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小学科学第一课视觉（课件）视觉是人类感知世界的一种重要方式，对于小学生学习科学来说，视觉的认识和运用是非常重要的。
本文将从视觉的基本原理、视觉在生活中的应用和视觉的保护三个方面进行介绍。
一、视觉的基本原理视觉是人类通过眼睛感知外界事物的方式，它是由光线经过眼睛中的角膜、瞳孔、晶状体等结构折射和聚焦在视网膜上，然后由视网膜传递到大脑进行解读，最终形成图像的过程。
在这一过程中，光线的颜色、亮度、方向等因素都会对视觉产生影响。
二、视觉在生活中的应用视觉在生活中的应用非常广泛，它对于我们观察和了解世界起着重要的作用。
在日常生活中，我们可以通过视觉感知到周围的景物、人物、颜色等，从而增加对世界的认知。
此外，视觉也在许多行业和领域有着重要的应用，比如医学影像学、农业的观测和测量等。
三、视觉的保护视觉的保护对于小学生的健康成长至关重要。
以下是几个保护视觉的方法:1.保证良好的照明环境：学习和生活的环境都应该有足够的光线，避免过暗或过亮的环境对眼睛的伤害。
2.正确用眼姿势：小学生在学习和用眼过程中，应当保持正确的坐姿和用眼距离，避免长时间近距离用眼。
3.适当的休息：每隔一段时间，小学生应该进行一些眼部放松操，同时远离电子屏幕，给眼睛一些休息时间。
4.合理安排学习时间：小学生的学习时间不宜过长，每天需要适度的运动和户外活动，保持眼睛和全身的健康。
5. 饮食健康：适量摄入维生素A、C和E等对眼睛健康有益的营养素，如鱼类、蔬菜、水果等。
通过这些方法，我们可以更好地保护我们的视觉健康，使我们的眼睛能够更好地发挥作用，同时也提高了学习和生活的质量。
综上所述，视觉对于小学生学习科学来说是非常重要的。
在教学中我们应该注重培养学生对视觉的认识和运用能力，让他们能够更好地理解世界，感受科学的魅力。
同时也要关注视觉的保护，让学生养成良好的学习和生活习惯，保护自己的视觉健康。
这样，他们才能更好地学习和成长。
希望这节小学科学的第一课视觉能够引起学生们的兴趣，激发他们对科学的探索热情。
机器视觉培训系列教程之基础入门培训第一节：机器视觉的概念和应用机器视觉是一种用于模拟人眼视觉系统的技术，它可以让机器像人一样“看”和“理解”周围的环境。
机器视觉的应用非常广泛，包括工业自动化、智能制造、无人驾驶、智能医疗等领域。
它可以帮助我们实现自动化生产，提高生产效率和产品质量；可以帮助机器人在复杂环境中实现导航和操作；可以帮助交通管理部门进行智能监控和交通管制。
通过机器视觉技术，我们可以让机器更好地适应人类生活和工作的需求，实现智能化、便捷化和高效化。
第二节：机器视觉技术的原理机器视觉技术主要包括图像采集、图像处理和图像识别三个方面。
图像采集是指通过摄像头等设备获取环境的图像信息；图像处理是指对采集到的图像进行处理和分析，包括去噪、滤波、边缘检测等操作；图像识别是指通过图像处理技术对图像中的目标进行识别和分类。
这三个方面相互配合，共同构成了机器视觉技术的基本原理和方法。
第三节：机器视觉的技术方法机器视觉的技术方法主要包括特征提取、对象识别、目标跟踪等。
特征提取是指从图像中提取出具有代表性的特征信息，如颜色、纹理、形状等；对象识别是指通过对特征点进行匹配和分类，识别出图像中的对象；目标跟踪是指通过对图像序列的处理和分析，实现对目标的实时监测和跟踪。
这些方法在机器视觉技术中起着非常重要的作用，对于实现各种应用场景具有至关重要的意义。
第四节：机器视觉的发展趋势机器视觉技术正以前所未有的速度和规模发展，未来的发展趋势主要包括深度学习、云端计算、多传感器融合等方面。
深度学习是指通过建立多层神经网络模型对图像进行识别和分类，实现更加精准和智能的图像处理；云端计算是指通过云平台实现图像数据的存储和计算，实现更加灵活和便捷的信息处理；多传感器融合是指通过多种传感器对环境进行多维度、多层次的感知，实现更加全面和深入的信息获取。
这些发展趋势将进一步推动机器视觉技术的发展，为各种应用场景提供更加全面、智能和便捷的解决方案。
机器视觉基础机器视觉是一种让计算机系统具备解释和理解图像或视频的能力的技术。
它模拟了人类视觉系统的工作方式，通过摄像头或其他传感器捕获图像，并对图像进行处理和分析，从而实现对图像内容的理解和识别。
机器视觉技术已经在各个领域得到广泛应用，包括工业自动化、医疗诊断、安防监控、无人驾驶等。
在机器视觉的基础上，计算机系统可以实现识别和分类图像中的物体、人脸或文字，检测图像中的运动物体，测量物体的尺寸和形状，甚至实现对图像内容的理解和推理。
这些功能的实现离不开图像处理、模式识别、机器学习和人工智能等技术的支持。
图像处理是机器视觉的基础，它包括对图像进行预处理、特征提取和特征匹配等步骤。
预处理是为了提高图像质量，包括去噪、锐化、增强对比度等操作；特征提取是指从图像中提取出具有代表性的特征，如边缘、纹理、颜色等；特征匹配是指将提取出的特征与已知的模式进行对比，从而实现对图像内容的识别和分类。
模式识别是机器视觉的核心技术之一，它是通过对图像中的特征进行分类和识别，从而实现对图像内容的理解。
模式识别包括监督学习和无监督学习两种方式。
监督学习是在已知样本的基础上进行训练，从而建立起分类器或识别器；无监督学习则是在没有标注样本的情况下进行特征聚类和模式识别。
机器学习是机器视觉的另一个重要支撑技术，它是指通过对大量数据进行学习和训练，从而实现对图像内容的自动识别和分类。
机器学习包括监督学习、无监督学习和强化学习等方式。
监督学习是在已知标注数据的基础上进行模型训练，无监督学习则是在没有标注数据的情况下进行模式发现，强化学习则是通过与环境的交互学习来获得最优策略。
人工智能是机器视觉的终极目标，它是指让计算机系统具备类似于人类的智能和思维能力。
人工智能技术包括知识表示、推理推断、自然语言处理等多个方向，通过结合机器视觉技术，可以实现对图像内容的高级理解和智能决策。
总的来说，机器视觉基础是机器视觉技术发展的基石，它包括图像处理、模式识别、机器学习和人工智能等多个方向。
第二章基础知识总结第一节生物和非生物1. 蜗牛的身体结构包括眼、口、足、壳、触角它有视觉、味觉、触觉、嗅觉等感觉，没有听觉2. 自然界的物体根据有无生命，可分为生物和非生物。
生物区别于非生物的生命特征有能呼吸、能生长、能繁殖后代、对外界刺激有反应、能遗传和变异、能进化等3. 动物和植物最根本的区别是能否进行光合作用(获取营养的方式不同）第二节细胞1. 细胞是由英国科学家罗伯特•胡克发现的。
细胞学说又是由德国科学家施莱登和施旺提出来的，细胞学说的基本内容是：①所有动物和植物都是由细胞构成的；②细胞是生物体结构和功能的基本单位；③细胞是由细胞分裂产生的2．动植物细胞都具有的基本结构包括：细胞核：内有遗传物质，是细胞生命活动的控制中心细胞质：进行生命活动的重要场所细胞膜：控制细胞与外界进行物质交换（另还具有的功能：将细胞与外界隔开，保持细胞的相对独立性；保护细胞）植物细胞与动物细胞的结构相比，一般还多了细胞壁、叶绿体、液泡细胞壁：主要由纤维素组成，其作用主要是保护和支持细胞，植物细胞一般具有一定的形状叶绿体：内含叶绿素，是植物进行光合作用的场所液泡：里面的液体叫细胞液（内含有味道、气味相关的各种物质）3．写出显微镜的各个结构：（1）镜座（2）镜臂（4）载物台（5）压片夹（6）遮光器（7）反光镜（8）物镜转换器（9）粗准焦螺旋（10）细准焦螺旋（11）目镜和物镜4．使用显微镜的步骤是安放5．使用显微镜要注意的问题：（1）如果从目镜看到要观察的物体在左上方，要移动到中间，载玻片该往左上方移。
（同向移动）（2）向外旋转粗准焦螺旋，物镜会快速下降；向内旋转粗准焦螺旋，物镜会快速上升；一般先用粗准焦螺旋找到物象，再调节细准焦螺旋使物象更清晰（3）要使观察的视野最亮，可以把遮光器最大的光圈对准通光孔，并且用反光镜的凹面镜观察（4）显微镜的放大倍数=目镜的放大倍数X物镜的放大倍数（5）显微镜由低倍镜换成高倍镜后，它的视野会变暗，细胞数目会变少，细胞的体积会变大，细胞结构会变得更清晰6、制作洋葱表皮临时装片时先在载玻片上滴一滴清水，将洋葱表皮展开后盖上盖玻片，不能留有气泡，最后滴上红墨水染色观察洋葱表皮临时装片时发现1）细胞有严重重叠现象，说明洋葱表皮撕的太厚或没有在载玻片上展平，2）视野中发现黑色圆圈，说明装片中气泡太多，应该重新盖盖玻片或重新制作装片7．制作口腔上皮细胞临时装片时先滴一滴生理盐水，做成装片后最后用亚甲基蓝染色8．目镜越长，放大倍数越小；物镜越长，放大倍数越大。
【关键字】基础第一章眼科学基础知识第一节视觉器官和眼的解剖一、概述人的眼睛是人体中一个非常重要的视觉器官，就是由这个视觉器官将我们和外界环境密切地联系起来。
当外界光线经过眼球的光学构造屈折后将物体成像于视网膜上，并在视网膜上产生光化作用引起感光细胞的兴奋再通过视网膜视神经细胞和视神经纤维将兴奋传给大脑，而大脑的中枢神经系统又对人体各部和各器官起着统一的指挥和控制，这样才完成了视觉功能，使人们能够感觉到物体的形状、大小和颜色等。
了解视觉器官和眼的结构功能及病变，对于验光配镜有着非常重要的意义。
二、视觉器官的组织结构视觉器官由眼球、眼附属器和视神经三大部分组织。
（一）视觉器官的组织结构如下：视觉器官的解剖图如图1－1。
1、下斜肌2、下直肌3、视神经4、上直肌5、上睑举肌6、眉毛7、上眼睑8、下眼睑（二）眼球的组织结构如下：眼球的解剖图如图1－2。
三、视觉器官各部分的构造及功能（一）眼睑1、眼睑位于眼窝眶出口处，复盖眼球前面，分为上睑和下睑，上下睑之间称为睑裂，边缘称为睑缘。
上下睑缘交界处称为内眦和外眦，内眦组织内包围着一个肉状隆起物，称为泪阜。
上下睑缘内眦部各有一个小孔称为上下泪小点，该小点是泪液排泄的出口。
2、眼睑的生理功能（1）眼睑通过瞬目使泪液均匀的展开，润湿角膜，使其在角膜面形成良好的光学界面。
（2）上下睑板有高度发育的皮脂腺，排出的脂质性分泌物形成泪液的表面可防止泪液过度蒸发。
（3）对外观察物体时，上下睑会对角膜保持持续的压迫力，可导致角膜产生垂直向的屈光力较强的散光一般称为生理性散光。
（4）当上下眼睑闭合不全时可引发角膜干燥溃疡。
（5）眼睑下垂可能导致眼睛成为形觉剥夺性弱视。
眼睑解剖图1－3。
（二）睫毛1、睫毛位于上下睑缘的边缘，一般上睑缘排列睫毛在100～170根之间，下睑缘排列睫毛在50～80根之间，睫毛形状固定，质地较硬，长度约10mm左右，生长期一般在3～5个月，脱落再生大约需要2个月的时间，睫毛为黑色，人到老年，睫毛将变成白色。
第二章视听资料检验的生理基础视听资料中的录音录像资料涉及到人类的听觉、视觉活动，而听觉、视觉活动是由人类的视觉听觉器官和神经系统共同完成的。
视听觉感知的结果和所有器官的生理结构、生理机能以及个体的心理活动都是密切相关的。
本章重点介绍视听觉活动的生理、心理基础以及和视听觉活动有关的人类心理现象。
第一节视觉活动的生理机制一、视觉器官功能（一）眼睛的结构眼球直径约为25毫米，重约7克。
主要成分有角膜、虹膜、晶状体、玻璃体和视网膜(图2-1)。
眼睛最前面的是透明的角膜，它最先接受光信息。
虹膜中间的圆孔叫瞳孔，在瞳肌的作用下，它能以类似于照相机改变光圈的方式缩小或扩大。
晶状体和玻璃体的形状变化可以调节眼睛光学系统的焦点。
图2-1 眼结构图眼睛的光学系统很复杂，但可以用一个简单模型计算出物体在视网膜上的视象大小(图2-2) 。
图2-2 视网膜像的大小其中，S是物体的长度或宽度，D是从物体到眼睛节点的距离，眼睛节点大约处于视网膜上成像处前17毫米的地方。
物体S的视网膜像张角大小与该物体张开的视角相同。
对于一切小视角而言，tanβ=s/17, 因此s=17 tanβ=17 S/D此式表明, 视网膜上视象大小与物体线度S成正比, 与物体到眼睛节点的距离D成反比。
随着视角变小, 视象s 越来越小, 以至于分辨不清。
1. 视网膜视网膜有很复杂的结构（图2-3）。
其外貌结构并不都是均匀的，在它的中心处有一个凹陷，通常叫中心区。
对光线敏感的细胞中，有两类起着重要作用，一类是锥状的的视锥细胞，一类是杆状的视杆细胞，前者约有数百万个，主要分布在中心区；后者约有一亿个，主要分布在中心区以外部位。
图2-3 视网膜结构视杆细胞和视锥细胞对光的反应机制不同。
在宽度约为0.65毫米的中心区，集中分布着视锥细胞，在正常照度下，它们对光线里波长为600、570和450纳米的成分很敏感（图2-5）。
也就是说，在视锥细胞里有红敏、绿敏和蓝敏细胞，它们使个体产生视觉里的色觉。
而在暗弱光线条件下，红绿蓝视锥细胞不能被激活，分布在中心区边缘和外部的视杆细胞却被激活，并产生明暗视觉，使人在夜晚或低照度条件下也能感知大物体的存在和运动。
2．视觉通路图2-4给出的是视觉通路简化图。
来自每一视网膜的视神经纤维交叉在视神经纤维交叉处。
交叉的方式是：每一视觉通路所包含的纤维代表着视野的一半。
每一通路停止于效应的外侧膝状体核里，从这里视觉辐射物前进到枕叶大脑皮层的神经中枢。
也有一些视神经通路停止于外侧膝状体细胞核里。
图2-4 视觉通路简化图大脑皮层的第17区是视觉中枢，但和视觉活动有关的皮质区很多。
此外，参与视觉活动的神经系统组织也很多，图中外侧膝状体核就是十分重要的组织之一。
（二）视知觉1．视觉刺激光波是由具有光粒二象性的光子（光量子）组成的，光量子的能量随波长而变化，可见光区间光波长度是400到700纳米。
具有各种能量的光量子是产生视觉的刺激物。
眼睛接受的光有两类，直接来源于光源的如太阳、灯光、烛光等的光线，以及来源于被物体反射的的光线。
2．光谱相对视亮度不同波长的光在其刺激眼睛的程度上是极不相同的。
紫外、红外光人眼感觉不到，可见光范围的光谱相对视亮度也是不一样的。
视角大小，物体细节大小与明视照度之间也有很强的依赖关系。
视角越大，要求照度越低；视角越小，要求照度越高。
物体细节越小，要求照度越高。
物体细节从0.1毫米增大到10毫米，所需照度由784勒克司降为15勒克司。
3．明视、暗视和间视明视觉指的是视锥细胞在日间较高的亮度水平上能看清外界事物；暗视觉指的是对光有高度敏感的视杆细胞在夜间亮度水平低时能看见外界事物。
表2-1 人眼的明暗视觉感受器视锥（约7百万）视杆（约1.2亿）视网膜位置集中在中央，边缘较少一般在边缘，中央没有神经过程辨别累积波长峰值555纳米505纳米亮度水平昼光（1到107毫朗伯）夜光（10-6到1毫朗伯）颜色视觉正常三色视觉无彩色视觉暗适应快（约7分钟）慢（约40分钟）空间辨别分辨能力高分辨能力低时间分辨反应快反应慢间视是明视和暗视之间的另一种视觉。
原来，视锥细胞仅在明亮条件下对光有感应，而视杆细胞此时被亮光所饱和，没有输出。
当光线暗弱之后，视锥细胞没有反应，而视杆细胞开始感受暗光。
在暗区停留1-2个小时以后，个体眼睛的中央区会变盲，而位于中央区以外的视杆细胞却可以有效地看到微光下的物体了。
用中央区以外的视网膜区作夜间观察，是夜间外出执行任务的人必须掌握的一种技术。
视锥细胞和视杆细胞对不同波长光的感受性不同，二者中间有一个“光色差”，600毫微米以下尤为明显。
因此，一个很弱的光便超过已暗适应了的视杆感受器的阈值，中央区以外的视网膜就有微光下物体的视象，只不过它是无色的。
随着光波长变小（能量增强），达到视锥感受器阈值的光成分增加，视象便显出了颜色。
从无色到显示出颜色的这段过程就是“间视”。
该图还表明，视杆细胞对红光不敏感，也就是说，红光不会使它激活。
因此，为了保持视杆细胞的夜视灵敏性，夜间外出执行任务的人，如查阅图表或检验器材，必须戴红色眼镜，或用红光照明。
图2-5 眼睛对不同波长光的感受性4视敏度视敏度描述的是能够看到景物精致细节的准确性。
视力表是将视敏度规范化的常用工具。
通常用观察者眼睛对物体所成的张角的倒数来标度视敏度。
对视敏度可从四个方面来检验。
（1）觉察观察者要判断的只是物体存在与否。
如图2-6所示，作为刺激物的一条黑线或一个黑点在视网膜一个区所产生的亮度变化 L能否被觉察的问题。
对于单线这个阈值视角最小，约为0.5弧秒。
通常的觉察阈值是10-20弧秒。
光的衍射对于觉察有影响。
（2）认知能正确认知字母E或圆环的开口方向。
它不仅包括明度辨别，而且在一定程度上包括解像力以及定位能力。
（3）解像力指的是对一个视觉形状组成部分之间距离的辨别能力。
常用于检测视觉解像力的是多线栅格图形。
最好的眼睛也只能分辨由35-40弧秒宽的线条组成的栅格。
也就是说，比能够觉察到的单个线条要宽70-80倍。
（4）定位定位要解决的是上下两条线是否存在位错。
刚刚能够分辨的偏差是2弧秒，说明视觉可以对物体相对位置作出精细的辨别。
影响视敏度的因素很多，重要的有视网膜感受器的镶嵌精细程度，瞳孔大小，测试物体的亮度及其对比，测试物体的暴露时间，眼动等。
图2-6 视敏度指标二、视觉的体视特性人眼的视网膜是二维的表面，但在这个二维空间的视网膜上却能觉察出三维空间的客体。
人的空间视觉中依靠很多客观条件和机体内部条件来判断物体的空间位置，这些条件被称为深度线索。
（一）眼睛的调节活动首先，在观察对象时，根据与对象的远近，眼睛的水晶体形状总是要被眼肌调节的。
水晶体调节过程产生的产生的信息是估计对象距离的线索之一。
其次，是双眼视轴的辐合。
为保证对象的映象落到视网膜感受性最高的区域，获得清晰的视象，两只眼睛的视轴必须完成一定的辐合运动。
看近距离的物体，视轴趋于集中；看远距离的物体，视轴趋于分散。
图2-7给出的是辐合角度与对象之间距离的关系。
P为物体，L和R代表两眼位置，目间距一般为65毫米，左右眼向内的辐合角分别是C l、Cr，二者相等，其和等于角C。
利用上述条件可以求出距离与辐角的关系D=13407225/C (毫米)其中，角度值是以秒为单位的。
图2-7 双眼视轴的辐合表2-2 不同距离下的双眼辐合角距离D（毫米）幅合角秒度100 134072 36300 44691 12600 22345 61000 13407 3.710000 1341 0.3750000 268 0.07表中数据表明，在50米以外的客体可以认为是在无限远处。
（二）双眼视差人对空间对象的深度视觉主要由双眼视觉实现的。
双眼视觉不仅用两个眼睛看着物体，而且在视觉机能方面出现深度知觉的质的变化。
双眼视差是深度知觉的基础。
图2-8给出不同距离的对象产生双眼视差的示意图。
其中P是被注视对象，另有两个B，R对象，前者比P近，后者比P远。
对象P的视象落在双眼视网膜中心区的P1、P2处，而B和R则落在双眼视网膜的b1、r1和b2、r2区。
b1和b2的位置差形成了双眼视差，由于这个视差位于Panum区内，所以B在双眼里的视象仍是单象，但却产生了深度视觉。
以注视物P在双眼视网膜的视象为参照点，有r1p1< r2p2，p1b1< p2b2，即一个视网膜的刺激点离中心区较近，一个视网膜的刺激点离中心区较远。
相对于双眼中心区这一远一近便使人产生了深度视觉。
图2-8 双眼视差示意图当两个物体位于不同距离时，二者之间的距离差别必须大于一定限度才能被视觉辨别出存在距离差，这种辨别能力称为实体感受性或深度视锐。
表10-2给出各种观察条件下，深度视差为5秒时，理论深度视锐值和实验值。
表2-3 各种观察距离下深度视差为5秒时，理论深度视锐值实验值观察距离理论深度视锐值良好照明一般照明不良照明（米）1 0.37毫米0.4毫米0.6毫米1毫米10 3.8厘米4厘米----- -----100 4.15米 3.7米7米这个表的数据说明，距离观察者10米远的两个物体，其相对的距离差达到3.8厘米时，才能看出远近的差别，如果小于这个距离，就不能辨别出哪个在前，哪个在后。
当对象的距离超出1300-1500米时，双眼的视线近于平行，视差接近于零，双眼视差将不能提供深度线索。
（二）物理条件产生的空间视觉视觉对象本身的一些物理条件，在一定条件下也可以成为知觉深度和距离的线索，在人们的空间知觉中起着重要作用。
视觉对象大小对空间视觉影响较大。
表明视网膜视象大小的公式为：a=A/D。
A是客体大小，D是客体到眼睛水晶体上节点的距离，a是视网膜上视象的大小。
在知觉心理学里这个公式叫做大小--距离不变假设。
它表明知觉的大小与知觉的距离是相互制约的关系。
视网膜上视象的大小可以作为距离的线索而起作用。
两个线度相等的物体，在视网膜上的视象大者距离近些，小者距离就远些。
物体的遮挡是单眼或双眼判断物体前后的重要线索。
一架飞机部分地被云层遮住或在云层后面忽隐忽现，便被知觉为飞机在云层中或云层后飞行。
利用遮挡判断对象的前后很容易，但判断对象之间的绝对距离是比较困难的。
光亮与阴影的分布也对空间视觉产生影响。
光亮的物体显得近，灰暗的或阴影中的物体显得远。
但是，在物体上的亮度分布与光照方向关系密切，在具体判断时，一定要首先确认入射到物体上的光线方向。
颜色也有作用，在人们经验中，远方的物体一般呈现兰色，近处的物体呈现黄色或红色。
这也形成了判断对象远近的线索。
空气的清晰程度影响人们的视觉。
空气有灰尘不清晰，远处的物体轮廓看不清，近处的物体看得清楚。
所以，空气的清晰度也是判断对象空间远近的线索之一。
线条透视指的是空间的对象在一个平面上的几何投影。
