時(点)の上で称します。黄斑を離れて網膜のへりに広げて、錐体の細胞は次第に減らして、すばらしい体細胞は次第に増加します。これでもしも暗い条件の下で１つの小さい物体を見るならをもたらして、残るのは効果を正視しますに比べてもっと良いです。

視覚の適応する発生のまさに異なった感光するの細胞の役に立つ結果。ひそかに適応して2種類の基本的な過程を含みます:ke孔の大きさの変化と網膜の感光するの化学の物質の変化。つやがあり暗い過程に着く中から、2ミリメートルの拡大から8ミリメートルまで孔直径に目を見張って、眼球の光線に入って10~20倍増加することを使用して、しかしひそかに適応する主要な構造は紫がかった濃赤色で本質的な回復網膜の感光するの物質--です。人の目が光線を受け入れた後に、錐体の細胞とすばらしい体細胞内の1種のつやがある化学の物質--は黄色のアルデヒド完全に卵白離れて、漂白する過程が発生します;光線が作用を停止する時に後で、黄色ですアルデヒドと卵白再び結び付けて、原状に復する過程を生みます。漂白する過程のため生んで明日適応して、還元の過程が感受性を高く上がらせますのため生んでひそかに適応します。視覚のがひそかに程度に適応するのが紫がかった濃赤色で本質的な合成の程度が相応することをでしで見ます。ひそかに適応するのが主にすばらしい体細胞の機能で、ひそかに適応する最初の5~7分の中で、感受性が高まるのはとても速くて、この段階は錐体の細胞とすばらしい体細胞の共通の参与の結果です；その後、感受性は依然として上昇して、でも上昇するスピードは下がって、この段階はただすばらしい体細胞が引き続き役に立つのです。

明日適応する過程はとひそかに適応して相反して、一方ke孔の縮小は網膜の上の光量を減らします、一方がひそかに適応する時のすばらしい体細胞の作用は錐体の細胞に転送して作用が発生して、その構造も視覚の色素の漂白する過程で釈明することができます。

(2)の色彩感覚の理論

1.3元色は言います
3元色は楊とHaleと姆から今出しているのだと言って、楊の1の暗い理論をも量っています。彼らはいかなる色がすべて3種類の波長の純光から発生を混合することができると思っています。人は3種類の異なっている形態の錐体の細胞を持って、それらはそれぞれ赤くて、緑で、青い3種類の原色に対して最も敏感です。異なった割合でこの3種類の原色を混合して、各種の異なっている色を生むことができます。生理学の家庭用顕微鏡は観察してすでに3種類の錐体の細胞を発見しました。しかし3元色は一部の視覚の現象についてまだとても良い説明をすることができないと言います。例えば視覚の後で似ていて、たきつけて受容器の作用に対して停止するだけを切った後に、それの引き起こした視覚は直ちに決して消えてなくなりなくて、それは１つの短い常駐が現れることができ(ありえ)て、まっすぐになった後に像を量っています。映画の原理は人々のまっすぐな後で像を利用して、急速に現れる1組の断続する画像に連続した景に動くことと見なさせられました。絵のようで3.5の其図センターを見守る黒色の少し丸い1分、それから観点を付けることを転換して右まで(へ)中心のX所を求めて、あなたは白色の背景の上の１つの黒色の十字架を見ることができ(ありえ)て、このような視覚の現象が称して負けました後に像。負けますによって後で原理のようで、あなたはいかなる1種の色を見守った後で発見することができて、いずれも白色の背景の上で１つとそれの相反する色の出現を見て、これは色が現象を対比するのです。

                           3.5求めます 負けた後に像

       

2.拮は理論を抵抗する
色が現象を対比することためを釈明します、暗い林は色拮が理論を抵抗するを出して、4色が言うこととも略称します。彼は人の目のピントを調整する反応の視覚の基本的なユニットが組織のに対してなるのなことを出して、赤くて、緑で、黄、青い4種類の原色があって、暗いことの白共成の3組を足してと、光波の影響のもとで役に立ちます。それぞれの正しい２つの要素の作用は相反して、拮抗作用を持って、態度がその中がひとつ作用を停止する時にになった後に、別はひとつアクティブにします。だから先に赤色を見て、後似ているのが緑色です。

拮は原理を抵抗するも色の互いに補う現象を釈明することができます。もし2種類の色の光波を生んで互いに混合するならば、結果は灰色が現れて、つまりこの2種類の色は互いに補って、あるいは互いに補色と称します。互いに補色の色が環をする上の位置の基本は向かい合って、、赤くて緑の黄与藍は互いに補色です。拮によって原理を抵抗する、互いに補う現象は2つ互いに補色が相反する方向で切って同一の視覚のユニットをたきつけますためで、結果は互いに相殺してもたらしました。この3組の相互の拮の抵抗するの活動はすでに証明を研究することを得ました。それらは網膜の上でそうではなくて、視神経の通り道の途中での神経で細胞の発生のを結ぶのです。

3元色は視覚の受容器の活動を釈明することができると言って、拮が抵抗する視覚の情報が受容器から出力したことを釈明することができると言った後に神経が細胞を結ぶ上の活動の過程、2種類の理論はお互いに補充して、人類の色彩感覚の複雑な現象を釈明する中ですべて重要な役割を果たします。