第节，视觉

(1/4) 视觉的含义

视觉是人眼对可见光的感觉。其中，380～780nm的光波是视觉的适宜刺激。

(2/4) 视觉现象

1．色觉三种属性 （1）色调 色调主要取决于占优势的波长。对光源来说，占优势的波长不同，色调也就不同。 （2）明度 明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强弱决定的一种视觉经验。明度取决于照明强度和物体表面的反射系数。 （3）饱和度 饱和度指某种颜色的纯、杂程度或鲜明程度。纯的颜色都是高度饱和的。 2．色觉现象 （1）普肯耶现象 棒体细胞与椎体细胞对不同波长的光感受性不同所导致的明度感受性差异。当人们从椎体视觉（昼视觉）向棒体视觉（夜视觉）转变时，人眼对光谱的最大感受性向短波方向转变，因而出现了明度的变化。如，夜晚看蓝花会觉得比红花亮。 （2）颜色混合：色光混合，颜料混合。 ①色光混合是将具有不同波长的光混合在一起，是一种加法过程，即各种波长的光相加，同时作用于眼睛，是不同色光在视觉系统中的混合。用红、绿、蓝三种原色光按照一定比例混合可以得到光谱上任何一种颜色。 ②颜料混合指不同颜料在调色板上混合之后，作用于视觉系统引起的，是一种减法过程，即某些波长的光被吸收之后作用于人眼的过程。 （3）视觉对比：明暗对比，颜色对比。 ①明暗对比：由光强在空间上的不同分布造成的，如一张灰色的小正方形，放在白色背景上就比放在黑色背景上显得暗。 ②颜色对比：一个物体的颜色因受到它周围物体颜色的影响而发生色调变化，如一个灰色的小正方形放在蓝色背景上，它将略显黄色，放在黄色背景上，它将略显蓝色，对比使物体的色调向着背景颜色的补色的方向变化。 （4）马赫带 人们在明暗交界的边界上，常常在亮区看到一条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的线条。马赫带可以用视觉系统中的侧抑制作用加以解释。由于相邻细胞间存在侧抑制的现象，来自明暗交界处亮区一侧的抑制大于来自暗区一侧的抑制，因而使暗区的边界显得更暗；同样，来自明暗交界处暗区一侧的抑制小于亮区一侧的抑制，因而使亮区的边界显得更亮。 （5）视觉适应：暗适应，明适应。 ①暗适应：人眼由亮处转入暗处时，视觉感受性提高的过程。暗适应的过程主要是视黄醛合成为视紫红质，因此一般来说暗适应时间较长。研究发现，视网膜上的棒体细胞和锥体细胞都参与暗适应过程，但作用的大小及其作用的阶段不同。早期的暗适应由锥体细胞和棒体细胞共同完成，之后，锥体细胞完成暗适应过程，棒体细胞继续起作用，整个暗适应持续大约30-40分钟。另外，飞行员戴红色护目镜能保护暗适应，这是因为红光可以相当有效的刺激锥体细胞而几乎不能刺激杆体细胞，在戴上红色护目镜之后，杆体细胞就几乎处于暗适应状态了。 ②明适应：与暗适应相反，是人眼由暗处转入亮处时人眼感受性下降的时间过程。明适应的过程视紫红质进行见光分解，锥体细胞起主导作用，因此其过程很快。 （6）视敏度 视敏度是视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力。医学上称之为视力。视敏度的大小通常用视角大小来表示。所谓视角，即物体通过眼睛节点所形成的夹角。 （7）后像：正后像，负后像。 后像的品质与刺激物相同叫正后像；后像的品质与刺激物相反叫负后像，颜色视觉一般产生负后像。 （8）闪光融合 断续的闪光由于频率的增加，人们会产生融合连续的感觉。刚刚能引起融合感觉的刺激的最小频率，叫闪光融合临界频率。 （9）视觉掩蔽 某种时间条件下，当一个闪光出现在另一个闪光之后，这个闪光能影响到对前一个闪光的觉察。 （10）色觉缺陷：色弱，色盲。 ①色弱：对某种颜色的感受性偏低。 ②色盲：对色觉的感受性，一般没有锥体细胞，最常见的是红绿色盲。

(3/4) 视觉的生理基础

1．折光机制：眼球 眼球包括晶状体、房水和玻璃体，这三种屈光介质加上角膜便构成了眼睛的屈光系统。 2．换能机制：视网膜 （1）视网膜为三层，最外层是锥体细胞和棒体细胞；第二层含有双极细胞和其他细胞；最内层含有神经节细胞。 （2）①棒体细胞主要分布在中央窝周围及视网膜的边缘，对光有较大敏感性，是夜视器官，在昏暗的条件下起作用，主要感受物体的明、暗，对短波的光敏感。②锥体细胞主要分布在视网膜中央窝，能清晰地分辨物体细节，是昼视器官，在中等和强的照明条件下起作用，主要感受物体的细节和颜色，对长波的光敏感。网膜中央窝只有椎体细胞，是对光最敏感的部分。 （3）中央窝附近有个对光不明暗的区域叫盲点，来自视网膜的神经节细胞的神经纤维在这里聚合成视神经。 （4）光线作用于感受器，视觉细胞中某些化学物质发生变化，它所释放的能量能激发感受细胞发放神经冲动，这就是视觉感受器的换能作用。棒体细胞中的视觉色素叫视紫红质，由视黄醛和视蛋白构成。在光的作用下，视紫红质发生分解，出现放能反应，释放的能量激发神经冲动。锥体细胞中存在三种不同的视色素，分别对不同波长的光敏感。 3．视觉传导通路 传递机制由三级神经元实现：一是视网膜双极细胞；二是神经节细胞，由视神经节发出的神经纤维在视交叉处实现交叉，传到丘脑的外侧膝状体；三是神经元的纤维从外侧膝状体发出，传到大脑枕叶的纹状区。 4．视觉中枢机制 视觉感受野是指网膜上一定区域或范围，当它受刺激时，能激活视觉系统中与这个区域有联系的各层神经细胞的活动，这个区域就是这些神经细胞的感受野。外侧膝状体上一个细胞的感受野是视网膜上一个较小的范围，由于若干个外侧膝状体细胞共同会聚到一个皮层细胞上，因而皮层细胞的感受野是视网膜上的更大的区域。 此外，根据胡伯和威塞尔的研究，外侧膝状体的感受野呈圆形，其中心与周围具有对抗的性质。这种感受野使外侧膝状体细胞能对一个细小的光点做出反应。他们还认为，视觉系统的高级神经元能够对呈现在视网膜上的、具有某种特性的刺激物做出反应，这种高级神经元叫特征觉察器，这种特征觉察器保证了机体对环境中提供的视觉信息做出选择性的反应。

(4/4) 视觉理论

1．三色说 （1）英国科学家托马斯•杨，假定人的视网膜有红绿蓝三种感受器，每种感受器只对光谱的一个特殊成分敏感。 （2）赫尔姆霍茨认为每种感受器都对各种波长的光有反应，但不同的感受器对不同的光更敏感。 （3）该学说不能解释红绿色色盲现象：红绿色盲不应有黄色感觉（红色与绿色的和成色）。 2．拮抗说（对立过程理论） 黑林认为视网膜存在着黑—白、红—绿、黄—蓝三对视素，它们在光刺激下表现为拮抗过程，黑林称之为同化作用和异化作用。例如，在光刺激时，黑—白视素异化，产生白色经验；在没有光刺激时，黑—白视素同化，产生黑色经验。 3．研究发现，在网膜水平，色觉是按三色理论提供的原理产生的；而在视觉系统更高水平上，存在着功能对立的细胞，颜色的信息加工表现为对立的过程。