第 四 章 视觉的基本功能 章海军 张冬仙 （20 11. 09. 21 ）

1. 第四章 视觉的基本功能 章海军 张冬仙 （2011. 09. 21）

2. 光子动量？ 4.1视觉的光刺激  瞳孔直径：1.5～8mm, 平均2.5～4mm 调节照度，像质？  视觉的基本刺激（光刺激） 光波长：可见光 nm。 红外，可见，紫外。 光速度： 30 万 km/s。 光能量：  380～780 E ＝ h

3. 什么光子（红外或紫外）的能量大？ 为什么用红外灯而不是紫外灯取暖？ 为什么紫外光容易损伤皮肤和眼睛？

4. 什么是人眼不安全的激光？ 功率大于1 mW 的激光是人眼不安全的！ 波长0.38～1.4 m 范围内的激光是人眼不安全的！

5. 0 相 对 视 亮 度 V － 1 － 2 中国人 CIE －3 波长（nm） 700 600 400 500 光谱相对视亮度 (相对光谱效率)曲线 CIE＝The International Commission on Illumination

6. 光强度或光亮度（mL） 中午太阳表面 108 ～ 1010损伤 白炽灯丝 105 ～ 107 日光下的白纸 102 ～ 104 明视 舒适的阅读 10 1 间视 月光下的白纸 10－3～ 10－1 星光下的白纸 10－5～ 10－4 暗视 绝对刺激阈 10－6 E ＝  Ld2/ (4f2) 主观亮度：视网膜上的照度

7. 4.2空间辨别能力 觉察与分辨 觉 察：辨认目标是否存在。 分 辨：区分目标的细节。 觉察 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 分辨 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术 视觉及其应用技术

8. 觉察不等于分辨 

9. 觉察与分辨

10. 觉察不等于分辨 

11. 觉察不等于分辨 

12. 分辨必须先觉 察

13. 视敏度 分辨率：眼睛能分辨出两个邻近 物体的能力。 极限分辨角：眼睛能分辨两点的 最小视角。  (以分为单位)的人眼极限 分辨角的倒数。 V＝ 1 / (分) 视敏度： ＝ 视力

14. 视敏度1分视角＝视力1.0, 分辨70m h

16. 瞳孔直径：d ＝ 3 mm 光波长： ＝ 560 nm  ＝ 1.22 /d ＝ 1.22×0.56/(3×103) ＝ 45” 1 分 极限分辨角的计算 光学衍射极限：＝ 1.22 /d ，约1 分 视锥细胞直径：2～4 m，也约 1 分 视觉光学系统与视觉生理系统高度统一 ! 也与物理学统一 ！

17. 14/47 6倍于人类

18. 人眼视敏度1分 放大镜倍数？

19. 视觉的拓展－放大600倍

20. 1600倍

21. SEM图 1 万倍 32 20/58

22.  空间辨别阈 最小觉察阈：能辨认出点或线存在的最小尺寸 白底黑点30” 黑底白点10” 白底黑线4” 黑底白线0.5” 在地球上看星星 ？ 星星直径远小于10’’ 在月球上看 长城？ 长城线宽远小于4’’

23. 科学家确认从太空肉眼看不到长城 根据人眼视觉原理和视觉分辨率，科学家认为，即使长城的宽度达到10米，常人可识别长城的最远距离约36公里，视觉分辨率高的侦察员大概可远在62公里处识别长城。这些距离都远远低 于一般公认的太空高度，何况长城宽度一般都小于5米。 　　针对“黑夜看明灯”的类似说法，科学家认为，长城属砖土结构，不是发光体，也不是强反射体，与周围背景的反差不会太大，且宽度、高度都有限，不会有太大的阴影和投影。宇航员在升空或降落过程中距长城不远的瞬间也许能看到长城。但这个瞬间 太短暂，宇航员也不能分心，不可能看清。 　　专家在分析欧洲空间局5月公布的卫星图像后认为，欧空局认定的“长城”实际上是一条山沟，“大运河”则是密云水库的主要支流——白河。由于该图像显然未经过精几何校正等应用处理，存在地形起伏产生的投影差，色调层次也不够丰富清晰，导致长城 影像难于辨别。

26. 双眼能够分辨300 公里远处90米大小的物体或者10米远处 3毫米大小的物体。

27. 潘钦旭 李 娜 孙雪晴张跃骞 苗文彦 张思逸 方 源 朱雨霁 潘冠红 王偲羽 陈 贤 卢子良 傅 诚 申俊飞 辛晨光 李晓彬 罗 根 贺 涛 徐子函 龚 宇 李翘楚 黄 怡 李 可 邓柏寒 张鹤群 郝雅文 翟其彦 杨 朔 刘 斌 杜凯凯 魏婉亭 巴 聪 周江宁 熊秋阳 陈立骏 王未来 丁宁宁 王云立 钱 炜 潘伊莎 诸波尔 蔡中舟 张 翀 李 杭 钱皓亮 应泽春 楼琦勇 马骁勇 李雪松 阮骥立 李佳蓓 子 菲 孙云乐 王 旭 李步参 刘云帆 何振垒 陈 涵 郭康晋 潘 威 迟克群 蔡现宇 苏 芮 桂 超 张阅川 刘婉熙 李昆厚 熊 雯 林 晟 严嘉汉  最小认知阈：认知图形或字母时的最小视角 约30～40” E C  潘钦旭 李 娜 孙雪晴 张跃骞 苗文彦 张思翼 方 源 朱雨霁 潘冠宏 王偲羽 陈 贤 卢子良 傅 诚 申俊飞 辛晨光 李晓彬 罗 根 贺 涛 徐子涵 龚 宇 李翘楚 黄 怡 李 可 邓柏寒 张鹤群 郝雅文 翟其彦 杨 硕 刘 斌 杜凯凯 魏婉婷 巴 聪 周江宁 熊秋阳 陈立骏 王未未 丁宁宁 王云立 钱 炜 潘伊莎 诸波尔 蔡中舟 张 翀 李 杭 钱浩亮 应泽春 楼琦勇 马骁勇 李雪松 阮骥立 李佳蓓 子 菲 孙云乐 王 旭 李步骖 刘云帆 何振磊 陈 涵 郭康晋 潘 威 迟克群 蔡现宇 苏 瑞 桂 超 张阅川 刘婉熙 李坤厚 熊 雯 林 晟 严嘉汉

28. 潘钦旭 李 娜 孙雪晴 张跃骞 苗文彦 张思翼 方 源 朱雨霁 潘冠宏 王偲羽 陈 贤 卢子良 傅 诚 申俊飞 辛晨光 李晓彬 罗 根 贺 涛 徐子涵 龚 宇 李翘楚 黄 怡 李 可 邓柏寒 张鹤群 郝雅文 翟其彦 杨 硕 刘 斌 杜凯凯 魏婉婷 巴 聪 周江宁 熊秋阳 陈立骏 王未未 丁宁宁 王云立 钱 炜 潘伊莎 诸波尔 蔡中舟 张 翀 李 杭 钱浩亮 应泽春 楼琦勇 马骁勇 李雪松 阮骥立 李佳蓓 子 菲 孙云乐 王 旭 李步骖 刘云帆 何振磊 陈 涵 郭康晋 潘 威 迟克群 蔡现宇 苏 瑞 桂 超 张阅川 刘婉熙 李坤厚 熊 雯 林 晟 严嘉汉

29.  最小认知阈与语言、文字、教育程度等 密切相关。 你好，谢谢！ 你好，谢谢！ Thank You Very Much！ Thank You Very Much！ どうも ありがとうございます どうも ありがとうございます Bonjour, Merci Bonjour, Merci Guten Tag! Guten Tag! ﺺﺷﺵﺳﺲﺷﺸﺿﻁﻅﻝﻔﻕﻒﻐﻠﻺﻸﮒמּﭘﭖﺚﺶ ﺺﺷﺵﺿﻸﮒמּﻁﻅ ﺷﺸ ﻝﻔﻕﻒﻐ ﺳﺲﻠﻺﭘﭖﺚﺶ ﺵﺿﻸﮒﻕﻅﻒﻐﺸ

30. 视觉的认知—与教育程度密切相关，基本可认知视觉的认知—与教育程度密切相关，基本可认知

31. 视觉的认知—与教育程度密切相关，非常难认知视觉的认知—与教育程度密切相关，非常难认知

33. 最小分离阈：能分辨两点或两线的最小间隔。最小分离阈：能分辨两点或两线的最小间隔。 约20～30”。 最小差别阈：最小符合阈，能感知的最小错位。 约2 ～ 4”。 最小分离阈 最小差别阈

34. 最小差别（符合）阈的应用实例 30/58

35. 最小差别（符合）阈的应用实例

36. 4.3时间辨别能力 视觉对不同时间频率的光刺激的感知：闪光、闪烁、连续。 感觉闪光： 8 ～ 10 Hz 感觉闪烁：10 ～ 16 Hz 感觉连续：20 ～ 50Hz 感觉恒定： 50 Hz 以上 视觉暂留(残留)时间： 24 幅/秒24 Hz。  测 试 35/59

37. 测试图案测试图案测试图案测试图案测试图案

39. 4.4明视、暗视与间视 明视觉：亮度范围 1 mL ～107 mL， 视锥细胞 分辨颜色和细节。 暗视觉：亮度范围 10－6mL ～1 mL， 视杆细胞 不能分辨颜色与细节。 间 视：明视与暗视之间的过渡视觉。 （700 万个） （1.2 亿个） 35/58

40. 暗适应：在黑暗中, 由明视觉向暗视觉过渡的过程。 较慢 完全暗适应需45分钟。隧道 明适应：在明亮处, 由暗视觉向明视觉过渡的过程。 较快 瞬间完成， 完全明适应仅需2分钟。

41. 暗适应

42. 暗适应

43. 暗适应

44. 基于暗适应原理的隧道口光照设计

45. 不符合暗适应原理的隧道口光照设计

46. 明适应 炫光 40/58

47. 明适应

48. 基于明适应原理的隧道口光照设计

49. 不符合明适应原理的隧道口光照设计

50. 4.5眼球运动 355/113 周围世界的立体角：4  人眼中央凹的视角：120<< 4  解决之道：眼球运动 （＋头部运动＋身体转动） 眼球运动的目的 注视：使视轴（中央凹）对准目标， 辐辏：双眼视轴向内集合，  补偿：眼球的反射性运动，保持视线稳定。