第五章視覺和聽覺

第五章視覺與聽覺視覺系統(tǒng)視覺的基本功能顏色視覺聽覺系統(tǒng)響度與音高量表空間聽覺1一、視覺系統(tǒng)眼睛視神經(jīng)通路與大腦神經(jīng)細胞的感受野特征覺察器（featuredetectors）視覺系統(tǒng)中只對視野內(nèi)確定位置上有一定特征的刺激形式產(chǎn)生最大反應(yīng)的某些特殊神經(jīng)元，又稱特征檢測器。

2二、視覺的基本功能（一）視覺的感受性光譜感受性暗適應(yīng)和光適應(yīng)（二）空間辨別（三）時間辨別（四）客體的識別與定位：焦點系統(tǒng)與周圍系統(tǒng)3（一）視覺的感受性

1、光譜感受性光的物理特性及其心理感受波長：色調(diào)振幅（光強，能量）：明度純度（成分）：飽和度41、光譜感受性（1）人眼不能看到所有的光線。人眼的適宜刺激，即可見光的波長范圍大約是400nm（紫色）——700nm（紅色）。人眼視網(wǎng)膜有兩種感光細胞錐體細胞：明視覺桿體細胞：暗視覺51、光譜感受性（2）明視覺暗視覺感受器錐體細胞桿體細胞視網(wǎng)膜位置集中在中央凹網(wǎng)膜邊緣功能上的亮度水平白天日光黑夜光線最敏感的波峰555nm507nm顏色視覺有無暗適應(yīng)快，約5分鐘慢，約30分鐘空間分辨高敏度，光感受性低低敏度，光感受性高表5.1明視覺（錐體）與暗視覺（桿體）的特性6人眼對不同波長光線的感受性是不同的：覺察不同的光波所需的光強不同71、光譜感受性（3）Purkinje效應(yīng)J.E.Purkinje1825年發(fā)現(xiàn)，在日光下看起來明度相等的紅花和藍花，到了黃昏時，即光度變?nèi)鯐r，兩種花的色調(diào)都變淡了，但藍花看起來卻比紅花顯得亮些。這種現(xiàn)象，即當(dāng)照度降低，使錐體視覺轉(zhuǎn)換到桿體視覺時，眼睛對光譜短波部分感受性提高的效應(yīng)叫做Purkinje效應(yīng)（荊其誠，1987）。82、暗適應(yīng)與光適應(yīng)（1）暗適應(yīng)（darkadaptation）在黑暗中視覺感受性逐漸提高的過程明適應(yīng)（lightadaptation）在光亮中視覺感受性很快下降的過程92、暗適應(yīng)與光適應(yīng)（2）05101520253035345678暗適應(yīng)時間（分鐘）閾限的對數(shù)值圖5-15

在暗適應(yīng)過程中視覺閾限的變化測量暗適應(yīng)10（二）空間辨別眼睛的空間辨別能力即視銳度（視敏度）（visualacuity）是指分辨物體輪廓和物體細節(jié)的能力，表現(xiàn)為覺察目標(biāo)刺激的存在以及辨別物體細節(jié)的準(zhǔn)確性。視角（visualangle）：離眼睛一定距離的物體的大小與眼睛形成的張角。11在一定的空間范圍，眼睛能分辨物體的視角越小，視覺敏銳度就越良好。121、覺察覺察（detection）不要求區(qū)分物體各部分的細節(jié)，只要求發(fā)現(xiàn)對象的存在。在暗背景上覺察明亮的物體主要決定于物體的亮度，而不完全決定于物體的大小。人們覺察明亮背景上的暗物體的能力是很強的，這種覺察主要取決于視網(wǎng)膜上刺激物的投影與其周圍的亮度差別，所以，在明亮背景上覺察暗物體，主要是對比的辨別。132、定位、解像與識別定位（localization）是覺察兩根線是否連續(xù)或彼此有些錯位的能力。解像（resolution）是知覺某一模式具體元素之間分離的能力。識別（recognition）是確認(rèn)物體及細節(jié)的能力。14（三）時間辨別在某種條件下，閃爍的燈光可能會被知覺為連續(xù)的。物理上閃爍的光在主觀上引起的感覺介于閃爍與穩(wěn)定之間時的頻率叫做臨界閃光頻率（criticalflickerfrequency），或臨界融合頻率（criticalfusionfrequency），簡寫為CFF。151、CFF的測量轉(zhuǎn)盤閃爍法數(shù)字式亮點閃爍儀測到的CFF越高，被試對光刺激的時間辨別力越好162、影響CFF的因素光強與CFF閃光照射區(qū)域面積與CFF視網(wǎng)膜位置與CFF17（四）客體的識別與定位：焦點系統(tǒng)與周圍系統(tǒng)焦點系統(tǒng)（focalsystem，又稱what通路）主管客體的識別與再認(rèn)，這就是膝狀體-紋狀體視覺系統(tǒng)（geniculo-striatevisualsystem），它包括視網(wǎng)膜中央凹在內(nèi)的中心區(qū)、外側(cè)膝狀體和初級視皮層區(qū)（紋狀體）；周圍系統(tǒng)（ambientsystem，又稱where通路）主管客體的定位，這就是視網(wǎng)膜背蓋視覺系統(tǒng)（retinotectalvisualsystem），它包括視網(wǎng)膜的中央凹區(qū)域以及邊緣區(qū)域、上丘和外紋狀體。18三、顏色視覺顏色是人類環(huán)境的一個普遍特色。顏色加強了物體表面的對比，促進了客體的覺察與區(qū)分，為再認(rèn)客體提供了清楚的線索。19（一）顏色的明度、色調(diào)和飽和度顏色的明度與其物理刺激光波強度-亮度相對應(yīng)。顏色的色調(diào)與其物理刺激的光波波長相對應(yīng)。顏色的飽和度與其物理刺激的光波的純度相對應(yīng)。20（二）顏色混合加法的顏色混合（additivecolormixture）光譜中的色光混合是加色法：紅色+綠色=黃色紅色+藍色=紫色藍色+綠色=青色紅色+藍色+綠色=白色21減法的顏色混合（subtractivecolormixture）顏料、油漆等的混合配色是減色法黃色=白色-綠色紫色=白色-紅色黃色+紫色=白色-藍色-紅色=綠色紫色+青色=白色-綠色-紅色+藍色熟悉性和過去經(jīng)驗對外觀顏色的作用被歸結(jié)為記憶色（memorycolor）。22（三）顏色理論三色理論（trichromaticreceptortheory，又稱楊-赫爾姆霍茨理論：Young-Helmholtztheory）存在三種錐體細胞分別對紅色光、綠色光和藍色光最敏感，這些感受器引起興奮過程的相互作用，便產(chǎn)生各種不同的顏色感覺。如紅光照射到視網(wǎng)膜上，紅色感受器興奮最大，綠色感受器興奮較小，而藍色感受器興奮更小，這樣就產(chǎn)生紅色感覺。當(dāng)紅光與綠光同時作用于視網(wǎng)膜，紅色感受器與綠色感受器興奮最大，因而就產(chǎn)生黃色感覺。如果三個感受器都處在同樣興奮水平時，便產(chǎn)生白色感覺。23三色理論可以很好地解釋顏色混合現(xiàn)象及顏色后象難以解釋色盲現(xiàn)象：例如紅綠色盲能看見黃色，而按三色說，黃是由紅綠混合而成的，因此紅綠色盲應(yīng)該看不見黃色，這很矛盾。這個學(xué)說對顏色在神經(jīng)通路中如何傳遞和編碼也沒有清楚地說明。24Hering對立機制理論（opponent-processtheory）（又稱四色理論）(1)視覺系統(tǒng)中有三種感受器，即紅—綠、黃—藍、白—黑。

(2)在各感受器(或稱機制中引起頡抗的反應(yīng))哪一方反應(yīng)大，即成為最終的反應(yīng)。如：紅光刺激使紅綠色素分解，產(chǎn)生“紅”的感覺；綠光刺激使紅綠色素合成產(chǎn)生綠色感覺三種視素的對立過程的組合產(chǎn)生各種顏色感覺和各種顏色混合現(xiàn)象。25近代電生理研究確實發(fā)現(xiàn)，在光的神經(jīng)傳導(dǎo)通路中，存在著這種頡抗反應(yīng)。黑靈的學(xué)說能夠解釋紅綠色盲產(chǎn)生黃色感覺的現(xiàn)象，但對于三原色能產(chǎn)生光譜一切顏色這一現(xiàn)象不能給予很好的解釋。26僅僅由黑白刺激也可以產(chǎn)生顏色感覺，人們稱之為主觀顏色（subjectivecolor）。2728聽覺聽覺系統(tǒng)聽覺的物理刺激和心理感受聽覺掩蔽聽覺定位29一、聽覺系統(tǒng)耳的結(jié)構(gòu)外耳中耳內(nèi)耳耳廓外耳道鼓膜鼓室聽小骨半規(guī)管前庭耳蝸30二、聽覺的物理刺激和心理感受聽覺是個體對聲波的心理反映頻率——音高振幅（強度）——響度（音強）波形——音色311、頻率——音高頻率：聲波每秒震動的次數(shù)音高：人對聲波頻率的心理反映人耳可以受到的聲波的適宜頻率：16-20000Hz頻率越快，聽到的聲音越高，但并非線性關(guān)系32心理上的音高主要與頻率有關(guān)，但并不完全由頻率決定，也受刺激強度的影響。對于同一聲音刺激的音高感知，不同個體之間有較大的個體差異33頻率：Hz，音高：Mel，并規(guī)定，40dB時，頻率為1000Hz的純音的音高為1000Mel音高與頻率之間的關(guān)系可用音高量表方法：感覺等距法；二分法，多分法34振幅（強度）影響音高聲音的頻率不是決定音高的唯一因素。很多研究發(fā)現(xiàn)音高也在一個輕微的程度上依賴于聲音刺激的強度中等頻率范圍1000一至3000Hz，強度對音高沒有什么影響，在低頻增加強度時，音高隨之降低：在高頻，增加強度后音高隨之升高。352、振幅——響度響度主要是由聲波的強度(振幅)所決定的心理量，反映了刺激的強烈程度。其單位是sone。響度主要是聲壓的函數(shù)36頻率影響音強（響度）響度不但隨聲波的物理強度變化，同時也隨著聲音的頻率變化。規(guī)定：1000Hz的純音其強度為40分貝時所產(chǎn)生的響度叫做1sone刺激的強度增加量相同時，不同頻率下響度的增加量卻不同。37●●●38響度和響度級的概念不同，二者都表示對響度的測量。響度表示一個聲音有多響。響度級是，當(dāng)人們聽到一個聲音比另一個聲音響時，其響度的等級是多少。響度級規(guī)定：某一聲波（不管其聲壓級如何）與1000Hz聲壓級是70分貝的純音同樣響時，該聲波的響度級就被認(rèn)為是70Phon。0分貝則是響度零級。393、波形——音色音色是聲波的主觀屬性據(jù)聲波的類型可分為純音和復(fù)合音兩類：純音：波形成正弦波的聲音復(fù)合音：由不同頻率和振幅的純音相混合而成的音樂音：具有周期性的振動，給人以舒適的感覺，組成它的各純音的頻率之間是整倍數(shù)的關(guān)系。噪音：具有非周期性的特征，組成它的各純音的頻率之間沒有整倍數(shù)的關(guān)系。白噪音：功率譜密度在整個頻域內(nèi)均勻分布的噪聲，是一種包含和人類聽覺（通常從20到20kHz）的范圍里面的頻率一樣的聲音。40三、聽覺掩蔽聽覺掩蔽是兩個