光学基本知识

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1、视觉人的眼睛，在接收光源直接发出的光或被物体反射的光，光射入眼睛后产生的视知觉。“光觉”（看见明亮）“色觉”（看见颜色）“形觉”（看见物体的形状）“动觉”（看见物体的运动）“立体觉”（看见物体的远、近、深、浅）人眼能否清楚地识别物体，与下列条件有关：1物体的明亮程度2物体其与背景的亮度对比3物体的颜色4物体的色对比5光的颜色6物体的大小和视距的视角大小7观察时间的长短2、视觉的工作特点（1）视野范围:水平范围——180°垂直范围——130°中心视场30°范围内最清晰（2）明视觉和暗视觉明视觉---亮度在1cd/m2以上的

2、环境中人眼的视觉暗视觉---亮度在1cd/m2以下的环境中人眼的视觉3、颜色感觉,人眼对不同波长的光所引起的不同的色觉4、视度,在观察周围事物时，视觉的清晰程度5、影响视觉的因素（1）亮度物体只有具有一定的亮度才能在人眼的视网膜上成像。在一般亮度情况下，视力随亮度的增加而提高。当观察对象的周围亮度与中心亮度相等或周围稍暗时视力最好。若周围比中心亮，则视力显著下降。过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼睛的不舒适感而造成视力下降。人眼的视觉亮度在10-6--104cd/m2（2）视角，物体的尺寸与物体到任眼的距离的比值为视

3、角（3）亮度对比，只有被观察的物体与其北京在亮度和颜色上存在差别时，人眼才能正常分辨。差别越大，看得越清楚，视觉越好。（4）识别时间，指在一定的照度条件下，看清楚物体所用的时间。视角大的物体，照度高的地方，识别时间越短（5）眩光，视影响视觉的重要因素。过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼睛的不舒适感而造成视力下降，这种现象称为眩光。其原因是由于高亮度的刺激使瞳孔缩小;角膜或晶状体等眼内组织产生的光散射在眼内形成光幕;视网膜受高亮度的刺激使眼的明暗适应状态变坏，甚至导致破坏。2.1光学基本知识光谱光源辐射的光往往由许多波

4、长的单色光组成，把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列，称为光源的光谱。光谱灵敏度，人的视觉与光的波长有关，称为光感的光谱灵敏度。可见光波长：380~780mm。明亮时视网膜锥状体工作，最大相对灵敏度在波长为555nm的黄绿光处。昏暗时视网膜杆状体工作，最大相对灵敏度移到507nm处，此时光谱的色感觉消失了。蓝色（440～470nm）、蓝绿色（470~500nm）、黄色（560~600nm）等，在不同的亮度下色调并不变化。人的视觉系统眼睛本质上是一个照相机；红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同；对不同

5、亮度的感知程度也不同。因此，可使用数字图像处理技术降低数据率而不致看起来图像质量太差亮度亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。对同一物体照射的光越强，反射光也越强（越亮）；对于不同的物体在相同照射情况下，反射越强，则看起来越亮色调色调是人眼对的光的彩色感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色的基本特性。某一物体的色调，是指该物体在日光照射下，反射的各光谱成分作用于人眼的综合效果对于透射物体则是透过该物体的光谱综合作用的结果。饱和度饱和度是指颜色的纯度即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅程度

6、，对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明或说越纯。饱和度还和亮度有关。亮度　某一物体(或发光体)的表面亮度是该物体单位面积向视线方向发出的发光强度。亮度用符号L表示，其单位为坎德拉/每平方米(cd/m2)。由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因此常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物体表面法线成α角方向的亮度。物体的亮度越大，人们就会感到它越亮发光强度是表征光源(物体)发光能力大小的物理量。光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度，球的面积为4πR2所张球面度为4π）辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度

7、(简称光强)，用符号I表示，单位为坎德拉(cd)。对于向各方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为：光通量:光源在单位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为光通量，用符号Φ表示，单位为流明(lm)。人们通常以电光源消耗1W电功率所发出的流明数(lm／W)来表征电光源的特性，称为发光效率，简称光效。电光源的光效越高越好。人眼对可见光中波长为555nm的黄绿色光最灵敏，波长离555nm越远(如波长较长的红光和波长较短的紫光)灵敏度越低，所以光通量与光辐射的强弱及其波长都有关系。照度:对被照物体表

8、面而言，它单位面积上所接受的光通量，称为该被照面的照度，照度用符号E表示，单位为勒克斯（lx）　　被光均匀照射的平面照度为：色温是电光源的技术参数之一。当光源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能的物体）加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温。显色性和显色指数:同一物体在不同的光源照射