實(shí)驗(yàn)心理學(xué)課件第六章

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)課件第六章第一頁，共七十四頁，2022年，8月28日第一節(jié)視覺刺激一、視覺的物理刺激視覺的適宜刺激：第二頁，共七十四頁，2022年，8月28日光的三個(gè)特征：波長、純度和振幅心理特征：色調(diào)、飽和度和明度能發(fā)光的物體叫光源，可分為自然光和人造光源。光可分為混合光和單色光第三頁，共七十四頁，2022年，8月28日國際單位制（SIE單位制）的光度單位二、光刺激的物理測量第四頁，共七十四頁，2022年，8月28日光強(qiáng)度（luminousintensity）:用I表示，單位是坎德拉（candela,cd）光通量（luminousflux）:用φ表示，單位是流明（lumen,lm）光照度（illuminance）:用E表示，單位是勒克斯（Lux,lx）反射系數(shù)（reflectancefactor）：用R表示第五頁，共七十四頁，2022年，8月28日光亮度（luminance）：用L表示，單位是尼特（Nit）。入射光（incidentlight）為照度，反射光(reflectionlight)為亮度(brightness)。亮度＝反射系數(shù)×照度，L=R×E，Nit=1cd／m2亮度的其他單位：毫朗伯（millilambert,ML），呎朗伯（footlambert,ftL）。1ML=0.929ftL=3.183燭光／平方米（c／m2）=10阿普熙提(apostilbs)。視覺實(shí)驗(yàn)中也常用視網(wǎng)膜照度來表示刺激的物理強(qiáng)度，其單位是楚蘭德（troland），楚蘭德＝刺激強(qiáng)度（cd／m2）×瞳孔面積（mm2）第六頁，共七十四頁，2022年，8月28日亮度和照度關(guān)系示意圖第七頁，共七十四頁，2022年，8月28日光度學(xué)（photometry）光度量的測量和計(jì)算以心理學(xué)對(duì)人的視覺系統(tǒng)感覺特征的研究為基礎(chǔ)，視覺心理的研究則要應(yīng)用光度學(xué)的知識(shí)和測量技術(shù)。光度學(xué)度量的原始標(biāo)準(zhǔn)是以特定規(guī)格制成的一支蠟燭作光源的。特定的一支蠟燭放在離屏幕（s）的一段距離（d）處，屏幕以一定的比例（R）反射投射到其表面的光。入射光是照射到屏幕表面上的照度（E），以呎燭光為單位，這個(gè)值等于光源的燭光數(shù)（c）除以從光源到屏幕的距離（d）即：E=c/d2（呎燭光）第八頁，共七十四頁，2022年，8月28日一門研究可見光的計(jì)算和測量的科學(xué)，主要包括兩個(gè)方面：①研究各種光度量及其相互關(guān)系，常見的光度量有光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等。②設(shè)計(jì)與制造各種光度量及其有關(guān)光特性測量的儀器，規(guī)定相應(yīng)的測量方法，光度測量的儀器有照度計(jì)、亮度計(jì)、色度計(jì)等。如果光源移近一個(gè)表面，則表面受到較強(qiáng)的照明。一個(gè)人在c處所看到屏幕上的亮度（L）與屏幕反射系數(shù)關(guān)系為：L=cR/d2，可見不論距離表面遠(yuǎn)近，屏幕上的亮度保持不變第九頁，共七十四頁，2022年，8月28日對(duì)比辨認(rèn)（亮度對(duì)比）亮度對(duì)比C常用表達(dá)式為：或亮度對(duì)比是指視場中對(duì)像與背景的亮度差和背景（或?qū)ο螅┝炼戎鹊谑摚财呤捻摚?022年，8月28日如果對(duì)象和背景不易確定，如等距的黑白條紋刺激物，需任意指定對(duì)象與背景，此時(shí)，為了方便，可用下式表達(dá)：C=△L／L背景，式中△L為任意定出的對(duì)象和背景的亮度差。如果△L是視覺恰可覺察的亮度差異，則上式所表達(dá)的對(duì)比就是在一定背景亮度下的亮度差別閾限。式中的L高與L低分別為高亮度和低亮度。一般情況下，刺激物面積比較大的部位作為背景，面積比較小的觀察物作為對(duì)象。式中的分母指背景的亮度。如果對(duì)象亮度大于背景亮度，用第一個(gè)表達(dá)式。常用與發(fā)光體對(duì)比的計(jì)算，如黑白電視機(jī)屏幕的對(duì)比的計(jì)算。如果對(duì)象亮度小與背景亮度，則用第二個(gè)表達(dá)式計(jì)算，如白背景上的黑視標(biāo)或白紙上的黑印刷體的對(duì)比的計(jì)算。第十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日視角與照度、對(duì)比的關(guān)系第十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日喻柏林（1979）用黑環(huán)／白背景視標(biāo)對(duì)視覺對(duì)象的視角、對(duì)比和照度的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)無論大對(duì)比還是小對(duì)比，都有共同的變化趨勢：視角越大，要求照度越低；視角越小要求照度越高。視角遞減時(shí)，照度發(fā)生遞增變化，而且視角遞減的速度小于照度遞增速度。換句話說，照度的一個(gè)大的正增量才能適應(yīng)視角的一個(gè)小的負(fù)增量。同時(shí)，如果小視角和大視角在縱坐標(biāo)上發(fā)生同樣的變化，則照度在橫坐標(biāo)上分別引起的增量相差越大，前者大大高于后者，這種現(xiàn)象稱之為照明收效遞減律（lawofdiminishingreturns）。第十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日第二節(jié)視覺的基本現(xiàn)象一、視覺適應(yīng)的研究：暗適應(yīng)（darkadaptation）和明適應(yīng)（lightadaptation）明、暗視覺的特征特征明視覺暗視覺感覺細(xì)胞錐體細(xì)胞桿體細(xì)胞光化學(xué)物質(zhì)錐體色素視紫紅質(zhì)色覺正常的三色無色所在視網(wǎng)膜區(qū)域中心外圍即邊緣暗適應(yīng)速度快（8分鐘或更少）慢（30分鐘或更多）空間分辨能力高低時(shí)間分辨反應(yīng)快反應(yīng)慢照明水平畫光（1到107毫朗伯）夜光（10－6到1毫朗伯）空間總和小大光譜靈敏峰值555nm505nm第十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日暗適應(yīng)視紫紅質(zhì)暗光視黃醛＋蛋白質(zhì)第十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日不同色光的暗適應(yīng)比較根據(jù)Judd(1951)和Wald(1954)的研究資料，在幾種不同的適應(yīng)色光中，紅色光暗適應(yīng)保持得最好，尤其是600毫微米以上的視場中，視桿細(xì)胞的感受性比視錐細(xì)胞的感受性高得多。第十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日白光預(yù)先作用于視網(wǎng)膜不同部位的暗適應(yīng)中央視覺（0°）只適應(yīng)到一定程度后，感受性就不再提高了；越靠近視網(wǎng)膜邊緣，暗適應(yīng)速度就越快。第十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日明適應(yīng)第十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日二、視敏度（visualacuity）視敏度反映的是眼睛的空間辨別能力.視知覺查標(biāo)準(zhǔn)刺激物的存在和辨別物體細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確性.αbaBAADtanα/2=A/2D當(dāng)α≤10°時(shí)，視角α的頂點(diǎn)作為圓心，把物體離視角頂點(diǎn)的距離作為半徑，把物體大小A看作圓周的弧，則可以用下面簡便公式：α=A/D，α如果用弧度表示，則：α=A/D×57.3(度)A為物體的大小，D為物體到視角頂點(diǎn)的距離。

第十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日視敏度的種類覺察（detection）不要求區(qū)分物體的細(xì)節(jié)，只要求發(fā)現(xiàn)物的存在。定位（localization）是覺察兩根線是否連續(xù)或是否錯(cuò)位的能力。解像（resolution）是知覺某一模式（apattern）具體元素之間分離的能力。第二十頁，共七十四頁，2022年，8月28日再認(rèn)（recognition）的物體是白色背景上的大小不同的黑色圖形，醫(yī)學(xué)上用的視力表就屬于再認(rèn)測試。醫(yī)學(xué)上常把視敏度叫做視力，是以視角的倒數(shù)來表達(dá)的，即：V=1/α，其中α為視角，用分表示。臨床醫(yī)學(xué)上常用下面公式來計(jì)算視力：V=D′/D，D′為標(biāo)準(zhǔn)觀察距離，一般為5米，D為視覺能分辨的視標(biāo)的細(xì)節(jié)單位與眼睛呈1分視角時(shí)所在的距離，視標(biāo)細(xì)節(jié)單位在我國常用的是“E”字的開口，國際上常用的是“C”型視標(biāo)，又叫蘭道環(huán)（Landoltring）。組成圖形的黑線寬度和缺口大小，均為圖性邊長或直徑的1／5，相同大小的圖形排在同一行內(nèi)，被試在一定距離能正確分辨一般圖形時(shí)，其視敏度就是與該行圖形缺口大小相應(yīng)視角的倒數(shù)。把不同D下都呈1分視角的視標(biāo)按大小排成行即構(gòu)成了視力表，實(shí)際測試視力時(shí)，是在標(biāo)準(zhǔn)距離下能看見哪一行的視標(biāo)“E”，就用“E”字旁的數(shù)字代表視力。第二十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日影響視敏度的因素1.視網(wǎng)膜不同部位視敏度是不同的。（視野visualfield是指當(dāng)頭部不動(dòng)時(shí)，眼睛注視正前方某一點(diǎn)所能知覺的空間范圍，以度為單位。）中央視敏度與邊緣視敏度是不同的。第二十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.照度對(duì)視敏度的影響上左圖為喻柏林（1979）所研究的不同照度條件下所能辨認(rèn)的視角大小，將其實(shí)驗(yàn)結(jié)果按照1／α作圖，即得到右邊的視敏度曲線。第二十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日3.刺激物與背景亮度的對(duì)比關(guān)系對(duì)視敏度的影響Guth&McNelis(1968)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，上面的實(shí)線為4分視角開口蘭道環(huán)的分辨閾限曲線，下面的實(shí)線為同一蘭道環(huán)的覺察閾限曲線，中間虛線是Blackwell-Smith的4分視角圓盤的覺察閾限。第二十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日荊其誠（1980）通過對(duì)視覺辨認(rèn)中照度、視角、對(duì)比度三個(gè)變量之間關(guān)系的研究，得出的一組視覺功能曲線（visualperformancecurves）。Wilcox(1951)用一對(duì)平行長方形作為刺激來檢查視敏度所得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日4.其它因素眼睛的光學(xué)系統(tǒng)的缺陷如近視或散光都能造成視敏度的下降。眼睛的疾病如白內(nèi)障、視網(wǎng)膜癥狀等也會(huì)造成視敏度的下降。年齡——視敏度隨年齡的增長而下降。第二十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日曝光時(shí)間：如果眼睛短時(shí)間曝光，必須符合光度學(xué)中的Bunsen-Roscoe定律：光的強(qiáng)度（I）和時(shí)間（T）的乘積決定其效果。Sperling等（1965）研究表明，為了觀察一個(gè)小而亮的圓盤所需的光能量對(duì)所有短時(shí)間的曝光來說是一個(gè)常數(shù)，即所需的能量是時(shí)間和亮度的乘積，這符合Bunsen-Roscoe定律，并在研究中找到了一個(gè)臨界時(shí)距，超過這個(gè)時(shí)距，上述規(guī)律失效。在很長的時(shí)距里，強(qiáng)度本身決定著覺察閾限。第二十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日瞳孔的大小：研究表明，瞳孔直徑在增至1毫米之前，視敏度與瞳孔保持一種線性關(guān)系，瞳孔再增大，瞳孔只有很小的改進(jìn)。在直徑從2.5增到5毫米這一范圍內(nèi)，視敏度維持著近似恒定的高數(shù)值，這正是對(duì)高的和中等的明視亮度水平的瞳孔直徑的正常范圍。眼睛并不是一個(gè)完善的光學(xué)系統(tǒng)，（如果是，衍射將導(dǎo)致在瞳孔直徑增加時(shí)視敏度會(huì)呈線性增加，因?yàn)檠苌渥饔玫拇笮∨c瞳孔直徑成反比。）所以，眼睛會(huì)有各種各樣的光學(xué)像差：當(dāng)一個(gè)單個(gè)的點(diǎn)發(fā)出的光線從瞳孔的不同部分進(jìn)入眼睛時(shí)，并不能聚焦在視網(wǎng)膜上的一個(gè)點(diǎn)上，造成象的失真。瞳孔直徑增加，失真更加嚴(yán)重。第二十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日看一看，是不是覺得，左邊的灰色方塊要淺一點(diǎn)，亮一點(diǎn)？其實(shí)，兩個(gè)灰色方塊是完全一樣的。不信？遮住周圍的區(qū)域你再看看。第二十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日側(cè)抑制過程也能解釋上面這種錯(cuò)覺，中間的兩個(gè)方塊反射同樣多的光到眼中，只是由于對(duì)比效應(yīng)它們的視覺效果才不相同，不信遮住周圍的區(qū)域你再看看。很多魔術(shù)師都用這種對(duì)比效應(yīng)來隱藏他們的道具。比如他們想隱藏物體的支持物時(shí)，魔術(shù)師就在周圍使用明亮的物體，象金屬物或白布等等，這樣黑色背景下的道具顯得更暗，觀眾就看不出其中的奧秘。第三十頁，共七十四頁，2022年，8月28日Hermann柵格錯(cuò)覺看到交叉處的灰點(diǎn)了嗎？仔細(xì)看看，它并不存在。交叉處四周都是明亮的白條，而白條的周圍只有兩處黑色區(qū)域。所以，注視交叉處的視網(wǎng)膜區(qū)域比注視白條的區(qū)域受到更多的抑制，這樣交叉處顯得比其它區(qū)域暗一些。在交叉處就能看到灰點(diǎn)。第三十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日生理學(xué)上的解釋你的視網(wǎng)膜由許多小的神經(jīng)細(xì)胞組成，它們是光的感受器。這些細(xì)胞在視網(wǎng)膜上排成列。許多科學(xué)家都認(rèn)為單獨(dú)一個(gè)細(xì)胞的激活是不可能的，某個(gè)細(xì)胞的激活總會(huì)影響它鄰近的細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)刺激某個(gè)細(xì)胞得到較大的反應(yīng)，而再刺激它鄰近細(xì)胞時(shí)反應(yīng)會(huì)減弱，這也就是周圍的細(xì)胞抑制了它的反應(yīng)。這種現(xiàn)象被稱之為側(cè)抑制,它發(fā)生在視網(wǎng)膜上一種叫做側(cè)細(xì)胞叢的結(jié)構(gòu)上。在Hermann網(wǎng)格圖中，交叉處的四邊都是亮的，而白條只有兩邊，所以注視交叉處的視網(wǎng)膜區(qū)域比注視白條的區(qū)域受到了更多的抑制，這樣交叉處顯得比其它區(qū)域暗一些。你在交叉處就能看到灰點(diǎn)。這種效果在視野周圍更顯著一些，因?yàn)閭?cè)抑制在更遠(yuǎn)的距離上發(fā)生作用。第三十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日眼睛跟著粉紅點(diǎn)移動(dòng)，你看到的是粉紅點(diǎn)在閃動(dòng)；盯著中心看，你會(huì)看到綠色點(diǎn)在閃動(dòng)；長時(shí)間盯著中心看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)粉紅點(diǎn)不見了，只剩下綠色點(diǎn)在閃動(dòng)。第三十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日第三十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日視覺刺激的空間交互作用——馬赫帶（Machbands）白黑Lateralinhibition：是指抑制性神經(jīng)元沖動(dòng)能抑制附近神經(jīng)元活動(dòng)的現(xiàn)象。Machbands：指馬赫發(fā)現(xiàn)的一種明度對(duì)比現(xiàn)象，是一種主觀的邊緣對(duì)比效應(yīng)。當(dāng)觀察兩塊亮度不同的區(qū)域時(shí)，邊界處亮度對(duì)比加強(qiáng)，是輪廓表現(xiàn)得特別明顯。第三十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日第三十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日三、閃光臨界融合頻率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(shí)的頻率叫做臨界閃光頻率，即剛剛產(chǎn)生閃光融合感覺的閃光頻率（criticalflickerfrequency）或臨界融合頻率(criticalfusionfrequency，簡寫為CFF)，反映的是人眼對(duì)光刺激時(shí)間分辨能力的指標(biāo)。當(dāng)其它條件相同時(shí)，CFF越高，說明眼睛對(duì)于時(shí)間上明暗變化的分析能力越強(qiáng)，時(shí)間的視敏度越好。第三十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日Talbot-Plateaulaw：間斷的閃爍光，當(dāng)其閃爍頻率達(dá)到或超過融合頻率后，人眼對(duì)融合光的感覺，和對(duì)相應(yīng)的全周期均勻一致的光流所產(chǎn)生的感覺完全一致。融合后的亮度同融合前的閃光的亮度比較，其亮度或明度均要下降，而實(shí)際上達(dá)到CFF的閃光明度的強(qiáng)度卻與穩(wěn)定光的強(qiáng)度相同。盡管高頻率的間斷光和連續(xù)光都能引起穩(wěn)定光的感覺，但只有當(dāng)它們的光總量即光的呈現(xiàn)時(shí)間×光強(qiáng)完全相等時(shí)，二者的明度才能相匹配。因此，一個(gè)連續(xù)光如果要和它在明度上相匹配，其強(qiáng)度只需間斷的閃爍光的一半就可以了。在視覺心理的實(shí)驗(yàn)研究中，刺激的時(shí)空特征是重要的研究內(nèi)容，經(jīng)常使用到刺激的久暫、也經(jīng)常通過操縱面積大小用刺激的時(shí)間和空間變量進(jìn)行研究。第三十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日（一）刺激的時(shí)間特征★曝光時(shí)間的長短與光線強(qiáng)弱有關(guān)，掌握了這一原理就能夠拍出好照片，同時(shí)也不知不覺地運(yùn)用了Bunsen-Roscoelaw。表示光的強(qiáng)度（I）和時(shí)間（T）的乘積決定它的效果，即I×T＝C。光刺激的時(shí)間特征主要受感光色素轉(zhuǎn)換過程的制約。視紫紅質(zhì)的分解時(shí)可逆轉(zhuǎn)的，大約經(jīng)過50～200毫秒，就開始恢復(fù)。所以，Bunsen-Roscoelaw只在這個(gè)有限的時(shí)間區(qū)域內(nèi)起作用，一般定在100毫秒以下。如，由于某種原因刺激強(qiáng)度減弱，只要增加刺激持續(xù)時(shí)間，閾限水平仍能維持。但刺激強(qiáng)度減弱到閾限水平以下，增加持續(xù)時(shí)間就無效了。這一定律不再起作用?？傊?，在感光色素恢復(fù)開始之前，I×T決定刺激效果，當(dāng)刺激時(shí)間超過臨界時(shí)間，強(qiáng)度就成了效果的唯一決定因素。第三十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）刺激的空間特征Ricco’slaw：網(wǎng)膜受刺激的面積（A）越大，閾限（C）所要求的強(qiáng)度（I）則越小。如，兩塊面積不同但亮度相同的物體，看起來小的不如大的量。但里科定律適用于受刺激的網(wǎng)膜范圍較小的情況?？臻g因素對(duì)視敏度有重要影響，視覺的刺激強(qiáng)度和接受刺激的網(wǎng)膜區(qū)域大小的不同，都會(huì)導(dǎo)致視覺（絕對(duì)）閾限的變化。換句話，如果是絕絕對(duì)閾限一定，則刺激強(qiáng)度和刺激的網(wǎng)膜面積二者之間就具有一定的關(guān)系。第四十頁，共七十四頁，2022年，8月28日對(duì)于網(wǎng)膜較大的受刺激范圍和刺激強(qiáng)度的關(guān)系，應(yīng)使用派帕定律Piper’slaw是里科定律的修訂。如果刺激強(qiáng)度減小一半，接受刺激的網(wǎng)膜面積需增大四倍方能保持絕對(duì)閾限的原值。里科定律最適宜說明中央凹受刺激時(shí)的情況，派帕定律最適合于說明網(wǎng)膜外圍受刺激時(shí)的情況。派帕定律的公式表達(dá)：第四十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日（三）影響CFF的因素1.CFF隨光相的強(qiáng)度的增高而增高。Ferry-Porterlaw：n=alogI+b，其中n代表CFF，a、b為參數(shù)，因人因時(shí)間而定。圖為S·Hecht和C·D·Verrijp用強(qiáng)弱不同的、直徑為2°視角的白光刺激測定中央凹cff的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第四十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日2.CFF隨閃光照射區(qū)域的面積的擴(kuò)大而增大。Granit&Harper(1930)認(rèn)為CFF與面積（A）的關(guān)系也是對(duì)數(shù)關(guān)系：n=clogA+d，其中c、d為參數(shù)。格拉涅用4個(gè)小點(diǎn)同時(shí)閃亮，測出融合頻率，再測1點(diǎn)閃亮?xí)r的頻率，結(jié)果4點(diǎn)比1點(diǎn)的融合頻率要高。如果4點(diǎn)比較靠近并刺激網(wǎng)膜邊緣，這種差別更大。說明空間上的積累具有增強(qiáng)間歇刺激相對(duì)強(qiáng)度的作用。圖為S·Hecht和C·D·Verrijp的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，曲線上標(biāo)明的度數(shù)指的是注視光點(diǎn)時(shí)網(wǎng)膜受刺激的面積。視網(wǎng)膜受刺激的面積從0.3°增加到19°，在低強(qiáng)度和高強(qiáng)度所產(chǎn)生的效果是不同的。低強(qiáng)度時(shí)，6°和19°各有一段低平曲線，且6°比19°的cff低，而0.3和2則無這段曲線。高強(qiáng)度時(shí)，在刺激強(qiáng)度相同的條件下，網(wǎng)膜受刺激的面積越大，cff越高。從0.3°到6°受刺激面積從1增加到400，最高的cff從40Hz增到45Hz，受刺激面積增到19時(shí)，最高的cff達(dá)到58Hz。一般而言，錐體細(xì)胞的分析能力高于棒體細(xì)胞，故中央凹的cff比邊緣部分高。但在刺激面積較大的情況下，網(wǎng)膜邊緣會(huì)產(chǎn)生空間積累作用。第四十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日影響CFF的因素（續(xù)一）3.在視網(wǎng)膜的不同部位，cff是不同的。圖為S·Hecht和C·D·Verrijp的（刺激面積較小情況下）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，兩條曲線明顯地分為兩段，低強(qiáng)度時(shí)曲線低平，說明隨logI的增加，cff較低而且變化不大；在中、高強(qiáng)度時(shí)，cff的變化和在中央凹受刺激時(shí)類似。因此這兩段曲線表明了在低強(qiáng)度時(shí)是棒體細(xì)胞起作用，在中、高強(qiáng)度時(shí)是錐體細(xì)胞起作用。同時(shí)，在中、高強(qiáng)度范圍內(nèi)，刺激強(qiáng)度相同時(shí)，刺激部位在中央凹以外要比在中央凹的cff要低，同樣說明了棒體細(xì)胞的分辨能力不如錐體細(xì)胞。第四十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日影響CFF的因素（續(xù)二）4.光的色調(diào)對(duì)cff的影響。實(shí)驗(yàn)表明，用各種單色光的閃爍分別刺激中央凹以外5°的地方，刺激面積為2°視角，其結(jié)果如圖所示。在強(qiáng)度相同時(shí)，cff由高到低的順序?yàn)辄S、橙、綠、紅、藍(lán)。除紅光外，其他色調(diào)的閃光的cff，隨著光刺激強(qiáng)度的增加曲線都分為兩段，它們是棒體細(xì)胞和錐體細(xì)胞分別起作用的結(jié)果。紅光曲線沒有分成兩段與紅光沒有光色距有關(guān)。其他研究還表明，當(dāng)網(wǎng)膜照度水平是明視水平，照度在10個(gè)楚蘭德以上時(shí)，cff主要依賴亮度而不依賴波長；只有當(dāng)照度低于10個(gè)楚蘭德時(shí)，強(qiáng)度相等條件下，短波的cff比長波的要高。這和眼睛在暗視水平時(shí)對(duì)短波比長波更敏感是一致的，說明照度在10個(gè)楚蘭德以下時(shí)，cff曲線代表了棒體細(xì)胞的機(jī)能。第四十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日影響CFF的因素（續(xù)三）5.研究表明，一些附加刺激的作用如聲音、嗅覺、味覺等刺激均可改變cff。此外，年齡超過55歲、疲勞、缺氧等因素會(huì)降低cff。Кравок（1935）對(duì)暗適應(yīng)過程中附加聲音刺激對(duì)白光的cff的影響研究發(fā)現(xiàn)，足夠響的樂音（2100Hz）使中央視覺的cff提高，使邊緣視覺的cff降低。（參見左圖）其他研究表明，各種單色光的cff在附加嗅覺、味覺及溫度刺激也有同樣的影響。第四十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日M.N.Schaternikoff(1902)發(fā)現(xiàn)，暗適應(yīng)可提高暗視覺的cff，但卻降低明視覺的cff。Кравок（1938）對(duì)中央視覺的暗適應(yīng)對(duì)各種單色光的cff的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)暗適應(yīng)40分鐘后，青和藍(lán)光的cff降低得最多，橙和紅光降低得少一些，綠光降得最多。如果以對(duì)暗適應(yīng)30分鐘后的cff比對(duì)暗適應(yīng)5分鐘時(shí)的cff降低的百分?jǐn)?shù)作為cff降低的指標(biāo)，各單色光對(duì)在暗適應(yīng)過程中cff降低的情況如上圖。第四十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日第三節(jié)顏色視覺一、顏色現(xiàn)象（一）顏色的明度、色調(diào)和飽和度心理物理學(xué)概念亮度luminosity主波長Dominantwavelength純度purity明度brightness色調(diào)hue飽和度saturation心理學(xué)概念顏色類別心理物理量心理量非彩色亮度明度彩色主波長色調(diào)純度飽和度顏色的基本特性第四十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日彩色系列非彩色系列白淺灰中灰深灰黑第四十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）顏色的混合彩色電視機(jī)和電腦顯示器主要是利用了加色法的基本原理。第五十頁，共七十四頁，2022年，8月28日彩色電影膠片的畫面是由黃、青、品紅三種影片染料按照減色法原理形成的。第五十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日

顏色混合即混色(colormixture)涉及兩個(gè)法則：色光混合的加色法與顏料混合的減色法。色光混合的特點(diǎn)：相混合的色光的能量值相加，等于被混合色光能量的值，被混合色光的能量增加，其明度也有所增加。加色法(additivemixture)的原色為紅、綠、藍(lán)?；焐捎醒a(bǔ)色律、間色律和代替律。減色法（subtractivemixture）三原色為黃、青、紫，是加法三原色的補(bǔ)色(complementarycolor)相減混色后得出的顏色的明度降低。顏料混合時(shí)對(duì)光譜顏色的雙重減色過程。第五十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日顏色的混合（續(xù)）Priest（1920，1923）綜合了許多研究者的資料，繪出補(bǔ)色波長曲線，該圖表明576毫微米的綠光時(shí)沒有補(bǔ)色的。對(duì)補(bǔ)色的研究還發(fā)現(xiàn)存在個(gè)體差異。第五十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日減色混合得到的顏色的反射率減低。如黃色顏料主要反射光譜上黃色一帶的光譜頻率，同時(shí)兼帶反射附近少量綠色，而吸收藍(lán)色和其他顏色；藍(lán)色顏料主要反射藍(lán)色一帶的光譜頻率，兼帶反射少量的綠色，吸收黃色和其他成分，表現(xiàn)為減色特性。但把黃、藍(lán)色顏料混合時(shí)，二者只有綠色反射特性是一致的，其他顏色都被吸收，所以混合后呈綠色，同時(shí)明度也降低。第五十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日（三）彩色視野和光譜敏感性彩色視野(visualfieldofcolor)中央視覺(centralvision)邊緣視覺(peripheralvision)網(wǎng)膜中央能分辨各種顏色，由中央?yún)^(qū)向外周部分過渡，顏色分辨能力減弱，人眼感到顏色的飽和度降低，直至最后色覺消失。對(duì)于中等亮度的刺激，任何人的網(wǎng)膜邊緣看不到顏色。由于網(wǎng)膜中央部位有一層黃色素，能降低短波如藍(lán)色的感受性。第五十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日視錐視桿細(xì)胞的光譜敏感曲線第五十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日二、顏色的視覺現(xiàn)象（一）顏色辨認(rèn)Colordiscrimination

Bezold-Bruckeeffect第五十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）顏色對(duì)比在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做顏色對(duì)比（colorcontrast）（同時(shí)交互作用）。在某一物體表面所看到的顏色不僅取決于這個(gè)表面本身的物理刺激，還取決于同時(shí)呈現(xiàn)在它周圍的顏色。物體本身的顏色和其周圍的顏色的交互作用能影響被看表面的色調(diào)和明度。每一顏色都在其周圍誘導(dǎo)出其補(bǔ)色。如果在顏色背景上放上另一顏色，由于顏色對(duì)比，兩顏色相互影響，使每一顏色的色調(diào)向另一顏色的補(bǔ)色方向變化。第五十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日同一種顏色在亮的背景上看起來不如在暗的背景上看起來亮些，這種現(xiàn)象叫作明度對(duì)比（brightnesscontrast）。同樣，在白色背景上的灰色紙片看起來發(fā)暗，而在黑色背景上看起來發(fā)亮，也屬于明度對(duì)比。一個(gè)黑色物體沒有光是不對(duì)的。物體被看成黑或者白，不取決于它反射到眼睛里的光的數(shù)量，而取決于它和背景所反射的光的相對(duì)數(shù)量。一塊煤在陽光下單位面積所反射的光可以比一張白紙?jiān)诎堤幐咭磺П?，但仍把煤看成黑的，紙看成白的。第五十九頁，共七十四頁?022年，8月28日（三）顏色適應(yīng)Visionadaptation：人眼在顏色刺激的作用下所造成的顏色視覺變化。對(duì)某一顏色光適應(yīng)后再去觀察另一顏色時(shí)，后者會(huì)發(fā)生變化，而帶有適應(yīng)光的補(bǔ)色成分。（繼時(shí)交互作用）→AfterimagePositiveafterimageNegativeafterimage在沒有外界顏色刺激時(shí)，由于激活了視覺系統(tǒng)的顏色感覺機(jī)制，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生顏色感覺→主觀顏色。第六十頁，共七十四頁，2022年，8月28日（四）顏色恒常性Colorconstancy：在不同的照明條件下，人們一般可正確反映事物本身固有的顏色，而不受照明條件的影響。如無論在黃光還是在藍(lán)光的照射下，人們總是把紅旗知覺為紅色的，而不是黃色的或是藍(lán)色的。BrunswilkratioThoulessratioK：布侖斯維克比率（以百分?jǐn)?shù)表示）A：標(biāo)準(zhǔn)刺激的反射率S：按標(biāo)準(zhǔn)刺激計(jì)算的配對(duì)反射率R：實(shí)驗(yàn)匹配的反射率第六十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日三、顏色的標(biāo)定（一）色溫colortemperature：用黑體加熱到不同溫度所發(fā)出的不同色光來表達(dá)一個(gè)光源的顏色，稱作光源的顏色溫度。黑體（blackbody）或完全輻射體（fullradiator）是指在輻射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的輻射全部吸收的物體。如一個(gè)光源的顏色與黑體加熱到絕對(duì)溫度3000K所發(fā)出的光色相同，這個(gè)光源的色溫就是3000K。一個(gè)光源發(fā)出的光是由不同的波長的輻射組成的，各個(gè)波長的輻射功率也不相同。光源的光譜輻射功率按波長的分布稱為光譜功率分布。用任意值表示的光譜功率分布稱為相對(duì)光譜功率分布。不同的光源，由于發(fā)光物質(zhì)的成分不同，其光譜功率分布有很大的差異。一定的光譜功率分布表現(xiàn)為一定的光色?？茖W(xué)家們用光源的光與“黑體”的光相比較來描述它的光色。黑體其表面按單位面積輻射的光譜功率的大小及其分布取決于它的溫度。黑體比任何其他光源在相同溫度下按單位面積輻射更大的總功率，在各波長上也輻射更大的功率。當(dāng)黑體連續(xù)加熱，不斷升溫，其最大光譜輻射功率也急劇上升，其相對(duì)光譜功率分布的最大功率部位向短波方向變化，其變化的順序?yàn)榧t－黃－白－蘭。第六十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日標(biāo)準(zhǔn)照明體ABCD65色度坐標(biāo)X0.44760.34840.31010.3127Y0.40740.35160.31620.3290X100.45120.34980.31040.3138Y100.45090.35270.31910.3310U0.25600.21730.20090.1987V0.34900.32340.30370.3122U100.25900.21420.20000.1979V100.34950.32390.30840.3130相應(yīng)色溫2856K4870K6770K6500K第六十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)色度（chromaticity）是用三原色匹配可見光譜中各波長而產(chǎn)生某種顏色時(shí)的三原色比例系數(shù)。由任何一組三原色中的兩個(gè)坐標(biāo)制成的平面圖稱做色度圖（chromaticitydiagram）。Colorequation：（C）≡r（R）＋g（G）＋b（B）［1931CIE-RBG］（C）≡r（R）＋g（G）－b（B）（C）＋b（B）≡r（R）＋g（G）1931CIE-RBG系統(tǒng)用700、546.1、435.8nm作為（R）、（G）、（B）三原色，是因?yàn)?00nm是可見光譜的紅色末端，546.1和435.8nm是兩個(gè)較為明顯的汞亮線譜，三者易精確地產(chǎn)生出來。第六十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日3.CIE1931色度圖CIE1931色度圖是根據(jù)1931CIE-XYZ繪制出來的，根據(jù)顏色混合原理，任何顏色都可用匹配該顏色的三原色的比例加以規(guī)定的，因而每一顏色都在色度圖上占有確定的位置。圖中x色度坐標(biāo)相當(dāng)于紅顏色的比例，y色度坐標(biāo)相當(dāng)于綠原色的比例。圖中沒有z色度坐標(biāo)，因?yàn)閤+y+z=1。圖中弧形曲線上的各點(diǎn)是光譜上的各種顏色，即光譜軌跡（spectrallocus）。從光譜的紅端到540nm一帶的綠光，光譜軌跡幾乎是直線，此后光譜軌跡突然轉(zhuǎn)彎，顏色從綠轉(zhuǎn)為藍(lán)－綠，藍(lán)－綠色又從510nm到480nm伸展開來，帶有一定的曲率藍(lán)和紫色波段卻壓縮在光譜軌跡尾部的較短范圍。光譜軌跡的這種特殊形狀是由人眼對(duì)三原色刺激的混合比例所決定的。連接400nm和700nm的直線是光譜上所沒有的由紫到紅的顏色。第六十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日光譜軌跡曲線以及連接光譜軌跡兩端所形成的馬蹄形內(nèi)包括一切物理上能實(shí)現(xiàn)的顏色，坐標(biāo)系統(tǒng)的原色點(diǎn)即三角形的三個(gè)頂角［洪原色點(diǎn)（X）：x=1，y=z=0；綠原色點(diǎn)（Y）：y=1，x=z=0；藍(lán)原色點(diǎn)（Z）：z=1，x=y=0；］都落在這個(gè)區(qū)域之外，即原色點(diǎn)的色度是假想的，在物理上不可能實(shí)現(xiàn)。同樣，凡是落在光譜軌跡和由紅端到紫段直線范圍以外的顏色也都是不能由真實(shí)光線產(chǎn)生的顏色。y=0的直線為無亮度線。光譜軌跡的短波緊靠這條線意味著雖然短波光刺激能夠引起標(biāo)準(zhǔn)觀察者的反應(yīng)，即在普通觀察條件下產(chǎn)生藍(lán)紫色感覺，但380～420波長輻通量在視覺上只有很低的亮度。顏色三角形中心的E是等能白光，由三原色各1／3產(chǎn)生，C點(diǎn)是CIE標(biāo)準(zhǔn)光源C，相當(dāng)于中午陽光的光色。第六十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日3.CIE1931色度圖（續(xù)一）在CIE色度圖上，當(dāng)一個(gè)顏色的色度坐標(biāo)變化很小時(shí)，人眼不會(huì)感覺出顏色的變化，所以，在色度圖上一個(gè)顏色的位置，對(duì)視覺來說實(shí)際上是一個(gè)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)顏色刺激對(duì)視覺是等效的。我們把這個(gè)人眼感覺不出來的顏色變化范圍叫做顏色的寬容量（colortolerance）。顏色寬容量實(shí)質(zhì)上反映了顏