第五章視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)

第五章視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)系統(tǒng)視覺(jué)的基本功能顏色視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)響度與音高量表空間聽(tīng)覺(jué)1一、視覺(jué)系統(tǒng)眼睛視神經(jīng)通路與大腦神經(jīng)細(xì)胞的感受野特征覺(jué)察器（featuredetectors）視覺(jué)系統(tǒng)中只對(duì)視野內(nèi)確定位置上有一定特征的刺激形式產(chǎn)生最大反應(yīng)的某些特殊神經(jīng)元，又稱特征檢測(cè)器。

2二、視覺(jué)的基本功能（一）視覺(jué)的感受性光譜感受性暗適應(yīng)和光適應(yīng)（二）空間辨別（三）時(shí)間辨別（四）客體的識(shí)別與定位：焦點(diǎn)系統(tǒng)與周?chē)到y(tǒng)3（一）視覺(jué)的感受性

1、光譜感受性光的物理特性及其心理感受波長(zhǎng)：色調(diào)振幅（光強(qiáng)，能量）：明度純度（成分）：飽和度41、光譜感受性（1）人眼不能看到所有的光線。人眼的適宜刺激，即可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大約是400nm（紫色）——700nm（紅色）。人眼視網(wǎng)膜有兩種感光細(xì)胞錐體細(xì)胞：明視覺(jué)桿體細(xì)胞：暗視覺(jué)51、光譜感受性（2）明視覺(jué)暗視覺(jué)感受器錐體細(xì)胞桿體細(xì)胞視網(wǎng)膜位置集中在中央凹網(wǎng)膜邊緣功能上的亮度水平白天日光黑夜光線最敏感的波峰555nm507nm顏色視覺(jué)有無(wú)暗適應(yīng)快，約5分鐘慢，約30分鐘空間分辨高敏度，光感受性低低敏度，光感受性高表5.1明視覺(jué)（錐體）與暗視覺(jué)（桿體）的特性6人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光線的感受性是不同的：覺(jué)察不同的光波所需的光強(qiáng)不同71、光譜感受性（3）Purkinje效應(yīng)J.E.Purkinje1825年發(fā)現(xiàn)，在日光下看起來(lái)明度相等的紅花和藍(lán)花，到了黃昏時(shí)，即光度變?nèi)鯐r(shí)，兩種花的色調(diào)都變淡了，但藍(lán)花看起來(lái)卻比紅花顯得亮些。這種現(xiàn)象，即當(dāng)照度降低，使錐體視覺(jué)轉(zhuǎn)換到桿體視覺(jué)時(shí)，眼睛對(duì)光譜短波部分感受性提高的效應(yīng)叫做Purkinje效應(yīng)（荊其誠(chéng)，1987）。82、暗適應(yīng)與光適應(yīng)（1）暗適應(yīng)（darkadaptation）在黑暗中視覺(jué)感受性逐漸提高的過(guò)程明適應(yīng)（lightadaptation）在光亮中視覺(jué)感受性很快下降的過(guò)程92、暗適應(yīng)與光適應(yīng)（2）05101520253035345678暗適應(yīng)時(shí)間（分鐘）閾限的對(duì)數(shù)值圖5-15

在暗適應(yīng)過(guò)程中視覺(jué)閾限的變化測(cè)量暗適應(yīng)10（二）空間辨別眼睛的空間辨別能力即視銳度（視敏度）（visualacuity）是指分辨物體輪廓和物體細(xì)節(jié)的能力，表現(xiàn)為覺(jué)察目標(biāo)刺激的存在以及辨別物體細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確性。視角（visualangle）：離眼睛一定距離的物體的大小與眼睛形成的張角。11在一定的空間范圍，眼睛能分辨物體的視角越小，視覺(jué)敏銳度就越良好。121、覺(jué)察覺(jué)察（detection）不要求區(qū)分物體各部分的細(xì)節(jié)，只要求發(fā)現(xiàn)對(duì)象的存在。在暗背景上覺(jué)察明亮的物體主要決定于物體的亮度，而不完全決定于物體的大小。人們覺(jué)察明亮背景上的暗物體的能力是很強(qiáng)的，這種覺(jué)察主要取決于視網(wǎng)膜上刺激物的投影與其周?chē)牧炼炔顒e，所以，在明亮背景上覺(jué)察暗物體，主要是對(duì)比的辨別。132、定位、解像與識(shí)別定位（localization）是覺(jué)察兩根線是否連續(xù)或彼此有些錯(cuò)位的能力。解像（resolution）是知覺(jué)某一模式具體元素之間分離的能力。識(shí)別（recognition）是確認(rèn)物體及細(xì)節(jié)的能力。14（三）時(shí)間辨別在某種條件下，閃爍的燈光可能會(huì)被知覺(jué)為連續(xù)的。物理上閃爍的光在主觀上引起的感覺(jué)介于閃爍與穩(wěn)定之間時(shí)的頻率叫做臨界閃光頻率（criticalflickerfrequency），或臨界融合頻率（criticalfusionfrequency），簡(jiǎn)寫(xiě)為CFF。151、CFF的測(cè)量轉(zhuǎn)盤(pán)閃爍法數(shù)字式亮點(diǎn)閃爍儀測(cè)到的CFF越高，被試對(duì)光刺激的時(shí)間辨別力越好162、影響CFF的因素光強(qiáng)與CFF閃光照射區(qū)域面積與CFF視網(wǎng)膜位置與CFF17（四）客體的識(shí)別與定位：焦點(diǎn)系統(tǒng)與周?chē)到y(tǒng)焦點(diǎn)系統(tǒng)（focalsystem，又稱what通路）主管客體的識(shí)別與再認(rèn)，這就是膝狀體-紋狀體視覺(jué)系統(tǒng)（geniculo-striatevisualsystem），它包括視網(wǎng)膜中央凹在內(nèi)的中心區(qū)、外側(cè)膝狀體和初級(jí)視皮層區(qū)（紋狀體）；周?chē)到y(tǒng)（ambientsystem，又稱where通路）主管客體的定位，這就是視網(wǎng)膜背蓋視覺(jué)系統(tǒng)（retinotectalvisualsystem），它包括視網(wǎng)膜的中央凹區(qū)域以及邊緣區(qū)域、上丘和外紋狀體。18三、顏色視覺(jué)顏色是人類(lèi)環(huán)境的一個(gè)普遍特色。顏色加強(qiáng)了物體表面的對(duì)比，促進(jìn)了客體的覺(jué)察與區(qū)分，為再認(rèn)客體提供了清楚的線索。19（一）顏色的明度、色調(diào)和飽和度顏色的明度與其物理刺激光波強(qiáng)度-亮度相對(duì)應(yīng)。顏色的色調(diào)與其物理刺激的光波波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)。顏色的飽和度與其物理刺激的光波的純度相對(duì)應(yīng)。20（二）顏色混合加法的顏色混合（additivecolormixture）光譜中的色光混合是加色法：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21減法的顏色混合（subtractivecolormixture）顏料、油漆等的混合配色是減色法黃色=白色-綠色紫色=白色-紅色黃色+紫色=白色-藍(lán)色-紅色=綠色紫色+青色=白色-綠色-紅色+藍(lán)色熟悉性和過(guò)去經(jīng)驗(yàn)對(duì)外觀顏色的作用被歸結(jié)為記憶色（memorycolor）。22（三）顏色理論三色理論（trichromaticreceptortheory，又稱楊-赫爾姆霍茨理論：Young-Helmholtztheory）存在三種錐體細(xì)胞分別對(duì)紅色光、綠色光和藍(lán)色光最敏感，這些感受器引起興奮過(guò)程的相互作用，便產(chǎn)生各種不同的顏色感覺(jué)。如紅光照射到視網(wǎng)膜上，紅色感受器興奮最大，綠色感受器興奮較小，而藍(lán)色感受器興奮更小，這樣就產(chǎn)生紅色感覺(jué)。當(dāng)紅光與綠光同時(shí)作用于視網(wǎng)膜，紅色感受器與綠色感受器興奮最大，因而就產(chǎn)生黃色感覺(jué)。如果三個(gè)感受器都處在同樣興奮水平時(shí)，便產(chǎn)生白色感覺(jué)。23三色理論可以很好地解釋顏色混合現(xiàn)象及顏色后象難以解釋色盲現(xiàn)象：例如紅綠色盲能看見(jiàn)黃色，而按三色說(shuō)，黃是由紅綠混合而成的，因此紅綠色盲應(yīng)該看不見(jiàn)黃色，這很矛盾。這個(gè)學(xué)說(shuō)對(duì)顏色在神經(jīng)通路中如何傳遞和編碼也沒(méi)有清楚地說(shuō)明。24Hering對(duì)立機(jī)制理論（opponent-processtheory）（又稱四色理論）(1)視覺(jué)系統(tǒng)中有三種感受器，即紅—綠、黃—藍(lán)、白—黑。

(2)在各感受器(或稱機(jī)制中引起頡抗的反應(yīng))哪一方反應(yīng)大，即成為最終的反應(yīng)。如：紅光刺激使紅綠色素分解，產(chǎn)生“紅”的感覺(jué)；綠光刺激使紅綠色素合成產(chǎn)生綠色感覺(jué)三種視素的對(duì)立過(guò)程的組合產(chǎn)生各種顏色感覺(jué)和各種顏色混合現(xiàn)象。25近代電生理研究確實(shí)發(fā)現(xiàn)，在光的神經(jīng)傳導(dǎo)通路中，存在著這種頡抗反應(yīng)。黑靈的學(xué)說(shuō)能夠解釋紅綠色盲產(chǎn)生黃色感覺(jué)的現(xiàn)象，但對(duì)于三原色能產(chǎn)生光譜一切顏色這一現(xiàn)象不能給予很好的解釋。26僅僅由黑白刺激也可以產(chǎn)生顏色感覺(jué)，人們稱之為主觀顏色（subjectivecolor）。2728聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)聽(tīng)覺(jué)的物理刺激和心理感受聽(tīng)覺(jué)掩蔽聽(tīng)覺(jué)定位29一、聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)耳的結(jié)構(gòu)外耳中耳內(nèi)耳耳廓外耳道鼓膜鼓室聽(tīng)小骨半規(guī)管前庭耳蝸30二、聽(tīng)覺(jué)的物理刺激和心理感受聽(tīng)覺(jué)是個(gè)體對(duì)聲波的心理反映頻率——音高振幅（強(qiáng)度）——響度（音強(qiáng)）波形——音色311、頻率——音高頻率：聲波每秒震動(dòng)的次數(shù)音高：人對(duì)聲波頻率的心理反映人耳可以受到的聲波的適宜頻率：16-20000Hz頻率越快，聽(tīng)到的聲音越高，但并非線性關(guān)系32心理上的音高主要與頻率有關(guān)，但并不完全由頻率決定，也受刺激強(qiáng)度的影響。對(duì)于同一聲音刺激的音高感知，不同個(gè)體之間有較大的個(gè)體差異33頻率：Hz，音高：Mel，并規(guī)定，40dB時(shí)，頻率為1000Hz的純音的音高為1000Mel音高與頻率之間的關(guān)系可用音高量表方法：感覺(jué)等距法；二分法，多分法34振幅（強(qiáng)度）影響音高聲音的頻率不是決定音高的唯一因素。很多研究發(fā)現(xiàn)音高也在一個(gè)輕微的程度上依賴于聲音刺激的強(qiáng)度中等頻率范圍1000一至3000Hz，強(qiáng)度對(duì)音高沒(méi)有什么影響，在低頻增加強(qiáng)度時(shí)，音高隨之降低：在高頻，增加強(qiáng)度后音高隨之升高。352、振幅——響度響度主要是由聲波的強(qiáng)度(振幅)所決定的心理量，反映了刺激的強(qiáng)烈程度。其單位是sone。響度主要是聲壓的函數(shù)36頻率影響音強(qiáng)（響度）響度不但隨聲波的物理強(qiáng)度變化，同時(shí)也隨著聲音的頻率變化。規(guī)定：1000Hz的純音其強(qiáng)度為40分貝時(shí)所產(chǎn)生的響度叫做1sone刺激的強(qiáng)度增加量相同時(shí)，不同頻率下響度的增加量卻不同。37●●●38響度和響度級(jí)的概念不同，二者都表示對(duì)響度的測(cè)量。響度表示一個(gè)聲音有多響。響度級(jí)是，當(dāng)人們聽(tīng)到一個(gè)聲音比另一個(gè)聲音響時(shí)，其響度的等級(jí)是多少。響度級(jí)規(guī)定：某一聲波（不管其聲壓級(jí)如何）與1000Hz聲壓級(jí)是70分貝的純音同樣響時(shí)，該聲波的響度級(jí)就被認(rèn)為是70Phon。0分貝則是響度零級(jí)。393、波形——音色音色是聲波的主觀屬性據(jù)聲波的類(lèi)型可分為純音和復(fù)合音兩類(lèi)：純音：波形成正弦波的聲音復(fù)合音：由不同頻率和振幅的純音相混合而成的音樂(lè)音：具有周期性的振動(dòng)，給人以舒適的感覺(jué)，組成它的各純音的頻率之間是整倍數(shù)的關(guān)系。噪音：具有非周期性的特征，組成它的各純音的頻率之間沒(méi)有整倍數(shù)的關(guān)系。白噪音：功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲，是一種包含和人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)（通常從20到20kHz）的范圍里面的頻率一樣的聲音。40三、聽(tīng)覺(jué)掩蔽聽(tīng)覺(jué)掩蔽是兩個(gè)