2022醫(yī)學課件人眼視覺與顏色

1、顏色人眼構造視覺特性顏色分析第一頁，共二十二頁。人眼構造成像原理略cf:照相機光接受細胞錐細胞：6M7M個，分辨率高，顏色敏感，適亮視覺photopic vision桿細胞：75M150M個，分辨率低，亮度敏感，適暗視覺(scotopic vision)中央凹：黃斑區(qū)，主要分布為錐細胞第二頁，共二十二頁。視覺特性分辨力適應性比照效應亮度視覺顏色視覺第三頁，共二十二頁。分辨力概念：區(qū)分兩個發(fā)光點的能力用兩個點的視角單位為分的倒數(shù)定義。與背景亮度、被觀察物體速度、顏色等有關背景亮度與被觀察物體亮度接近，分辨力下降對彩色的分辯力比亮度的分辯力差例：假設設對黑色的分辯力為1，那么黑紅為0.9，綠藍為0

2、.19第四頁，共二十二頁。眼的適應性可以感覺高達106的亮度范圍暗適應人從高亮環(huán)境到暗環(huán)境需要幾分鐘才能恢復視覺亮適應人從暗環(huán)境到高亮環(huán)境很快就能恢復視覺局部適應比照適應第五頁，共二十二頁。比照效應由適應性引起亮度比照效應彩色飽和度比照效應彩色色調比照效應面積比照效應馬赫效應可見閾值視覺惰性第六頁，共二十二頁。亮度比照效應對亮度的判別與周圍環(huán)境、照度本身有關可區(qū)分閾值：主觀上可以識別的最小亮度差L研究發(fā)現(xiàn)L不但與L有關，與背景亮度也有關比照靈敏度： L/L比照靈敏度動態(tài)范圍在以L0為中心的2.2個對數(shù)亮度單位，比L0高或低1.5個單位給人以最白或者最黑的感覺第七頁，共二十二頁。彩色飽和度比照效

3、應相同面積、色度與亮度的兩個紅色區(qū)域被兩個亮度相同的灰色和紅色包圍會獲得不同的色飽和度感覺，紅色背景包圍的區(qū)域飽和度較低第八頁，共二十二頁。彩色色調比照效應相同面積、色度與亮度的兩個桔紅色區(qū)域被兩個黃和紅色包圍會獲得不同的色調感覺紅色背景包圍的區(qū)域桔紅色色調偏黃黃色背景包圍的區(qū)域桔紅色色調偏紅第九頁，共二十二頁。面積比照效應相同色度與亮度的不同相同面積兩個彩色區(qū)域，面積大的給人以亮度和飽和度都強一些的感覺。第十頁，共二十二頁。馬赫效應在觀察亮度發(fā)生階躍時，視覺上會感到邊緣的亮側更亮，暗側更暗，邊緣增強作用輪廓效應第十一頁，共二十二頁。可見度閾值指正好可以被看到的干擾值。低于該閾值的干擾是觀察不

4、出的。一個亮度變化很大的邊緣，閾值會增加第十二頁，共二十二頁。視覺惰性人眼的亮度感覺不會隨物體亮度消失而立即消失。在過渡時間里感覺按指數(shù)規(guī)律逐漸減小。將多幀連續(xù)的靜態(tài)圖像序列以高于24幀每秒的速度播放，就得到動態(tài)圖像。第十三頁，共二十二頁。亮度視覺主觀亮度與光亮度不同，與人眼得到的照度成對數(shù)關系還與眼睛適應狀態(tài)、比照效應、曝光視覺有關主觀亮度：人的視覺系統(tǒng)感知的亮度亮度：觀察者所見到物體外表反射光強的量度，與物體外表到觀察者距離無關照度：光源對物體輻射的一種量度，與光源到物體外表的距離有關第十四頁，共二十二頁。亮度視覺人眼能適應的總的亮度范圍很大，但并不能同時在這么大的范圍工作在一定條件下，一

5、個視覺系統(tǒng)當前的敏感度叫做亮度適應級人眼在某時刻能感受的主觀亮度范圍以該適應級為中心的一個小范圍，大大低于人眼能適應的總的亮度范圍。注意：對不同波長的光，主觀亮度不同第十五頁，共二十二頁。灰度視覺非彩色視覺當眼睛接受到的光包含所有波長的可見光信號且其強度大致相等時，表現(xiàn)為非彩色非彩色的光源為白光物體反射投射的非彩色光可能表現(xiàn)為黑色、白色和不同程度的灰色白光照射下，物體反射率80%看上去為白色， 3%看上去為黑色，中間的反射率得到深淺不同的灰色。該反射率對所有波長相等為了方便，取反射光強度在01之間，0對應黑色，1對應白色，中間值對應灰色第十六頁，共二十二頁。彩色視覺眼睛感受到的光信號中各波長的

6、光占任意比例且均不相同，那么形成彩色光顏色是人眼感受光后形成的主觀感覺！光本身是沒有顏色的。顏色的客觀因素：1、光源中各種光波長的分布2、物體本身的物理性質例：紅色物體在綠光照射下成黑色第十七頁，共二十二頁。顏色分析在心理生物學上：顏色由色彩、色飽和度、明度三者決定色彩：顏色的名稱。CIE定義：某區(qū)域呈現(xiàn)類似紅色、黃色、綠色、藍色或其中任意兩種組合后所生成顏色的視覺感應色飽和度：單色光混入白光的度量。CIE定義：某個區(qū)域相對其明亮程度所呈現(xiàn)的顏色感。單色光色飽和度100%,參加白光下降，非彩色光色飽和度為0%明度：非彩色光的光強CIE定義：對某個區(qū)域發(fā)射光強弱的視覺感應注：CIE:國際照明協(xié)會

7、，關于顏色的國際標準化組織第十八頁，共二十二頁。顏色分析心理物理學：顏色由主波長、色純和亮度決定主波長：能量集中的某個波長上，該波長為主波長單一波長的電磁能產生的顏色為單色色純：由主波長能量E1和白光能量E2的相對大小決定，相當與單色光參加白光當E2=0時，色純?yōu)?00%,光為單色光；當E2=E1時，色純?yōu)?%,光為白色光；亮度：單位面積上受到的光強。亮度與光能成正比第十九頁，共二十二頁。原色系統(tǒng)加色系統(tǒng)紅、綠、藍RGB加色系統(tǒng)用于光源模型減色系統(tǒng)青、品紅、黃CMY減色系統(tǒng)用于反射或折射模型兩種系統(tǒng)中的顏色互為補色某顏色的補色：指在白光中減去該顏色后得到的顏色第二十頁，共二十二頁。原色系統(tǒng)紅綠藍黃品紅青白品紅黃青紅藍綠黑RGB加色系統(tǒng)CMY減色系統(tǒng)第二十一頁，共二十二頁。內容總結顏色。人從高亮環(huán)境到暗環(huán)境需要幾分鐘才能恢復視覺。人從暗環(huán)境到高亮環(huán)境很快就能恢復視覺。比照靈敏度： L/L。主觀亮度與光亮度不同，與人眼得到的照度成對數(shù)關系。亮度：觀察者所見到物體外表反射光強的