人眼成像原理

人眼成像原理

摘要：

人能看到大千世界，缤纷万物，这是靠我们的有精密的智能的成像系统—眼睛。眼睛是敏感的光感应器管，是一切动物与外界联系的信息接受器。这篇文章从光和颜色原理解释开始到成像原理和眼睛结构比较系统的介绍我们的眼睛是怎么形成图像的。

关键字：光成像眼睛

一、光和颜色的概述

任何光都以电磁波形式在空间传播的一个或者多个光子汇聚而成。人眼看到的景物是光源或者光源发出的光从物体上反射而成的光，人眼吸收这些光子并在脑子里成像就是你看到的景物了。有很多种方式产生光源，但所有这些方式都是利用原子激发的原理，当原子收到激发，其电子移至更高的轨道，每当电子从更高的轨道返回正常轨道，就产生了光子。加热是激发原子的一种方法，比如白炽灯，通过电流对灯丝加热，来激发灯丝里面的原子；

还有你看到铁在很热的时候是红色的，这个是铁原子的激发。光子照射到物体表面后，可能会被吸收、反射、折射或者散射，这都和物体的原子结构有关，不做深入分析。

物质颜色原理则是：当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质之所以具有不同的颜色，这是因为它对不同的波长的可见光具有选择性吸收的结果。

物质呈现的颜色与它吸收的光的颜色有一定关系。如当白光通过硫酸铜溶液时,铜离子选择性地吸收了部分黄色光，使透射光中的蓝色光不能完全互补，于是硫酸铜溶液就呈现出蓝色。由于透射光中其它颜色的光仍是两两互补为白色，所以物质呈现出的颜色恰恰就是它所吸收的光的互补色。

若物体对白光中所有颜色的光全部吸收，它就呈现出黑色；若反射所有颜色的光,则呈现出白色；若透过所有颜色的光则为无色。

二、眼睛结构

眼睛等于捕捉光线的摄影机，而大脑是组成影像的机构。所有的色彩视觉都是建立在人的视觉器官的生理基础上的，所以必须了解视觉器官的生理

特征及其功能。

人眼的形状像一个小球，通常称为眼球。眼球内具有特殊的折光系统，使进入眼内的可见光汇聚在视网膜上。视网膜上含有感光的视杆细胞和视锥细胞，这些感光细胞把接受到的色光信号传到神经节细胞，再由视神经传到大脑皮层枕叶视觉神经中枢，产生色感。

眼球壁有三层膜组成。外层是坚韧的囊壳，保护眼睛的内部，称为纤维膜，它的前1/6为角膜，后5/6为白色不透明的巩膜，中层称葡萄膜（或血素层、血管层），颜色像黑紫葡萄，由前向后分为三部分：虹膜、睫状体和脉络膜。内层为视网膜，简称网膜。

1、角膜(cornea)：如同相机的滤镜，光由这里折射进入眼球而成像。

2、晶状体，水晶体 (lens)：如同相机的镜片。光线投射进来以后，经过

它的折射传给视网膜。所谓近视眼、远视眼、老花眼以及各种色彩、形态的视觉或错觉，大部分都是由于水晶体的伸缩作用所引起。它像一种能自动调节焦距的凸透镜一样。

3、黄斑是网膜中感觉最特殊的部分，稍呈黄色。色觉之所以有很大的个人

差异与黄斑是有关系的，位置刚好在通过瞳孔视轴所指的地方，即视锥细胞和视杆细胞最集中的所在，是视觉最敏锐的地方。我们看到物体最清楚时，就是因为影像刚好投射到黄斑上的缘故，黄斑下面有盲点，虽然是神经集中的部位，但缺少视觉细胞，不能看到物体影像。

4、盲点 (blind spot)：视神经与眼球的接点，该处无视细胞所以无法感光。

5、视网膜 (retina)：如同底片。视网膜是视觉接收器的所在，它本身也

是一个复杂的神经中心。眼睛的感觉为网膜中的视杆细胞和视锥细胞所致。视杆细胞能够感受弱光的刺激，但不能分辨颜色，视锥细胞在强光下反应灵敏，具有辩别颜色的本领。在中央凹处之内，只有视锥细胞，很少或没有视杆细胞。在网膜边缘，靠近眼球前方各处，有许多视杆细胞，而视锥细胞很少。某些动物（如鸡）因视杆细胞较少，所以在微光下，它们的视觉很差，成为夜盲。也有些动物（如猫和猫头鹰）因视杆细胞很多，所以能在夜间活动。

视觉细胞的两重功能: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。

3）、明暗视觉特点：

a．明视觉对400nm（紫色）和700nm（红色）附近的色光感受性很低，而对555nm的黄绿色部位最敏感。暗视觉对510nm的蓝绿色部位最敏感

b．明视觉曲线与视觉曲线之间没有联系。明暗视觉特性随人的年龄，性别等因素的变化而变化。

如下表所示：

三、成像原理

眼睛成像是透镜成像规律的重要应用。照相机与眼睛有相似的结构，眼球中的角膜和晶状体的共同作用，相当于一个“凸透镜”，视网膜相当于照相机的底片。从物体发出的光线经过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，经过处理使人可以看到这个物正像的了。

而人为什么能感觉到物体的立体性，是因为人的视觉能分辨远近，这靠的是两只眼睛的差距。人的两眼分开约5公分，两只眼睛除了瞄准正前方以外，看任何一样东西，两眼的角度都不会相同。虽然差距很小，但经视网膜传到大脑里，脑子就用这微小的差距，产生远近的深度，从而产生立体感。

一只眼睛虽然能看到物体，但对物体远近的距离却不易分辨。根据这一原理，如果把同一景像，用两只眼睛视角的差距制造出两个影像，然后让两只眼睛一边一个，各看到自己一边的影像，透过视网膜就可以使大脑产生景深的立体感了。各式各样的立体演示技术，也多是运用这一原理，我们称其为“偏

光原理”。

而平面镜成像的本质是因为人眼的观察结果，因为平面镜成的是虚像，如果没有人眼的观察，那可以说根本就没有像(当然，其它动物的观察也是一样的)。当观察反射光线时，人眼会误认为反射光线的反向延长线的交点处有物体，这个物体就是虚像，因为人的智力的原因，人能够分别像与物是不同的，而动物却不能分别像与物的区别，只是因为它们的智力不够。四、总结

人的眼睛是个复杂的成像系统，而人的大脑像CPU处理这些图像，让人能在视觉上感知到图像。人眼成像最主要的是晶状体和视网膜。晶状体调整眼睛的焦距是光束集中到富有视锥细胞和视柱细胞的视网膜上，在进行光电（生物电）变化，由视觉神经把信号传至大脑生成图像。人类的目标就是能制造出能过可以和眼睛相媲美的视觉系统，这是机器智能化的关键部分。五、参考书籍

都上网上一些论坛上的话题，在这只是做一下整理和修改，所以就没有记录从哪里来的，为的是让自己能够理解“视觉”这概念。

凸透镜成像规律练习题全

“靠近”，则对光线起会 ）平行于主光轴的光线，经折射后过透镜焦点。

像清晰 五. 凸透镜成像规律：说明几点： ① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点，时不成像，成实像，成虚像。 f u =f u >f u <② 二倍焦距处是像大小的分界点，时，成等大实像，时，成缩小的实像， f u 2=f u 2>时，成放大实像或放大虚像。 ③ 成实像特点：成实像时，物、像在镜的两侧 f u 2<且倒立，同时，，像变小，，像变大，物像移动方向一致。 ④ 成虚 ↑u ↓v ↑↓v u 像的特点：成虚像时，物、像在镜同侧，且正立、放大，同时，，像变大， ↑↑v u 像变小，像物移动方向也一致。 ↓↓v u ⑤ 成实像时，物、像距离最小值为4倍焦距（即）。 f 4口诀：一焦分虚实，分正倒；二焦分大小；物近（与焦点的距离）像远大，物远（与焦点 的距离）像近小；实像异侧倒，虚像同侧正；像距大（于物距）像放大，像距小（于物距） 像缩小。 例7: 将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前30cm 处，在透镜另一侧的光屏上得到清晰等 大的像。若把蜡烛从原来的位置向此透镜方向移动20cm ，则此时蜡烛经该透镜所成的像是 （ ）　A ．放大的虚像 B ．等大的虚像 C ．缩小 的实像 D ．缩小的虚像 例8、关于实像和虚像，下列说法正确的是： ( ) A 、实像能用光屏承接，虚像也能用光屏承接 B 、实像是光的折射形成的，虚像是光的反射形成的 C 、实像是实际光线会聚而成的，虚像是光线反向延长线会聚而成的 D 、实像是实 际存在的像，虚像是实际不存在的像，是人的幻觉形成的 六、对凸透镜成像规律的科学探究题 例9： 在做“探究凸透镜成像”的实验中： （1）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm 处，屏上呈现出最 小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是__________cm ； （2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图7所示，若要使烛焰成像在 光屏中心，只调节光屏，应将光屏向__________（填“上”、“下”）调节； （3）若将烛焰移至距凸透镜15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、_______清晰 的实像，_______就是应用这一原理制成的（填“照相机”、 “幻灯机”或“放大镜”）。 巩固练习： 1.如图8所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射 向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（ ） A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定 2.一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是（ ）A.一定是平行光束 B.一定是会聚光束 C.折射光束比原来的光束会聚一些 D.一定是发散光束

人眼成像原理

人眼成像原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

人眼成像原理 摘要： 人能看到大千世界，缤纷万物，这是靠我们的有精密的智能的成像系统—眼睛。眼睛是敏感的光感应器管，是一切动物与外界联系的信息接受器。这篇文章从光和颜色原理解释开始到成像原理和眼睛结构比较系统的介绍我们的眼睛是怎么形成图像的。 关键字：光成像眼睛 一、光和颜色的概述 任何光都以电磁波形式在空间传播的一个或者多个光子汇聚而成。人眼看到的景物是光源或者光源发出的光从物体上反射而成的光，人眼吸收这些光子并在脑子里成像就是你看到的景物了。有很多种方式产生光源，但所有这些方式都是利用原子激发的原理，当原子收到激发，其电子移至更高的轨道，每当电子从更高的轨道返回正常轨道，就产生了光子。加热是激发原子的一种方法，比如白炽灯，通过电流对灯丝加热，来激发灯丝里面的原子；还有你看到铁在很热的时候是红色的，这个是铁原子的激发。光子照射到物体表面后，可能会被吸收、反射、折射或者散射，这都和物体的原子结构有关，不做深入分析。 物质颜色原理则是：当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质之所以具有不同的颜色，这是因为它对不同的波长的可见光具有选择性吸收的结果。 物质呈现的颜色与它吸收的光的颜色有一定关系。如当白光通过硫酸铜溶液时,铜离子选择性地吸收了部分黄色光，使透射光中的蓝色光不能完全互补，于是硫酸铜溶液就呈现出蓝色。由于透射光中其它颜色的光仍是两两互补为白色，所以物质呈现出的颜色恰恰就是它所吸收的光的互补色。 若物体对白光中所有颜色的光全部吸收，它就呈现出黑色；若反射所有颜色的光,则呈现出白色；若透过所有颜色的光则为无色。 二、眼睛结构

凸透镜成像规律经典练习题

凸透镜成像规律经典习题 1、把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm 处得到一个最小最亮的光斑．若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( ) A ．大于10 cm B ．小于10cm C ．大于20cm D ．在10cm 和20cm 之间 2、一凸透镜的焦距是10cm ，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm 处移到15cm 处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ） A ．像变大，像距变小 B ．像变大，像距变大 C ．像变小，像距变小 D ．像变小，像距变大 3、某物体放在凸透镜前30cm 处时，能在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ） A 40cm B ．30cm C ．20cm D ．10cm 4、在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的（ ） 5、小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm 处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像．小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（ ） A ．倒立放大的实像 B ．正立放大的虚像 C ．倒立缩小的实像 D ．倒立等大的实像 6、小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照，洗出的底片分别为右图中的甲和乙，则（ ） A.小红离小强的距离近 B ．小明和小红离小强的距离相同 C.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再减少镜头到底片的距离 D.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离 7、下图为小红同学的脸庞外形和大小，通过凸透镜看她的脸庞时，不可能看见的像为下图的 （ ） 8、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm 处，则（ ） A.移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像 B ．移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像 C ．移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像 D ．不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像 9、一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为30厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为15厘米时，它的像一定是：（ ） A 、放大实像； B 、缩小的实像； C 、放大的虚像； D 、缩小的虚像 10．某同学做“凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜16厘米处，得到烛焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（ ） Ａ、f=4厘米； Ｂ、f=８厘米； Ｃ、f=12厘米； Ｄ、f=16厘米。 11．在研究凸透镜成像的实验中，经凸透镜成放大的实像，则物距u 应满足( ) A.u ＞2f; B.2f ＞u ＞f; C.u=2f ； D.u ＜f 12、在物体由远处向凸透镜焦点移近的过程中，像距与实像的变化情况是：( ) A.像距逐渐增大，像逐渐变大 B.像距逐渐增大，像逐渐变小 C.像距逐渐减小，像逐渐变大 D.像距逐渐减小，像逐渐变小

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性 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K(λ)=1/pr(λ) 。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。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当

光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线 性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。

人眼的视觉特性知识讲解

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性人眼对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 K(λ)=1/pr(λ) 。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。 可见光波长

实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，

凸透镜成像规律练习题全

《凸透镜成像规律及其应用》专题训练 【知识要点与相应例题】 一、透镜 1、名词：薄透镜，主光轴，光心， 焦点（F ），焦距（f ）。 例 1、透镜上有一个点，从任何方向通过该点的光线都不会偏折，这个点叫做 ； 平行于主光轴的光线通过凸透镜之后会会聚于一点，这个点叫做 ，一个凸透镜 有 个这样的点； 叫做焦距。 2. 典型光路（如图1） 例2.如图2画出了光通 过透镜前后的方向，填 上适当类型的透镜. 3.凸透镜对光线有 __________作用，所以 又叫做__________透 镜；凹透镜对光线有__________作用，所以又叫 做________透镜. 4、判断透镜对光线的作用，应当用折射光线与 入射光线比较，若相“靠近”，则对光线起会聚 作用；若相“远离”，则对光线起发散作用。（如图3） 二．凸透镜的三条特殊光线：（如图4） （1）过透镜光心的光线，折射后，方向不变。 （2）平行于主光轴的光线，经折射后过透镜焦点。 （3）过透镜焦点的光线，经折射后平行主光轴。 例3： 请在图5中两幅图上分别做出入射光线、出射光 线。 三．透镜的应用：照相机，投影仪，放大镜，显微镜，望远镜。 例4．照相机的镜头相当于一个________镜，胶卷相当于 ________．若镜头的焦距为cm 5 f ，则相机中的胶卷应放在_______cm 与_______cm 之 间的位置． 例5、显微镜的两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个 ，靠近眼睛的叫 做 ，靠近被观察物体的叫做 ；某次实验时使用的两组透镜上分别标有 “×5”和“×20”的字样，则此时显微镜的放大倍数为 倍。 四、眼睛和眼镜 1、成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩 小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个 信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。 2、近视及远视的矫正:近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜. 例6： 把图6中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作是视网膜。 给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的 像。若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和 透镜位置不变的条件下，应将光屏（ ） A ．保持在原来位置 B ．靠近透镜 C ．远离透镜 D ．无论怎样移动光屏都不能使 像清晰

人眼视觉特性(HVS)

人眼视觉特性(一) 2248671769@https://www.wendangku.net/doc/871335639.html, 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。

眼睛成像规律

1.小明的眼睛近视了，他到医院配眼镜，经仪器检测左眼应配戴焦距为0.5m的透镜，右眼应配戴焦距为1m的透镜，则他应配戴的眼镜度数为（） A. 左眼镜片为50度，右眼镜片为100度 B. 左眼镜片为500度，右眼镜片为100度 C. 左眼镜片为200度，右眼镜片为100度 D.左眼镜片为100度，右眼镜片为200度 2.凸透镜的焦距为m，凹透镜的焦距为m，把它们作为眼镜镜片，镜片度数为φa和φb．则（） A. φa=+300度近视眼镜 B. φb=-200度近视眼镜 C. φa=-300度远视眼镜 D. φb=+200度远视眼镜 3.小明经过测量后，得知自己近视镜片的焦距是40cm，则镜片的度数是（） A. 25度 B. 40度 C. 250度 D. 400度 4.（2015?滕州市校级模拟）眼镜的规格通常不用焦距来表示，而是用度来表示，其度数D 等于焦距f（以米作单位）的倒数的100倍，即D═，已知小明的左眼镜片焦距为0.25m， 其度数应为（） A. 100 B. 200 C. 300 D. 400 5. （1）某兴趣小组同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验． ①如图1所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于______，其目的是______． ②小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的． （2）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏______（选填“远离”或“靠近”）透镜．

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 任何一个电视系统的最终目的都是为人们提供可观看的图像，图像的好坏要由人眼来鉴定。评价电视图像的的综合质量，需用多种仪器进行测量、比较和鉴定，但最终要由人眼观察并作出评定。应当充分了解人眼的视觉特性。 人眼的视觉机理 人眼是一个构造极其复杂的器官，形状近似球体。当人眼注视外界某物体时，由物体发出或反射、透视的光线通过眼球聚焦在视网膜上。视网膜上的光敏细胞受光刺激产生神经冲动，经视觉神经传递到视觉中枢，就产生了视觉。 视网膜上有大量的杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞对明暗程度很敏感，对色彩分辨迟钝；锥状细胞既能区分光的强弱，又能分辨光的颜色；杆状细胞对弱光的灵敏度高，对强光失去作用；锥状细胞在强光下才起作用，产生色感，分辨细节。在弱光下杆状细胞起作用，只能看到黑白景象；强光下锥状细胞起作用，能分辨颜色和细节。电视系统中只考虑锥状细胞的视觉特性。 视敏特性 视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同灵敏度的特性，即对辐射功率相同的各色光具有不同的亮度感觉。在相同辐射功率的条件下，人眼感到最亮的光是黄绿光（555nm），感觉最暗的光是红光和紫光。视敏特性可用视敏函数和相对视敏函数来描述。 亮度感觉 亮度视觉范围：人眼能够感觉到的亮度范围。这个范围很大，可达109：1。人眼总的视觉范围很宽，但不能在同一时间感受这么大的亮度范围。当平均亮度适中时，亮度范围为1000：1；平均亮度较高或较低时亮度范围只有10：1；通常情况下为100：1；电影银幕亮度范围大致为100：1；显像管亮度范围约为30：1。 人眼对景物亮度的主观感觉不仅取决于景物实际亮度值，而且还与周围环境的平均亮度有关。人眼的明暗感觉是相对的，在不同环境亮度下，对同一亮度的主观感觉会不同。 人眼的彩色视觉

(完整版)凸透镜成像规律知识点及习题

凸透镜成像规律五幅图 （1）当u>2f时，f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像 （2）当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像 （3）当f2f，成倒立、放大的实像 （4）当u=f时不能成像

（5）当u2f 异侧倒立缩小实像f＜v＜2f 照相机U =2f 异侧倒立等大实像V=2f f< U <2f 异侧倒立放大实像v＞2f 投影仪幻灯机 U=f 一束平行光探照灯 U

探究凸透镜成像规律 一、单选题： 1、物体到凸透镜的距离为u=8cm时，在透镜中看到正立的像，当物体到透镜的距离为u=10cm时，在光屏上看到倒立的像，当物体到透镜的距离为下列各值时，对像的性质判断正确的是（） A．u=20cm时，成倒立缩小的像B．u=15cm时，成正立放大的像 C．u=9cm时，成倒立缩小的像D．u=5cm时，成倒立放大的像 2、物体到凸透镜距离为10cm时，成倒立放大的实像，当物体到该透镜的距离为18cm时，成倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距f的范围为（） A．10cm＜f＜18cm B．5cm＜f＜9cm C．9cm＜f＜10cm D．18cm＜f＜20cm 3、物体通过凸透镜可成（） A．正立、缩小的虚像B．正立、放大的虚像 C．倒立、放大的虚像D．正立、放大的实像 4、放幻灯时，幻灯片应放在（） A．透镜的焦点以内B．透镜的两倍焦距以外 C．透镜焦点以外的任一位置D．透镜两倍焦距以内，一倍焦距以外 5、某凸透镜的焦距为10cm，当物体沿主光轴从距离透镜30cm处向15cm处移动时，则（）A．像变大，像距变大B．像变小，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大D．像先变小后变大，像距变小 二、填空题： 6、当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，像距________焦距，得到了________实像． 7、在“研究凸透镜成像”的实验中，为了使像成在光屏的中心，必须使 烛焰、透镜、光屏的中心大致在___________．实验中，物体距离凸透 镜24cm，在光屏上得到一个放大的像，此凸透镜焦距的范围是_________． 9、物体从焦点处向2倍焦距以外沿主轴移动，在这个过程中，物体的像距如何变化？________；像的大小如何变化？________；像的虚实如何变化？________． 10、当物体离凸透镜的距离________2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是________的工作原理；当物体离凸透镜的距离在________之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，这是________的工作原理；当物体离凸透镜的距离________时，凸透镜成正立的、放大的虚像，这是________的工作原理． 三、作图题： 11、把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方，在光屏上出现了明亮、清晰的烛焰的像，如图所示，请完成光路图． 12、下图是凸透镜成像规律的示意图，图中A、B、C表示同一物体放在三个不同的位置，请通过画图大致表示出像的位置和像的性质．

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。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

成像原理

凸透镜成像规律 所属类别: 光学 凸透镜成像规律是指物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小。 基本信息 中文名称 凸透镜成像规律 是指 物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。 物距 物到凸透镜的距离 目录 1基本介绍 2详细介绍 3凸透镜成像 4镜像区别 5相关介绍 折叠编辑本段基本介绍 凸透镜成像规律有以下几种： （1）物体放在焦点之內，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小。 （2）物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像、虚像，有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。 （3）物体放在焦点上，不成像。 （4）当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，在光屏上成倒立、缩小、实像。 （5）当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，在光屏上成倒立、等大的实像。 （6）当物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像 （7）当物距小于一倍焦距时，在凸透镜的同侧成正立放大的虚像。 （8）当物距等于一倍焦距时，无论如何移动光屏都不成像。 折叠编辑本段详细介绍 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹透镜和凸透镜也可以成实像，而它们所成的两种实像，同样是倒立的状态。

动画形成原理是因为人眼有视觉暂留

动画形成原理是因为人眼有视觉暂留的特性所谓视觉暂留就是在看到一个物体后即时该物体快速消失也还是会在眼中留下一定时间的持续影像这在物体较为明亮的情况下尤为明显。最常见的就是夜晚拍照时使用闪光灯虽然闪光灯早已熄灭但被摄者眼中还是会留有光晕并维持一段时间。对这个特点最早期的应用我们上小学时也许就都做过了就是在课本的页脚画上许多人物的动作然后快速翻动就可以在眼中实现连续的影像这就是动画。需要注意的是这里的动画并不是指卡通动画片虽然卡通动画的制作原理相同但这里的动画是泛指所有的连续影像。总结起来所谓动画就是用多幅静止画面连续播放利用视觉暂留形成连续影像。比如传统的电影就是用一长串连续记录着单幅画面的胶卷按照一定的速度依次用灯光投影到屏幕上。这里就有一个速度的要求试想一下如果我们缓慢地翻动课本感受到的只会是多个静止画面而非连续影像。播放电影也是如此如果速度太慢观众看到的就等于是一幅幅轮换的幻灯片。为了让观众感受到连续影像电影以每秒24张画面的速度播放也就是一秒钟内在屏幕上连续投射出24张静止画面。有关动画播放速度的单位是fps其中的f就是英文单词Frame画面、帧p就是Per每s就是Second秒。用中文表达就是多少帧每秒或每秒多少帧。电影是24fps通常简称为24帧。现实生活中的其他能产生影像的设备也有帧速的概念比如电视机的信号中

国与欧洲所使用的PAL制式为25帧日本与美洲使用的NTSC制式为29.97帧。如果动画在电脑显示器上播放则15帧就可以达到连续影像的效果。这样大家以后在制作视频的时候要想好发布在何种设备上以设定不同的帧速。人眼的辨识精度其实远远高于以上几种帧速因为人眼与大脑构成的视觉系统是非常发达的。只是依据环境不同而具备有不同的敏感程度比如在黑暗环境中对较亮光源的视觉暂留时间较长因此电影只需要24帧。顺便说句题外话只有少数动物的眼睛能在某些方面超过人类但都同时在其他方面存在严重缺陷。如“细节之王”鹰是色盲而“夜视之王”猫头鹰的眼珠固定要转动头部才能观察周围。在我们前面所学的课程中Photoshop只是被用来制作比如海报、印刷稿等静态图像的我们提到过它具备动画制作的能力。现在我们就是要在Photoshop中去创建一个由多个帧组成的动画。把单一的画面扩展到多个画面。并在这多个画面中营造一种影像上的连续性令动画成型。现在很多使用Flash制作的动画都可以附带配音和交互性从而令整个动画更加生动。而Photoshop所制作出来的动画只能称作简单动画这主要是因为其只具备画面而不能加入声音且观众只能以固定方式观看。但简单并不代表简陋虽然前者提供了更多的制作和表现方法但后者也仍然具备自己的独特优势如图层样式动画就可以很容易地做出一些其它软件很难实现的精美动画细节。再者正如同

人眼成像原理

人眼成像原理 摘要： 人能看到大千世界，缤纷万物，这是靠我们的有精密的智能的成像系统—眼睛。眼睛是敏感的光感应器管，是一切动物与外界联系的信息接受器。这篇文章从光和颜色原理解释开始到成像原理和眼睛结构比较系统的介绍我们的眼睛是怎么形成图像的。 关键字：光成像眼睛 一、光和颜色的概述 任何光都以电磁波形式在空间传播的一个或者多个光子汇聚而成。人眼看到的景物是光源或者光源发出的光从物体上反射而成的光，人眼吸收这些光子并在脑子里成像就是你看到的景物了。有很多种方式产生光源，但所有这些方式都是利用原子激发的原理，当原子收到激发，其电子移至更高的轨道，每当电子从更高的轨道返回正常轨道，就产生了光子。加热是激发原子的一种方法，比如白炽灯，通过电流对灯丝加热，来激发灯丝里面的原子； 还有你看到铁在很热的时候是红色的，这个是铁原子的激发。光子照射到物体表面后，可能会被吸收、反射、折射或者散射，这都和物体的原子结构有关，不做深入分析。 物质颜色原理则是：当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后，就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质之所以具有不同的颜色，这是因为它对不同的波长的可见光具有选择性吸收的结果。 物质呈现的颜色与它吸收的光的颜色有一定关系。如当白光通过硫酸铜溶液时,铜离子选择性地吸收了部分黄色光，使透射光中的蓝色光不能完全互补，于是硫酸铜溶液就呈现出蓝色。由于透射光中其它颜色的光仍是两两互补为白色，所以物质呈现出的颜色恰恰就是它所吸收的光的互补色。 若物体对白光中所有颜色的光全部吸收，它就呈现出黑色；若反射所有颜色的光,则呈现出白色；若透过所有颜色的光则为无色。 二、眼睛结构 眼睛等于捕捉光线的摄影机，而大脑是组成影像的机构。所有的色彩视觉都是建立在人的视觉器官的生理基础上的，所以必须了解视觉器官的生理

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凸透镜成像规律五幅图（1）当 u>2f 时， f ＜v＜2f ，成倒立、缩小的实像（2）当 u=2f 时， v=2f，成倒立、等大的实像（3）当 f2f，成倒立、放大的实像（4）当 u=f 时不能成像

（5）当 u2f异侧倒立缩小实像 f ＜ v＜ 2f照相机U =2f异侧倒立等大实像V=2f f< U <2f异侧倒立放大实像v＞ 2f 投影仪幻灯机 U=f一束平行光探照灯U

探究凸透镜成像规律 一、单选题： 1、物体到凸透镜的距离为 u=8cm 时，在透镜中看到正立的像，当物体到透镜的距离为 u=10cm 时，在光屏上看到倒立的像，当物体到透镜的距离为下列各值时，对像的性质判断 正确的是（） A． u=20cm 时，成倒立缩小的像B． u=15cm 时，成正立放大的像 C． u=9cm 时，成倒立缩小的像D． u=5cm 时，成倒立放大的像 2、物体到凸透镜距离为10cm 时，成倒立放大的实像，当物体到该透镜的距离为18cm 时，成倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距 f 的范围为（） A．10cm＜ f＜ 18cm B． 5cm＜ f ＜ 9cm C．9cm ＜f＜ 10cm D． 18cm＜ f＜ 20cm 3、物体通过凸透镜可成（） A．正立、缩小的虚像B．正立、放大的虚像 C．倒立、放大的虚像D．正立、放大的实像 4、放幻灯时，幻灯片应放在（） A．透镜的焦点以内B．透镜的两倍焦距以外 C．透镜焦点以外的任一位置D．透镜两倍焦距以内，一倍焦距以外 5、某凸透镜的焦距为10cm，当物体沿主光轴从距离透镜30cm 处向 15cm 处移动时，则（）A．像变大，像距变大B．像变小，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大D．像先变小后变大，像距变小 二、填空题： 6、当物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间时，像距________焦距，得到了________实像． 7、在“研究凸透镜成像”的实验中，为了使像成在光屏的中心，必须使 烛焰、透镜、光屏的中心大致在___________．实验中，物体距离凸透 镜 24cm，在光屏上得到一个放大的像，此凸透镜焦距的范围是_________． 9、物体从焦点处向 2 倍焦距以外沿主轴移动，在这个过程中，物体的像距如何变化？ ________；像的大小如何变化？________；像的虚实如何变化？________． 10、当物体离凸透镜的距离________2 倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是 ________ 的工作原理；当物体离凸透镜的距离在________之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，这是 ________的工作原理；当物体离凸透镜的距离________时，凸透镜成正立的、放大的虚像， 这是 ________的工作原理． 三、作图题： 11、把蜡烛放在离凸透镜远大于 2 倍焦距的地方，在光屏上出现了明亮、清晰的烛焰的 像，如图所示，请完成光路图． 12、下图是凸透镜成像规律的示意图，图中 A、B、C 表示同一物体放在三个不同的位置，请通 过画图大致表示出像的位置和像的性质．

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。2、人眼的视觉特性人眼对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 K(λ)=1/pr(λ) 。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。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０

倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度 的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见度阈值和掩盖效应对图像编码量化器的设计有重要作用，利用这一视觉特性，在图像的边缘可以容忍较大的量化误差，因而可使量化级减少，从而降低数字码率。分辨率当空间平面上两个黑点相互靠拢到一定程度时，离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们，这意味着人眼分辨景物细节的能力是有限的，这个极限值就是分辨率。研究表明人眼的分辨率有如下一些特点：①当照度太强、太弱时或当背景亮度太强时，人眼分辨率降低。②当视觉目标运动速度加快时，

人眼视觉特性

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≈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。人的眼睛能够适应的最高亮度，大约为3000尼特（尼特，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流）。这个数值，是与白天天空的亮度以及阳光下比较深色物体的亮度（如土地、植物）是相符合的，也是人类在地球上生存所必须的。超过这个亮度，人眼就无所适从，长时间暴露在高亮度的环境下会对眼睛造成伤害。例如，登山运动员在有雪的高山上一定要带上深色眼镜，否则高海拔太阳本来就非常强烈，再加上白雪的反射，会使人很快患上雪盲。 时间空间范围： 人眼的空间分辨率为12LP/mm，也就是说，在1mm的尺度下，人最多只能分辨清楚12对线。

眼睛成像原理及配镜原理

眼睛成像原理及配镜原理 肖逸文 PB10203253 人的眼睛就像一台小型照相机，前面有角膜、晶体等结构，好比照相机的镜头，脉络膜相当于暗箱，而视网膜相当于底片。自然界的各种物质通过光照反射出明暗不同的光线，这些光线通过角膜、晶状体、玻璃体这些透明物质屈折后的光在视网膜感觉层结成清晰的像，然后由视路将像的信息传到大脑的视觉分析系统，从而产生视觉。 眼睛在看近处物体时，屈折力就要增加，以使近物能聚合在视网膜上，形成清晰的物象。眼睛的这种调节功能是通过睫状肌的收缩和晶状体固有的弹性两个因素完成的。看近处物体时晶状体变凸，看远时晶状体则扁平。所以，要维持眼睛的正常调节作用，必须要有健全的睫状肌功能及晶状体的可塑性，二者缺一不可。眼睛在调节时，眼球的向内集合及瞳孔缩小这两种生理现象可同时发生，以确保眼睛的清晰性。 眼睛要能看清外界的物体必须具备以下几方面条件： 一：眼的屈光系统是完全透明的，这样可使由外界进入眼内的光从角膜到视网膜这个过程中不受到任何阻挡。 二：外界物体在视网膜上形成的像恰好落在视网膜的中心凹，其成像应该清晰，而且需要足够大。 三：整个视觉分析系统，也就是从视网膜，视神经到大脑皮层的整个视路中的相应部分必须完整且具有正常功能。

小结：眼睛成像原理就是光线通过角膜、晶状体、玻璃体这些透明物质屈折后的光在视网膜感觉层结成清晰的像，然后由视路将像的信息传到大脑的视觉分析系统，从而产生视觉。 眼折光成像的光学原理 当光线由空气进入另一媒质构成的单球面折光体时，它在该物质的折射情况决定于该物质与空气界面的曲率半径R和该物质的折光指数n2；若空气的折光指数为n1，则关系式为： 空气侧的焦距为前主焦距或第１焦距。F2称为后主焦距或第2焦距，指由折射面到后主焦点的距离，可以表示此折光体的折光能力；或者用另一种方法，即把主焦距以m（米）作单位来表示，再取该数值的倒数，后者就称为该折光体的焦度（diopter）；如某一透镜的主焦距为10cm，这相当于0.1m，则该透镜的折光能力为10焦度（10D）。通常规定凸透镜的焦度为正值，凹透镜的焦度为负值。 主焦距是一个折光体最重要的光学参数，由此可算出位于任何位置的物体所形成的折射像的位置。以薄透镜为例，如果物距a是已知的，像距b可由下式算出： 由式（2）可以看出，当物距a趋于无限大时，1/a趋近于零，于是1/b接近于1/F2，亦即像距b差不多和F2相等；这就是说，当物体距一个凸透镜无限远时，它成像的位置将在后主焦点的位置。同样不难看出，凡物距小于无限大的物体，它的像距b恒大于F2，即它们将成像在比主焦点更远的地方。以上结论，对于理解眼的折光成像能力十分重要。