一般來講,視覺過程有三個組成要素,即“眼睛”、被觀看的“物體”以及連接兩者的媒介——“光”,這三個組成要素的結合構成了視覺的基本現象。但從視覺生理的角度看,視覺產生的物質基礎是光、眼睛和大腦。進入眼睛的光最后通過視神經傳人大腦,才能完成整個視覺的生理過程。所以說,視覺的發生過程與眼睛、大腦、光、物體這四種物質產生關系。
眼睛 眼睛是視覺產生的生物基礎,人的眼睛是一個直徑大約23毫米的球狀體,人的眼睛對光波具有敏感的感受,以及對光亮和對陰暗的適應性。它不僅能夠感受到光,并且,還能夠辨認出一定空間距離的刺激物,也就是視覺的分辨能力。
1)眼睛
眼睛是視覺產生的生物基礎,人的眼睛是一個直徑大約23毫米的球狀體,人的眼睛對光波具有敏感的感受,以及對光亮和對陰暗的適應性。它不僅能夠感受到光,并且,還能夠辨認出一定空間距離的刺激物,也就是視覺的分辨能力。
1.角膜 眼球的正前方有一層透明組織叫做角膜。角膜透明堅韌,可起到保護眼球的作用。光線從角膜進入眼球,同時通過角膜進行折射、聚集,之后通過瞳孔進入眼內。視覺的屈光能力主要是靠角膜的曲面形狀形成的? 2.虹膜 眼球外層的其余部分是不透明的虹膜。虹膜在角膜的后面,與晶狀體相連接。虹膜能使眼睛感知色彩,色彩是由虹膜中的黑色素作用而形成的。虹膜的功能很像照相機的光圈,可以控制進入眼球的光量。 3.瞳孔 虹膜中央有一個圓孔,叫做瞳孔。瞳孔借助虹膜的擴瞳肌和縮瞳肌的作用能夠擴大或縮小。由于虹膜可以受情緒的影響而擴展和收縮,進而影響瞳孔的擴大和縮小,當人看到某些心滿意足的東西或神情專注時,瞳孔就會放大,而且這種活動完全是純生理上的,自動的,無法控制的。 4.晶狀體 瞳孔后面是晶狀體。睫狀肌控制晶狀體的薄厚變化,以改變其屈光力,它能使遠近不同的對象在視網膜上形成層次清楚的視像。它能調節水晶狀體的厚度(表面的弧度),起到透鏡的作用,保證視像聚焦在視網膜上,以形成清晰的映像。在看遠距離的物體時,處于放松狀態,水晶體成扁平形狀(表面弧度變小);看近距離的物體時,調節處于緊張狀態(表面的弧度增大)。根據醫學方面的試驗,一般幼兒的目光最近可以聚集在10厘米左右的物體上,青年人可以聚集在25厘米左右,而老年人最近只能聚集在40厘米左右。 5.玻璃體 眼睛球囊的主體充滿了膠狀物質,叫做玻璃體。光線通過這些物質到達視網膜,在一般情況下,玻璃體液是純凈透明的,但有時也會有一些像紅血球之類的物質滯留在里面,它們像一個個小點或線頭。在我們看一片空白墻或仰望藍天時,會看到一個個小點或線頭若隱若現地浮在眼前。 6.視網膜 視網膜位于眼球的后部內層,占眼球內壁的4/5左右。視網膜是眼睛的感光部分,其中包含有視覺感光細胞——錐體細胞和桿體細胞。在視網膜上的視覺感光細胞多達2億個之多。錐體細胞大量地集中在視網膜的中央部位,呈黃色,叫做黃斑。黃斑有一個小凹,叫做中央窩,它具有最敏銳的視覺。錐體視覺是白晝視覺(即明視覺)的感光器。桿體細胞是黑夜視覺(即暗視覺),它位于視網膜的外周邊緣。在光線非常暗時,只能用桿體細胞看東西,因而視網膜的外周部分比中央部分對微弱的光線更加敏感。錐體細胞對光的感受性不如桿體細胞,只有當光線的照度達到一定的強度時錐體細胞才會起作用。在較高的照度條件下,錐體細胞能夠感受到顏色(即紅、綠、藍三種顏色)。而桿體細胞則不能分辨顏色,它對不同波長的光只能感受到明度的差別。
大腦與視神經 視覺信息從每只眼睛的視網膜沿視神經向上傳導,在視交叉的地方大約半數的神經纖維進入對側的大腦,另一半仍停留在原來的一側。在視交叉處,兩個視網膜的鼻側一半的神經纖維相交叉,與對側眼睛的顳側視網膜的神經纖維會合?黃斑區的纖維有一半也在此處進行交叉。因此,在視交叉后面的右視束包括來自兩個視網膜左半的所有神經纖維進入右側大腦;每個大腦半球接受本側視網膜外側及對側視網膜內側的神經纖維。由于視神經的這種交叉方式,刺激兩個視網膜相應點所引起的神經沖動,通過同一神經通路傳到同側半球;而來自兩個視網膜對側的神經沖突不能傳至同一神經通路,所以進入兩個半球。從視交叉處有些神經纖維通到前蓋區( Preteetai Ragion)和上丘(Superior Colliculus)。這后一部分神經纖維與瞳孔反射和眼動有關。外側膝狀體接受來自視網膜的神經纖維,并發出神經纖維到大腦半球,繼續傳送沖動到大腦皮層枕葉的視區。神經沖動是以每秒0.5—100米的速度傳導至大腦的。 光 我們人類的周圍,被一種電磁波的能量包圍著。然而,在已知的六十多種電磁波中,我們人類的眼睛只能分辨其中的一種,有許多光線人是無法感知的。光是屬于一定波長范圍內的電磁輻射,它以一種波的形式向四周傳播。電磁輻射分為三種類型.即: 1.核子輻射,激發原子內部的電子產生的輻射,包括宇宙射線、X射線。 2.光學輻射,原子與分子的發光輻射,包括可見光、紅外線、紫外線。 3.電磁震蕩輻射,電磁震蕩產生的電磁輻射,包括雷達、無線電波、交流電的電磁震蕩。
電磁輻射的波長范圍很寬,最長的電波波長達100米,而最短的宇宙射線波長只有1毫微米(1毫微米為一百萬分之一毫米)。其中380毫微米至750毫微米波長范圍的電磁輻射是人的視覺器官所能感知的,一般將這段波長范圍內的電磁輻射叫做“可見光譜”,簡稱光。 外界的物體就是通過光傳遞到我們視覺器官——眼睛中去的。在沒有任何光線照射的條件下,我們是觀察不到物體的。人的視覺的基本功能是分辨外界物體,根據工作的特點,我們可以把視覺能力分為察覺和分辨。察覺是看出對象的存在(看到),而不要求區分對象各部分的細節;分辨是區分對象的細節(看清),即分辨視野中空間距離非常小的兩個物體的能力。分辨能力也叫視銳度,醫學上稱為視力。 視覺現象的產生過程 我們已經了解到視覺的產生過程與物、光、眼、腦有關,視覺的產生過程也就是這四種物質關系進行某種能量交換的過程。光照射到物體上就和物體發生關系,它能使被照射物體表面的電子獲得能量釋放IH來,于是,光便帶著被照射物體的信息一起反射進眼睛,經過角膜、晶狀體的折射后攜帶物體的信息落在視網膜上,這樣視覺的過程就開始了。視網膜上的光敏感細胞將光能轉化為某種信號,再經神經纖維傳輸到大腦。這種視覺現象發生過程的發現是經過物理學家、生物學家和心理學家們大量的研究而獲得的。 從視覺的生理功能的角度來看,視覺的原理與照相機的原理相似,視覺產生的過程類似于照相機的拍攝過程。所以人們常常把眼睛比作攝影裝置。光照射到物體后,得到了關于這些物體的信息,視覺正是從這種攜帶物體信息的光進入眼睛開始的,最后通過眼睛的各個部分把像投在眼球的后壁即視網膜上。這和照相機的原理基本是相同的,攜帶物體信息的光通過照相機的透鏡將畫面投射到底片上。在照相機上,光線的強弱、聚焦的調節是人為的由光圈、焦距來調整控制的。而眼睛則是靠內部的結構組織進行調節光線的強弱和聚焦的,當眼睛“看”某物體時,首先是眼球轉動使視線指向被看的物體,之后通過改變結晶體的形狀使光線發生折射,進而使倒像清晰地投射在視網膜卜,最后視網膜的感光細胞將其進行處理并傳輸到大腦產生視覺。眼睛的這一視覺過程是在很短的時間里完成的。眼睛各個部分的結構精巧,組織嚴密,稱得上是一種完美的光學儀器。 就視覺本身的生理方面,人與所有哺乳動物一樣,神經系統幾乎都含有三種神經元: 1.感覺神經元:它把從外部環境中感受到的信息傳送到中間神經元。 2.中間神經元:將感覺到的信息進行組織、加工、儲存,然后再將指令傳遞給運動神經元。 3.運動神經元:是最后指揮神經系統的效應器官。 眼球運動 人們在觀察外部信息時,眼球始終處于不停運動的狀態。只有靜止的景物,沒有靜止不動的眼睛。為什么人們在觀察事物日寸眼球會不停地運動呢?通過科學試驗證明只有眼球不斷地跳躍、顫動的刺激,才能引起大腦的注意。因此,也有人認為眼球轉動快的人更聰明。 眼球運動起到對視覺信息的選擇與處理的作用,其中包括直接接收物理的“近刺激”和對應外界視野范圍較廣的“遠刺激”的兩種眼球運動的重要分工。對于視覺信息的選擇,前者是一種眼球的瞬間運動,是一種“跳躍性的運動”(眼球的一種跳躍性運動規律)。而后者卻是一種眼球的“追隨性運動”(眼球的一種連續運動律)。眼球的運動在處理視覺信息的過程中,不管是哪一種運動都是通過一種運用空間視力的“中心視”去捕捉對象的。 眼球的運動和視網膜中心特征直接影響著對視覺信息的識別與應用,所以在視覺傳達的設計中和視覺傳達效果中也起到重要的作用。如在眼球隨從運動的過程中,橫向運動要比豎向運動容易得多,因此,在豎向觀看時眼球的運動經常是跳躍性的。所以,我們現在的書刊文字排版大部分都是采用橫向排版,因為是根據眼球追隨運動的特點,橫向的文字排版更加便于閱讀。另外,在進行文字設計時,也考慮到了適應眼球橫向運動比豎向運動容易的原理,如在印刷字體中大多是“橫細豎粗”,就是為了更加便于識別。
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