视觉和电视显示基本原理课件.ppt

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1、人眼的生理特征与电视显示的主要参量光度学色度学概要电视传像原理第一章视觉和电视显示基本原理1.1.1眼睛的构造及功能人眼的外形接近于球形，是一个直径为24mm的球状体,又称为眼球。眼球壁由巩膜、脉络膜和视网膜组成(见图2-1)。巩膜在眼球壁最外一层，呈白色，是眼球的保护层。巩膜前面1/6的透明部分叫角，光线从角膜射入眼内。第一章视觉和电视显示基本原理脉络膜紧贴巩膜,它含有丰富的血管虹气和色素,起着输送养料、滋养眼睛的作用。脉络膜最前面的环形部分为虹膜,眼的“颜色”由虹膜中的色素决定。虹膜中央有一个小圆孔叫作瞳孔,瞳孔能控制进入人眼内的光通

2、量,可随光线的强弱而扩大或缩小(2mm-8mm),起着像照相机光圈的作用。眼球的第三层为视网膜,约占眼球内表面的2/3,它含有感光细胞(杆体细胞和锥体细胞)、双极细胞和神经节细胞。第一章视觉和电视显示基本原理光谱光效率函数：达到同样亮度时，不同波长所需要能量的倒数，即V(λ)=1/Eλ,式中V(λ)是光谱光效率函数值，Eλ是单色光能量。明视觉：亮度>3cd/m2，锥体细胞起主要作用，V(λ)在0.55-0.56μm。暗视觉：亮度<0.03cd/m2，杆体细胞起主要作用，V(λ)向短波方向移动，相当于0.50-0.51μm的蓝绿色部位。视觉

3、的时间特性明适应与暗适应暗适应：人眼从光亮中进入到暗室时，在最初的瞬间什么都看不见，逐渐地才适应了黑暗，从而区分出周围物体的轮廓。包括两种基本过程：瞳孔大小的变化和视网膜感光化学物质的变化。主要机制是视觉的双重作用，即在黑暗中由中央视网膜转化为边缘视网膜的作用。视觉的暗适应程度是与视紫红质的合成程度相对应。1.1.2视敏度和细节视觉视角：对象与眼睛所形成的张角。V=1/α视敏度V:指分辨物体细节和轮廓的能力（视力），通常以找出两条线间的最小间隔来说明。通常以分（‘）表示观察距离亮度对比度VVV视觉的空间特性1.1.3临界闪烁频率视觉残留：

4、当光刺激人眼时，感觉并不是立即产生的，而且光刺激在眼睛内所产生的兴奋并不随着刺激的终止而立即消失，而是要维持若干时间。在刺激停止后所留下来的感觉称为视觉后像或称视觉残留。视觉残留正后像：一种与真实刺激相符合的感觉当视觉神经兴奋尚未达到高峰，由于视觉惯性作用残留的后像负后像：则是一种相反的情况。由于视觉神经兴奋过度而产生疲劳并诱导出相反的结果受如下因素影响：1，发光物体的光强；2，刺激光的作用时间；3，不同色光的刺激。其中黄光的后像消失得最快。人眼为何可以看到连续的动画？正后像节日之夜的烟花，常常看到条条连续不断的各种造型的亮线。其实，任意

5、一瞬间，烟火无论在任何位置上只能是一个亮点，然而由于视觉残留的特性，前后的亮点却在视网膜上引成线状。再如你在电灯前闭眼三分钟，突然睁开注视电灯两三秒钟，然后再闭上眼睛，那么在暗的背景上将出现电灯光的影像。以上现象叫正后像。电视机、日光灯的灯光实际上都是闪动的，因为它闪动的频率很高，大约100次／秒上，由于正后像作用，我们的眼睛并没有观察到。电影技术也是利用这个原理发明的，在电影胶卷上，当一连串个别动作以16图形／秒以上的速度移动的时候，人们在银幕上感觉到的是连续的动作。现代动画片制作根据以上原理，把动作分解绘制成个别动作，再把个别动作续起

6、来放映，即复原成连续的动作。负后像正后像是神经正在兴奋而尚未完成时引起的，负后像则是经兴奋疲劳过度所引起的，因此它的反映与正后像相反。例如：当你长时间（两分钟以上）的凝视一个红色方块后，再把目光迅速转移到一张灰白纸上时，将会出现一个青色方块。这种现象在生理学上可解释为：含红色素的视锥细胞，长时间的兴奋引起疲劳，相应的感觉灵敏度也因此而降低，当视线转移到白纸上时，就相当于白光中减去红光，出现青光，所以引起青色觉。由此推理，当你长时间凝视一个红色方块后，再将视线移向黄色背景，那么，黄色就必然带有绿味（红视觉后像为青，青＋黄＝绿，参见下表）。又

7、例如：在一白色和灰色背景上，长时间地（两分钟以上）注视一红色方块，然后迅速抽去色块，继续注视背景的同一地方，背景上就会呈现青色方块。这一诱导出的补色时隐时现多次复现，直至视觉的疲劳恢复以后才完全消失。这种现象也是负后像。明度对比也会产生负后像。视错觉视错觉：就是当人观察物体时，基于经验主义或不当的参照形成的错误的判断和感知。临界闪烁频率（CFF)：当闪光频率增加到一定程度时，人眼就不再感到是闪光，而感到一种固定的或连续的光，将这样一种频率简称为CFF。一般达到30－55次/s，人眼不再有闪烁的感觉。电影：24张图片，48次/秒电视：50（

8、60）Hz第一章视觉和电视显示基本原理CFF受许多因素影响,现分别介绍如下：1.刺激的强度，微光时低于10Hz，高亮度（1000cd/m2)可高达45－60Hz渐进值。2.刺激的面积，小面积的