《视觉特性》课件

视觉特性视觉特性是设计中至关重要的因素，它直接影响用户对产品的感知和体验。视觉特性包括色彩、字体、图像、布局等元素。视觉感知的基本机理11.光线进入眼球光线通过角膜和瞳孔，并被晶状体聚焦在视网膜上。22.光信号转换为电信号视网膜上的感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）将光信号转换为电信号。33.信号传至大脑电信号经视神经传至大脑的视觉皮层，在那里被处理并形成视觉感知。44.大脑对信号进行解码大脑对来自视网膜的信号进行解码，将电信号转化为我们所看到的图像。视觉信号的编码和传输1光感受器将光信号转换为电信号2神经元传递电信号3大脑处理视觉信息视网膜中的光感受器将光信号转换为电信号，这些信号通过神经元传递到大脑。大脑会处理这些信号并生成视觉图像。明视区和暗适应明视区眼睛对光线的敏感程度，在一定范围内变化。暗适应从亮处进入暗处，眼睛需要一段时间才能适应黑暗。适应过程暗适应时间因人而异，受光线强弱、年龄等因素影响。视觉通道和视觉通路视觉通道从视网膜到大脑皮层的视觉信息传递路径。视觉通路视觉通道的每个部分都负责不同的视觉功能。色觉感知颜色人眼可以感知各种颜色，如红色、绿色、蓝色等。这得益于视网膜上的感光细胞对不同波长的光敏感度不同。三色视觉理论根据三色视觉理论，人眼拥有三种视锥细胞，分别对红、绿、蓝光最为敏感。这三种视锥细胞的组合可以感知到几乎所有颜色。色觉异常一些人由于遗传因素或其他原因，可能会出现色觉异常，例如红绿色盲。这些异常会影响人们对特定颜色范围的感知。视觉生理学发展历程早期研究古希腊时期，人们对眼睛的结构和功能已有初步认识，但缺乏实验研究。近代发展17世纪，显微镜的发明推动了对眼睛解剖结构的研究。科学家开始探索眼睛如何感知光线和颜色。现代研究20世纪，随着神经生理学和生物物理学的发展，人们对视觉信息的编码、传输和处理有了更深入的理解。未来展望随着脑科学和人工智能技术的进步，视觉生理学研究将继续深入，并可能带来新的应用和突破。视觉系统生理结构视觉系统是一个复杂的生理结构，负责接收和处理来自外部世界的视觉信息。这个系统由眼球、视神经和大脑中的视觉皮层组成。眼球是视觉信息的接收器，将光线转化为神经信号。视神经将这些信号传递到大脑的视觉皮层，在那里进行进一步的处理和解读。视觉系统是人类感知世界的重要组成部分，负责视觉感知、识别、理解和记忆等功能。眼球由角膜、虹膜、晶状体、玻璃体和视网膜等结构组成。角膜是眼球外层透明的保护层，虹膜是眼球中控制瞳孔大小的结构，晶状体是眼球的聚焦器官，玻璃体是眼球内部充满透明液体的空间，视网膜是眼球内部最内层的结构，包含感光细胞。这些结构共同作用，将光线聚焦到视网膜上，并将其转化为神经信号传递到大脑。视网膜结构和功能视网膜结构视网膜是眼球后部的一层薄膜，它接收来自外部世界的光线并将其转化为神经信号。视网膜包含光感受器，神经元和其他支持细胞，这些细胞协同工作以实现视觉。视网膜功能视网膜的主要功能是将光信号转换为神经信号，并将这些信号传递给大脑进行处理。它负责感知光线、颜色、形状和运动，最终形成我们所看到的图像。视皮层功能与加工1初级视皮层接收来自丘脑的视觉信息2高级视皮层处理复杂的视觉信息，例如物体识别、空间感知等3视觉通路将视觉信息从视网膜传递到大脑皮层的路径4视觉感知大脑对视觉信息的解释和理解视皮层是人类大脑中负责处理视觉信息的区域。它接收来自眼睛的信号，并进行处理以创建我们所感知的世界。视皮层分为初级视皮层和高级视皮层。初级视皮层接收来自丘脑的视觉信息，而高级视皮层则处理更复杂的视觉信息，例如物体识别和空间感知。视角和视野视角是指观察者眼睛与目标物体之间的角度，通常以度数表示。视野是指眼睛在固定注视点的情况下所能看到的范围。视角影响着人们对物体的感知，视角越大，物体看起来越大，反之则越小。视野的大小与眼睛的生理结构和环境因素有关，如光线条件、物体距离等。180度正常人水平方向的视野范围约为180度。135度垂直方向的视野范围约为135度。6度中央凹的视野范围仅有6度。视觉空间感知深度感知视觉系统通过不同的线索，如单眼线索和双眼线索，来感知物体的距离和空间关系。大小常数人类能够感知到物体的大小，即使它们在视网膜上的投影大小不同，这依赖于对物体距离的估计。运动视差当我们移动时，物体的相对运动速度不同，远处的物体运动较慢，近处的物体运动较快，这帮助我们感知深度和距离。视觉运动感知运动模糊运动物体在视网膜上形成的图像，由于视觉系统对快速变化的图像的整合能力有限，导致图像变得模糊。闪光效应当光源以一定频率闪烁时，观察者会看到运动的物体，即使物体本身是静止的。似动现象当一系列静止图像以一定速度连续播放时，人们会看到这些图像在运动，例如电影。视觉对比度敏感度视觉对比度敏感度是指人们在不同亮度和对比度的环境中，对物体细节和轮廓的感知能力。对比度敏感度影响着我们对图像细节的辨别能力，例如，在弱光环境下，我们的对比度敏感度降低，就难以分辨图像中的细微差别。对比度敏感度是视觉系统的重要参数之一，它会随着年龄、照明条件、视觉疲劳等因素发生变化。视觉分辨率和锐度11.视觉分辨率是指视觉系统分辨两个相邻物体之间的最小距离的能力，也称为视觉敏锐度。22.视觉锐度是指视觉系统识别物体细节的能力，它反映了眼睛的清晰度和分辨细微结构的能力。33.影响因素视觉分辨率和锐度受多种因素的影响，包括视网膜的结构、视神经的传导速度、大脑皮层的处理能力等。44.测量方法通常使用视力表来测量视觉分辨率和锐度，例如斯奈伦视力表。视觉时间分辨率视觉时间分辨率指人类视觉系统区分两个相邻闪烁光刺激的时间间隔的能力影响因素光线强度、观察距离、刺激物的颜色和大小单位赫兹（Hz）应用电影和视频的帧率、闪烁灯的频率双眼视觉和立体视深度感知双眼视觉利用左右眼之间的视差，提供关于物体深度和距离的信息。立体视立体视是指大脑整合来自左右眼的图像，形成三维立体感知，让我们感知物体的深度和距离。视差视差是左右眼看到同一个物体时，由于位置不同而产生的角度差异，是立体视的基础。融合大脑将来自左右眼的图像融合成一个单一的图像，并利用视差信息，感知物体的深度和立体效果。色彩视觉的机理1光谱敏感性视网膜上的视锥细胞对不同波长的光具有敏感性，从而感知不同的颜色。2三色理论人类色觉是由三种视锥细胞决定的，分别对红、绿、蓝光敏感，三者的组合形成我们看到的各种颜色。3颜色混合不同的颜色混合可以产生新的颜色，例如红色和绿色混合会产生黄色。4颜色对比颜色之间存在对比关系，例如红色和绿色对比鲜明，而蓝色和紫色对比较弱。色彩感知定量描述颜色属性描述定量指标色调颜色类型，如红色、绿色、蓝色波长，角度饱和度颜色的纯度，鲜艳程度纯度百分比，色差亮度颜色的明暗程度亮度值，照度颜色属性和色彩系统RGB色彩系统红、绿、蓝三种颜色是主要色光，可混合出各种其他颜色，在显示器和计算机图形中广泛应用。CMYK色彩系统青、品红、黄、黑四色墨水印刷系统，通过混合产生各种颜色，常用于印刷行业。HSV色彩系统色调、饱和度、明度三个属性构成的色彩模型，更符合人类感知色彩的方式，常用于图像处理。色彩环根据色相排列的圆形图，可直观地显示颜色之间的关系和色调的变化。视觉失常和色盲色盲色盲是一种常见的视觉缺陷，无法区分某些颜色。常见类型包括红绿色盲、蓝黄色盲和全色盲。近视近视眼是指只能看清近处物体，而看不清远处物体。近视的原因是眼球前后径过长，导致光线聚焦在视网膜前。远视远视眼是指只能看清远处物体，而看不清近处物体。远视的原因是眼球前后径过短，导致光线聚焦在视网膜后。散光散光是指眼球角膜或晶状体表面不规则，导致光线无法聚焦在一点。散光会导致视力模糊，尤其是在看远处物体时。光的物理性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光具有能量、动量、频率、波长和偏振等物理属性。光传播速度在真空中最快，约为每秒30万公里。光在不同的介质中传播速度不同，导致光的折射现象。光源和光照自然光源太阳是自然界中最主要的光源，提供光线和热量。自然光源通常光线柔和、颜色丰富，适合拍摄照片和视频。人造光源人造光源包括各种灯具，如白炽灯、荧光灯、LED灯等。人造光源可以提供不同色温、亮度和照射方向的光线，适用于各种场合。光照方向光照方向是指光源照射物体时的角度和位置，会影响物体的阴影、亮度和立体感。光照强度光照强度是指光源发射光的能量密度，影响物体的亮度和对比度。视觉环境照明11.自然光自然光具有丰富的色温变化，能够为视觉环境提供最舒适的光线。22.人造光人造光源包括白炽灯、荧光灯、LED灯等，需要根据使用场景进行选择。33.照明设计合理设计照明方案，才能保证视觉舒适度，并有效提高视觉效率。44.照明控制现代照明系统可以使用智能控制技术，根据时间、环境等因素进行调节，提高照明效率。光的成像和散射光的成像和散射是视觉感知的基础，决定了我们对周围世界的理解。1光的折射光线从一种介质进入另一种介质时，其传播方向发生改变。2光的反射光线遇到物体表面发生改变，改变方向。3光的散射光线遇到微小粒子时，发生随机方向的改变。光的成像和散射是视觉感知的关键因素，它们共同作用，使我们能够感知到周围世界。相机光学系统相机光学系统是相机中负责将光线聚焦到成像器上的部分，包括镜头、光圈、快门等。镜头是相机光学系统的核心，负责将光线汇聚到成像器上，决定了图像的清晰度和焦距。光圈控制进入镜头的光线量，影响图像的亮度和景深，快门控制曝光时间，影响图像的亮度和动态范围。显示设备成像原理1电子束扫描电子束扫描整个屏幕表面，逐点激发荧光粉发光，形成图像。扫描速度决定刷新率，过低会造成画面闪烁。2像素点阵屏幕由无数个微小的像素组成，每个像素对应不同的颜色信息。像素密度越高，图像分辨率越高。3背光源照射背光源照射屏幕，使其发光。不同的背光类型决定屏幕亮度和色域。图像信号的编码和压缩图像信号编码旨在将图像信息转换为可存储和传输的形式，而压缩则在保持图像质量的同时减小其文件大小。压缩算法主要分为两类：无损压缩和有损压缩。无损压缩能够完全恢复原始数据，而有损压缩则在压缩过程中舍弃部分信息，以换取更小的文件尺寸。常见的图像压缩标准包括JPEG、PNG和GIF，它们分别针对不同的图像类型和质量需求。视觉图像获取与显示1图像采集摄像头和传感器捕捉光线信息。2信号处理将光信号转换成数字图像。3图像压缩减少存储和传输所需带宽。4显示呈现将数字图像转换成视觉信号。视觉图像