人眼視覺特性HVS

1、人眼視覺特性(HVS)人眼視覺特征人眼視覺特征(一)人眼近似于一個光學(xué)系統(tǒng)，但它不是一般意義上的光學(xué)系統(tǒng)，還遇到神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)理。人眼觀察圖像時能夠用以下幾個方面的反響及特征：(1)從空間頻次域來看，人眼是一個低通型線性系統(tǒng)，分辨光景的能力是有限的。因?yàn)橥子?必定的幾何尺寸和必定的光學(xué)像差，視覺細(xì)胞有必定的大小，所以人眼的分辨率不行能是無M的，HVS對太高的頻次不敏感。(2)人眼對亮度的響應(yīng)擁有對數(shù)非線性性質(zhì)，以達(dá)到其亮度的動向范圍。因?yàn)槿搜蹖α炼软憫?yīng) 的這類非線性，在均勻亮度大的地區(qū)，人眼對灰度偏差不敏感。(3)人眼對亮度信號的空間分辨率大于對色度信號的空間分辨率。(4)因?yàn)槿搜凼苌窠?jīng)系統(tǒng)的

2、調(diào)理，從空間頻次的角度來說，人眼又擁有帶通性線性系統(tǒng)的特征。由信號剖析的理論可知，人眼視覺系統(tǒng)對信號進(jìn)行加權(quán)乞降運(yùn)算，相當(dāng)于使信號經(jīng)過一個帶通濾 波器，結(jié)果會令人眼產(chǎn)生一種邊沿加強(qiáng)感覺一一側(cè)克制效應(yīng)。(5)圖像的邊沿信息對視覺很重要，特別是邊沿的地點(diǎn)信息。人眼簡單感覺到邊沿的地點(diǎn)變化，而關(guān)于邊沿的灰度偏差，人眼其實(shí)不敏感。(6)人眼的視覺掩飾效應(yīng)是一種局部效應(yīng)，受背景照度、紋理復(fù)雜性和信號頻次的影響。擁有 不一樣局部特征的地區(qū)，在保證不被人眼察覺的前提下，同意改變的信號強(qiáng)度不一樣。人眼的視覺特征是一個多信道(Multichannel)模型?；蛟S說，它擁有多頻信道分解特征(Mutifrequen

3、cy channel decompositon )。比如，對人眼給定一個較長時間的光刺激后，其刺激敏捷度對相同的刺激就降低，但對其余不一樣頻次段的刺激敏捷變卻不受影響(此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃屓搜廴ゲ炜床灰粯涌臻g頻次的正弦光柵來證明)。視覺模型有多種，比如神經(jīng)元模型，黑白模型以及彩色視覺模型等等， 分別反響了人眼視覺的不一樣特征。Campbell和Robosn由此假定人眼的視網(wǎng)膜上存在很多獨(dú)立的線性帶通濾波器，使圖像分解成不一樣頻次段，并且不一樣頻次段的帶寬很窄。視覺生理學(xué)的進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，這些濾波器的頻帶寬度是倍頻遞加的，換句話說，視網(wǎng)膜中的圖像分解成莫些頻次段，它們在對數(shù)尺度上是等寬度的。視覺生理學(xué)

4、的這些特色，也被我們對事物的察看所證明。一幅分辨率低的景色照，我們可能只好分辨出它的大概輪廓；提升分辨率的結(jié)果，使我們有可能分辨出它所包含的房子、樹木、湖泊等內(nèi)容；進(jìn)一步提升分辨率，使我們能分辨出樹葉的形狀。不一樣分辨率能夠刻畫出圖像細(xì)節(jié)的不一樣結(jié)構(gòu)。人眼在可見光譜范圍內(nèi)的視覺敏捷度是不均勻的，它隨波長的變化而變化。1 / 15人眼視覺特性(HVS)人眼視覺特征色覺向度光波擁有三種能夠M化的物理學(xué)向度，那就是波長波幅和純度。所謂純度是指同一束光所含光波的種類數(shù)。 假如該束光只含有一種光波，即為同質(zhì)光。 若含兩種以上的光波，就稱為異質(zhì)光或多彩光。當(dāng)人眼睛的視網(wǎng)膜遇到光的刺激時，所惹起的色覺經(jīng)驗(yàn)擁

5、有三種心理性向度，即色彩亮度和飽和度。色彩之不一樣，取決于光的波長，而亮度的高低則與光的波幅成正比，但也與光的波長有關(guān)。在白日，波長 550nm左右的光最亮，而在夜晚，波長 510nm左右的光最亮飽和度是指顏色的 純度。其飽和度越大，其色彩越嬌艷，反之，越昏暗。人眼對光譜的敏捷度在人眼的視網(wǎng)膜上有兩種視覺細(xì)胞，即錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞。錐狀細(xì)胞不只好夠接受色彩的刺激，還能夠感覺亮度的刺激。所以，在白日書畫光下，人眼能夠同時辨別彩色與非彩色的物體，但到了夜間或暗處，錐狀細(xì)胞即失掉感光作用，視覺功能由桿狀細(xì)胞代替.此時，人眼便沒法感覺彩色，僅能鑒別白色和灰色。明視覺暗視覺與中介視覺明視覺在環(huán)境亮度大于

6、10cd.m2時，視覺完好由錐狀細(xì)胞起作用，最的的視覺響應(yīng)在光譜藍(lán)綠區(qū)間的555nm處，在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特征稱為明視覺。暗視覺在環(huán)境亮度低于10-2cd.m-2時，錐狀細(xì)胞失掉感光作用，視覺功能由桿狀細(xì)胞代替，人眼失掉感覺彩 色的能力，僅能鑒別白色和灰色 .在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特征稱為暗視覺 .中介視覺當(dāng)光景的亮度增添到10-2cd.m-2以上時，除光明度增添外，還能夠發(fā)現(xiàn)三個效應(yīng)。第一，中心凹的察 覺開始變得和邊沿部分的察覺相同簡單。其次，能夠感覺到顏色，開始時弱，后來加強(qiáng)。第三，跟著亮度的變化，錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞對視覺的作用也隨之發(fā)生變化。2 / 15人眼視覺特性(HVS)人眼

7、視覺特征明適應(yīng)暗適應(yīng)和比視感度明適應(yīng)人由暗處走到亮處時的視覺適應(yīng)過程，稱為明適應(yīng)。 當(dāng)人由暗處走到亮處時，人眼一時沒法辨認(rèn)清物體，需要大概一分鐘的調(diào)整適應(yīng)時間，其調(diào)整過程分為三個階段：(1)瞳孔減小，減少光芒的進(jìn)入。(2)錐狀細(xì)胞敏感度漸漸增添。(3)桿狀細(xì)胞敏感度快速降低。暗適應(yīng)人由亮處走到暗處時的視覺適應(yīng)過程，稱為暗適應(yīng)。當(dāng)人由亮處走到暗處時，人眼一時沒法辨識物體，需要大概三十分鐘的調(diào)整適應(yīng)時間，其調(diào)整過程也分為三個階段：(1)瞳孔放大，增添光芒的進(jìn)入。(2)錐狀細(xì)胞敏感度減弱，感光度漸漸增添。(3)桿狀細(xì)胞敏感度快速增添，以代替錐狀細(xì)胞，擔(dān)負(fù)視覺功能。比視感度可見光的波長約在380至78

8、0 nm之間，此中黃綠色對人眼的視覺感度最高，設(shè)定為100%,則波長為480nm的藍(lán)色光和波長為650nm的紅色光的比視感度就只有 0.1左右了，所以這兩種光的視覺感度較差。所以，在汽車防霧燈和道路照明中采納能發(fā)出黃綠光的光源，為的就是增添人眼的視覺感度來提升照光明度，從而保證安全行車。3 / 15人眼視覺特性(HVS)人眼視覺特征400 S00600實(shí)臉表明：視敏涵數(shù)的曲線的最大值位于5 5 5 nm處當(dāng)光線微弱向左偏移最大值為5 o 7nm 處，兩者相方近$ e nm,人麗里當(dāng)于帶通濾 波器，這就表明人眼對亮度變化比較敏感.視敏函數(shù)曲線4 0 05 Q 06 0 Q篦長三鐘犍狀編照的相時構(gòu)

9、的時數(shù)曲線人眼對于航光8WHR見威妝要比紅光和螺出任的U1一條曲線的穌曲比為R ； G* B=0. 5 4： 0 . 5 7 51 0. 0 5 3 1前光放入 3 0 簫).一冬的 線有相因一部處是第叁的.正常視條件叫人里得利的是 書的分段四泡 明 不能材他制備口的軟值火，”f米.太麻橄據(jù)二者的比例.期知七內(nèi)門汽 臂和他和憧.而二者的和決定光的葛亮度.相對視敏度4 / 15人眼視覺特性(HVS)人眼視覺特征人眼視覺特征(二)作者：lymex轉(zhuǎn)自：牧夫天文論壇一、導(dǎo)言人眼是人身體中最重要的感覺器官，特別完美、精良和不行思議，是生命長久進(jìn)化到高級形式的必定產(chǎn)物。 在人感覺的外界信息中，有90%以

10、上是經(jīng)過眼睛獲取的。我們每日在用自己的眼睛，好多與視覺有關(guān)的事情屢見不鮮，常常對其特征反而不認(rèn)識，或許自認(rèn)為很簡單的知識或問題，但實(shí)質(zhì)上存在誤會。 在天文觀察中， 認(rèn)識自己的眼睛， 特別是認(rèn)識人眼的暗光特征，會更好的進(jìn)行觀察。人眼的特征主要取決于人眼的結(jié)構(gòu)，包含光芒怎樣匯聚、怎樣檢測和視覺信號怎樣傳導(dǎo)。此 外，神經(jīng)系統(tǒng)的特征特別是人腦對視覺信息的辦理過程也起著必定的作用。本文多次用到亮度的觀點(diǎn)，這在上一期 夜空亮度 一文中有詳盡的定義和描繪，這里再簡單介紹一下。 亮度是光度學(xué)觀點(diǎn)，是描繪物體表面明暗程度的。亮度觀點(diǎn)與照度、發(fā)光強(qiáng)度、 光通亮是分別不一樣的光度學(xué)觀點(diǎn)， 單位也不一樣。 亮度的單位

11、是尼特。 這個觀點(diǎn)就像能M、 功率和重力都是 不一樣的觀點(diǎn)相同。一個 40W的日光燈，照耀在距離其下邊 2米遠(yuǎn)的白紙上，白紙的亮度大概為 25尼 特。獵六座大星云 M42的中心部分， 大概是0.02尼特。滿月表面是3000尼特，木星表面是800尼特。 滿月照耀下的白紙為0.05尼特。二、人眼的結(jié)構(gòu)人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一架攝像機(jī)或照相機(jī)。前面，是由角膜、品狀體、前房后房、玻璃體所共同構(gòu)成的具備鏡頭功能的組合，把物體發(fā)出的光芒聚焦到后邊的相當(dāng)與膠卷的用于檢測光芒的視網(wǎng)膜上。角膜，為向來徑 11mm的透明膜，鑲嵌于鞏膜前面圓孔內(nèi)，此中央部的曲率半徑為8mm,周邊部比較平展。角膜的屈光指數(shù)為1.376,為

12、眼球的主要曲光媒質(zhì)。品狀體，為一形似雙凸面鏡的透明組織，由小帶纖維懸掛于瞳孔后邊，睫狀肌縮短時小帶松弛，品狀體依靠其自己的彈性而變厚，前后表面的曲度增添，整體屈光度增添，利于看清近處物體，稱為調(diào)理。在角膜和水晶體之間為虹膜，中間開有一個能夠自動控制大小的孔，讓適合的光芒進(jìn)來，稱 為瞳孔。前房、后房。前房為角膜后邊、虹膜和晶狀體前面的縫隙，充滿著房水。后房為位于虹膜后邊、 睫狀體、品狀體周邊部之間的縫隙，也充滿著房水。 房水的主要功能是保持眼內(nèi)壓，并保持品狀體的代謝。玻璃體，為一透明膠樣組織，充填于視網(wǎng)膜內(nèi)的空間。占眼球4/5的容積。擁有保護(hù)視網(wǎng)膜、緩沖震動的功能。5 / 15人眼視覺特性（HV

13、S）人眼視覺特征視網(wǎng)膜是靠近黑的深紅色，反光很弱，其上邊充滿感光細(xì)胞。正對眼球中心有一個宜徑約2mm的黃色地區(qū)（折合 6度視角），稱為黃斑。黃斑中心有一小凹，稱為中央凹，面積約1平方毫米。視網(wǎng)膜上有兩種感光細(xì)胞，一種叫做視錐細(xì)胞，另一種叫做視桿細(xì)胞，均以它們表面的形狀命名。一只眼睛里面大概分別有7百萬視錐細(xì)胞和1億兩千萬視桿細(xì)胞。視錐細(xì)胞是像一個玉米的 錐形，尖向外，只對較強(qiáng)的光敏感，起碼有分別感覺紅、綠、藍(lán)三種顏色的視錐細(xì)胞存在，所以能夠感知顏色； 視桿細(xì)胞只有一種， 所以沒有顏色感覺， 但敏捷度特別高， 能夠看到特別暗的物體。視錐細(xì)胞在黃斑里面特別集中，特別是在中央凹里面最為密集，是產(chǎn)生最

14、清楚視覺的地方。視桿細(xì)胞恰幸虧黃斑里面最少，除此以外散布的比較均勻，距離中心1020度的范圍內(nèi)相對集中些。人眼前面等效與一個比較理想的鏡頭，其焦距為17mm （物方）和 23mm （像方），相對光圈為23mm ,也相當(dāng)為f/2.1f/8.4 （對應(yīng)2mm8mm的瞳孔大?。?。眼球前后宜徑與像方焦距相同, 于+43D曲光度。三、人眼的特征1、權(quán)衡人眼分辨力的參數(shù)：視力與望遠(yuǎn)鏡的分辨力近似，視力表示人眼能夠分辨兩個距離很近物體的能力。往常采納蘭道爾環(huán)，以下圖，在5m遠(yuǎn)處察看宜徑為7.5mm、環(huán)粗和張口均為1.5mm的環(huán)，此時該張口形成 1角分的角度，假如恰好能夠分辨，則視力為1.0o若恰好能夠辨別比

15、這大一倍的環(huán)，則視力為0.5。也叫中心視力。凝視點(diǎn)對應(yīng)偏離中心2度的角度，則視2、分辨本事往常我們所說的人眼的視力，是指在光明環(huán)境下，凝視點(diǎn)的視力,人眼的黃斑， 是人眼視覺細(xì)胞最密集的地方，所以也是視力最好的地方。力降落為1/2,偏離中心10度，則降落為1/10。這是因?yàn)?，關(guān)于光明物體，主假如視錐細(xì)胞在起作用，而視錐細(xì)胞主要集中在大概半徑為3度的黃斑里面，外邊散布比較稀罕，所以分辨本事不好，在偏離中心 20度的角度時， 視力不還到0.1。右圖表示視力是怎樣隨角度而變化的，是在亮度為5尼特時的標(biāo)準(zhǔn)特征。 只管周邊視力不好， 但關(guān)于運(yùn)動物體和閃耀特別敏感。 比如，宜接察看日光 燈管的一端，不會看到

16、50Hz的閃耀，而用余光察看，一般能夠看到閃耀。在比較黑暗的地址，比如在亮度為0.01尼特的狀況下，視錐細(xì)胞就不再起作用，只好是散布廣而相對稀少的視桿細(xì)胞起作用，所以人眼的分辨能力大為降落，中心黃斑部分視力降落到 0.05,反而不如黃斑以外（因?yàn)橹行狞S斑幾乎沒有視桿細(xì)胞），非黃斑地區(qū)視力基本不變，最好視力在黃斑邊沿鄰近，大概偏離中心15度左右，為0.1。這時的視力， 稱為暗視覺。 但因?yàn)橐晽U細(xì)胞只有一6 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征種，所以是分辨不出物體顏色的，所以我們察看星云時（具表面亮度大多在0.01尼特以下），看不出顏色。有關(guān)視力與亮度之間的關(guān)系，是漸漸變化的，見本文革的第

17、四部分。人眼的這個視覺曲線，是與感覺細(xì)胞的密度宜接有關(guān)的，換句話說，視力曲線上的莫一點(diǎn)與視網(wǎng)膜上相應(yīng)的感覺細(xì)胞的密度有換算關(guān)系。從此外一個角度來看，因?yàn)樵?尼特的亮度狀況下人的瞳孔宜徑約為 2.5mm ,所以，依據(jù)瑞利判據(jù)，其理論分辨力為140/2.5=56角秒，這與人眼中心的最正確視力是特別般配的?？墒?若光芒變暗， 瞳孔宜徑會變大， 只管理論分辨能力也會提升，但人目光學(xué)系統(tǒng)不是理想系統(tǒng)，像差會隨光圈的增大而加大，可是恰好人眼的后部感覺細(xì)胞在這個時候分辨能力也隨之降落，所以感覺不到這樣的像差。這一奇妙的配合，是眼睛在長久進(jìn)化的過程中適應(yīng)的。3、視覺角度人的眼同時能夠看到前面物體的角度，稱為視

18、角。從小到大擺列，共有5小類：A、單眼視角。一只眼睛，看正前面，眼球不行轉(zhuǎn)動，頭向前面不行動。則（以右眼為例）上 邊可見50度，下邊70度，左側(cè)60度，右側(cè)100度。B、同上，但頭能夠動。這樣，能夠比較完好的表現(xiàn)眼球的視覺范圍而把眼框、鼻子的遮擋去 掉。其結(jié)果是，上邊可見55度，下邊75度，左側(cè)60度，右側(cè)100度。奇異的是，左右角度沒有變化。C、同A但為雙眼視角。則上下角度相同（共 120度），左右分別為100度（共200度）。D、同B但為雙眼視角。則上下角度相同（共 130度），左右分別為 100度（共200度）。E、單眼 視角，眼球能夠轉(zhuǎn)動，但頭不行動。則（以右眼為例）上邊可見 70 度

19、，下邊80度，左側(cè)65度， 右側(cè)115度。F、雙眼視角。 同上但為雙眼， 則上下相同 （共150度），左右分別為115度（共230度）。G、 凝視視角。雙眼，頭不行動，眼球能夠轉(zhuǎn)動，視覺中心能夠抵達(dá)的范圍。上邊40度，下邊50度，左右各55度在這些視角中，C代表不經(jīng)意能夠見到的最大范圍，用于作為動物本能的“防備”；F代表頭不動時能夠察覺到的最大范圍，用于動物本能的“攻擊”。4、視覺曲線人眼的視覺曲線是指關(guān)于不一樣波長（不一樣顏色）的光，主觀亮度的相對值曲線。如右圖，右側(cè)的曲線稱為明視覺曲線，是在光明的環(huán)境下（5尼特）的光譜響應(yīng)。能夠看出，人眼最敏捷的點(diǎn)是在555毫微米的黃綠色光。關(guān)于 475毫

20、微米的藍(lán)色光和650毫微米的橙紅色光，需要 10倍的強(qiáng)度才能惹 起與這黃綠色光相同的亮度感覺，而關(guān)于685毫微米的紅色光，敏捷度就更降落到1%了。左側(cè)的曲線，被稱7 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征為暗視覺曲線，是在0.001尼特以下的亮度下測定的。能夠看出， 峰值已經(jīng)轉(zhuǎn)移到510毫微米的綠色光，相應(yīng)10%敏捷度的點(diǎn)分別為420毫微米和585毫微米。這是桿狀細(xì)胞在起作用。四、人眼視覺特征與各樣外界條件的關(guān)系1、視力與亮度的關(guān)系視力跟著被觀察物體的亮度變化是特別明顯的。圖為亮度與視力關(guān)系曲線，橫軸為亮度（尼特）3000尼特，視力都在隨亮度而上漲。并且，從在一般狀況下， 視力隨亮度的增添

21、而提升。右,縱軸為白地黑圈蘭道爾環(huán)顧力。能夠看出，宜到0.1至300尼特的亮度范圍內(nèi)，視力與亮度的對數(shù)成正比（宜線關(guān)系），這切合韋伯 -費(fèi)希納定律。我們常常在看渺小物體時要走到窗前就是這個道理。這也說明，晚間看書寫字時，保持必定的照明是特別必需的，防止因?yàn)榱炼冉档投瞧鸬囊暳ο?降，從而一定把書籍移近眼睛才能看清楚，這樣時間長了就會致使近視。從圖上也能夠看到，在0.01尼特以下的亮度，人眼的視力將變得很差。不幸的是，大部分星云的表面亮度都小于0.01尼特，在這類狀況下人的視力只有大概0.14,即只好分辨出 7角分（而不是平時所說的1角分）的需要大的口徑，以便在保持亮度的基礎(chǔ)上有必定的放大倍數(shù),

22、物體。所以，我們在宜接察看星云時, 才能觀察到細(xì)節(jié)。把兩個不一樣亮度的物體相臨的放在一同,2、反差對照辨別與亮度的關(guān)系為了劃分它們的不一樣，其亮度應(yīng)當(dāng)有必定的差異，小8 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征于這個差異，就劃分不出來。當(dāng)亮度大于1尼特時，只需有1.5%或更小的亮度差異，人眼就能夠分辨出來。在0.1尼特時，需要5%的差異才能分辨，在0.01尼特時，需要10%的差異，在1毫尼特時，需要25%的差異，而0.1毫尼特就需要60%的差異了。 到了最極限的狀況，就是一個全黑的物體和一個 30微尼特的物體，人眼剛才能夠分辨，所以，這30微尼特也就成為人眼絕對敏捷度的一種表示方法。3、視力

23、與察看時間的關(guān)系視覺并不是是一瞬時的事情，為了清楚的看見物體，需要有必定的時間。與相機(jī)相同， 假如露光時間不夠，則視力降落。一般來講，越亮的物體，就能夠曝光時間越短。5尼特亮度的物體，起碼需要1/10秒才能達(dá)到1.0的視力，曝光1/25秒只好達(dá)到一半的視力，而1/50的曝光視力只有0.1。關(guān)于暗物體，一般需要成反比的加大曝光時間才能夠分辨。4、視力與明暗適應(yīng)的關(guān)系我們都有過從亮處忽然進(jìn)入暗處而看不就任何東西的經(jīng)歷（比如，電影已經(jīng)開演后才進(jìn)入電影院內(nèi)）。這說明，人眼需要必定的時間的暗適應(yīng)后才能看清暗物體，稱為暗適應(yīng)。人眼的暗適應(yīng)分三種，一個是瞳孔放大，是個相對照較的反應(yīng)。從2mm放大到5mm很快

24、，但進(jìn)一步散大需要長一點(diǎn)的時間。第二是視錐細(xì)胞的適應(yīng)，中等速度， 需要在5分鐘的時間才能達(dá)到大概0.1尼特的感覺下限。最后是視桿細(xì)胞的適應(yīng)，速度最慢，需要長達(dá)25分鐘才能達(dá)到或靠近30微尼特的感覺下限。另一方面，是從暗處抵達(dá)亮處的明適應(yīng)。只管人眼感覺不舒暢，但會在很快的時間（1分種之內(nèi)）恢還本來的不敏捷狀態(tài)?？墒?，經(jīng)過長久（幾日）不見光的環(huán)境后，人眼高度敏捷，宜接忽然裸露在強(qiáng)光下會造成永遠(yuǎn)性損害。所以，從無光的山洞里走出來的人，需要逐漸見光才能夠，不然將造成眼睛永遠(yuǎn)性損害。5、色彩感覺與亮度的關(guān)系因?yàn)槿搜蹖ι实母杏X要依靠與三鐘分別感知藍(lán)、綠、紅色光的視錐細(xì)胞，而視錐細(xì)胞的敏捷度比較低，所以造

25、成人眼在低亮度物體下失掉顏色感覺的天生缺點(diǎn)。在 1尼特以上，人眼能夠簡單的辨 識顏色，而亮度降落到 0.1尼特時，已經(jīng)靠近視錐細(xì)胞的最低敏捷度，開始對亮度失掉感覺，降落到0.01尼特時，主假如對顏色沒有感覺的單色桿狀細(xì)胞在起感覺作用，就基本上沒有顏色感 覺了。所以，我們看到的天空中的星云，都是沒有顏色的。9 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征6、人眼對亮度的適應(yīng)人的眼睛能夠適應(yīng)的最高亮度，大概為 3000尼特。這個數(shù)值，是與白每日空的亮度以及陽光下比 較深色物體的亮度（如士地、 植物）是相切合的，也是人類在地球上生計(jì)所一定的。超出這個亮度,人眼就不知所措，長時間裸露在高亮度的環(huán)境下會對

26、眼睛造成損害。比如，爬山運(yùn)動員在有雪的高峰上必定要帶上深色眼鏡，不然高海拔太陽本來就特別激烈，再加上白雪的反射， 會令人很快患上雪盲。本來地球地面的反光是比較弱的，不論是原始的黑士地， 仍是綠色植物， 但此刻在城市里的好多人造物體常常違犯這個規(guī)律，比如大面積的淡色的地石專、光明的建筑物玻璃幕墻。因此，夏季長時間尸外活動也應(yīng)準(zhǔn)備一副墨鏡，以便保護(hù)自己的眼睛，不受強(qiáng)光的刺激， 以便在夜晚觀察時保持高度的敏捷。五、誤區(qū)1、人眼是個理想的光學(xué)系統(tǒng)人眼的光學(xué)系統(tǒng)其實(shí)很簡單，并不是是理想系統(tǒng)，主要表此刻以下幾個方面：A、色差。人眼是有色差的。之所以很難鑒別優(yōu)秀差，是因?yàn)閍）人眼焦距小，所以色差相對??；b）

27、人眼相對光圈小，特別是高亮度的狀況下，所以色差難于察看出來；c）人眼最主要的感覺地區(qū)一黃斑宜徑相對很小，只利用像的中心一小部分。而邊沿即使有色差，人眼的分辨能力也不夠，所以感覺不出來；d）大腦對色差有賠償作用。其實(shí)，從人眼的簡單結(jié)構(gòu)就能夠看出，色差是不行防止的。 人眼在進(jìn)行手術(shù)后，仍舊能夠保證沒有色差，并不是是自調(diào)理作用很強(qiáng)，而是主假如因?yàn)槿搜鄣慕Y(jié)構(gòu)造成本來對色差就不敏感。B、調(diào)焦范圍不夠。主要指近視、遠(yuǎn)視。C、光學(xué)質(zhì)量有問題（主要指散光）。10 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征人眼視覺特征（三）人眼的視覺特征1、在一般狀況下，若有兩種光譜成分不一樣的光，只需三種光敏細(xì)胞對它們的感覺

28、相同，則主 觀彩色感覺（包含亮度和色度）就相同。2、格拉斯曼定律一復(fù)合光的亮度等于各光重M的亮度之和。3、人眼的視覺范圍有必定的限度，明暗感覺是相對的。4、韋伯-費(fèi)赫涅爾定律一亮度感覺與亮度 L的對數(shù)成線性關(guān)系。5、一方面，重現(xiàn)光景的亮度無需等于實(shí)質(zhì)光景的亮度，而只需保持兩者的最大亮度與最小亮 度的比值不變；另一方面，人眼不可以察覺的亮度差異，在重現(xiàn)光景時也無需精準(zhǔn)復(fù)制出來。6、人眼分辨光景細(xì)節(jié)有一極限值，對彩色細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)比對亮度細(xì)節(jié)分辨力低。7、視覺的空間頻次響應(yīng)擁有低通濾波器性質(zhì)。8、人眼存在視覺惰性一電影、電視放映的生理基礎(chǔ)。臨界閃耀頻次取決于亮度、亮度變化幅度、觀看距離等。11

29、/ 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征人眼的亮度感覺.人眼的光明感覺光也是一種電磁輻射，人眼對780380納米之間電磁波的刺激有光明的感覺，故波長在這個范圍內(nèi)的電磁波稱為可見光。.人眼的彩色感覺人眼對780380納米之間的光還有彩色感覺，詳細(xì)如圖1-1所示.人眼的視敏特征人眼對380780納米內(nèi)不一樣波長的光擁有不一樣的敏感程度，稱為人眼的視敏特征。權(quán)衡描繪人眼視敏特征的物理M為視敏函數(shù)和相對視敏函數(shù)。1）視敏函數(shù)在相同亮度感覺的條件下，不一樣波長上光輻射功率圾曜*的倒數(shù)能夠用來權(quán)衡人眼對各波長光光明感覺的敏感程度。稱I麻第衿%瓊）為視敏函數(shù)。2）相對視敏函數(shù)實(shí)驗(yàn)表示，人眼對波長為555納

30、米的光最敏感，所以把隨意波長的光的視敏函數(shù)|粳手與最大視敏函數(shù)值K（555）對比的比值稱為相對視敏函數(shù),人眼亮度感覺的特征描繪人眼對光明差其他感覺特征。3上，司（坎德拉/平方米）。1亡嫄前至ij U明量級。打淡2|,而暗視覺的感覺范圍為千分之幾.亮度光源或反射面的光明程度，亮度的單位為.亮度視覺的范圍人眼總的感光范圍極其寬廣，明視覺的亮度感覺范圍為G二9 21E麗到幾個。.光明感覺的特色1）人眼的主觀亮度感覺與四周環(huán)境亮度有關(guān)。2）主觀亮度感覺 S與亮度值B的對數(shù)成比率關(guān)系:12 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征3）主觀亮度感覺是心理M而不是物理M,故其單位是以實(shí)驗(yàn)得出的變化級數(shù)（S

31、）來表征的。實(shí)驗(yàn)表示，在不一樣的亮度遍向nB值下，人眼能察覺明小亮度變化E一一一|是定值。B 大，也大；3tnniasB小， 也小，可是 /B的值是大概相同的。將可察覺的最小相對亮度變化/B稱為對照度敏捷度閾，用 標(biāo)志，具值往常在0.0050.05之間。人眼的亮度感覺并不是決定于絕對亮度變化，而是決定于相對亮度變化。故重現(xiàn)光景的亮度無rii須等于實(shí)質(zhì)光景的亮度，而只需保持最大亮度與最小亮度之比值相同，就能給人以真切感。.對照度和亮度層次1）對照度藥恒h指光源或發(fā)光面的最普蝶位與最小亮度之比值。30: 1。用下式表示：。外界光景的對照度不超出100: 1,顯象管圖像的對照度為實(shí)質(zhì)觀看圖象時，具對

32、照度會遇到環(huán)境光的影響而降落，圖像實(shí)質(zhì)的對照度為:O2）亮度層次觀一度層用!畫面|濟(jì)亮度和最小亮度之間可分辨的亮度級差數(shù),也稱為灰度層次，用n林志， 。亮度層次是圖像質(zhì)M的重要參數(shù)。亮度層次多，圖像顯得明暗層次豐富，輕柔細(xì)膩； 反之，亮度層次少，圖像會顯得單一僵硬。3）亮度感覺亮度視覺范圍：人眼能夠感覺到的亮度范圍。這個范圍很大，可達(dá)109: 1。人眼總的視覺范圍很寬，但不可以在同一時間感覺這么大的亮度范圍。當(dāng)均勻亮度適中時，亮度范圍為1000: 1;平均亮度較高或較低時亮度范圍只有10: 1;往常狀況下為 100: 1 ;電影銀幕亮度范圍大概為100：1 ;顯像管亮度范圍約為30: 1。人眼對光景亮度的主觀感覺不單取決于光景實(shí)質(zhì)亮度值，并且還與四周環(huán)境的均勻亮度有關(guān)。人眼的明暗感覺是相對的，在不一樣環(huán)境亮度下，對同一亮度的主觀感覺會不一樣。13 / 15人眼視覺特性（HVS）人眼視覺特征三、人眼的視覺惰性和閃耀感覺描繪人眼對光明變化連續(xù)性感覺的特征。.視覺惰性當(dāng)有光脈沖刺激人眼時， 視覺的成立和消逝都需要必定的過程，即擁有必定的惰性。 光源消