實(shí)驗(yàn)心理學(xué)視覺實(shí)驗(yàn),OK2

1.1視覺的適宜刺激可見光譜光與視覺：能引起視覺刺激的電磁波，就是光?？梢姽獾牟ㄩL大約為380–760納米。只占整個電磁波范圍的1/70。1當(dāng)前第1頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)光的種類根據(jù)來源自然光，如日光及日光的反射光；人造光，燈光，燭光等由人造光源產(chǎn)生的光。根據(jù)成分：單色光，由單一波長組成的光；復(fù)合光，由兩種以上波長組成的光波組成的光。2當(dāng)前第2頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)單色光的獲得途徑三棱鏡分解（分離，選其一）；濾光片過濾（玻璃片或塑料片，吸收一部分，透過一部分）；單色儀；應(yīng)用有色表面的反射。3當(dāng)前第3頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)單色光的度量：SIE單位制（國際單位制）1．光通量（∮）：光源在單位時間內(nèi)向各個方向發(fā)出的光能量。單位：流明（lm），光強(qiáng)度為1燭光的點(diǎn)光源在單位立體角度發(fā)射的光通量。2．光強(qiáng)度（I）：光源在給定的方向上，在單位立體角中發(fā)射的光通量。單位：坎德拉（cd），指燃燒某種特定規(guī)格的蠟燭（黑體）后產(chǎn)生的光強(qiáng)度。1坎德拉表示在單位立體角內(nèi)輻射出1流明的光通亮。4當(dāng)前第4頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)單色光的度量：SIE單位制（國際單位制）3．光照度（E）：光源照射到單位面積上的光通量。計(jì)算公式為：E=∮/A（∮為光通量，A是表面積）。單位：勒克司（lx），表示1流明的光通量均勻分布在1米2

表面上所產(chǎn)生的光照。4．光亮度（L）：指一個發(fā)光表面的明亮程度，也即從一個表面反射出來的光亮。亮度與照度的關(guān)系為：L=ρ?E（L為亮度，ρ為反射系數(shù)，E為照度）單位：尼特，是指光強(qiáng)度為1坎德拉的光均勻分布在

1米2表面上產(chǎn)生的明亮程度。反射系數(shù)（ρ）：指某表面反射的流明數(shù)與入射到該表面的流明數(shù)之比。公式為：ρ=某表面的反射的流明數(shù)/入射到某表面的流明數(shù)5當(dāng)前第5頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)光強(qiáng)度（I）：光源在給定的方向上，在單位立體角中發(fā)射的光通量光照度（E）：光源照射到單位面積上的光通量光亮度（L）：指一個發(fā)光表面的明亮程度，也即從一個表面反射出來的光亮光通量（∮）：光源在單位時間內(nèi)向各個方向發(fā)出的光能量C：光源的燭光數(shù)L：亮度R：反射系數(shù)E：照度D：光源到屏幕的距離當(dāng)前第6頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)研究舉例

電子顯示器設(shè)計(jì)中屏幕背景亮度與對比度對視覺作業(yè)績效的影響三種背景光強(qiáng)：20cd/m2,30cd/m2,40cd/m2；七種對比度：3:1,5:1,7:1,9:1,11:1,13:1,15:1。要求被試在規(guī)定時間內(nèi)搜尋由26個字母隨機(jī)組合的字符中的特定字母并要求被試在實(shí)驗(yàn)后對各種變量條件的字符顯示質(zhì)量作出主觀評價。結(jié)果：背景亮度不同，最佳對比度也不同；低端對比度作業(yè)績效隨背景亮度增大而提高；高端對比度績效隨屏幕背景亮度增大而降低。7當(dāng)前第7頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)測量工具——光度計(jì)測量發(fā)光強(qiáng)度、光通量、照度、與亮度的儀器通稱為光度計(jì)?；狙b置：一切光度計(jì)都利用人的視覺或光電管來比較一個已知的“標(biāo)準(zhǔn)光源”和“未知的待測光源”。圖中S1為標(biāo)準(zhǔn)光源,其發(fā)光強(qiáng)度為I1，待測光源為S2，其發(fā)光強(qiáng)度為I2，在S1和S2之間有一視屏，r1和r2分別為標(biāo)準(zhǔn)光源和未知光源距視屏的距離。8當(dāng)前第8頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)測定方法變化標(biāo)準(zhǔn)光源的距離（r1），使之與未知光源做視覺匹配，在眼睛覺得視野兩側(cè)的亮度看來相等時即停止移動。根據(jù)照度第一定律：照度是同光源的發(fā)光強(qiáng)度成正比，同被照射面到光源的距離的平方成反比。E1=I1/r12

，E2=I2/r22

；根據(jù)視覺匹配：E1=E2

即：I1/r12=I2/r22

若標(biāo)準(zhǔn)光的強(qiáng)度不變，標(biāo)準(zhǔn)光與視屏的距離固定不變，I1/r12=K（常數(shù)），則I2=Kr22，這樣就可計(jì)算出待測光源的強(qiáng)度。9當(dāng)前第9頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)1.2

視覺系統(tǒng)眼睛的結(jié)構(gòu)角膜、房水、虹膜、晶狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜；視網(wǎng)膜上視椎細(xì)胞與視桿細(xì)胞有不同特點(diǎn)和功能。視桿細(xì)胞對光的敏感性比視錐細(xì)胞強(qiáng)約500倍；但視錐細(xì)胞有分辨顏色的特性，而視桿細(xì)胞沒有。視神經(jīng)通路與大腦三處重要的信息加工站：上丘、外側(cè)膝狀體體和視皮層。10當(dāng)前第10頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)思考：導(dǎo)致失明的原因有哪些？11當(dāng)前第11頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)視覺恢復(fù)技術(shù)用微型芯片代替失效的視桿和視錐細(xì)胞的功能，通過電刺激模式實(shí)現(xiàn)視覺信息的傳輸。LiuWeitai(2001)研制出一種多單元人造視網(wǎng)膜芯片集(MARC)。還可以用微型攝像機(jī)從環(huán)境中捕捉圖像信息。試驗(yàn)結(jié)果表明，病人采用該系統(tǒng)后可辨別一些簡單的圖像和形狀。12當(dāng)前第12頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)1.3幾種重要的視覺實(shí)驗(yàn)研究顏色混合暗適應(yīng)視敏度視覺后像13當(dāng)前第13頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)1.3.1顏色混合實(shí)際用途：印染、印刷業(yè)、紡織業(yè)——色度的選擇；交通運(yùn)輸業(yè)——各種信號燈；鋼鐵冶煉的程度與特定的顏色相對應(yīng)；電影、彩電的顏色配制。14當(dāng)前第14頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)顏色特性三種特性共同決定顏色感覺明度：指明亮程度（brightness），與光強(qiáng)度和反射系數(shù)成正比關(guān)系。色調(diào)：由物體表面反射的光線中什么波長占優(yōu)勢所決定。飽和度：指同一種色調(diào)的兩種顏色，哪種含顏色較多或較少，它決定于物體所發(fā)射出來的光線中規(guī)定其色調(diào)的波長占多少優(yōu)勢。15當(dāng)前第15頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)光源的喜愛指數(shù)什么樣的色光照什么樣的物體時可以獲得最佳視覺心理效果。如，生活、學(xué)校、辦公照明，柔白熒光燈，視覺效果最好城市色調(diào)16當(dāng)前第16頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)顏色混合的方法色光混合（加法原則）顏料混合（減法原則）17當(dāng)前第17頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色光混合波長決定色調(diào)，但每一種色調(diào)并不只和一定的波長有聯(lián)系。520nm產(chǎn)生綠色，510和530nm光線的混合也可得到綠色。而且綠色還可以從其他大量的混合光線中得到。18當(dāng)前第18頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色光混合色光混合的三原色：紅、綠、藍(lán)紅色+綠色=黃色紅色+藍(lán)色=紫色藍(lán)色+綠色=青色紅色+藍(lán)色+綠色=白色補(bǔ)色：兩光相混成白色的光，為互補(bǔ)色。無所謂是否基色。色光混合的特點(diǎn)相混合的各色光的能量值的相加等于被混合色光能量的值，由于被混合的色光的能量增加，因而其明度是增加的。19當(dāng)前第19頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)20當(dāng)前第20頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色光混合21當(dāng)前第21頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色光混合定律補(bǔ)色律：每一種顏色都有另一種同它相混合而產(chǎn)生白色或灰色的顏色。這兩種顏色就稱為互補(bǔ)色。若A+B=白或灰則 A、B互補(bǔ)。兩種顏色成為互補(bǔ)色的條件是：兩者波長的差別都要足夠大。中間色律：混合兩種非互補(bǔ)色時便產(chǎn)生一種新的混合色或介乎兩者之間的中間色。如，紅和綠按不同的比例可以產(chǎn)生橙色、黃色、黃綠色等介呼兩者之間的中間色。根據(jù)此原理，可得到任意色。代替率：混合色的顏色不隨被混合的顏色的光譜成分而轉(zhuǎn)移，不同顏色混合后產(chǎn)生的相同的顏色感覺，可以彼此互相代替?？杀硎緸椋喝纛伾獳=顏色B顏色C=顏色D，則A+C=B+D還可表示為：若A+B=C且x+y=B，則A+（x+y）=C現(xiàn)代色度學(xué)原理：可以充分利用各種顏色混合，進(jìn)行代數(shù)式的相加和相減得出所需要的各種顏色。22當(dāng)前第22頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)顏料混合顏料、油漆等按不同的顏色混合得出的顏色與色光混合效果不同?；旌宵S和藍(lán)色的顏料得到的是綠色而不是白色。但是，如果把黃光和藍(lán)光按一定比例一同投射到屏幕上，則可以得到白色，如果按其他比例可以得出黃色和藍(lán)色，但永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)綠色。實(shí)質(zhì)：顏料吸收了一定波長的光線以后所余的光線的組合。如：黃色是顏料吸收了藍(lán)光后，紅光和綠光混合的結(jié)果。顏料混合的三原色：青、紫、黃黃色=白色-藍(lán)色紫色=白色-綠色青色=白色-紅色黃色+紫色=白色-藍(lán)色-綠色=紅色黃色+青色=白色-藍(lán)色-紅色=綠色紫色+青色=白色-綠色-紅色=藍(lán)色特點(diǎn)：混合后得到的顏色明度減小。23當(dāng)前第23頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)顏色方程人眼可辯10萬種不同的色調(diào)，亮度，飽和度的顏色物體。語言—

極困難定量化—

數(shù)字按三色混合律，用適當(dāng)?shù)姆至炕旌先齻€基色可形成任何顏色。因此，任何一種顏色的特性都可以用三基色的分量（也叫三刺激值）作出鑒定。若三基色的分量一適當(dāng)?shù)墓舛葐挝槐硎?，就可以把這種匹配關(guān)系寫成一個方程式。即顏色方程式：KC=XR+YG+ZBX、Y、Z分別為三基色的分量。K為混合三色所產(chǎn)生的顏色分量。C是CIE標(biāo)準(zhǔn)光源。相當(dāng)于中午陽光的光色?！?”是匹配的意思，即視覺上顏色相同。只要測得X、Y、Z值的比例x、y、z（x+y+z=1），就可以進(jìn)一步用色度坐標(biāo)的色度圖中明確定出它的顏色特性。24當(dāng)前第24頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)顏色的心理效應(yīng)色調(diào)的心理效應(yīng)：色調(diào)冷暖感：紅、橙、黃；綠、藍(lán)、紫色調(diào)的情感：feelingblue;inthepink;rosydisposition;greenwithenvy色調(diào)的環(huán)境心理效應(yīng)：餐館、家具——黃、紅暖色調(diào)；廣告背景色與字體色的視觀效果優(yōu)劣等級：黃－黑；白－綠；白－紅；白－青；青－白；白－黑；黑－黃；紅－白；綠－白；黑－白；黃－紅；紅－綠；綠－紅25當(dāng)前第25頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)明度的心理效應(yīng)：在各顏色中，黃色的明度最大，其互補(bǔ)色紫藍(lán)色明度最暗；中間為綠、紅、紫。用黑白兩色強(qiáng)調(diào)的中等明度，可以產(chǎn)生富于男子氣的特質(zhì)。26當(dāng)前第26頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色彩的心理效應(yīng)

在紅色的環(huán)境中，人的脈搏會加快，血壓有所升高，情緒興奮沖動。而在藍(lán)色環(huán)境中，脈搏會減緩，情緒也較沉靜。冷色與暖色除去給我們以溫度上的不同感覺外，還會帶來其它一些感受。比方說，暖色偏重，冷色偏輕；暖色有密度強(qiáng)的感覺，冷色有稀薄的感覺；冷色有退卻的感覺，暖色有逼近感。顏色引起的物質(zhì)性的心理錯覺，是藝術(shù)家或設(shè)計(jì)家最可利用的手段之一。有一個生動的例子：1940年，紐約的碼頭工人因搬運(yùn)的彈藥箱太重而舉行罷工，一位顏色專家出了個主意，把彈藥箱的顏色改漆為淺綠色，彈藥箱的重量并未改變，但顏色使工人覺得它變輕了，罷工終于停止了！顏色提高了勞動效率。27當(dāng)前第27頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)色彩愛好的民族差異當(dāng)前第28頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)1.3.2暗適應(yīng)在低亮度環(huán)境中，視覺感受性緩慢提高的過程。實(shí)驗(yàn)研究的意義理論意義可以揭示一些分析器適應(yīng)過程，特別是引起感受性提高的適應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)和規(guī)律；生物學(xué)意義，使視網(wǎng)膜的適應(yīng)功能可以保證極寬的光強(qiáng)范圍內(nèi)（>1010倍）。實(shí)際應(yīng)用勞動心理——工作場地照明問題；交通心理學(xué)中，駕駛員的適應(yīng)速度問題；人員選拔——飛行員。29當(dāng)前第29頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)暗適應(yīng)的影響因素適應(yīng)前的照明。原照明越強(qiáng)，適應(yīng)時間越長。維生素A缺乏。缺氧。年齡因素。30歲以后感受性下降。紅色護(hù)目鏡的作用。Miles（1944），保護(hù)兩種適應(yīng)。暗室用紅燈照明營養(yǎng)缺乏。長期禁食后光感受性只有正常時的1/10到1/15同一感受器內(nèi)部的相互作用。用白光刺激一只眼睛可使另一只眼睛敏感性提高；用紅光刺激一眼，可使另一眼敏感性降低。30當(dāng)前第30頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)暗適應(yīng)的測量方法步驟：面對光亮的照明2—3分鐘，（降低感受性，提供參考點(diǎn)）關(guān)燈，黑暗,適應(yīng)過程開始用標(biāo)準(zhǔn)的心理物理法，按一定的時間間隔不停地測量眼睛的絕對閾限。時間間隔由小到大，開始以秒計(jì)，然后以分計(jì)，大約到30分鐘為止。測量結(jié)果以時間為橫坐標(biāo)，閾限刺激值（使眼睛看到光亮所需的最小強(qiáng)度）為縱坐標(biāo)作圖，可得到“一條”暗適應(yīng)曲線。31當(dāng)前第31頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)暗適應(yīng)曲線但實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)的暗適應(yīng)的曲線為兩條，為什么呢？標(biāo)準(zhǔn)的暗適應(yīng)曲線是通過兩種光刺激刺激視網(wǎng)膜的不同區(qū)域得到的。32當(dāng)前第32頁\共有36頁\編于星期三\22點(diǎn)暗適應(yīng)的測量過程分兩次分別測，暗適應(yīng)曲線的前半段其實(shí)是兩條線重合起來的，彼此相互獨(dú)立。測錐體暗適應(yīng)的時候，以紅光為刺激，被試通過注視該刺激而使其落在中央窩上。在做桿體暗適應(yīng)時，要求被試把注意焦點(diǎn)集中在一個固定的小紅點(diǎn)上，同時用眼睛余光看距中心