视觉的空间和时间分辨
空间知觉能力实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景空间知觉能力是指个体对物体在空间中的位置、距离、形状、大小等方面的感知能力。
它是人类日常生活中不可或缺的一种能力，对于判断物体之间的相对位置、选择合适的目标、进行空间操作等都有着重要的作用。
为了研究空间知觉能力，我们设计了一项实验，旨在探讨不同因素对空间知觉能力的影响。
二、实验目的1. 探究空间知觉能力在不同年龄、性别、教育程度等个体差异上的表现。
2. 分析空间知觉能力与视觉、听觉等感官之间的关系。
3. 探讨空间知觉能力在日常生活、学习、工作等方面的应用。
三、实验方法1. 实验对象：招募了50名志愿者，年龄在18-60岁之间，男女各半，教育程度不限。
2. 实验材料：实验分为两个部分，分别为视觉空间知觉能力和听觉空间知觉能力测试。
（1）视觉空间知觉能力测试：包括立体视知觉、空间判断、形状识别等任务。
（2）听觉空间知觉能力测试：包括声源定位、声音距离判断等任务。
3. 实验步骤：（1）志愿者填写基本信息问卷，包括年龄、性别、教育程度等。
（2）进行视觉空间知觉能力测试，记录志愿者在立体视知觉、空间判断、形状识别等任务中的表现。
（3）进行听觉空间知觉能力测试，记录志愿者在声源定位、声音距离判断等任务中的表现。
（4）分析实验数据，探讨不同因素对空间知觉能力的影响。
四、实验结果与分析1. 年龄对空间知觉能力的影响：随着年龄的增长，空间知觉能力逐渐下降。
这可能是因为随着年龄的增长，个体的视力、听力等感官功能逐渐衰退，导致空间知觉能力下降。
2. 性别对空间知觉能力的影响：性别对空间知觉能力的影响不大。
男女在视觉空间知觉能力和听觉空间知觉能力上的表现没有显著差异。
3. 教育程度对空间知觉能力的影响：教育程度对空间知觉能力有一定的影响。
受教育程度越高，空间知觉能力越强。
这可能是因为受教育程度越高，个体在日常生活中接触到的空间信息越多，有利于空间知觉能力的发展。
4. 视觉空间知觉能力与听觉空间知觉能力的关系：视觉空间知觉能力和听觉空间知觉能力之间存在一定的相关性。
什么是视觉.
什么是视觉？视觉是一种极为复杂和重要的感觉，人所感受的外界信息，80%以上是来自视觉。
好的视觉必须同时具有良好的光觉、色觉、形觉与立体觉，其形成首先有赖于儿童期双眼视功能的正常发育。
当人们看东西时，外界信息以各种波长的光的形式进入眼睛投射到视网膜上，视网膜感受光的刺激，并把光信号转换成电信号，视觉信息初步处理后传递到上级视觉中枢，最后到达大脑枕叶，进一步分析处理形成视觉。
因此“看”是由眼与大脑共同完成的。
视力和视觉的区别衡量眼睛的“好坏”，主要是从“视力”和“视觉”两大方面功能来判断的。
视力是指眼睛分辨物体的形态、大小及细微结构的最大能力。
视力又分为中心视力和周边视力。
前者反映眼底黄斑中心凹的功能；后者反映中心凹以外视网膜的功能，通常称之为视野。
人们平常所说的视力一般指中心视力。
1.0是视力是否正常的一个标准。
一般人对眼睛功能的判断，往往只是注意视力的好坏，而忽略了眼睛的一个更为重要的功能——视觉功能。
视觉指外界的物体通过视觉器官，反映到大脑皮质的视中枢而所产生的光觉、色觉、形觉及双眼视觉。
视觉功能作为一种重要的感觉功能，主要由以下三方面的功能组成：1．完整的视觉通道，包括健康的眼睛、正常的视力和屈光状态。
2．视觉技巧，包括眼球运动、双眼视和融合功能。
3．信息处理，包括识别、辨别、空间感知以及视觉与其它感觉的整合。
视力在医学上又叫做视觉敏感度，它只是视觉天生潜质的一个方面，是视觉的物质基础。
也就是说，如果一个人没有好的视力，当然不会有好的视觉；但有好的视力，却也未必就会有好的视觉功能。
因为视觉不仅与我们天生的潜质有关，而且受我们每个人的视觉技巧和信息处理能力的影响。
同样的事物，在视力相同的两个人眼里形成的视觉冲动不尽相同，就是这个道理。
我们可以把视觉系统看成是一部全自动相机。
视力就是相机的镜头。
好的镜头很重要，但要想拍出好照片只靠一块好镜头是远远不够的。
光觉色觉形觉立体觉光觉是指视网膜对光的感受能力，它是视觉的基础。
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。
视觉的重要性
视觉的重要性：第一，视觉是人类获得外部信息的主要感觉通道。
眼睛是人类赖以观察外部世界、表达内心情感的主要器官之一。
人自出生以来即开始学习使用视觉观察周围世界。
儿童出生后约从第1个月末起，就逐渐能随着移动的物体而移动自己的目光；到第4个月，儿童开始能对颜色有分化反应，特别是红色的物体最能引起儿童的兴奋；约从第五六个月起，儿童开始能够注视远距离的物体，如飞机、月亮、街上行人等。
此后，视觉进一步发展，已经不只是集中注视，而是对事物的积极观察了。
如前所述，人类接受的外部信息中超过80%是从视觉得来，大大超过其他感知觉。
第二，视觉是辨别物品的形状、大小、颜色等属性及物品所处的空间状态（如：方向、距离、位置）等的重要知觉。
人类对物体具有的多种物理属性（如：质量、体积、温度、形状、颜色等）的认知，对视觉依赖较大。
视觉在区分形状、大小、高低、远近、宽窄、长短、阴暗及色彩等方面与其他感觉器官相比具有绝对的优势。
例如：物体的颜色属性只有通过视觉才能辨认，视觉障碍的人通过语言的描述很难理解颜色，也无法辨别颜色。
人类日常生活与工作离不开对物品形状、大小、体积等物体的空间属性的认知与把握。
在认识一个物体时，形状、大小等空间属性具有较重要的地位，如辨别人物的面孔与体形特征，辨别各类动物的模样，认识大自然等。
视觉正常的人能够顺利地识别生活中的各种物体与形状．以此进行有效的社会交往与独立生活。
视觉障碍的人却要依靠其他知觉的补偿，间接地分辨不同物体，必须多费时间和精力，而且获得的表象并不完整。
有许多物体，看得见却摸不着，也听不到。
先天失明的全盲儿童就很难理解蓝色的天空、洁白的云彩、圆圆的月亮等可远观而不可触摸的事物；有些庞大或微小的物体也不可能被完整地感知，如湖泊、蚂蚁等；运动的物体、动物，如行进中的火车、奔跑的兔子等，视觉障碍的人也很难通过其他感知觉来观察它们。
因此，视觉的缺陷会导致视觉障碍的人在认知事物、形成多样概念等方面受到限制。
色彩学第二章(人眼视觉成像原理)
如图中的a。同一物体，离人越近， 视角越大，离人越远，视角越小。
视觉功能——视角 视觉功能
由 tan(a/2) = A/2D ， tan(a/2 A/2 得 出 a = A/D 不同物体在跟人眼相 同距离时，物体越大， 则视角越大，物体在 视网膜上成的像越大。
视觉功能——视觉敏锐度 视觉功能
二．视觉敏锐度 1．视觉敏锐度：人们使用视觉器官辩认外界物体的敏锐程度。 表示视觉辩认物体细节的能力，在医学上称为“视力” 2．视觉辩认物体细节的能力与观察距离有很大关系 视觉敏锐度（V）以视角进行计算，是视觉所能分辨的视角的倒数。 V=1/α（α单位为分） 平时我们说的视力1.0，就是说，在规定的距离下，人的眼睛能 够分辩角度为1/60度（1')的物体的细节。因为人眼的视锥细胞间的 距离为6微米，所以，我们的眼睛的分辩能力并不怎样强的。这一点 和主观感觉上有不小差异。
人眼的构造——视网膜 人眼的构造
人眼的构造——视网膜 人眼的构造
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。
视觉的特性——光谱光效率函数 视觉的特性
在明光条件下，眼睛对波长555nm的黄绿 在明光条件下，眼睛对波长555nm的黄绿 555nm 光部分感受性最高， 光部分感受性最高，即这个波长的光只需要 较小的能量就能与标准光的明度相匹配。 较小的能量就能与标准光的明度相匹配。也 就是说明是绝对光谱的黄绿色光部委最敏感。 就是说明是绝对光谱的黄绿色光部委最敏感。 而暗视觉对光谱的蓝绿色部位即510nm 510nm最 而暗视觉对光谱的蓝绿色部位即510nm最 敏感。 敏感。 相应敏感程度见左图。 相应敏感程度见左图。
视觉与色度学
§1.3.2 三基色原理
人对该彩色光的亮度感觉决定于总光通量 Φ，人对该 彩色光的色度感觉决定于ΦR、ΦG、ΦB之间的比例。
彩色重现并不要求恢复景物的原始光谱成分，只需获 得与原景物相同的彩色感觉。
具有不同光谱功率分布的光，只要ΦR、ΦG、ΦB相同, 则它们的色彩视觉完全等效。
连续分布：
R378800r()e()d
G378800g()e()d
780
B380b()e()d
RGB色度图
色度（色调、饱和度）只与三刺激值的比例有关。 令： R+G+B=m
➢ 亮度表征了发光面的明亮程度； ➢ 同样的发光强度面积越小亮度越大。
照度 E：物体表面受到光照射时，单位面积上入射 的光通量，单位是lx,读作勒克斯
➢ 1勒克司等于每平方米上有1流明的光通量； 1lx= 1 lm/m2
➢ 同样的光通量面积越小光照度越大。
§1.2.2 人的色度视觉特性
彩色视觉
§1.3.2 三基色原理 相加混色（屏幕） 相减混色（绘画）
两种原色混合＝次色
C
M
Y
两种原色的补色
R
G
B
次色＋补色＝白色
§1.3.2 色光按一定的顺序轮流投射到同一 个表面上。是顺序制彩色电视的基础。
➢ 空间混色法：将三种基色光分别投射到同一个表面上邻近 的三个点上。是同时制彩色电视的基础。
•人眼对不同波长的光有不同的色调感觉。 •人眼能分辨出色调差别的最小波长变化称为色调分 辨阈，色调分辨力与色调分辨阈成反比。 •色调分辨力随波长变化而改变，480～640 nm 区间色光的色调分辨力较高。 •饱和度变小时，人眼的色调分辨力下降。 •亮度太大或太小时，人眼的色调分辨力下降。
医学影像学影像质量手册
医学影像学影像质量手册第一章影像质量概述 (2)1.1 影像质量的概念 (2)1.1.1 视觉效果 (2)1.1.2 信息含量 (3)1.1.3 清晰度 (3)1.1.4 稳定性 (3)1.2 影像质量的重要性 (3)1.2.1 医疗领域 (3)1.2.2 安全监控 (3)1.2.3 娱乐产业 (3)1.2.4 科研领域 (3)第二章影像质量评价标准 (3)2.1 国际标准 (3)2.2 国家标准 (4)2.3 行业标准 (4)第三章影像设备与影像质量 (4)3.1 影像设备分类 (5)3.1.1 医学影像设备 (5)3.1.2 工业影像设备 (5)3.1.3 科研影像设备 (5)3.1.4 民用影像设备 (5)3.2 设备功能对影像质量的影响 (5)3.2.1 分辨率 (5)3.2.2 动态范围 (5)3.2.3 信噪比 (5)3.2.4 采样频率 (5)3.3 设备维护与影像质量 (6)3.3.1 定期检查与保养 (6)3.3.2 清洁保养 (6)3.3.3 环境因素 (6)3.3.4 软件更新 (6)第四章影像技术参数与影像质量 (6)4.1 曝光参数 (6)4.2 空间分辨率 (6)4.3 时间分辨率 (7)第五章影像处理与影像质量 (7)5.1 影像增强 (7)5.2 影像重建 (7)5.3 影像压缩与传输 (8)第六章影像质量控制方法 (8)6.1 影像质量检测 (8)6.2 影像质量评价 (9)6.3 影像质量改进 (9)第七章影像诊断与影像质量 (10)7.1 影像诊断的基本原则 (10)7.2 影像质量对诊断的影响 (10)7.3 影像诊断的误差分析 (11)第八章影像存储与归档 (11)8.1 影像存储介质 (11)8.2 影像归档管理 (11)8.3 影像数据备份与恢复 (12)第九章影像传输与远程诊断 (12)9.1 影像传输技术 (12)9.2 远程诊断系统 (13)9.3 影像传输安全与隐私保护 (13)第十章影像质量教育与培训 (14)10.1 影像质量意识培养 (14)10.2 影像技术培训 (14)10.3 影像质量控制培训 (15)第十一章影像质量法规与政策 (15)11.1 影像质量相关法规 (15)11.2 影像质量政策制定 (15)11.3 影像质量监管 (16)第十二章影像质量改进案例 (16)12.1 典型案例介绍 (16)12.2 改进措施与效果分析 (17)12.2.1 案例一的改进措施与效果分析 (17)12.2.2 案例二的改进措施与效果分析 (17)12.3 经验总结与启示 (17)第一章影像质量概述影像质量是评价和衡量图像好坏的重要标准，它涉及到图像的视觉效果、信息含量和可用性等方面。
双眼视觉学28190
视觉功能在于识别外物，确定外物的方位，并确立自身在外界的方位。
双眼视觉优于单眼视觉之处，不仅有两眼叠加的作用，降低视感觉阈值，扩大视野，消除单眼的生理盲点，更主要的是具有三维的立体视觉，使得主观的视觉空间更准确反映外在的实际空间。
立体视觉使得手眼协调更为准确。
现代生活无论工作或休闲，大多在近处，故其重要性是不言而喻的。
然而双眼视觉是面双刃剑，倘若双眼视觉缺陷障碍，将引起单眼视觉所没有的症状，如复视、弱视、斜视、抑制、异常视网膜对应、立体视觉丧失、视觉空间弯曲和视疲劳等等。
认识双眼视觉问题的发生、诊断和处理，必须从学习正常双眼视开始。
第一节正常双眼视概述人类所拥有的双眼，为人们的视觉功能带来了无限的好处，不仅增加了人眼视觉分辨率、扩大视野、消除单眼的生理盲点，并提供了三维的立体视觉。
双眼视野(binocularvisualfield)：人的单眼视野在水平位上颞侧约90。
，鼻侧约60。
，总共约为150。
，双眼视野约为180。
，中间120。
为双眼所共有，是双眼视觉功能之所在。
颞侧30。
为各眼单独所有，呈半月形，称为颞侧半月(temporalcrescents)(图1-1)。
立体视觉(stereopsis)：人的两眼间距(interoculardistance)约60—65mm，两眼看外物的观点稍有不同，以至两眼的视网膜像也稍有差异，经大脑的处理，产生双眼的深径知觉，即立体视觉。
虽然单眼凭借深径提示(monocularcues，odepth)如透视、阴影、外物轮廓视、视差移动等也能判断远近距离，而由双眼的立体视觉确定远近距离的准确性要高得多。
立体视觉能准确地作外物定位(10calization)和在外界环境中的自身定位(orientation)。
Worth(1921年)最早提出双眼视觉分为三级：第一级为同时视(simultaneousperception)，各眼能同时感知物像；第二级为平面融像(flatfusion)，两眼物像融合为一，但不具深径觉；第三级为立体视觉，产生三维空间的深径觉。
人机工程学-视觉
调整屏幕设置
根据环境光线和个人习惯，调 整屏幕亮度、对比度和色温等
参数。
定时休息
每隔一段时间进行适当的眼部 休息，如闭眼深呼吸、远眺绿
色植物等。
使用辅助工具
使用护眼软件、防蓝光眼镜等 辅助工具，减轻眼睛负担。
04 光照条件对视觉影响
不同光源类型及其特点
自然光源
如太阳光，具有连续的光谱，颜 色丰富，但强度和方向会随时间 变化。
智能交通
视觉技术将助力智能交通系统 的发展，实现车辆识别、路况 监测、智能驾驶等功能。
智能家居
在智能家居领域，视觉技术将 用于人脸识别、手势控制、智
能家居设备监控等方面。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
多模态融合
将视觉与其他传感器（如听觉、触觉等）融合，实现多模态信息交 互和感知。
虚拟现实与增强现实
视觉技术将在虚拟现实和增强现实领域发挥更大作用，提供更加沉浸 式的交互体验。
行业应用前景探讨
智能制造
在工业自动化领域，视觉技术 将广泛应用于质量检测、物品
分类、机器人导航等方面。
医疗健康
视觉技术可用于辅助诊断、手 术导航、康复训练等医疗健康 领域。
空间分辨率
人眼能够分辨物体细节的能力称为空间分辨率。空间分辨率的高低取 决于视网膜上光感受器的分布密度和大脑皮层的处理能力。
时间分辨率
人眼能够感知和分辨快速运动物体的能力称为时间分辨率。时间分辨 率的高低取决于人眼的反应速度和大脑皮层的处理能力。
02 人机界面设计中的视觉因 素
显示器类型与特点
1 2
通过问卷调查、用户反馈等方式 收集用户对视觉舒适度的主观感
受。
客观评估
视觉质量的重要参数
视觉质量的重要参数：1.视力（黄斑中央凹的视力）比如0.8 1.0 1.5 标准对数视力表2.视野指视网膜黄斑中央凹以外的视觉细胞功能（指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围）正常范围（单位：度）右眼：内61.1±0.22，外92.6±0.23，上48.5±0.24，下65.5±0.24左眼：内59.9±0.25，外93.9±0.21，上49.6±0.20，下66.0±0.25“视野”又称“视场”。
当眼固定注视一点时( 或通过仪器) 所能看见的空间范围，，双眼视野大于单眼视野：对各种颜色的视野大小也不同，绿色视野最小，红色较大，蓝色更大，白色最大。
这主要是山于感受不同波长光线的锥体细胞比较集中十；视网膜小心所致。
3.对比敏感度检查及其临床意义人类对视功能的评估多用视力、视野、双眼视功能、光觉、色觉等检查来完成。
多年来，多将视力表检查的视力及视野结果作为视功能好坏的定量标准，但人眼的视觉功能不仅包括分辨高对比度的小目标的能力，还包括对各种点线与空白间明暗程度差别（即对比度或反差）的分辨能力，后者即对比敏感度（Contrast sensitivity , CS ）。
CS能更全面地评估视觉系统的形觉功能特点，是一种新的形觉功能定量检查方法。
在视觉系统的心理物理学和电生理学研究中占有重要地位，而且其检查有助于认识到某些疾病的视觉异常，从而有利于其诊断。
二、基本原理1、空间频率特性概要在电学中，某种频率的正弦电波，经滤波器后，其幅度和相位有所变化，但仍然是同一频率的电波。
光学系统（如底片、视网膜）与电滤波器的性质相似，只不过电滤波器是对时间频率的波起作用，而光滤波器是对空间频率的波起作用，也就是说，实质上，光学系统是空间频率滤波器。
在光学上，所谓调制度（即对比度）的定义为：M=（Imax—Imin）/（Imax+Imin）其中Imax和Imin分别为物面或象面的最大光强和最小光强。