视觉与感知觉

第七章视觉与感知觉视觉与视知觉一、视觉系统1.眼睛：水平剖面图——角膜~前房（支撑保护晶状体）~瞳孔（调节进光量）~晶状体，睫状肌（调节晶状体，同时也可提供视觉线索）~玻璃体（支撑保护晶状体）~视网膜（包括感光的视锥细胞密集的中央窝）~脉络膜（血管丰富-提供营养，坚硬-提供保护，含色素细胞-形成遮光暗房）~巩膜（坚硬有弹性-保护作用）~视神经乳头（盲点）视轴方向也提供深度知觉的肌肉线索盲点的测定：注视点为A（锥体细胞参与），余光看B，B移动，在某一位置消失~盲点多个杆体细胞具有共同的神经纤维（高感受性）——对光敏感，绝对阈限低，在暗环境下工作。

每个锥体细胞都有自己的神经纤维（高区分度）——可感知颜色、细节，在光亮环境工作。

注视细节时，光线集中刺激中央窝，作用于锥体细胞。

2.视神经通路与大脑对侧加工：左右视野~右左大脑半球通路：锥体杆体细胞~双极细胞~神经节细胞~视神经~视交叉~视束~上丘，顶盖前区，双侧动眼神经副核。

或（外侧膝状体，17区）双极细胞接收光感受器的信号输入，在整合后传递至无长突细胞和神经节细胞（附图）。

在视网膜信号的传递中，双极细胞显示出两个重要功能：一是把视觉信号分流为给光(ON)和撤光(OFF)信号；二是通过其与无长突细胞和神经节细胞的特殊的突触传递方式，把持续性的分级电位(graded potential)转化为瞬变性的神经活动。

3.神经细胞的感受野视觉系统中，若视网膜的某一特定区域受到光的刺激时能够引起视觉系统较高水平上单一神经纤维或单一神经细胞的电活动，那么这个区域就是该神经纤维或细胞的感受野。

研究感受野的实验：将微电极埋在单个神经节细胞或外侧膝状体细胞或视皮层细胞中，将大小、运动、强度、朝向模式等维度变化的各种单个刺激投射至视网膜的不同部位，直至产生相应的电位变化，便可确定神经细胞的感受野。

例如：猫的神经节细胞与外侧膝状体细胞均为同心圆模式，“开”中心细胞（中心兴奋外侧抑制），“闭”中心细胞（中心抑制外侧兴奋）。

对朝向敏感的简单细胞细胞，对运动方向敏感的复杂细胞（感受野更大）。

4.特征觉察器的概念：存在独特或特殊的皮层细胞，其功能只是察觉某一特征。

~不存在皮层细胞不是孤立地进行活动的，而是以网络方式交互作用。

二、视觉的基本功能1.视觉的感受性光谱感受性：人眼适宜刺激，即可见光波长范围约为400nm~700nm。

人眼对不同波长的光线感受性（感觉阈限）不同，锥体细胞与杆体细胞的特性也不同：其中颜色视觉、空间分辨力的差异体现区分度（特征辨别）。

阈限低~敏感度高，且敏感波峰不同，使用心理物理学方法中的阶梯法。

Purkinje效应：照度降低，椎体视觉转换至杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分的感受性提高的效应。

暗适应与光适应出现两阶段，锥体细胞的暗适应较快~杆体细胞的暗适应较慢。

红色护目镜：进入暗适应状态——在明亮环境中仍有红光刺激椎体细胞，不影响阅读，但此时杆体细胞已经进入暗适应状态。

2.空间辨别即视锐度，表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。

视角：离眼睛一定距离物体的大小与眼睛形成的张角。

觉察：不要求区分物体的细节，只要求发现对象的存在。

在暗背景上觉察明亮物体主要决定于亮度（觉察明亮背景上的暗物体取决于视网膜上刺激物与其周围亮度的差别，即对比的辨别），不完全是物体的大小。

定位、解项与识别：定位是觉察两根线之间是否连续或彼此错位的能力（固定的直线、移动的直线——游标微差敏度任务）；解项是知觉某一模式具体元素的分离能力（解项敏度检察）；识别是确认物体及细节的能力——临床医学的视力V=D’/D D’为标准观察距离，D 为视觉能分辨的视标细节单位（E字开口大小）与眼睛成1’视角时的所在距离。

E开口越大，成1’视角所在距离越远，D越大，V越小。

实验中使用有开口的蓝道环3.时间辨别在某种条件下，闪烁的灯光可能被感知为连续的。

物理上闪烁的灯光在主观上引起的感觉介于闪烁与稳定之间时的频率叫做临界闪光频率，或临界融合频率，CFF。

CFF越高，说明时间辨别能力越强。

光线越强，临界闪光频率越高。

~时间辨别能力强眼睛的周缘部分比中心区域更容易觉察闪烁。

~杆体细胞时间辨别能力强。

T-P定律：高频间断光和连续光在主观上都能引起稳定光的感觉，但只有他们的光总量，即单位时间内光强相等时，两者明度才匹配。

4.客体的识别与定位：焦点系统与周围系统焦点系统（what通路）主管客体的识别与再认，这就是膝状体-纹状区视觉系统，包括视网膜中心区，外侧膝状体，初级视皮层区。

周围系统（where通路）主管客体的定位，这就是视网膜背盖视觉系统，包括视网膜中央凹区域以及边缘区域，上丘和纹外区。

三、颜色知觉颜色是人类环境的普遍特色，加强了物体表面的对比，促进客体的觉察与区分，为再认客体提供了清楚的线索。

颜色的明度、色调和饱和度：明度与物理刺激的强度-亮度对应；色调与物理刺激的波长对应；饱和度与物理刺激的光波纯度对应。

颜色混合：加法、减法。

互补色理论：蓝色-橙黄色，绿色-红紫色，黄色-紫光蓝，红色-蓝绿色。

颜色环：颜色位于环上某一点，某两色混合时将圆周上代表的两点相连，按混合比例取线段上的一点，圆心与此点连线延长线与圆的交点代表混合的颜色（互补色混合得白或灰色，某一混合颜色可以由不同原始颜色混合得到，说明一旦混合，人眼不能辨别其中的光波成分），此点距离圆心越远，说明饱和度越高（混合色必然比原色饱和度低）。

紫光缺口意味着紫光只能混合得到。

相加混色法：空间混色法——将不同色光透射至同一表面相距很近的点上，由于人眼分辨能力有限，产生基色光混合的色彩感觉。

时间混合法——将不同色光轮流透射至表面上，只要速度够快，由于人的视觉暂留性，可以达到相加混色的效果。

相减混色法：黄色滤光片滤去短波成分，蓝色滤光片滤去长波成分，只剩下中波长成分，得到绿色。

三基色~混合二次色~补色颜色理论:三色理论：自然界中大部分颜色可以由三基色按一定比例混合得到，也可以被分解为三基色。

三基色本身相互对立，一种基色不能由其他两种混合得到。

混合色亮度等于参与混合各基色亮度之和，三基色混合比例决定了色调和色饱和度。

对立机制理论：对短波长波刺激反应相反，或同心感受野中心外周作用相反。

四色理论，两组对立颜色。

两阶段颜色理论：SML视锥细胞，三色过程——颜色对抗细胞，四色过程颜色对抗细胞——对抗机制理论的生物基础色盲与色弱：色弱——颜色饱和度低即无法分辨色盲——全色盲~只有黑白；部分色盲~对抗机制两色无法分辨仅由黑白刺激也可以产生颜色感觉——主观颜色（正常），主观颜色托盘。

视知觉：知觉是在刺激直接作用于感官是产生的，是指对事物整体的反应，是人类认知活动的开端。

四、知觉的基本问题知觉不仅是对到达大脑特定区域的感觉系统中神经冲动的简单传递，还包括对外部刺激的内部表征与意识，是从到达我们感受器官的刺激中抽取意义的过程。

1.直接知觉与间接知觉：直接知觉：Gibson，把知觉看成从环境中提取相关信息的直接过程。

~自下而上，否定存在对外部世界的内部表征，但其实两观点并不那么矛盾。

间接知觉（强调在大脑中如何工作）：Gregory，知觉是活跃、主动的，是当前呈现的外部刺激和大脑中已经存在的对外部世界的内部表征之间匹配的过程。

~自下而上（数据驱动过程，由组成图形或事物的最简单，最基本的成分开始的）+自上而下（概念驱动过程，较高级的、整体的抽象水平影响低级的操作与运行）。

两个过程都参与，但依据具体情况，主要次要不同。

亥姆霍兹：经验理论——所有视知觉的知识都来自于我们拥有的过去的视觉经验，能够很好地说明知觉的快速与无意识过程。

格式塔：先天论——视觉系统（眼和脑）的特性决定视知觉。

2.意识与知觉：对感觉经验赋予意义的过程是否是自动的、没有言语意识参与下进行的？如果知觉过程包含对某一事物的经验或感受，必然存在对该事物的清醒的认识，如何研究意识这种内在的、隐蔽的心理过程的进行？盲试研究：盲试是描述没有意识到知觉存在时盲区所产生的视觉能力。

对DB所做的研究：盲试病人V1区损伤，左侧视野出现永久盲区，动态视野检查法确定盲区（视觉无法识别）位置。

但DB在盲区中对客体所在位置与方向特性的觉察、猜测准确率高于随机判断的基线水平。

基于此研究，对“知觉是感觉的解释观点”提出质疑，DB可以在没有意识到目标物的情况下对复杂的感觉进行判断，是否意味这感觉与知觉之间没有差别？解释：大脑中存在两种视觉系统——辨认客体与侧重觉察与运动，DB前者受损。

五、知觉组织的高级过程1.图形-背景知觉图形：独立的、具有明确形状的部分，视野中其余部分称为背景。

由什么因素决定？两同质，颜色不同的部分，较小的、被包围的部分更有可能被看做图形。

图形-背景之间的知觉差异：图形具有事物性，其边界形成轮廓，背景具有物质性，相对来讲没有形状；图形看起来离观察者较近，并在背景前面，背景看起来没有明确定位，在图形后面伸展；与背景相比，图形印象深刻，更明显，好记忆，图形一般表现为有意义的形状，背景却不一定有意义。

图形-背景的知觉组织;图形-背景分离的基本组织倾向，是知觉组织的基本环节。

对先天性白内障成人患者手术后知觉特点的研究：患者不能区分不同图形，但表现出对背景和图形的区分能力~对图形和背景的区分不需要学习，不依赖我们过去的经验。

2.格式塔心理学派的理论格式塔心理学组织原则：接近性：。

相似性：。

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连续性：共同性：共同命运原则对称性：具有对称性的物体知觉为图形封闭性：【】【】【】【】【】组织作用的测量：特征的作用，接近性、相似性、连续性~单元内差异被低估，此距离判断的空间误差符合格式塔组织原则的结构的敏感性。

3.形状知觉的拓扑学研究拓扑学研究拓扑变换下图形保持不变的性质与关系，这种不变性质即为拓扑性质，是一对一的连续变换。

连通性~拓扑不变性质陈霖：典型视知觉实验—视知觉组织的心理现象是视觉过程初期检测大范围拓扑性质的普遍而基本的功能反映。

视觉系统不仅能检测拓扑性质，更敏感于大范围的拓扑性质，且发生在视觉过程的初级阶段。

支持以线段为基本单位的形状编码的特征检测理论，并且证明线段朝向是图形识别的基本分析单元。

陈霖在特征检测理论实验上进一步设计的实验，线段、角度不变，组织结构导致分辨更容易~由拓扑不变性导致的结构优势效应（B解决交点数混淆变量的作用）。

特征检测理论无法解释。

4.影响形状知觉的时间因素掩蔽：只要刺激在时间或空间上接近，刺激间就会相互干扰或掩蔽对方的知觉。

前项，后项（掩蔽在刺激物前、后出现）。

例如视觉暂留效应：后效：一种刺激作用对随后心理活动的影响。

图形后效，形状后效，关联后效。

其实是一种颜色适应导致的颜色后效5.知觉定势知觉定势是由于过去经验和环境中事物之间的关系而产生的对感知世界的一种知觉启动。