《視覺特性》課件

視覺特性視覺特性是設計中至關重要的因素，它直接影響用戶對產(chǎn)品的感知和體驗。視覺特性包括色彩、字體、圖像、布局等元素。視覺感知的基本機理11.光線進入眼球光線通過角膜和瞳孔，并被晶狀體聚焦在視網(wǎng)膜上。22.光信號轉換為電信號視網(wǎng)膜上的感光細胞（視桿細胞和視錐細胞）將光信號轉換為電信號。33.信號傳至大腦電信號經(jīng)視神經(jīng)傳至大腦的視覺皮層，在那里被處理并形成視覺感知。44.大腦對信號進行解碼大腦對來自視網(wǎng)膜的信號進行解碼，將電信號轉化為我們所看到的圖像。視覺信號的編碼和傳輸1光感受器將光信號轉換為電信號2神經(jīng)元傳遞電信號3大腦處理視覺信息視網(wǎng)膜中的光感受器將光信號轉換為電信號，這些信號通過神經(jīng)元傳遞到大腦。大腦會處理這些信號并生成視覺圖像。明視區(qū)和暗適應明視區(qū)眼睛對光線的敏感程度，在一定范圍內變化。暗適應從亮處進入暗處，眼睛需要一段時間才能適應黑暗。適應過程暗適應時間因人而異，受光線強弱、年齡等因素影響。視覺通道和視覺通路視覺通道從視網(wǎng)膜到大腦皮層的視覺信息傳遞路徑。視覺通路視覺通道的每個部分都負責不同的視覺功能。色覺感知顏色人眼可以感知各種顏色，如紅色、綠色、藍色等。這得益于視網(wǎng)膜上的感光細胞對不同波長的光敏感度不同。三色視覺理論根據(jù)三色視覺理論，人眼擁有三種視錐細胞，分別對紅、綠、藍光最為敏感。這三種視錐細胞的組合可以感知到幾乎所有顏色。色覺異常一些人由于遺傳因素或其他原因，可能會出現(xiàn)色覺異常，例如紅綠色盲。這些異常會影響人們對特定顏色范圍的感知。視覺生理學發(fā)展歷程早期研究古希臘時期，人們對眼睛的結構和功能已有初步認識，但缺乏實驗研究。近代發(fā)展17世紀，顯微鏡的發(fā)明推動了對眼睛解剖結構的研究。科學家開始探索眼睛如何感知光線和顏色?，F(xiàn)代研究20世紀，隨著神經(jīng)生理學和生物物理學的發(fā)展，人們對視覺信息的編碼、傳輸和處理有了更深入的理解。未來展望隨著腦科學和人工智能技術的進步，視覺生理學研究將繼續(xù)深入，并可能帶來新的應用和突破。視覺系統(tǒng)生理結構視覺系統(tǒng)是一個復雜的生理結構，負責接收和處理來自外部世界的視覺信息。這個系統(tǒng)由眼球、視神經(jīng)和大腦中的視覺皮層組成。眼球是視覺信息的接收器，將光線轉化為神經(jīng)信號。視神經(jīng)將這些信號傳遞到大腦的視覺皮層，在那里進行進一步的處理和解讀。視覺系統(tǒng)是人類感知世界的重要組成部分，負責視覺感知、識別、理解和記憶等功能。眼球由角膜、虹膜、晶狀體、玻璃體和視網(wǎng)膜等結構組成。角膜是眼球外層透明的保護層，虹膜是眼球中控制瞳孔大小的結構，晶狀體是眼球的聚焦器官，玻璃體是眼球內部充滿透明液體的空間，視網(wǎng)膜是眼球內部最內層的結構，包含感光細胞。這些結構共同作用，將光線聚焦到視網(wǎng)膜上，并將其轉化為神經(jīng)信號傳遞到大腦。視網(wǎng)膜結構和功能視網(wǎng)膜結構視網(wǎng)膜是眼球后部的一層薄膜，它接收來自外部世界的光線并將其轉化為神經(jīng)信號。視網(wǎng)膜包含光感受器，神經(jīng)元和其他支持細胞，這些細胞協(xié)同工作以實現(xiàn)視覺。視網(wǎng)膜功能視網(wǎng)膜的主要功能是將光信號轉換為神經(jīng)信號，并將這些信號傳遞給大腦進行處理。它負責感知光線、顏色、形狀和運動，最終形成我們所看到的圖像。視皮層功能與加工1初級視皮層接收來自丘腦的視覺信息2高級視皮層處理復雜的視覺信息，例如物體識別、空間感知等3視覺通路將視覺信息從視網(wǎng)膜傳遞到大腦皮層的路徑4視覺感知大腦對視覺信息的解釋和理解視皮層是人類大腦中負責處理視覺信息的區(qū)域。它接收來自眼睛的信號，并進行處理以創(chuàng)建我們所感知的世界。視皮層分為初級視皮層和高級視皮層。初級視皮層接收來自丘腦的視覺信息，而高級視皮層則處理更復雜的視覺信息，例如物體識別和空間感知。視角和視野視角是指觀察者眼睛與目標物體之間的角度，通常以度數(shù)表示。視野是指眼睛在固定注視點的情況下所能看到的范圍。視角影響著人們對物體的感知，視角越大，物體看起來越大，反之則越小。視野的大小與眼睛的生理結構和環(huán)境因素有關，如光線條件、物體距離等。180度正常人水平方向的視野范圍約為180度。135度垂直方向的視野范圍約為135度。6度中央凹的視野范圍僅有6度。視覺空間感知深度感知視覺系統(tǒng)通過不同的線索，如單眼線索和雙眼線索，來感知物體的距離和空間關系。大小常數(shù)人類能夠感知到物體的大小，即使它們在視網(wǎng)膜上的投影大小不同，這依賴于對物體距離的估計。運動視差當我們移動時，物體的相對運動速度不同，遠處的物體運動較慢，近處的物體運動較快，這幫助我們感知深度和距離。視覺運動感知運動模糊運動物體在視網(wǎng)膜上形成的圖像，由于視覺系統(tǒng)對快速變化的圖像的整合能力有限，導致圖像變得模糊。閃光效應當光源以一定頻率閃爍時，觀察者會看到運動的物體，即使物體本身是靜止的。似動現(xiàn)象當一系列靜止圖像以一定速度連續(xù)播放時，人們會看到這些圖像在運動，例如電影。視覺對比度敏感度視覺對比度敏感度是指人們在不同亮度和對比度的環(huán)境中，對物體細節(jié)和輪廓的感知能力。對比度敏感度影響著我們對圖像細節(jié)的辨別能力，例如，在弱光環(huán)境下，我們的對比度敏感度降低，就難以分辨圖像中的細微差別。對比度敏感度是視覺系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，它會隨著年齡、照明條件、視覺疲勞等因素發(fā)生變化。視覺分辨率和銳度11.視覺分辨率是指視覺系統(tǒng)分辨兩個相鄰物體之間的最小距離的能力，也稱為視覺敏銳度。22.視覺銳度是指視覺系統(tǒng)識別物體細節(jié)的能力，它反映了眼睛的清晰度和分辨細微結構的能力。33.影響因素視覺分辨率和銳度受多種因素的影響，包括視網(wǎng)膜的結構、視神經(jīng)的傳導速度、大腦皮層的處理能力等。44.測量方法通常使用視力表來測量視覺分辨率和銳度，例如斯奈倫視力表。視覺時間分辨率視覺時間分辨率指人類視覺系統(tǒng)區(qū)分兩個相鄰閃爍光刺激的時間間隔的能力影響因素光線強度、觀察距離、刺激物的顏色和大小單位赫茲（Hz）應用電影和視頻的幀率、閃爍燈的頻率雙眼視覺和立體視深度感知雙眼視覺利用左右眼之間的視差，提供關于物體深度和距離的信息。立體視立體視是指大腦整合來自左右眼的圖像，形成三維立體感知，讓我們感知物體的深度和距離。視差視差是左右眼看到同一個物體時，由于位置不同而產(chǎn)生的角度差異，是立體視的基礎。融合大腦將來自左右眼的圖像融合成一個單一的圖像，并利用視差信息，感知物體的深度和立體效果。色彩視覺的機理1光譜敏感性視網(wǎng)膜上的視錐細胞對不同波長的光具有敏感性，從而感知不同的顏色。2三色理論人類色覺是由三種視錐細胞決定的，分別對紅、綠、藍光敏感，三者的組合形成我們看到的各種顏色。3顏色混合不同的顏色混合可以產(chǎn)生新的顏色，例如紅色和綠色混合會產(chǎn)生黃色。4顏色對比顏色之間存在對比關系，例如紅色和綠色對比鮮明，而藍色和紫色對比較弱。色彩感知定量描述顏色屬性描述定量指標色調顏色類型，如紅色、綠色、藍色波長，角度飽和度顏色的純度，鮮艷程度純度百分比，色差亮度顏色的明暗程度亮度值，照度顏色屬性和色彩系統(tǒng)RGB色彩系統(tǒng)紅、綠、藍三種顏色是主要色光，可混合出各種其他顏色，在顯示器和計算機圖形中廣泛應用。CMYK色彩系統(tǒng)青、品紅、黃、黑四色墨水印刷系統(tǒng)，通過混合產(chǎn)生各種顏色，常用于印刷行業(yè)。HSV色彩系統(tǒng)色調、飽和度、明度三個屬性構成的色彩模型，更符合人類感知色彩的方式，常用于圖像處理。色彩環(huán)根據(jù)色相排列的圓形圖，可直觀地顯示顏色之間的關系和色調的變化。視覺失常和色盲色盲色盲是一種常見的視覺缺陷，無法區(qū)分某些顏色。常見類型包括紅綠色盲、藍黃色盲和全色盲。近視近視眼是指只能看清近處物體，而看不清遠處物體。近視的原因是眼球前后徑過長，導致光線聚焦在視網(wǎng)膜前。遠視遠視眼是指只能看清遠處物體，而看不清近處物體。遠視的原因是眼球前后徑過短，導致光線聚焦在視網(wǎng)膜后。散光散光是指眼球角膜或晶狀體表面不規(guī)則，導致光線無法聚焦在一點。散光會導致視力模糊，尤其是在看遠處物體時。光的物理性質光是一種電磁波，具有波粒二象性。光具有能量、動量、頻率、波長和偏振等物理屬性。光傳播速度在真空中最快，約為每秒30萬公里。光在不同的介質中傳播速度不同，導致光的折射現(xiàn)象。光源和光照自然光源太陽是自然界中最主要的光源，提供光線和熱量。自然光源通常光線柔和、顏色豐富，適合拍攝照片和視頻。人造光源人造光源包括各種燈具，如白熾燈、熒光燈、LED燈等。人造光源可以提供不同色溫、亮度和照射方向的光線，適用于各種場合。光照方向光照方向是指光源照射物體時的角度和位置，會影響物體的陰影、亮度和立體感。光照強度光照強度是指光源發(fā)射光的能量密度，影響物體的亮度和對比度。視覺環(huán)境照明11.自然光自然光具有豐富的色溫變化，能夠為視覺環(huán)境提供最舒適的光線。22.人造光人造光源包括白熾燈、熒光燈、LED燈等，需要根據(jù)使用場景進行選擇。33.照明設計合理設計照明方案，才能保證視覺舒適度，并有效提高視覺效率。44.照明控制現(xiàn)代照明系統(tǒng)可以使用智能控制技術，根據(jù)時間、環(huán)境等因素進行調節(jié)，提高照明效率。光的成像和散射光的成像和散射是視覺感知的基礎，決定了我們對周圍世界的理解。1光的折射光線從一種介質進入另一種介質時，其傳播方向發(fā)生改變。2光的反射光線遇到物體表面發(fā)生改變，改變方向。3光的散射光線遇到微小粒子時，發(fā)生隨機方向的改變。光的成像和散射是視覺感知的關鍵因素，它們共同作用，使我們能夠感知到周圍世界。相機光學系統(tǒng)相機光學系統(tǒng)是相機中負責將光線聚焦到成像器上的部分，包括鏡頭、光圈、快門等。鏡頭是相機光學系統(tǒng)的核心，負責將光線匯聚到成像器上，決定了圖像的清晰度和焦距。光圈控制進入鏡頭的光線量，影響圖像的亮度和景深，快門控制曝光時間，影響圖像的亮度和動態(tài)范圍。顯示設備成像原理1電子束掃描電子束掃描整個屏幕表面，逐點激發(fā)熒光粉發(fā)光，形成圖像。掃描速度決定刷新率，過低會造成畫面閃爍。2像素點陣屏幕由無數(shù)個微小的像素組成，每個像素對應不同的顏色信息。像素密度越高，圖像分辨率越高。3背光源照射背光源照射屏幕，使其發(fā)光。不同的背光類型決定屏幕亮度和色域。圖像信號的編碼和壓縮圖像信號編碼旨在將圖像信息轉換為可存儲和傳輸?shù)男问?，而壓縮則在保持圖像質量的同時減小其文件大小。壓縮算法主要分為兩類：無損壓縮和有損壓縮。無損壓縮能夠完全恢復原始數(shù)據(jù)，而有損壓縮則在壓縮過程中舍棄部分信息，以換取更小的文件尺寸。常見的圖像壓縮標準包括JPEG、PNG和GIF，它們分別針對不同的圖像類型和質量需求。視覺圖像獲取與顯示1圖像采集攝像頭和傳感器捕捉光線信息。2信號處理將光信號轉換成數(shù)字圖像。3圖像壓縮減少存儲和傳輸所需帶寬。4顯示呈現(xiàn)將數(shù)字圖像轉換成視覺信號。視覺圖像