色彩学(人眼视觉成像原理)教学讲义

人眼的构造
人眼的构造——眼球
人眼的形状像一个小球，通常称为眼 球。
眼球内具有特殊的折光系统，使进入 眼内的可见光汇聚在视网膜上。视网 膜上含有感光的视杆细胞和视锥细胞， 这些感光细胞把接受到的色光信号传 到神经节细胞，再由视神经传到大脑 皮层枕叶视觉神经中枢，产生色感。
眼球壁有三层膜组成。外层是坚韧的 囊壳，保护眼睛的内部，称为纤维膜， 它的前1/6为角膜，后5/6为白色不透 明的巩膜，中层称葡萄膜（或血素层、 血管层），颜色像黑紫葡萄，由前向 后分为三部分：虹膜、睫状体和脉络 膜。内层为视网膜，简称网膜。
人眼的构造——你知道吗？
全色盲
全色盲是指眼球中椎状细胞缺少，或无作用，仅能依靠眼球中杆状细胞 来感受视觉影像光线的强弱。其视觉所见的景像只有灰阶的色阶分布， 眼睛对于亮度非常敏感，在白天的室外需戴上深色的太阳眼镜保护眼睛。
一般社会上存在的全色盲比较非常少，但在大西洋上的平格拉普岛 (Pingelap)和彭培岛(Pohnpei)上却有极高的比例为全色盲，因为岛上的 基因库小，难以避免近亲繁殖，至使岛上全色盲的比例高于全世界其他 地方的三万分之一，平格拉普岛人口约七百人，全色盲的比例高达十二 分之一，这种造成全色盲的基因叫作马斯肯基因，岛上约有三分之一的 人为带因者。
以发生原因来分，色盲可分为先天性色盲和后天性色盲。 先天性色盲多为红绿色盲，对于红绿辨色有障碍。 后天性色盲的发生原因可能与视网膜、视神经病变有关，例如外伤、青光眼。
2、色盲分类：部分色盲、全色盲
部分色盲：大致可分为红绿色盲和蓝黄色盲，可利用石原氏色盲检测图来做检测。 红绿色盲 红色盲:缺少感受红色的椎状细胞。 绿色盲:缺少感受绿色的椎状细胞。 红色弱:患者椎状细胞对红色感光的波形接近感受绿色的椎状细胞波形。 绿色弱:患者椎状细胞对绿色感光的波形接近感受红色的椎状细胞波形。 蓝黄色盲 患者缺乏感受蓝光的椎状细胞。
人眼的构造——视网膜
3．明暗视觉特点： a．明视觉对400nm（紫色）和700nm（红色）附近的色光感受性很
低，而对555nm的黄绿色部位最敏感。 暗视觉对510nm的蓝绿色部位最敏感
b．明视觉曲线与视觉曲线之间没有联系 明暗视觉特性随人的年龄，性别等因素的变化而变化。
人眼的构造——视神经与中心窝
人眼的构造——角膜
角 膜 (cornea) ： 如 同相机的滤镜
眼球最前端是透明的 角膜，它是平均折射 率为1.336的透明体， 俗称眼白，微向前突 出，曲率半径前表面 约7.7毫米，后表面 约6.8毫米，光由这 里折射进入眼球而成 像。
人眼的构造——晶状体
晶状体，水晶体 (lens) ： 如 同 相 机 的 镜片。
视 神 经 (optic nerve) ： 将 收 集 到 的光线转化为脉冲 传向大脑，如同光 纤。
中心窝 (fovea)： 视细胞最密集之处， 为视线投影到网膜 上的焦点。这一小 凹是视觉最敏锐的 地方。
眼皮 (eyelid)： 如同相机的快门
人眼的构造——你知道吗？
1、色盲形成的原因
眼睛之所以能辨识颜色，是由于眼睛存在三种能辨色的椎状细胞，这三种椎状细 胞分别能吸收不用波长范围的光，分别是蓝-紫、绿色、红-黄。当椎状细胞受到 损伤或发育不全时，就有可能造成色盲。
盲点 (blind spot)：视神经 与眼球的接点，该处无视细 胞所以无法感光。
人眼的构造——视网膜
视网膜 (retina)：如同底片。
视网膜是视觉接收器的所在， 它本身也是一个复杂的神经中 心。
眼睛的感觉为网膜中的视杆细 胞和视锥细胞所致。视杆细胞 能够感受弱光的刺激，但不能 分辨颜色，视锥细胞在强光下 反应灵敏，具有辩别颜色的本 领。在中央凹处之内，只有视 锥细胞，很少或没有视杆细胞。 在网膜边缘，靠近眼球前方各 处，有许多视杆细胞，而视锥 细胞很少。某些动物（如鸡） 因视杆细胞较少，所以在微光 下，它们的视觉很差，成为夜 盲。也有些动物（如猫和猫头 鹰）因视杆细胞很多，所以能 在夜间活动。
3、色盲患者在职业的选择上会受到限制，特别是美术、医学、化工等性质 的工作，需要依赖大量的辨色能力，在就学与在职训练时就常因体检结 果而被拒绝。但在文学、史学、法律等方面就较不受限。
人眼的构造——视网膜
人眼的构造——视网膜
视觉器官的两重功能:明视觉与暗视觉 1．视锥细胞与明视觉 a．视锥细胞特性：包含感红，感绿，感蓝细胞主要感受颜色的差
别，而对明暗的感觉比较低，对光的敏感性小，只有达到一定照 度的情况下，视锥细胞才起作用。 b．明视觉：指在光亮的条件下，由锥体细胞起作用的辩认物体细 节和颜色的视觉。 2． 视杆细胞与暗视觉 a. 视杆细胞特性：感受物体的明暗，对光的敏感程度高，不能感 受物体颜色的差别。 b. 暗视觉：指视杆细胞的活动特性，可以在光线很暗的情况下工 作，不能反映色光的差异。
晶状体在眼睛正面中 央，光线投射进来以 后，经过它的折射传 给视网膜。所谓近视 眼、远视眼、老花眼 以及各种色彩、形态 的视觉或错觉，大部 分都是由于水晶体的 伸缩作用所引起。
它像一种能自动调节 焦距的凸透镜一样。
人眼的构造——黄斑与盲点
黄斑是网膜中感觉最特殊的 部分，稍呈黄色。
色觉之所以有很大的个人差 异与黄斑是有关系的，位置 刚好在通过瞳孔视轴所指的 地方，即视锥细胞和视杆细 胞最集中的所在，是视觉最 敏锐的地方。我们看到物体 最清楚时，就是因为影像刚 好投射到黄斑上的缘故，黄 斑下面有盲点，虽然是神经 集中的部位，但缺少视觉细 胞，不能看到物体影像。
视觉的形成
人眼的构造 形象的形成
人眼的构造
眼睛等于捕捉光线的 摄影机，而大脑是组 成影像的机构。
所有的色彩视觉都是 建立在人的视觉器官 的生理基础上的，所 以研究色彩还必须了 解视觉器官的生理特 征及其功能。
人ห้องสมุดไป่ตู้的构造
人眼的构造相当于一 架摄像机或照相机。 前面，是由角膜、晶 状体、前房，后房、 玻璃体所共同组成的 具备镜头功能的组合， 把物体发出的光线聚 焦到后面的相当与胶 卷的用于检测光线的 视网膜上。