視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)原理 視覺(jué)生理

1. 視覺(jué)生理

人類(lèi)的視覺(jué)由光進(jìn)入眼睛的那一刻開(kāi)始泽裳,經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生理過(guò)程與心理過(guò)程,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)外在世界的把握蠢笋。

1.1 視覺(jué)構(gòu)成的條件

視覺(jué)產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是光冻押,眼睛與大腦

1.1.1 光

歷史上一直在爭(zhēng)論光是什么驰贷?最終愛(ài)因斯坦盛嘿,認(rèn)為光是一種即有波的特性又有粒子特性的物質(zhì)

1.1.1.1 粒子說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)

①以牛頓為代表的粒子說(shuō)傾向于把光看作發(fā)光體射出的粒子束洛巢,每個(gè)粒子沿直線行進(jìn),直到被發(fā)射次兆、折射稿茉、吸收或受到其他作用為止。

②以惠更斯為代表的波動(dòng)說(shuō)堅(jiān)持光具有波的性質(zhì)芥炭。

1.1.1.2?電磁能的共有形式與量子說(shuō)

愛(ài)因斯坦 光的波粒二重性

1.1.1.3 折射與衍射

格里姆奧爾迪發(fā)現(xiàn)光通過(guò)縫隙后會(huì)散開(kāi)漓库,所有物體的陰影都沒(méi)有清晰邊界而且在陰影內(nèi)靠近邊界處有亮線,被稱為衍射园蝠。

1.1.2 眼睛

1.1.2.1 原始的眼睛和進(jìn)化的眼睛

最原始的視覺(jué)器官實(shí)際上只是一個(gè)光敏感區(qū)渺蒿,只能區(qū)別光線的明暗,不能稱為眼睛彪薛,稱為眼點(diǎn)茂装。

單眼經(jīng)過(guò)進(jìn)化形成復(fù)眼,對(duì)光的敏感性增強(qiáng)

眼睛最后進(jìn)化為脊椎動(dòng)物特有的折光眼善延。

1.1.2.2 ?眼睛的結(jié)構(gòu)與組成元素

①角膜:能夠使光速下降25%并使光折射少态,是聚焦系統(tǒng)中使光折射最大的部分。

②虹膜:通過(guò)放大或縮小瞳孔大小來(lái)控制進(jìn)入眼中的光線易遣。

③瞳孔:瞳孔根據(jù)光線的強(qiáng)弱而變大變小彼妻,但瞳孔永遠(yuǎn)是打開(kāi)的。

④晶狀體:看清楚物體靠晶狀體變形.

⑤玻璃體

⑥視網(wǎng)膜:將光能轉(zhuǎn)變成一種神經(jīng)信號(hào)豆茫,再由腦神經(jīng)傳入腦中侨歉,最后形成視覺(jué)。

1.1.2.3 視錐感受器與視桿感受器

第一種呈瘤形揩魂,第二種又細(xì)又直为肮,白天視錐起作用,晚上視杠起作用肤京,在夜晚通過(guò)不同深淺的灰度看清物體颊艳。視網(wǎng)膜上的像只是真正視覺(jué)產(chǎn)生的基礎(chǔ)茅特,視覺(jué)真正產(chǎn)生于大腦中。

1.1.3 大腦

1.1.3.1 大腦皮層

人的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)過(guò)程大部分在大腦皮層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)中完成棋枕,而不同位置的皮層區(qū)負(fù)責(zé)不同的感覺(jué)白修。共六層,由第四層負(fù)責(zé)視覺(jué)重斑。

1.1.3.2 腦神經(jīng)細(xì)胞

1.1.3.3海馬狀突起

視覺(jué)皮層可以對(duì)信息進(jìn)行加工但無(wú)法儲(chǔ)存圖像兵睛。是記憶存儲(chǔ),新舊信息相比較的區(qū)域窥浪。

1.2 視覺(jué)的產(chǎn)生與過(guò)程

1.2.1視覺(jué)發(fā)生模型

1.2.1.1 眼睛結(jié)構(gòu)與照相機(jī)原理的比較

1.2.1.2 聚焦 折射 倒像


1.2.2 視覺(jué)的起源與發(fā)展

1.2.2.1 單細(xì)胞的感光物

最初產(chǎn)生所謂視覺(jué)的是原始的單細(xì)胞祖很,只能感受光線的強(qiáng)弱,被稱為眼點(diǎn)

1.2.2.2 人的眼睛 視覺(jué)與動(dòng)物眼睛 視覺(jué)的比較

人的有較好地感知能力

1.2.3 視覺(jué)現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程

1.2.3.1光 物 眼 腦

視錐細(xì)胞的三種色素:紅光敏感漾脂,藍(lán)光敏感假颇,綠光敏感,這些色素使人產(chǎn)生色彩視覺(jué)骨稿。視杠細(xì)胞發(fā)生視紫紅質(zhì)色素笨鸡。


1.3視覺(jué)的基本現(xiàn)象

1.3.1明度視覺(jué)

1.3.1.1 視覺(jué)的明暗對(duì)比與閾值

韋伯定律指出:人眼睛能夠覺(jué)察的光強(qiáng)度最小差別和光的背景強(qiáng)度成正比。比如在光線強(qiáng)烈的日光下坦冠,人幾乎看不出蠟燭的亮光及其亮度的改變形耗。

公示是I'/I=常數(shù)(I表示背景光強(qiáng)度,I’表示超過(guò)I的細(xì)小增量)辙浑,科學(xué)證明人視覺(jué)系統(tǒng)的所謂內(nèi)部噪音會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而增加激涤,這也是人類(lèi)視覺(jué)辨別能力在年齡增大后下降的原因之一。

1.3.1.2 視覺(jué)的明暗適應(yīng)

暗到亮需要幾分鐘判呕,亮到暗需要更長(zhǎng)的時(shí)間倦踢。


1.3.1.3 明度與光源,光亮佛玄,方向

瞳孔打開(kāi)多少并不根據(jù)總光度即眼睛對(duì)光的接受硼一,并不根據(jù)視網(wǎng)膜上所有光線的總和而由平均的光線度來(lái)決定。

當(dāng)眼睛看暗處的東西梦抢,視敏感細(xì)胞會(huì)提高對(duì)物體的感受性般贼,而此時(shí)視敏感細(xì)胞的調(diào)整會(huì)使眼睛失去細(xì)節(jié)視覺(jué)。比如夜晚看到活動(dòng)的煙火帶著一個(gè)尾巴奥吩,就是因?yàn)檠劬π盘?hào)傳得慢哼蛆。

1.3.2 立體視覺(jué)

物質(zhì)世界是立體的,視網(wǎng)膜像是扁平的霞赫,而視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)又是立體的腮介,是怎么建立這種立體的?

1.3.2.1 正立的世界

成像是倒立的端衰,但其實(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)叠洗,把現(xiàn)在認(rèn)知的世界倒過(guò)來(lái)甘改,過(guò)一段時(shí)間人也是能適應(yīng)的

視覺(jué)世界還是由邊界的,眼睛還能區(qū)分前景和后景灭抑。

1.3.2.2 雙眼暗示與單眼暗示

兩眼必須進(jìn)行視覺(jué)信號(hào)的交換

目前還不了解兩幅圖像是怎么組合在一起的十艾,單個(gè)眼睛也可以進(jìn)行距離深度的計(jì)量,主要依賴于所看到物體自身的性質(zhì)腾节。(疑問(wèn):單眼沒(méi)有圖像疊加為什么看到的是立體的)

1.3.2.3透視關(guān)系與介入物

介入物是指把一個(gè)物體放在另一個(gè)物體的面前以產(chǎn)生縱深感忘嫉。



1.3.3 顏色視覺(jué)

1.3.3.1 有彩視覺(jué)

光是色彩的源頭,各種不同性質(zhì)的材料對(duì)色光的不同反應(yīng)使色彩產(chǎn)生變化案腺,眼睛是色感受器

①顏色的產(chǎn)生:顏料三原色為青庆冕、黃、品紅劈榨,光的三原色為紅访递、綠、藍(lán)

②色素分子:葉綠素中的色素分子吸收大量深紫光鞋既、藍(lán)光力九、紅光耍铜,對(duì)綠光反射邑闺,所以我們看到綠色的植物。利用這一原理制造人造色棕兼。

③質(zhì)地對(duì)顏色的影響

表面的紋理結(jié)構(gòu)能對(duì)照射到上面的光產(chǎn)生特殊的反應(yīng)

④自然界的色彩

散射

⑤眼睛的色知覺(jué)

研究眼睛怎么利用能量波來(lái)建立彩色的世界陡舅,眼睛在變化無(wú)常的光線下如何識(shí)別色彩

1.3.3.2 三色說(shuō)與四色說(shuō)

人能夠分辨差不多128種不同的顏色

托馬斯 楊認(rèn)為雖然人能看到這么多種顏色,但是只有三種類(lèi)型的色感受器分別對(duì)一種顏色敏感(紅伴挚,綠靶衍,紫【現(xiàn)在改為藍(lán)】)

赫爾姆霍茲認(rèn)為不是只接受一種顏色的刺激,而是受這種顏色的刺激最強(qiáng)

赫林茎芋,假定色感受器的數(shù)目有限颅眶,但其理論以四色知覺(jué)以及人類(lèi)視覺(jué)中色對(duì)的作用作為出發(fā)點(diǎn)。色對(duì)是互相對(duì)立田弥,不能融合的顏色涛酗。能看到偏紅的藍(lán)色,但不能看到偏紅的綠色偷厦。眼睛一直盯著某一顏色然后在該顏色消失后極短暫的時(shí)間里商叹,人眼睛很快會(huì)出現(xiàn)一個(gè)剛才顏色的對(duì)色。紅-綠只泼,黃-藍(lán)剖笙,無(wú)法與對(duì)色在同一感受器中同時(shí)活動(dòng)。

1.3.3.3 視覺(jué)與色彩適應(yīng)

①客觀方法:卡爾文色溫请唱,隨溫度升高各種顏色出現(xiàn)

②比較法:借助每一種顏色可能使用多種名稱來(lái)比較顏色弥咪。顏色恒長(zhǎng)性过蹂,把某種顏色放在白色背景下讓人看到原來(lái)的顏色,再換到對(duì)色的背景中聚至,人還是看到原來(lái)的顏色榴啸。

③主觀法:人的精神狀態(tài)以及對(duì)某種顏色的聯(lián)想會(huì)強(qiáng)烈地影響人對(duì)物體信息的情感反應(yīng)。

1.3.3.4 各種顏色的視覺(jué)現(xiàn)象

①色彩的生理功能:肌肉機(jī)能在不同光下會(huì)變化

②脹縮感:視網(wǎng)膜受不同波長(zhǎng)的色光產(chǎn)生對(duì)象膨脹或收縮的感覺(jué)

③進(jìn)退感:人眼的晶狀體對(duì)色彩成像的調(diào)節(jié)作用使眼睛對(duì)不同顏色產(chǎn)生前進(jìn)或后退的感覺(jué)晚岭。

④輕重感:通過(guò)聯(lián)想作用

⑤奮靜感:興奮或平靜

⑥冷暖感:冷暖感有相對(duì)性鸥印,一是冷暖色本身有相對(duì)的確定性,紅橙黃為暖色坦报,藍(lán)為冷色库说,綠紫是中性色,這些顏色中具體的顏色有冷暖差片择。二是黑白灰色與純度高的色彩放在一起也會(huì)產(chǎn)生冷暖感潜的,黑白灰本身也有冷暖變化。玄是帶紅的黑字管。

1.3.4 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)

1.3.4.1 視網(wǎng)膜 映象系統(tǒng)與頭眼系統(tǒng)

兩種方式產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信息:眼睛不動(dòng)而運(yùn)動(dòng)物體的像在視網(wǎng)膜的感受器上移動(dòng)使視網(wǎng)膜產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的信號(hào)啰挪;眼睛本身去追隨活動(dòng)物體,落在視網(wǎng)膜上的像是靜止的嘲叔。但背景的像反方向在視網(wǎng)膜上移動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)亡呵。但是黑暗中沒(méi)有背景也能看到運(yùn)動(dòng),是靠眼睛在頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)硫戈。

1.3.4.2 謝靈頓的內(nèi)流理論與赫爾姆霍茲的外流理論

想解決的問(wèn)題是轉(zhuǎn)動(dòng)眼睛的時(shí)候锰什,大腦沒(méi)有判斷物體運(yùn)動(dòng),是怎么產(chǎn)生的

內(nèi)流理論:當(dāng)眼睛運(yùn)動(dòng)丁逝,來(lái)自眼睛肌肉的信號(hào)進(jìn)入大腦抵消了來(lái)自視網(wǎng)膜的運(yùn)動(dòng)信號(hào)

外流理論:是由大腦指揮眼睛運(yùn)動(dòng)的外部信號(hào)抵消

1.3.4.3 假象運(yùn)動(dòng)

電影是靠視覺(jué)暫留和phi現(xiàn)象汁胆,電影每秒呈現(xiàn)24張畫(huà)面,對(duì)于眼睛而言畫(huà)面是穩(wěn)定的霜幼。另一個(gè)是靠phi現(xiàn)象的模擬運(yùn)動(dòng)嫩码,一個(gè)光熄滅一個(gè)光亮,會(huì)被以為光移動(dòng)了位置罪既。

1.3.4.4 游離的光線帶魚(yú)瀑布效應(yīng)

在黑暗中盯著一個(gè)光電一段時(shí)間铸题,會(huì)感到光點(diǎn)在微微移動(dòng),叫自主運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象萝衩』赝欤看一直旋轉(zhuǎn)的輪子突然停住,幾秒內(nèi)會(huì)覺(jué)得輪子在反方向運(yùn)動(dòng)猩谊。是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是由單獨(dú)的視神經(jīng)通路表示千劈,不同的通路指明了不同的運(yùn)動(dòng)方向。而長(zhǎng)期的刺激和疲勞會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡并在反方向引起錯(cuò)覺(jué)牌捷。

1.3.4.5 運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性

鄧克爾認(rèn)為大腦傾向認(rèn)為最大的物體是靜止的而小的物體是運(yùn)動(dòng)的墙牌。比如在大屏幕上的一個(gè)光點(diǎn)涡驮,會(huì)被認(rèn)為是移動(dòng)的,是因?yàn)槿肆?xí)慣在靜止的大背景下小的物體移動(dòng)喜滨。

關(guān)于月亮跟著人走捉捅,因?yàn)樵铝猎谌说恼J(rèn)知中只有幾百米遠(yuǎn),而一個(gè)幾百米遠(yuǎn)的物體我們是可以超過(guò)它的虽风,為了協(xié)調(diào)認(rèn)知棒口,把月亮看出運(yùn)動(dòng)的。

1.3.4.6 暗示位移

用動(dòng)感圖形表示移動(dòng)

1.3.5 深度視覺(jué)

1.3.5.1 透視關(guān)系與深度視覺(jué)

①錯(cuò)覺(jué)型透視作用法

a.大泄枷ァ:小的物體會(huì)被以為在遠(yuǎn)處无牵,大小與參照物有關(guān)。

b.色彩:暖色物體看起來(lái)比冷色的物體要近一些

c.光線:陰影的控制

②幾何型透視作用法

③概念型透視作用法

分為兩種:多視角型和社會(huì)意義型厂抖,多視角型是指觀者能夠同時(shí)看到一個(gè)物體的幾個(gè)不同方面茎毁。(沒(méi)懂)社會(huì)意義型,重要人物在畫(huà)面中的形象大于次要人物忱辅。

1.3.5.2 介入?yún)⒄张c距離判斷

如果一個(gè)物體在前景七蜘,一個(gè)在背景,就會(huì)暗示空間的縱深感墙懂。

1.3.5.3 空間錯(cuò)覺(jué)與緯度構(gòu)成

視野開(kāi)闊的地方橡卤,人會(huì)感覺(jué)空間很大,增加景物的縱深感垒在。

1.3.5.4紋理梯度與平面空間

距離近的紋理大而清晰蒜魄,距離遠(yuǎn)的則小而模糊扔亥。比如遠(yuǎn)近看石子路场躯。

1.3.6 錯(cuò)幻視覺(jué)

1.3.6.1 生理混淆與錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象

赫爾姆霍茲夸大所有銳角,縮小所有鈍角旅挤。



1.3.6.2移情說(shuō)與錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象

把情感投射到圖像上踢关,向外的箭頭標(biāo)志著情緒上體驗(yàn)的擴(kuò)張,因此看起來(lái)比較長(zhǎng)

邦左錯(cuò)覺(jué)


1.3.6.3 完形傾向與錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象

完形傾向是格式塔知覺(jué)論的核心粘茄,當(dāng)圖形不完整的時(shí)候签舞,完形的傾向會(huì)造成錯(cuò)覺(jué)產(chǎn)生。

1.3.6.4想象幻覺(jué)與經(jīng)驗(yàn)幻覺(jué)

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