3.视觉构成——眼睛与色
眼球的名称与作用
角膜 眼睛前部的透明部分,它和晶状体一起对光形成折射作用,将光传达到眼睛的视网膜上。
房水 位于角膜和晶状体之间的透明液体,具有营养角膜、维持眼压的作用。
虹膜 位于晶状体前,用于调节进入眼内的光的亮度。通常东方人的虹膜为褐色,西方人的虹膜为蓝绿色。眼睛的颜色由虹膜色素的多少来决定。
瞳孔 位于虹膜中心的圆形开口部分,通过虹膜的扩张与收缩,可以改变瞳孔的大小,控制射入眼睛光线量的多少。
晶状体 根据毛样体的运动改变晶状体的厚度,通过对晶状体厚度的细微调整,达到改变射入光折射率的目的,使焦点正好落在中心窝上,清晰地反映物像。
玻璃体 充满晶状体和视网膜之间的透明胶质体,具有屈光和固定视网膜的作用。
视网膜 有接受和反射光的作用,就像照相机的胶卷,视网膜上有视细胞存在。
中心窝 视网膜中央的凹下部分,是感觉色彩的视锥体细胞密集的地方。
视细胞 视网膜中含有锥体和杆体两种视细胞。它们在感受光的刺激后,将光信号转变为电信号,通过神经系统传至大脑,在大脑中形成光的颜色等概念。
视神经乳头 是视神经最密集处,因为没有视锥体和视杆体细胞,没有感光能力,也称为盲点。
■眼睛的结构
看近处物体时晶状体的调节状态
看远处物体时晶状体的调节状态
照相机的工作原理
视细胞
■视网膜横截面
视锥体细胞的特征
呈圆锥状
每人约有600万个
在明亮的地方活动
能识别色彩和形状
能感觉各种有彩色
集中在视网膜的中心凹,其他部分很少
视杆体细胞的特征
呈棒状
每人约有12000万个
在暗处活动
仅能识别明暗
只能感觉不同程度的灰
分布在中心窝以外的视网膜区域
■不同视细胞的感度特征
视细胞光的感度根据波长的不同而不同。
S锥状体(蓝):短波长感度高
M锥状体(绿):中波长感度高
L锥状体(红):长波长感度高
视觉适应
明适应 在黑暗的房间里,电灯骤开的瞬间,眼前白花花的,什么也看不清,稍过片刻,便色形皆明。从暗到明的这个视觉调整过程称为明适应或明顺应。明适应需要1~5分钟的时间。
暗适应 夜晚,从灯明的室内走到室外,刹那间会什么也看不见,而过一会儿,慢慢会辨别出道路。从明到暗的调整过程称为暗适应或暗顺应。暗适应需要10~30分钟的时间。
色适应 在晚霞中观看景物时,即使周围全被染上红色,也会看到许多其他的颜色。例如,被晚霞染红的高楼,眼睛充分适应后,看起来还是原来的灰色而不是红色。我们把这种眼睛对颜色的调整状态称为色适应。
■色适应说明
视细胞的功能
视细胞感觉到的明暗用不同的波长表示称为分光视感效率。
明视 在明亮的地方,视细胞中只有视锥细胞起作用。用这种状态看物体时称明视。在视感度曲线中,视锥细胞对位于中波长范围的黄绿色敏感度最高。因此,这个波长的色彩感觉最明亮。将视锥细胞的敏感度按波长来划分的曲线,称为明视感度曲线。
暗视 在黑暗的地方,视细胞中只有视杆细胞起作用。用这种状态看物体时称暗视。在视感度曲线中,视杆细胞对蓝绿色敏感度最高。将视杆细胞的敏感度按波长来划分的曲线,称为暗视感度曲线。
■分光视感效率
薄明视 处于明视和暗视之间的临界状态时,视锥细胞和视杆细胞会同时呈现不活跃状态,对明暗与色彩的感应程度同时减弱,这种状态称为薄明视。
普尔金耶现象 淡光视应是从明视变化到暗视状态时产生的现象。与在明亮处看到的状态相比,在微暗处看到的短波长的蓝色比较明亮,长波长的红色比较暗淡。1825年,生物学家普尔金耶发现:到傍晚时,装饰在房间里的画,其红色的部分看起来发暗,蓝色的部分却看起来明亮,由此称“普尔金耶现象”。在明亮的时候,视锥细胞的视感度曲线的最高值是555nm,曲线全体靠近长波长;在黑暗的时候,视杆细胞的视感度曲线的最高值是510nm,曲线全体靠近短波长。由此可以说明,在黑暗的地方,长波长范围的红色和橙色的敏感度变低;相反,短波长范围的紫色和蓝色的敏感度变高。例如,路标就是参考这种现象来选择颜色的。