第6章-视觉实验.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 视觉实验,视觉是人类获得外界信息的一个很重要的渠道。,有70-80%的信息来自视觉。对视觉研究受到很多学科的重视，先是物理学，继而生物学、化学、心理学等都对视觉产生很大兴趣。,一、视觉的物理刺激及其测量,1、可见光谱,2、单色光的单位,3、光度学,适宜的不同波长的光波刺激视觉感受器，就引起一定的视觉颜色感觉：红、橙、黄、绿、蓝、紫。而同一个颜色的主观感觉（例如红色）在光谱上有很大的范围。如下表所示：,详细说明光的物理特性是非常复杂的。,有重要意义的是波长和振幅。,波长：是两个相继的波长相应点之间的距离。不同波长的光引起不同的颜色视觉（色调）。,振幅：是光电强度或能量，它能引起视觉维度是明度。,视觉系统,眼睛的结构,光线射入眼睛，并穿过眼睛的以下部分：,角膜、水状液、虹膜、晶状体和玻璃体，直到最后达到视网膜。然后由视神经把网膜上通过视觉感受器把光刺激变化为神经冲动传入大脑产生视觉。,适宜刺激 波长400760毫微米的电磁波,折光系统：角膜、水晶体、玻璃体等,感光系统：视网膜,视杆细胞和视椎细胞,盲点：视神经穿出眼球的地方。,光的心理物理特征,光具有三维特征：波长、纯度和振幅。与此相对应的有三维心理特征：,波长,色调,纯度,饱和度,振幅,明度,2、单色光的单位,测量单位,(1)光通量（,）流明（lm）,(2)光强度（I）坎德拉（cd）,(3)光照度（E）勒克斯（lx）,(4)光亮度（L）尼特（Nit）,(5)反射系数（R）LRE,二、视觉实验中的变量,1、自变量（I.V.）,刺激变量（stimulus variable）:刺激的特性,多项目：系列,亮,度、色光,多维度：时间维度,空间维度,背景条件：对比条件的设定，恒定刺激,被试者特点：视敏度、辨色力、年龄、机体状态等。,二、视觉研究中的基本实验,（一）明度阈限,（二）视觉适应,（三）后象,（四）闪光临界融合频率,（五）视觉掩蔽,（六）视觉对比,（七）视敏度,视觉中的时间因素,视觉中的空间因素,（一）明度阈限测量,明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉。,思考：如何测量明度绝对阈限和差别阈限？,（二）视觉适应,1、暗适应,2、明适应,3、间视觉,1、明暗视觉的区别,锥体明视觉,杆,体暗视觉,大些 小些,中央凹 近边缘,与视神经节细胞连 无数个与一个,无视紫红质 有视紫红质,夜盲有 昼盲有,0.001尼特以下,杆,体细胞发挥作用,1尼特以上 锥体发挥主要作用,研究明视觉-s局限于中央凹,研究暗视觉-中央凹2度以外,锥体阈限以下,2、暗适应研究,人眼对低亮度环境的感受性缓慢提高的过程，称为,暗适应,。,暗适应曲线,（1）暗适应机制,化学反应说。克劳福德（Crawford，1947）用分光描记法确定视杆细胞中的视紫红质的化学反应过程是暗适应过程的机制。,视紫红质,（visual purple）是一种化学感光物质，在曝光时被破坏变色，在暗适应中又重新合成而恢复活性。,视紫红质的化合过程：,视紫红质,光,暗,视黄醛+蛋白质,（3）暗适应与瞳孔大小的变化,伴随暗适应的还有瞳孔大小的变化。从明亮处进入黑暗处，在10秒钟瞳孔扩大到最大直径的三分之二，达到完全扩大约需要5分钟。这个过程中，瞳孔的直径由2毫米扩大到8毫米，进入眼球的光线增加到10到20倍。,（4）暗适应的应用,二次世界大战期间，迈尔斯曾经特制一种红色护目镜，戴上这种红色护目镜后既能使视锥细胞在明暗视场中都有较高的感受性，又能使视杆细胞相对地不受视场光线的变化而保持暗适应状态。,一些暗室用红灯照明，也是运用同样的道理。,2、明适应研究,明适应（或亮适应）（light adaptation）是指在光亮中视觉感受性很快下降的过程。,明适应时，眼的感受性不是提高，而是降低，与暗适应正好相反。,布兰查德（Blanchard 1931）用阈限法揭示：视杆细胞在极端黑暗转入极亮的条件下，其感受性下降100万倍。,赖特（Wright，1934）用间接方法求得光适应曲线，发现中央凹的光适应过程很快，它暴露在光线中一分钟后就几乎全部完成。,二、视敏度,视敏度,是指分辨物体细节和轮廓的能力，是人眼正确分辨物体的最小维度。,1、视角与网膜映象,2、视敏度测定及其特征,3、影响视敏度的因素,1、视角与网膜映象,对象与眼睛所成的张角，叫做,视角,。视角的大小决定映象在视网膜上投射的大小。,检查视敏度的几种常用方法,觉察能力测试,再认能力测试,解象能力测试,定位能力测试,a）觉察能力测试,觉察测试采用一条线或一个点，只需让被试者判断在一个视野里刺激是否存在即可。,b）再认（即识别）能力测试,c）解象能力测试,解象是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。,d）定位能力测试,定位是感觉两根线是否连续或彼此有些错位的能力。,3、影响视敏度的因素,（1）物理因素：,不同亮度会影响视敏度；物体与背景之间的对比度不同；视距；光的波长等,（2）生理因素：,视网膜不同部位的视敏度也不同；视感受细胞的数目；视网膜适应状态、眼球运动、年龄、瞳孔大小及近视远视等；,（3）心理因素：,疲劳适应、练习等作用,三、,闪光临界融合频率（时间辨别）,闪烁刚刚达到融合时的光刺激间歇的频率称为闪光临界融合频率,1,、测量闪光临界融台频率的方法,转盘闪烁方法,闪光融合频率计,2,、影响闪光临界融合频率的因素,光相的强度影响,：,n=a,lg,I+b,刺激面积,:,n=C,lg,A+d,杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率不同,年龄、疲劳、缺氧等,双眼的差异,三,视觉的颜色现象,1.颜色的基本特征,（1）、彩色和非彩色（白、灰、黑）,（2）、光源色,表面色,（3）明度（brightness）,色调（hue）,饱和度（saturation）,颜色立体（Color solid）：纺锤体,2.颜色混合和混合定律,颜色混合（或混色）（color mixture）两大法则：,一是满足色光混合的加色法，,二是符合颜料混合的减色法。,光谱中的色光混合加色法,红色,+,绿色,=,黄色,红色,+,蓝色,=,紫色,蓝色,+,绿色,=,青色,红色,+,蓝色,+,绿色,=白色,红色+绿色=黄色,红色+蓝色=紫色,蓝色+绿色=青色,红色+蓝色+绿色=白色,用颜料、油漆等的混合配色,减色法,它与色光混合不一样。例如黄色颜料是从入射的白光中吸收蓝光而反射红光及绿光，而这两种光合在一起引起黄色的感觉。,减色法,的三原色是黄、青、紫，它们是加色法三原色的补色。,黄色=,白色,-,蓝色,紫色,=,白色,-,绿色,青色,=,白色,-,红色,黄色+,青色,=,白色,-,蓝色,-,红色,=,绿色,黄色+,紫色,=,白色,-,蓝色,-,绿色,=,红色,紫色,+,青色,=,白色,-,绿色,-,红色,=,蓝色,黄色+,紫色,+,青色,=,白色,-,蓝色,-,绿色,-,红色,黑色,混色定律,（1）补色律：,是指每一种颜色都有另一种与它相混合而产生白色或灰色，这两种颜色称为互补色。,（2）居间律：,是指混合色圈上两个非互补的颜色产生介于这两种颜色之间的中间色,。,（3）代替律：,混合色的颜色混合不随被混合的颜色的光谱的光谱成分而转移。可以彼此相互代替。,AB CD,则 ACBD,混色定律,（1）补色律：,是指每一种颜色都有另一种与它相混合而产生白色或灰色，这两种颜色称为互补色。,（2）居间律：,是指混合色圈上两个非互补的颜色产生介于这两种颜色之间的中间色,。,（3）代替律：,混合色的颜色混合不随被混合的颜色的光谱的光谱成分而转移。可以彼此相互代替。,AB CD,则 ACBD,3、视网膜的颜色区,中央凹视觉：,近似2度的直径最清晰感觉,边缘视觉：,中央视觉周围能获得模糊的视觉,颜色区：绿色红色黄色和蓝色,浦肯野现象,（Purkinje phenomenon）：,在白天，黄绿色的物体显得最亮，而在黄昏时，蓝绿色显得亮，红色不明显。,（这种现象只有在光照射视网膜边缘时才能出现。）,4、颜色视觉现象,（1）颜色对比：,相邻区域不同颜色的相互影响,同时对比,：,同时作用于视网膜的相邻区域,继时对比,：,相继作用于视网膜的同一区域,亮度对比,：,同颜色不同背景亮度不同,色调对比,：,同颜色不同背景色调不同,饱和度对比,：,不同背景饱和度不同,注视黄色背景上的一小块灰色纸片几分钟，你就会感觉到灰色的纸片呈蓝色；同理，在绿色背景上灰色纸片会呈红色，这是,同时对比现象,。,若在灰色背景上放一块颜色纸片，注视短时间后再撤走纸片；或先注视颜色纸片，再插入灰色背景，你就会在背景上看到原来颜色的补色。这是继时对比（或连续对比）。,（2）颜色适应,在黑暗中经过较长的时间，视网膜的感受性会发生变化，这是一种适应现象。,注视一个红色纸片半分钟，然后注视灰色背景，色觉会发生逆转，这就是一种适应。,麦考勒（McCollough）效应,定义：指受测验图形条纹方向决定的颜色互补效应，是一种随方向而变的颜色后效。,（3）色觉异常,色弱：感受性低,部分色盲：常见为红绿色盲,全色盲：无色调分别能力,5,.颜色常性,人眼对物体颜色的感知，在外界条件变化的时候，仍能保持相对不变，表现出颜色常性。,测量：,布伦斯维克比率K（RS）/（AS）,邵勒斯比率（lgRlgS）/（lgAlgS）,A：标准刺激的反射率,S：按标准刺激计算的配对反射率,R：实际匹配的反射率,第四节 颜色的心理效应,色调的冷暖感、情感、环境心理效应,明度和谐、明度对比的心理效应,饱和度的心理效应,色彩爱好,（一）色调的心理效应,1.色调的冷暖感,2.色调的情感,3.色调的环境心理效应,1.色调的冷暖感,红色的波长较长，属,远感色,(或远色)，给人以温暖的感觉，故又称暖色。,蓝色和紫色波长较短，属,近感色,(或近色)，产生阴冷的感觉，故又称冷色。,研究显示不同的个人对于特殊的颜色的反应，其特征具有显著的共同之处。暖色调（黄、橙和红）通常被认为是欢乐的、积极的、刺激的和兴奋的，而冷色调则暗示着宁静、冷淡、镇定和肃穆的。,2色调的情感,“feeling blue”，,blue,是蓝色，又可解释为感觉悲哀；,“in the pink”，,pink,是粉红色，又可解释为情况良好；,“green with envy”，,green,是绿色，又可解释为受强烈感情影响的心态，如极为羡慕；,“rosy disposition”，,rosy,是玫瑰色，又可解释为天性乐观的。,每个人对于颜色的感受是不相同的，他们给色彩附加的意义通常取决于他们过去与色彩的联系和经验。然而，有些实验表明，人类对于色彩的反应有某些共同的特征。,3色调的环境心理效应,不同的工作环境，可根据不同的情况采用暖色调或冷色调，这样会使工作者获得良好的心理效应。,商业广告业对色调搭配的研究。,（二）明度的心理效应,1.,明度和谐的心理效应,2.,明度对比的心理效应,1.明度和谐的心理效应,明度对比的一个重要功能是确定形式和形状，使颜色之间的界限更为分明。,相同的明度产生柔和模糊的界限,差别较大的明度则产生严格的清晰的界限。,2.明度对比的心理效应,在明度对比方面，中等明度与暗色对比就会显得较亮，与明色对比就会显得明度偏低。红色被黄色包围时就会比被蓝色包围时显得更暗。,相近明度间隔中单调的图案显示女性的柔弱特质。特别强调黑色的明亮色值往往显得更为有力。,（三）饱和度的心理效应,饱和度是颜色的第三个维度，它表示色彩的强度或纯度。强烈的、鲜艳的、饱和的色彩说明强度高；柔弱的、灰暗的，中性的色彩说明强度低。,一种,色调的强度,由于它和它的互补色的混合而降低。特定色调的最大饱和只有在其明度达到终极的时候才能获得，明度的减少可以自动降低饱和度的标度。相同程度的色调的结合通常创造美观的效果，而柔弱的色彩组合比两种以上最大强度的不同色彩的组合更为和谐。鲜明的颜色往往产生强烈的戏剧性结果，而灰暗柔弱的色调则产生柔和精巧的效果。,与颜色的其他特性一样，饱和度对于整体外观也有很大的影响,。鲜艳的色彩也可以产生与暖色调一样的效果，它们往往突出，醒目，使外表尺度增加。柔弱的色彩和冷色调一样，平淡，缓和，较不显眼。,不同饱和度之间的相互作用也能产生一定的视觉效果。,强度较弱的蓝色和饱和的蓝色并列就会变成灰色。强度中等的红色与玫瑰红对比就会增加饱和度。例如，生活中穿暗棕色的上衣会使深棕色的头发色彩显得更强烈。,颜色对比效果还随面积大小而有所差别,。,当刺激面积小到难以区分不同颜色的界限时，就产生色融合现象，产生混色感觉。,颜色的三个特征,的协同作,用产生不同的心理效应。,（四）色彩爱好的民族差异,各国人民对色彩的爱好既有共性又有差异。这些差异是由于社会意识形态、文化历史，人种肤色，民族、地区、气候和风俗习惯等因素造成的。,