人眼视觉特性
第一节_人眼的视觉特性-总结
第一节人眼的视觉特性1、在一般情况下，如有两种光谱成分不同的光，只要三种光敏细胞对它们的感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。
2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。
3、人眼的视觉范围有一定的限度，明暗感觉是相对的。
4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。
5、一方面，重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度，而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变；另一方面，人眼不能察觉的亮度差别，在重现景物时也无需精确复制出来。
6、人眼分辨景物细节有一极限值，对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。
7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。
8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。
临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。
一、人眼的亮度感觉1．人眼的光亮感觉光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。
2．人眼的彩色感觉人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。
3．人眼的视敏特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。
衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。
1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。
称为视敏函数。
2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数，记为：如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。
二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性）1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。
2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级，而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。
人眼的视觉特性及其缺陷如何矫正
人眼的视觉特性及其缺陷如何矫正关键信息项：1、人眼视觉特性的描述及分类颜色感知特性空间分辨率特性时间分辨率特性对比度敏感度特性2、人眼视觉缺陷的类型近视远视散光老花色盲其他视觉缺陷3、矫正视觉缺陷的方法眼镜矫正隐形眼镜矫正手术矫正视觉训练矫正4、矫正方法的适用范围及优缺点每种矫正方法针对的具体视觉缺陷类型效果的持久性可能的副作用和风险11 人眼视觉特性的详细描述111 颜色感知特性人眼对颜色的感知是基于视网膜中的三种视锥细胞，分别对长波（红）、中波（绿）和短波（蓝）光线敏感。
这三种视锥细胞的响应组合使我们能够分辨出各种颜色。
然而，人眼在颜色感知方面存在一定的局限性，例如对某些颜色的区分能力较弱，以及在不同光照条件下颜色的表现可能会发生变化。
112 空间分辨率特性人眼的空间分辨率决定了我们能够清晰分辨的最小细节。
在中央凹区域，空间分辨率最高，但随着视网膜远离中央凹，分辨率逐渐降低。
此外，人眼对于不同对比度的物体，其空间分辨率也会有所不同。
113 时间分辨率特性人眼对于快速变化的视觉信息的感知能力有限。
例如，对于闪烁的光源，当闪烁频率超过一定阈值时，人眼会将其视为连续的光。
114 对比度敏感度特性人眼对不同对比度的物体的敏感度不同，在低对比度情况下，人眼的分辨能力会下降。
12 人眼视觉缺陷的类型及成因121 近视近视是指眼睛在放松状态下，平行光线经过眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前。
主要成因包括遗传因素、长时间近距离用眼、不良的用眼习惯等。
122 远视远视则是平行光线聚焦在视网膜之后，通常是由于眼球前后径过短或屈光力较弱导致。
123 散光散光是由于眼球在不同子午线上的屈光力不同，导致光线不能聚焦在一个点上，形成多个焦点。
124 老花老花是随着年龄增长，晶状体逐渐硬化，弹性减弱，睫状肌功能减退，导致眼睛调节能力下降，难以看清近处物体。
125 色盲色盲是由于视网膜中的视锥细胞缺失或功能异常，导致无法正常分辨某些颜色或颜色组合。
人眼的视觉特性
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2.1.2 人眼的视觉特性
4. 人眼的光谱灵敏度
人眼对各种不同波长的辐射光有不同的灵敏度(响应)，并且不同人的眼 睛对各波长的灵敏度也常有差异。
① 在较明亮的环境中，人眼视觉对波长0.555μm左右的绿色光最敏感； ② 在较暗条件下，人眼对波长0.512μm的光最敏感。
图2-5给出由人眼峰值灵敏度归一化的相对光谱灵敏度——光谱光视效 率曲线，曲线表明在不同的视场亮度下，人眼对同一波长的响应是有差 异的。
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2.1.2 人眼的视觉特性
高斯型是空间频率f的单参数模型； 指数型、Barten模型是空间频率和目标亮度的双参数模型； 复合模型是多参数模型，与空间频率、目标亮度、视场角、显示器尺
寸、波长等多种因素有关。
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返回2.1
§2.2 图像探测理论与图像探测方程
光电成像可突破人眼视见灵敏阈的限制。 可用光电成像系统刚好能探测到景物细节下述三项指标表示其极限 ① 景物细节的辐射亮度(或单位面积的辐射强度)； ② ③
(2) 人眼的MTF 按信息传递的顺序，特别是按其功能，视觉过程大致可分为以下几
① ② 视细胞检测光，并进行光电转换，视网膜进行图像信息处理；
③ 大脑枕叶视皮层的信号处理与大脑中枢的辨识。 当然，每一个阶段并不是完全独立的，彼此有相互作用，有反馈回
路等复杂地交错在一起对视觉过程的功能正在用电生理学及其他先 进方法进行研究。
1.人眼的构造： ① 由角膜、虹膜、晶状体、睫状体和玻璃体组成的光学系统； ② 作为敏感和信号处理部分的带有盲点和黄斑的视网膜，是构成人
眼视觉的关键部分； ③
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§2.1 人眼的视觉特性与模型
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人眼的视觉特性
人眼的视觉特性0序言由于liuhonghui和王绪军先生提醒，评定金属丝像质计灵敏度时，应遮蔽粗丝，采用由细到粗逐根观察评定的方法。
为什么不能采用由粗到细的观察方法呢？大概与人眼的某些视觉特性有关。
为此，笔者根据资料〔1〕和自学笔记，编写了这篇短文，希望从中能找出些理论依据来。
由于我水平所限，加上成文仓促，如有不当，望指正。
人眼的视觉特性，是因人而异的，我们在这里讨论的是正常人的统计平均状况。
1视觉范围1.1人眼的光谱灵敏度(1)人眼可识别的电磁波长大约为400-800nm。
波长由长至短，光色分别为红橙黄绿青蓝紫。
同时含有400-800nm各色电磁波的光，称为白光。
(2)人眼对不同的颜色的可见光灵敏程度不同，对黄绿色最灵敏(在较亮环境中对黄光最灵敏，在较暗环境中对绿光最灵敏)，对白光较灵敏。
但无论在任何情况下，人眼对红光和蓝紫光都不灵敏，假如，将人眼对黄绿色的比视感度(灵敏度)设为100%，则蓝色光和红色光的比视感度(灵敏度)就只有10%左右了。
(3)在很暗的环境中(亮度低于10-2cd/m2时)，如无灯光照射的夜间，人眼的锥状细胞失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代,人眼失去感觉彩色的能力，仅能辨别白色和灰色.。
1.2人眼能感受的亮度范围人眼能感受的亮度范围约为10-3—106cd/m2。
当平均亮度适中时(亮度范围约为10—104cd/m2)，能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000 cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈0.08); 当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。
1.3人眼视觉的空间特性(1)空间分辨率为≤12LP/mm;(2)灰度分辨能力为64级。
1.4人眼的时间特性(1)活动图像的帧率至少为15fps时，人眼才有图像连续的感觉;(2) 活动图像的帧率在25fps时，人眼才感受不到闪烁。
笔者注:;监控视频15fps，电视25fps，电脑屏幕60fps。
二、人眼的视觉特性.
二、人眼的视觉特性.二、人眼的视觉特性任何重现的彩色图像都要由人的眼睛作出评价，所以人眼的特性和局限性决定了彩色电视系统的主要性能。
所以在介绍主要内容之前有必要先了解人眼的视觉特性，以便合理的选择电视系统的基本参数量。
1．人眼的视敏特性与视敏函数视敏特性人眼的视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同的灵敏度的特性叫视敏特性。
视敏特性常用视敏函数来表示。
⑴视敏函数为确定人眼对不同波长光的敏感程度可作如下实验：用不同光谱的单色光源发光，由“标准观察者”的眼睛观看，当观察者对所有单色光源发出的光获得相同的亮度感觉时，测量此时各不同的单色光源的辐射功率P（λ），显然P（λ）越大，说明人眼对该波长的光越不敏感。
相反，P（λ）越小，说明人眼对该波长的光越敏感。
通常我们用辐射功率的倒数来衡量人眼对波长λ光的敏感程度。
我们把辐射功率的倒数称为视敏函数，即：K（λ）=1/ P（λ）式中：P（λ）为辐射功率K（λ）越大说明人眼对该波长的光越敏感。
⑵相对视敏函数7 通常把任意波长光的视敏函数与最大视敏函数的比值称为相对视敏函数。
在明亮条件下，人眼对555nm黄绿光有最高的灵敏度，故：V（λ）= K（λ）/K（555）=P（555）/ P（λ）在暗视觉条件下，V（λ）= K’（λ）/K’(507)=P’(507)/ P’（λ）⑶相对视敏函数曲线相对视敏函数曲线是根据正常视力的观察者实验统计的结果得到的曲线。
如图1-26 所示。
图1-26 相对视敏曲线由图可知：对于明视觉，当λ=555nm 时（为黄绿光），亮度感觉最大。
对于暗视觉，当λ=507nm 时（为青偏绿），亮度感觉最大。
在电视技术中都是采用明视觉曲线的。
8 明暗视觉曲线为何不重合？这是因为在明、暗两种情况下，是由不同的光敏细胞作用的结果。
在人眼的视网膜上有两种光敏细胞：其一是杆状细胞，其灵敏度高，但只能辨别明亮，不能辨别颜色。
在暗视觉条件下主要是由杆状细胞起作用。
面向人眼视觉感知特性的图像质量评价
面向人眼视觉感知特性的图像质量评价面向人眼视觉感知特性的图像质量评价在如今信息时代，图像已经成为人们不可或缺的一部分。
无论是在社交媒体上分享生活照片，还是在科学研究中使用高精度图像，图像的质量对于我们的生活和工作都至关重要。
因此，为了能够准确评估图像的质量，我们需要了解人眼视觉感知特性的基本原理，并将其应用于图像质量评价。
人的视觉系统是非常复杂和精密的，它包括了眼球、视网膜、视神经和大脑的多个部分。
在视觉感知中，我们通常关注的是明暗、颜色和纹理等方面。
然而，我们对不同特性的感知能力是不同的，这也决定了图像质量评价中的不同权重。
明暗对比度是人们对图像质量的一个重要指标。
较高的对比度可以使图像更加清晰和生动，而较低的对比度则可能导致图像变得模糊或失真。
在图像质量评价中，我们可以通过计算图像的平均灰度值和最大对比度来衡量图像的明暗对比度。
颜色对于人类视觉感知同样至关重要。
不同的颜色在视觉上也产生不同的效果。
例如，红色和蓝色是较为显眼的颜色，而灰色和黑色则使图像看起来更加柔和。
在图像质量评价中，我们可以使用色彩空间模型（例如RGB或Lab颜色空间）来将图像转换为颜色信息，然后计算颜色的平均值、颜色分布的均匀性等指标。
此外，纹理也是人眼感知图像质量的一个重要因素。
纹理可以提供更多的图像细节和特征，使图像看起来更加真实和自然。
在图像质量评价中，我们可以使用纹理特征提取方法，如局部二值模式或方向梯度直方图等，来量化图像中的纹理信息，并进一步评估图像的质量。
需要强调的是，人眼视觉感知特性的图像质量评价需要结合机器学习和人类主观评价的方法。
机器学习可以通过训练大量的图像样本来建立一个模型，来预测人类主观评价图像质量的结果。
这样，在进行图像质量评价时，我们可以利用机器学习模型来代替传统的客观评价指标。
综上所述，面向人眼视觉感知特性的图像质量评价是一个复杂而又重要的研究方向。
通过了解人眼视觉感知的基本原理，我们可以设计出更加准确和可靠的图像质量评价指标。
人眼视觉特性
人眼视觉特性(HVS)人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。
人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性：(1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。
由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。
(2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。
由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。
(3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。
(4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。
由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。
(5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。
人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。
(6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。
具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。
人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。
或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。
例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。
视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。
Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。
视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。
人眼视觉特性
人眼视觉特性 Prepared on 22 November 2020人眼视觉特性1.各种视觉范围光谱范围：我们知道，光线可以分为两类，也就是我们常说的可见光与不可见光。
“可见”与“不可见”是以人眼能否直接观察到为衡量标准的。
那么，人眼可以观察到的光谱范围，到底是多少呢研究发现，人眼可以识别的光线波长范围为400nm—800nm，而光波在390—455nm 内呈紫色，在455—492呈蓝靛色，在492—577nm呈绿色，577—597nm呈黄色，597—622nm呈橙色，770～622nm呈红色。
而人眼能分辨色彩的原因为，在人眼的视网膜上有两种视觉细胞，即锥状细胞和杆状细胞。
锥状细胞分为三种，分别对红、绿、蓝三种色光最敏感，称为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。
当一束光射入人眼时，三种锥状细胞就会产生不同的反应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。
锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。
所以，在白光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用，视觉功能由杆状细胞取代。
此时，人眼便无法感觉彩色，仅能辨别白色和灰色。
既然人眼可看到的光线具有不同的颜色，那么自然人眼对不同的颜色有不同的灵敏度。
在较亮的环境中人眼对黄光最为敏感，而在较暗的环境中对绿光最为敏感。
无论在何种明暗条件中，对白光都较敏感，对红光和蓝紫光都不敏感。
如果用一个尺度来衡量，那就相当于，人眼对黄绿色敏感度为10，对蓝红色敏感度为1。
亮度范围：人眼能感受的亮度范围约为10−3—106cd/m2（坎德拉每平方米，1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量），当平均亮度适中时（亮度范围约为10—104cd/m2），能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000 cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈; 当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。
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人眼视觉特性(一)人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。
人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性：(1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。
由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。
(2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。
由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。
(3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。
(4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。
由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。
(5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。
人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。
(6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。
具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。
人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。
或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。
例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。
视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。
Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。
视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。
视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。
一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出它的大体轮廓；提高分辨率的结果，使我们有可能分辨出它所包含的房屋、树木、湖泊等内容；进一步提高分辨率，使我们能分辨出树叶的形状。
不同分辨率能够刻画出图像细节的不同结构。
人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。
色觉向度光波具有三种可以量化的物理学向度，那就是波长波幅和纯度。
所谓纯度是指同一束光所含光波的种类数。
如果该束光只含有一种光波，即为同质光。
若含两种以上的光波，就称为异质光或多彩光。
当人眼睛的视网膜受到光的刺激时，所引起的色觉经验具有三种心理性向度，即色彩亮度和饱和度。
色彩之不同，取决于光的波长，而亮度的高低则与光的波幅成正比，但也与光的波长有关。
在白天，波长550nm左右的光最亮，而在夜晚，波长510nm左右的光最亮饱和度是指颜色的纯度。
其饱和度越大，其色彩越鲜艳，反之，越灰暗。
人眼对光谱的灵敏度在人眼的视网膜上有两种视觉细胞，即锥状细胞和杆状细胞。
锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。
所以，在白天书画光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代.此时，人眼便无法感觉彩色，仅能辨别白色和灰色。
明视觉暗视觉与中介视觉明视觉在环境亮度大于²时,视觉完全由锥状细胞起作用,最的的视觉响应在光谱蓝绿区间的555nm处,在这样亮度的环境中的视觉特性称为明视觉。
暗视觉在环境亮度低于10-²²时,锥状细胞失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代,人眼失去感觉彩色的能力，仅能辨别白色和灰色.在这样亮度的环境中的视觉特性称为暗视觉.中介视觉当景物的亮度增加到10-²²以上时,除明亮度增加外,还可以发现三个效应。
首先，中心凹的察觉开始变得和边缘部分的察觉一样容易。
其次，可以感觉到颜色，开始时弱，其后增强。
第三，随着亮度的变化，锥状细胞和杆状细胞对视觉的作用也随之发生变化。
明适应暗适应和比视感度明适应人由暗处走到亮处时的视觉适应过程，称为明适应。
当人由暗处走到亮处时，人眼一时无法辨认清物体，需要大约一分钟的调整适应时间，其调整过程分为三个阶段：(1)瞳孔缩小，减少光线的进入。
(2)锥状细胞敏感度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速降低。
暗适应人由亮处走到暗处时的视觉适应过程，称为暗适应。
当人由亮处走到暗处时，人眼一时无法辨认物体，需要大约三十分钟的调整适应时间，其调整过程也分为三个阶段：(1)瞳孔放大，增加光线的进入。
(2)锥状细胞敏感度减弱，感光度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速增加，以取代锥状细胞，担负视觉功能。
比视感度可见光的波长约在380 至780 nm之间,其中黄绿色对人眼的视觉感度最高,设定为100%,则波长为480nm的蓝色光和波长为650nm的红色光的比视感度就只有左右了,所以这两种光的视觉感度较差。
所以，在汽车防雾灯和道路照明中采用能发出黄绿光的光源，为的就是增加人眼的视觉感度来提高照明亮度，从而保证安全行车。
视敏函数曲线相对视敏度人眼视觉特性(二)作者：lymex转自：牧夫天文论坛一、导言人眼是人身体中最重要的感觉器官，非常完善、精巧和不可思议，是生命长期进化到高级形式的必然产物。
在人感觉的外界信息中，有90%以上是通过眼睛获得的。
我们天天在用自己的眼睛，很多与视觉有关的事情习以为常，往往对其特性反而不了解，或者自认为很简单的知识或问题，但实际上存在误解。
在天文观测中，了解自己的眼睛，尤其是了解人眼的暗光特性，会更好的进行观测。
人眼的特性主要取决于人眼的构造，包括光线如何会聚、如何检测和视觉信号如何传导。
另外，神经系统的特性尤其是人脑对视觉信息的处理过程也起着一定的作用。
本文多次用到亮度的概念，这在上一期《夜空亮度》一文中有详细的定义和描述，这里再简单介绍一下。
亮度是光度学概念，是描述物体表面明暗程度的。
亮度概念与照度、发光强度、光通亮是分别不同的光度学概念，单位也不同。
亮度的单位是尼特。
这个概念就像能量、功率和重力都是不同的概念一样。
一个40W的日光灯，照射在距离其下面2米远的白纸上，白纸的亮度大约为25尼特。
猎户座大星云M42的中心部分，大约是尼特。
满月表面是3000尼特，木星表面是800尼特。
满月照射下的白纸为尼特。
二、人眼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。
角膜，为一直径11mm的透明膜，镶嵌于巩膜前面圆孔内，其中央部的曲率半径为8mm，周边部比较平坦。
角膜的屈光指数为，为眼球的主要曲光媒质。
晶状体，为一形似双凸透镜的透明组织，由小带纤维悬挂于瞳孔后面，睫状肌收缩时小带松弛，晶状体依靠其本身的弹性而变厚，前后表面的曲度增加，整体屈光度增加，利于看清近处物体，称为调节。
在角膜和水晶体之间为虹膜，中间开有一个可以自动控制大小的孔，让适当的光线进来，称为瞳孔。
前房、后房。
前房为角膜后面、虹膜和晶状体前面的空隙，充满着房水。
后房为位于虹膜后面、睫状体、晶状体周边部之间的空隙，也充满着房水。
房水的主要功能是维持眼内压，并维持晶状体的代谢。
玻璃体，为一透明胶样组织，充填于视网膜内的空间。
占眼球4/5的容积。
具有保护视网膜、缓冲震动的功能。
视网膜是接近黑的深红色，反光很弱，其上面布满感光细胞。
正对眼球中心有一个直径约2mm 的黄色区域（折合6度视角），称为黄斑。
黄斑中心有一小凹，称为中央凹，面积约1平方毫米。
视网膜上有两种感光细胞，一种叫做视锥细胞，另一种叫做视杆细胞，均以它们外表的形状命名。
一只眼睛里面大约分别有7百万视锥细胞和1亿两千万视杆细胞。
视锥细胞是像一个玉米的锥形，尖向外，只对较强的光敏感，至少有分别感觉红、绿、蓝三种颜色的视锥细胞存在，因此能够感知颜色；视杆细胞只有一种，因此没有颜色感觉，但灵敏度非常高，可以看到非常暗的物体。
视锥细胞在黄斑里面非常集中，尤其是在中央凹里面最为密集，是产生最清晰视觉的地方。
视杆细胞恰好在黄斑里面最少，除此之外分布的比较均匀，距离中心10～20度的范围内相对集中些。
人眼前面等效与一个比较理想的镜头，其焦距为17mm（物方）和23mm（像方），相对光圈为f/～f/（对应2mm～8mm的瞳孔大小）。
眼球前后直径与像方焦距相同，为23mm，也相当于+43D曲光度。
三、人眼的特性1、衡量人眼分辨力的参数：视力与望远镜的分辨力类似，视力表明人眼能够分辨两个距离很近物体的能力。
通常采用兰道尔环，如图所示，在5m远处观察直径为、环粗和开口均为的环，此时该开口形成1角分的角度，如果刚好能够分辨，则视力为。
若刚好能够识别比这大一倍的环，则视力为。
2、分辨本领通常我们所说的人眼的视力，是指在明亮环境下，注视点的视力，也叫中心视力。
注视点对应人眼的黄斑，是人眼视觉细胞最密集的地方，因此也是视力最好的地方。
偏离中心2度的角度，则视力下降为1/2，偏离中心10度，则下降为1/10。
这是因为，对于明亮物体，主要是视锥细胞在起作用，而视锥细胞主要集中在大约半径为3度的黄斑里面，外边分布比较稀少，因此分辨本领不佳，在偏离中心20度的角度时，视力不还到。
右图表明视力是如何随角度而变化的，是在亮度为5尼特时的标准特性。
尽管周边视力不佳，但对于运动物体和闪动非常敏感。
例如，直接观察日光灯管的一端，不会看到50Hz的闪动，而用余光观察，一般可以看到闪动。
在比较黑暗的地点，例如在亮度为尼特的情况下，视锥细胞就不再起作用，只能是分布广而相对稀疏的视杆细胞起作用，因此人眼的分辨能力大为下降，中心黄斑部分视力下降到，反而不如黄斑以外（因为中心黄斑几乎没有视杆细胞），非黄斑区域视力基本不变，最好视力在黄斑边缘附近，大约偏离中心15度左右，为。
这时的视力，称为暗视觉。
但由于视杆细胞只有一种，因此是分辨不出物体颜色的，因此我们观察星云时（其表面亮度大多在尼特以下），看不出颜色。
有关视力与亮度之间的关系，是逐渐变化的，见本文章的第四部分。
人眼的这个视觉曲线，是与感觉细胞的密度直接相关的，换句话说，视力曲线上的某一点与视网膜上相应的感觉细胞的密度有换算关系。
从另外一个角度来看，由于在5尼特的亮度情况下人的瞳孔直径约为，因此，根据瑞利判据，其理论分辨力为140/=56角秒，这与人眼中心的最佳视力是非常匹配的。
但是，若光线变暗，瞳孔直径会变大，尽管理论分辨能力也会提高，但人眼光学系统不是理想系统，像差会随光圈的增大而加大，不过恰巧人眼的后部感觉细胞在这个时候分辨能力也随之下降，因此感觉不到这样的像差。