第六章-视觉实验.doc

第六章
第一节 视觉研究中的变量
一、视觉的物理刺激及其测量
（一）可见光谱
而光波的特征则用单个光子的波动来表示，光的强度可根据发射源产生的光子数来表示。
由于放射性电磁能是以起伏的形式传递的，故光又可用波长（wave length）来表示。波长是两个相继的波的相应点之间的距离。
可见光的波长范围只占整个光谱的极小一部分，电磁波的波长的差异极大，如图6－1。

在正常情况下，可见光谱的波长范围约380 毫微米到780 毫微米之间。毫微米（manometer，缩写nm）是计算光之波长的单位，等于十亿分之一米。
若进入两眼的光波是400 毫微米，我们就感觉到紫色；若光波的波长是在700 到780 毫微米之间，我们感觉到的是红色。在可见光谱中段的光波波长以及相应的感觉到的颜色是：
470毫微米是蓝色，610 毫微米是绿色，580 毫微米是黄色。比380 毫微米短的电磁波称紫外线，比780 毫微米长的一端称红外线。
将不同波长的可见光混合起来，可以产生各种不同的色光，而将所有可见的色光混合起来则产生白色光。
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：
不同波长引起人们不同的色调的感觉；
纯度是光波成分的复杂程度，它引起的视觉反应是饱和度；
振幅是光的强度或能量单位，它引起的视觉维度是明度。

（二）单色光的单位
光不仅可用波长来度量，也可用纯度、强度来度量。我们把能发光的物体叫做光源（light source）。光的来源很多，有日光、灯光等等。前者是天然光源，后者是人造光源。
若投射到我们眼中的光是由单一波长的光组成，那么，这种光称为单色光；两种以上波长组成的复合光波，称为多色光。在实验室中
要获得单色光，我们可以利用三棱镜将白光折射分离，用其中某一种单色光。
我们也可以用滤光片来获得某波段的色光。滤光片一般是一片透明的玻璃片或塑料片，它可以吸收一些波长的光而使另一些波长的光透过。透过的波段在视觉上就呈现为此波段的色光。
现在有一种仪器叫单色仪（monochromator），可以用它产生单色光。
与心理学关系密切的单色光单位有：
1.光强度（luminous intensity）
光强度是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I 表示，单位为坎德拉（candela，简称cd）。1 坎德拉表示在单位立体角内辐射出1 流明的光通量。
2.光通量（luminous flus）
光通量是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以φ表示，单位为流明（lumen，简称lm）。
3.光照度（illuminance）
光照度是从光源照射到单位面积上的光通量，以E 表示，照度的单位为勒克斯（Lux，简称lx）。
4.反射系数（reflectance factor）
人们观看物体时，总是要借助于反射光，所以要经常用到“反射系数”的概念。反射系数是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以R 表示。
5.光亮度（luminance）
光亮度是指一个表面的明亮程度，以L 表示，即从一个表面反射出来的光通量。
不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光（inci-dent light）或照度（illuminance）。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光（reflection light）或亮度（brightness）。
（三）光度学（photometry）
光度学是一门研究可见光计算和测量的科学。光度学的测量和计算是以心理学对人们的视觉系统感觉特征的研究为基础的，视觉心理研究则要应用光度学的知识和测量技术。

二、视觉实验中的变量
（一）自变量
视觉实验研究中的自变量可以大致归为如下几类：
1. 刺激变量（stimulus variable）
刺激变量（或刺激变项）是指刺激因其本身的不同特胜而产生不同的视觉效果。
2. 背景条件
背景条件也可以作视觉实验的一类自变量，目的在于使标准刺激恒定。背景条件在视觉实验中很明显，它使得可被任意操纵变更的项目内容超出标准刺激范围。例如，前面曾提到过的，研究者可设置大对比和小对比条件等等。
3.被试者特点
被试变量是指在某一方面，被试者间彼此不同的个体差异。视敏度、辨色力是常见的个体特征。其他如年龄、机体状态在视觉实验中作为自变量都有获得显著意义的证据。此外，还可人为地变更同一被试的某些特征。例如，令被试者用单眼、或遮住鼻侧或颞侧视野，也是视觉实验中常用的自变量内容。
（二）控制变量（controlled variable）
在视觉变量中，一个容易忽视的特殊因素是确定刺激变量属于哪类“连续体”。我们已经了解到光亮在感觉上是等级连续体（量的连续体），而色光是非等级连续体（质的连续体），实验时应当注意采用不同的方法，否则实验结果就会发生偏差。
在视觉研究中，有一个较为突出的问题是累积效应的预防。累积效应（accumulative effect）是对人体（或生物）有影响的环境条件或有关因素（如药物等），多次暴露所造成的生物效应的累积或叠加。
累积效应通常有三种情况：
一种是多次暴露的效应形式的简单相加；
一种是形成比简单相加更为重的效应；
还有一种是比简单相加更为轻的效果。
视觉机能的特点提醒我们要注意刺激时间、面积在视网膜作用点产生的累积效应。
此外，视觉研究还要注意刺激强度的变化是属于明视还是暗视阶段，刺激的投射点是在视网膜的中央凹还是边缘。
（三）因变量
总之，视觉实验的因变量要能达到灵敏反应视觉过程或现象的程度，实验者必须很仔细地设计实验，严格地把握好自变量、控制变量和因变量。

第二节 视觉研究中的墓本实验
一、视觉适应的研究
视觉适应一般涉及“暗适应”和“明适应”。
（一）暗适应
当我们走进电影院，最初什么也看不见，需经过一段时间才逐渐适应，并能区分周围物体的轮廓。这种对低亮度环境的感受性缓慢提高的过程，称为暗适应（dark adaptation）。
关于暗适应机制的解释，主要是化学反应说。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。
克劳福德表述视紫红质的化合过程是： ？ 在光刺激时，视紫红质发生了分解而退色，变为视黄质（视黄醛+蛋白质）。光刺激继续作用，视黄质再分解退色，变为视白质（维生素A+蛋白质）。
因此，眼睛受到的光刺激时间愈长，视紫红质分解就愈彻底，反之，暗适应时视紫红质循原路线重新合成的时间愈长，完成暗适应时间就较慢。
外界条件会影响暗适应过程。
影响暗适应的因素还与机体有关。例如，缺乏维生素A 会引起暗适应机制紊乱。
另外，年龄也是影响暗适应的因素，以30 岁为界，30 岁后暗适应的感受性就逐渐降低。
（二）明适应
人从暗处到亮处，眼睛大约经过一分钟就能适应，这是明适应（或亮适应）（light adaptation）。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。
眼睛适应光强度变化的范围很大，这个范围约达到13 个对数单位，大约要比最弱的绝对阈限的光强一万亿倍，见表6－7。在光适应过程中，眼睛首先通过调节瞳孔大小来适应光线刺激的强弱变化。光量的增加，瞳孔在3 至4 秒钟内就能迅速缩小以保护视网膜，免使过强光线对它的损伤。与此同时，视杆细胞作用转到视锥细胞作用。瞳孔的放大和缩小是调节的第一道关口，它的大小根据进入眼睛的光线强度的变化
但是仅仅凭借缩小了的瞳孔还无法适应高强度的光。研究者发现，在视网膜的外层还有许多黑色颗粒，它们是一些具有保护作用的物质，能减少直接作用于感光细胞的光能量。所以，遇上强光刺激，人们会保护性地闭上眼睛，或戴上太阳镜，使眼睛逐渐适应光照水平的变化。
(三)间视觉
间视觉是介于暗视觉和明视觉之间的一个视觉阶段。
研究者一般认为，当光亮达到10-3 烛光/平方米以上时，视锥细胞便被激发，这是间视觉的表现。间视的上限是视杆细胞的饱和，它随着视野（visual field）（指在眼不转头不摇的情形下目光所见及的广阔面）的大小而改变，但还不能真正地确定下来。现在的研究表明，间视阶段是视锥细胞和视杆细胞相互作用的阶段，不能简单地理解为两种细胞的简单混合。
二、视敏度（visual acuity）
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。视敏度通常以找出两个物体之间的最小间隔来表示，它受物体的网膜映象、照明等因素的制约。
（一）视角和网膜映象
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。
它与眼到物体的距离成反比。即距离增加，视敏度下降
（二）视敏度测定及其特征
医学界用视力表测定视敏度，它是以视角的倒数来表达的，其公式为：？
检查视敏度的方法有好几种。下面的图示列出了检查视敏度的几种常用的刺激项目，它们可分别测试受测者对物象的觉察（detection）、再认（recognition）、解象（resolution）和定位（localization）能力
医学上用的视力表属于认知测试，通常以5 米为标准观视距离。
（三）影响视敏度的若干因素
影响视敏度的因素除了物体大小和距离之外，主要还有：
1.不同亮度会影响视敏度 亮度增加，则视敏度增加，两者关系是对数关系。
2.物体与背景之间的对比度不同，视敏度将受到影响 当物体与背景之间的对比度加大时，则视敏度提高；反之，视敏度降低。
3.视网膜不同部位的视敏度也不同 因为锥体细胞对细节分辨起主要作用，所以，在视网膜中央凹处（即锥体细胞集中之处）视敏度最大。
4.视觉的适应影响视敏度 暗适应时眼睛的视敏度不如明适应时的视敏度高，这是因为视杆细胞与视锥细胞在功能上不同的结果。克雷克（Craik，1939）让被试者被适应有一定照明的空旷视野，然后转向另一视野，并要求被试者报告看到的是两条平行黑线还是一条黑线，结果发现，在眼睛适应的空旷视野和试验视野照明条件大致相同的水平时视敏度最高。
5.闪光盲会降低视敏度 在明适应的条件下，突然的强光刺激会暂时降低视敏度，这种现象称为闪光盲（flash blindness）。闪光盲持续的时间长短与闪光强度、曝光时间、照射的视网膜部位、目标大小、瞳孔和眼的适应状态都有关系。闪光盲也许是视觉功能的保护性抑制，但是过强的闪光可能造成永久性损伤。在不同的工作场合，闪光盲会危及机体安全或导致事故发生。
6.练习可以大大提高对目标物的视敏度。

三、闪光临界融合频率
一个间歇频率较低的光刺激作用于我们眼睛时，就会产生一种一亮一暗的闪烁感觉，随着光的刺激的间歇频率逐渐增大，闪烁现象就会消失。由粗闪变成细闪，当每分钟闪光的次数增加到一定程度时，人眼就不再感到是闪光而感到是一个完全稳定的或连续的光。这一现象称闪光的融合（flicker fusion）。
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台频率（critical flicker frequency，简称CFF）。闪光临界融合频率是人眼对光刺激时间分辨能力的指标，是物理
刺激与生理心理机能相互作用的结果，是受刺激的时空因素以及机体状态制约的感觉过程。不同人的CFF 的差异相当大，但一般人的临界频率为30～55赫，这个数据也告诉我们差异达一倍左右。
（一）测量闪光临界融台频率的方法
闪光临界融合频率最早是用制成扇形的圆盘在光源前旋转来测定的。顾名思义，称之为转盘闪烁方法（rotation disc flicker method）
转盘闪烁方法在测试时由被试者控制转速，旋转慢时，可以看到间断的闪光，但是达到一定速度就可以感到连续的光亮，即闪光临界融合频率。这种闪烁还可以测量闪光强度。用转盘闪烁方法测量CFF 的缺点是，由于光源来自外部，光源即使照射到黑的部分也会有光反射出来，因此，亮度控制较差，转速的频率测量有时也不太准确。
用现代的电子仪器，实验者可以随意呈现由不同电脉冲组成的刺激。这些刺激的波形可以是脉冲波、方波、正弦波、锯齿波和三角波等。通过改变电信号的波幅，就可以改变电信号对光信号进行调制时的图形亮度，改变电信号的周期就可以获得图形呈现的不同频率，改变电信号相位就可以改变图形中黑白部分的比例。
（二）影响闪光临界融合频率的因素
当其他条件相同时，若闪光临界融合频率越高，就表明眼睛对于时间上的明暗变化的分析能力越强；也可以说，对时间的视敏度越好。
影响闪光临界融合频率的因素很多，主要有以下几种：
1. 闪光临界融合频率随光相的强度增高而增高
闪光在时间和强度上可分为二相，一为暗相，一为光相。假如暗相强度为零，则闪光临界融合频率和光相强度的对数成正比，其数学式为：n=algI＋b 【n：闪光临界融合频率 I：光相的强度 a，b：参数】此式称为费里-波特律（Ferry－Porter law）。
只适合于中等强度，当光相的强度太大或太小，此公式就不适用了。闪光临界融合频率在低光强度时，可低至5Hz；在高强度时，可高至50～55Hz。
2. 刺激面积 小面积的闪光临界融合频率比大面积的闪光临界融合频率来得低。闪光临界融
合频率随闪光照射的区域面积的增大而增大。
二者也是有同样的对数关系：n＝ClgA＋ d 【A：面积 C，d：参数】
3.在视网膜中，杆体细胞和锥体细胞的闪光临界融合频率是不同的总的说来，当刺激区域小时，闪光临界融合频率在中央凹比边缘高，这表明锥状细胞比杆状细胞有较高的空间视觉敏度。
4.另外，一些附加刺激的作用，如声音、味觉、嗅觉等刺激都可以改变闪光临界融合频率。一些材料表明，年龄、疲劳、缺氧等因素都影响到闪光临界融合频率。 55 岁以上的人的闪光临界融合频率相对较低，视觉疲劳及缺氧也会降低闪光临界融合频率。

第三节颜色视觉
一、视觉的颜色现象
（一）颜色的基本特征
颜色可分为两大类：非彩色和彩色。非彩色是指从黑色到白色，由深浅不同的灰色组成的系列，这个系列的梯度可以用一条垂直线来表示，见图6－12。
非彩色系列是无色系列，基本特征主要是明度。非彩色系列各梯度色没有绝对的纯度指标，系列中的各梯度色的非彩色反射率代表物体的明度，反射率越高越接近白色；反射率越低，则越接近黑色。一般地说，白色表面的反射率达 80％左右，而黑色表面的反射率小于10％。
视觉感受一种颜色取决于三个特性，即亮度、色调和饱和度。亮度是彩色和非彩色所共有的属性，色调和饱和度是彩色独有的特征。
任何一种颜色都是由三者总效果的结果：
亮度（brightness）是指作用于物体的光线的反射系数，它同光能的强度密切有关。强度越大，反射系数越大，颜色就越亮，最后成白色；反之，强度越小，反射系数越小，颜色就越暗，最后成黑色。
色调（或色别）（hue）是由物体表面反射的光线中什么波长占优势所决定的。
饱和度（saturation）是色调的表现程度，它是指同一色调的两种颜色，哪一种含颜色较多或较少，它决定于物体所发射出来的光线中规定其色调的波长占多少优势。
实验证明：三个特征中若其中之一发生改变，颜色就起了变化。
在物体反射的光线中，占优势的光波波长决定颜色感觉，这是最本质的颜色属性。颜色的饱和度是指一个颜色的纯洁性，它取决于表面反射光波波长范围的大小，即光波的“纯度”。光谱上的各种颜色是最饱和的颜色。颜色中掺入白、灰或黑色越多，它就越不饱和。
颜色的三个基本特征，可用一个锥体来形象地表示这三个维度的关系。锥体内的各点表示色调，半径表示饱和度，纵轴表示明度。颜色锥体的垂直部分，表示单一色调在饱和度和明度上的区别，见图（6-12）。
光谱是按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的固定顺序排列的。这种不变的顺序可以解释波长的不同长度，红光的波长最长，而紫光波长最短。这种差别也可以说明这样的一个事实，红光比其他色彩的光的传递距离更远。
在我们的环境里物体能够显示颜色，这是因为它们吸收一些光线，反射另一些光线。例如，成熟的西红柿除了红色之外吸收所有的光线，它把红光波长反射给我们的眼睛。西红柿的藤蔓主要吸收红色、橙色和紫色射线，反射蓝色、黄色和大量的绿色射线，因此，呈现绿色。
物体的表面色彩随同它的视觉色彩形成一种综合色调，它保留在光束之中反射给我们的眼睛，这取决于物体吸收或消除某种波长的能力。
（二）颜色混合和混合定律
颜色混合（或混色）（color mixture）涉及两大法则，一是满足色光混合的加色法，二是符合颜色混合的减色法。导致这两种混合方向相反的原因主要是由于材料的物理属性不同。
1. 光谱中的色光混合是一种加色法
加色法（或相加混色）（additive mixture）的原色是红、绿、蓝，它们的波长分布属于可见光谱的两端和中部。
光谱中的每一种色光，都有另一种按比例与它混合得到一种白色的色光，它们都能在色环和色三角上找到大致的关系，这种关系构成了补色对。
加色法的结果可用简单的式子表示如下：
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、绿、蓝色称为基色，而青、紫、黄色分别称为它们的相应的补色，
2.用颜料、油漆等的混合配色是一种方法
它与色光混合不一样，例如混合黄色和蓝色是颜料吸收了一定波长的光线后所余下的光线的色调。减色法（或相减混色）（subtractive mixture）的三原色是黄、青、紫，它们是加色法三原色的补色（complementary color）。
彩色电视主要是应用加色法，即彩色光在显象管光屏上组合是相加混合的结果。而彩色电影的画面则由黄、青、品红三种影片染料按减色法处理构成的。得如下结果：黄色=白色-绿色 紫色=白色-红色 黄色+紫色=白色-蓝色-红色=绿色 紫色+青色=白色-绿色-红色=蓝色
相加混色和相减混色得出的明度也不一样，在加色法混合后产生的颜色其明度是增加的，等于其投射的光束的明度的总和；而在减色法中混合后得出的颜色，其明度是减少的。
3.混色定律
各混色光对视觉器官的作用是相加的过程，而且，遵循以下三条规律，即相加混色三定律。这三条定律具体内容是：
（1） 补色律（law of complementary colors）
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（law of intermediary）
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。
中间色的色彩取决于两者的比
中间色的饱和度一般是较低的，它的饱和度与两色之间在色圈上的距离成反比，与两色原来的饱和度成正比。
根据居间律的原理，我们只要确定出三种基本的颜色（即红、绿、蓝），逐一将其中两者进行混合，即可得出光谱上的各种颜色。
（3） 代替律（law of substitution）
代替律是一条很主要的定律，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。不同颜色混合后产生相同的颜色可以彼此相互代替。
3. 混合颜色的方法
（1）一种采用一套已知透光率的良好滤色片，透光率不同的滤色片可以得到光谱中各种单色，然后，把它们同时投射在不反光的白色屏幕或视网膜的同一部位上，这是一种方便又对精度没有什么影响的做法。
（2）另一种混合方法用色轮（见图 6－15）就可以。色轮（或混色轮）（color wheel）乃是一个由不同颜色扇形所组成的圆盘，套在旋转器的轴上，在转速超过闪光临界频率时（约30 转/秒），即产生一种均匀的混合色。混合色的性质决定于每种被混合的色纸显露部分的比例。但这种方法用颜色纸来配色，颜色纸反射的往往不是一种单色，因此，混合出来的颜色是很不饱和的。另外，用色轮混合时，混合色的亮度不像色光混合时的亮度相加，而是介于混合成分亮度的中间。除此之外，用色轮混色也是遵循颜色混合的三条规律。
（三）颜色视野和光谱敏感性
人眼注视外界景物，大约有近似2°的直径范围能获得最清晰的感觉，称为中央凹视觉（foveal visual）；
在中央视觉周围的区域只能获得模糊的视觉景象，这是边缘视觉（peripheral visual）；
人眼的中央凹视觉和边缘视觉用视野计（perimeter）能够准确地测量。
正常人双眼同时注视一景物时，为什么不同颜色有不同的视野呢？
这是由于视网膜的中央凹部位和边缘的结构不同。视网膜中央区能分别出各种颜色，由中央区向外周部分过渡，对颜色的分辨能力减弱，人眼感觉到的颜色的饱和度降低，最后直到色觉消失。通常，对于中等亮度的刺激，任何人的网膜边缘都看不到颜色，一切有颜色的物体在视网膜边缘区域呈现不同明暗的灰色。另外，视网膜中央部位有一层黄色素，它能降低光谱短波（如蓝色）的感受性。不同人种的黄色素的密度有所不同，并且黄色随年龄的增加而变化，年龄大的人水晶体（lens）变黄，黄色素增多，因此，不同年龄的人的颜色感受性会有所不同。在光亮处，等能光谱最亮的部分在556 毫微米（黄绿光带）处。逐渐减少光亮度，光谱颜色越来越暗，以至看不出颜色，全部光谱呈不同程度的灰色。随着环境亮度的逐步降低，光谱最亮部分向左移，最亮部分为510 毫微米（蓝绿光）处，而原来的红色部分则看不见了。所以在白天，黄绿色的物体显得最亮，而在黄昏时，蓝绿色显得较亮，红色不明显。这种现象称为浦肯野现象（Purkinje phenomenon）。这种现象只有当光照射视网膜边缘部分时才会出现。由此可见，中央凹视觉（视锥细胞）有辨色能力，边缘视觉（视杆细胞）不能辨色。浦肯野现象是在光线转暗时，色觉由视锥细胞向视杆细胞转移的结果。这就进一步解释了为什么颜色感受视野范围比较狭小

二、颜色的视觉现象
（一）颜色对比（color contrast）
颜色对比是两种不同的色光同时作用于视网膜的相邻区域，或者相继作用于视网膜的同一区域时，颜色视觉所发生的变化。前者是同时对比现象，后者是继时对比现象。
例如，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（simultaneous contrast）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（successive contrast）。
无论是同时对比还是继时对比，它们主要是色调对比。
颜色对比现象还有其他方面的表现，例如，同一种颜色在亮的背景上看起来不如在暗的背景上看起来亮些， 这是明度对比现象。依黑林（EwaldHering， 1834～1918）的看法，明度对比产生的现象是一个视网膜区的活动引起临近区域相反活动的结果。他仿用谢灵顿 （Sherrington，1897）“对比盘”（见图6－18）证明，当黑白盘的转速达到闪光临界融合频率时，黑白明度对比效果就提高了。然而，色彩明暗对比的程度有助于整体外表的有效表现，其道理是很清楚的。
（二）颜色适应
研究者通常把先看到的色光对后看到的色光的影响叫作色适应。
例如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。
我们用实验的方法来表征这种现象。
（1）以每秒钟一次的黄色小闪光投射在注视点上，观察者注视红色强光视野，待适应后再回头看原来的黄色闪光。开始闪光变成了绿色，经过一段时间后才逐渐增加了黄色的感觉成分，几分钟后，才完全恢复黄色闪光的感觉。这就是典型的颜色适应（vision adaptation）现象。
（2）黑尔森（Helson，1948）曾做过一系列颜色适应实验，其中有一项是这样的：实验在暗室进行，照明是红色的，几分钟适应后，实验者请被试者判断一套从黑到白的19 件标本，并要求他根据熟悉的评定标准为这些标本的色调、明度和饱和度作等级排列。结果，凡与墙背景的反射率相近的标本都被判断为红色，反射率愈高则被认为饱和度愈高。而比墙颜色深的标本被认为是绿色或蓝绿色，即红色照明的后象（注6-1）补色；反射率愈低，蓝绿色显得愈饱和。
（3）麦克洛（Mecollough，1965）的研究也证明了这一视觉现象。他首先把色适应与图形方位结合在一起研究，他发现在让眼睛交替适应蓝背景上的水平栅条和橙色背景上的垂直栅条之后，紧接着让被试看无色背景上的同样黑白栅条，被试者便把水平栅条看成橙色，
当一种强烈的色调和它最不相同的颜色——它的互补色（complementary color）结合时，就会附加上一系列的残留影象，这种增加的强度使人难以接受。这可以说明为什么我们的眼睛难以接受强烈的互补色的组合。
后象（afterimage）指刺激消失后而感觉暂留的现象。后象按性质不同而分为两种：
一为正后象（positive afterimage），其特征是刺激消失后所遗留的后象与原刺激的色彩或明度相似，仍有短暂光色的视觉现象留存即属之。
另一种为负后象（nega－tive afterimage），其特征是后象的明度与原刺激相反，而色彩与原刺激互补（见张春兴，1989）。一种或两种互补色减弱时，振动的感觉也会减少。
（三）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（或颜色恒常性）（color constancy）。

三、颜色的标定（colornotation）
（一）孟塞尔颜色系统（Munsell color system）
孟塞尔颜色系统是根据美国孟塞尔（Albert H.Munsell，1858～1918）提出的颜色排列方案标色的方法。它用色调、明度、饱和度的测量标度来标色，这三个量分别对应于主波长、
明度和强度（或纯度）。自1900 年，孟塞尔开始研究“色标测色法”，1915 年由美国出版的《孟塞尔颜色图谱》（Munsell Book of Color），就是孟塞尔长期研究的成果。
（二）光源与颜色标定
色温（color temperature）是表达一个光源颜色的方法。它是光源颜色的简称。色温并不是指颜色的温度，而是指什我们曾谈到形容颜色的词语并不能对颜色么样的物体加热到什么样的温度条件下，产生什么样的色光。
自发光体色，称光源色（color of light source）。光源色主要是由光源的光谱能量来决定的。光谱能量的分布与色温有关，色温高则能量分布偏于短波一端。
（三）标准色度系统
1.CIE 色度图
色度（chromaticness）是用三原色匹配可见光谱中各波长而产生某种颜色时的三原色比例系数。现代色度学采用国际照明委员会（InternationCommission on Illumination，简称ICI，后统一简称CIE）所规定的一套原理、数据和公式来测量颜色，这套系统称为CIE 标准色度系统。它是根据三原色原理，用红（R）、绿（G）、蓝（B）三色按不同比例来匹配任一颜色。

第四节 颜色的心理效应
一、色调的心理效应
（一）色调的冷暖感
由于人们对客观事物的某些联想作用，另外还根据对光的吸收与反射程度，而使不同的色调产生不同的冷暖感。
光谱中红色确实偏暖而蓝色偏冷。红色的波长较长，属远感色（或远色）（distant color），给人以温暖的感觉，故又称暖色（warm color）。蓝色和紫色波长较短，属近感色（或近色）（closed color），产生阴冷的感觉，故又称冷色（cool color）。
处于红色和紫色中间的色彩是绿色，因此它通常作为光谱中冷暖色调的分界点。偏于黄色侧的绿色，诸如苹果绿则比偏于蓝色的一侧的绿色要偏暖.
一般说来，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。在判断或组合色彩时，了解色彩的特征是十分重要的。
（二）色调的情感
色调和感情或情绪相联系。人们常常用颜色来表示某种心态。
（三）色调的环境心理效应

二、明度的心理效应
明度为一种颜色的明暗程度，它取决于吸收或反射光线的总体比例。白色物体可以吸收不到10％的光线，而黑色物体则可以吸收95％以上的光线。
（一）明度和谐的心理效应
相同明度的临近色彩之间的界限是模糊难于分辨的。因此，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，而差别较大的明度则产生严格的清晰的界限。明度对比可以把我们的眼睛从明度相等的单调图案中解放出来。
（二）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，这就是为什么明色和黑色组合、暗色和白色组合对比似乎显得更亮的原因。
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。
明度和色调是决定柔软和坚硬的重要条件。低明度高彩度的颜色产生强的感觉，高明度低彩度的颜色有弱的感觉。
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。

本章摘要
1.特定的光刺激人眼而引起视觉。光是一种电磁波，引起人类视觉的电磁波称为可见光谱。可见光谱的波长范围大约是380 毫微米到780 毫微米之间。
2.光的单位名目繁多，与实验心理学关系密切的有：光强度、光照度、光亮度、光通量、反射系数等。
3.在视觉研究中，对于自变量、控制变量和因变量的精心考虑是十分重要的。
4.在微光条件下，视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适应。从暗处到亮处，眼睛大约经过一分钟就能适应，这是明适应。
5.视敏度是指分辨物体细节的能力，是人眼正确分辨物体的最小维度。用视力表测定视敏度，它以视角的倒数来表示。
6.闪光临界融合频率是一个亮暗交替的光刺激，其交替速度正好达到被人感觉为闪光和稳定光之间的频率。闪光临界融合频率与刺激的物理特性和被试的生理心理因素有关。
7.视觉感受一种颜色取决于三个基本特征：即亮度、色调和饱和度。任
何一种颜色都是三者的总合的结果。
8.光谱中的色光混合是一种加色法，加色法的原色是红、绿、蓝，它们分属于可见光谱的两端和中部。用颜料、油漆等的混合配色是减色法。减色法的三原色是黄、青、紫，它们是加色法三原色的补色。
9.色光的混合遵循三条件定律，即补色律，居间律和代替律。
10.人眼注视外界景物，大约有近似2°的直径范围能获得最清晰的感觉，称为中央凹视觉。在中央凹视觉周围的区域只能获得模糊的视觉景象，这是边缘视觉。人眼的中央视觉和边缘视觉用视野计能够准确地测量。
11.颜色对比是两种不同的色光同时作用于视网膜的相邻区域，或者相继作用于视网膜的同一区域时，颜色视觉所发生的变化。前者是同时对比，后者是继时对比。
12.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。
13.现代色度学系采用国际照明委员会所规定的一套原理、数据和公式来测量颜色，这套系统称为CIE 标准色度系统。它是根据三原色原理，用红、绿、蓝三色的不同比例匹配成任何一种颜色。
14.颜色不仅与人的视觉有关，而且可以影响人的情绪和行为，还可影响人的工作效率。

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