1、視覺功能
視覺能力有哪些(視覺能力有哪些方面)
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一、視覺功能
光作用于視覺器官,使其感受細胞興奮,其信息經(jīng)視覺神經(jīng)系統(tǒng)加工后便產(chǎn)生視覺(vision)。通過視覺,人和動物感知外界物體的大小、明暗、顏色、動靜,獲得對機體生存具有重要意義的各種信息,至少有80%以上的外界信息經(jīng)視覺獲得,視覺是人和動物最重要的感覺。
視覺形成過程
光線→角膜→瞳孔→晶狀體(折射光線)→玻璃體(固定眼球)→視網(wǎng)膜(形成物像)→視神經(jīng)(傳導視覺信息)→大腦視覺中樞(形成視覺)
光感受器的進化
在進化過程中光感受器的形成,對于動物精確定向具有重要意義。最簡單的感光器官是單細胞原生動物眼蟲的眼點,使眼蟲可以定向地作趨光運動。渦鞭毛蟲眼點的結(jié)構(gòu)更為完善,借助這種眼點對光的感受可以捕食。多細胞動物的感光器官逐漸復雜多樣。如水母的視網(wǎng)膜只是一種由色素構(gòu)成的板狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可給動物提供光線強弱和方向的信息。隨著動物的進化,出現(xiàn)了杯狀或是囊狀光感受器并具有晶狀體,可使光線聚焦。環(huán)節(jié)動物、軟體動物以及節(jié)肢動物常有紐扣狀的眼或是凸出的視網(wǎng)膜。這類光感受器由許多叫做個眼的結(jié)構(gòu)排列在體表隆起之上構(gòu)成,仍位于小囊之內(nèi)。小眼中的光感受細胞為色素所包圍,光線只能由一個方向進入小眼,故而能感受光的方向。這種視覺器宮在進化過程中,在不同種類的動物表現(xiàn)為特定的型式,如昆蟲的復眼。脊椎動物的視覺系統(tǒng)通常包括視網(wǎng)膜,相關(guān)的神經(jīng)通路和神經(jīng)中樞,以及為實現(xiàn)其功能所必須的各種附屬系統(tǒng)。這些附屬系統(tǒng)主要包括:眼外肌,可使眼球在各方向上運動;眼的屈光系統(tǒng)(角膜、晶體等),保證外界物體在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像。
眼和視網(wǎng)膜
眼呈球形,由鞏膜所包圍。鞏膜在前方與透明的角膜相接續(xù)。角膜之后為晶體,相當于照相機的鏡頭,是眼睛的主要屈光系統(tǒng)。在晶體和角膜間的前房和后房包含房水,在晶體后的整個眼球充滿膠狀的玻璃體,可向眼的各種組織提供營養(yǎng),也有助于保持眼球的形狀。在眼球的內(nèi)面緊貼著一層厚度僅0.3毫米的視網(wǎng)膜,這是視覺神經(jīng)系統(tǒng)的周邊部分。在視網(wǎng)膜與鞏膜之間是布滿血管的脈絡膜,對視網(wǎng)膜起營養(yǎng)作用。
角膜和晶體組成眼的屈光系統(tǒng),使外界物體在視網(wǎng)膜上形成倒像。角膜的曲率是固定的,但晶體的曲率可經(jīng)懸韌帶由睫狀肌加以調(diào)節(jié)。當觀察距離變化時,通過晶體曲率的變化,使整個屈光系統(tǒng)的焦距改變,從而保證外界物體在視網(wǎng)膜上成象清晰。這種功能叫做視覺調(diào)節(jié)。視覺調(diào)節(jié)失常時物體即不能在視網(wǎng)膜上清晰成象,可以發(fā)生近視或遠視,此時需用合適透鏡來矯正。
在角膜與晶體之間,有虹膜形成的瞳孔起著光闌的作用。瞳孔在光照時縮小,在暗處擴大來調(diào)節(jié)著進入眼的光量,也有助于提高屈光系統(tǒng)的成象質(zhì)量,瞳孔及視覺調(diào)節(jié)均受自主神經(jīng)系統(tǒng)控制。
眼球的運動由六塊眼外肌來實現(xiàn),這些肌肉的協(xié)調(diào)動作,保證了眼球在各個方向上隨意運動,使視線按需要改變。兩眼的眼外肌的活動必須協(xié)調(diào),否則會造成視網(wǎng)膜雙像(復視)或斜視。
視網(wǎng)膜是一層包含上億個神經(jīng)細胞的神經(jīng)組織,按這些細胞的形態(tài)、位置的特征可分成六類,即光感受器、水平細胞、雙極細胞、無長突細胞、神經(jīng)節(jié)細胞,以及近年新發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)間細胞。其中只有光感受器才是對光敏感的,光所觸發(fā)的初始生物物理化學過程即發(fā)生在光感受器中。脊椎動物視網(wǎng)膜由于胚胎發(fā)育上的原因是倒轉(zhuǎn)的,即光進入眼球后,先通過神經(jīng)細胞的網(wǎng)絡,最后再到達光感受器。但因神經(jīng)細胞透明度很高,并不影響成象的質(zhì)量。
光感受器及其興奮
光感受器按其形狀可分為兩大類,即視桿細胞和視錐細胞。夜間活動的動物(如鼠)視網(wǎng)膜的光感受器以視桿細胞為主,而晝間活動的動物(如雞、松鼠等)則以視錐細胞為主。但大多數(shù)脊椎動物(包括人)則兩者兼而有之。視桿細胞在光線較暗時活動,有較高的光敏度,但不能作精細的空間分辨,且不參與色覺。在較明亮的環(huán)境中以視錐細胞為主,它能提供色覺以及精細視覺。這是視覺二元理論的核心。在人的視網(wǎng)膜中,視錐細胞約有600~800萬個,視桿細胞總數(shù)達1億以上。它們似以鑲嵌的形式分布在視網(wǎng)膜中;其分布是不均勻的,在視網(wǎng)膜黃斑部位的中央凹區(qū),幾乎只有視錐細胞。這一區(qū)域有很高的空間分辨能力(視銳度,也叫視力)。它還有良好的色覺,對于視覺最為重要。中央凹以外區(qū)域,兩種細胞兼有,離中央凹越遠視桿細胞越多,視錐細胞則越少。在視神經(jīng)離開視網(wǎng)膜的部位(乳頭),由于沒有任何光感受器,便形成盲點。
光感受器的基本結(jié)構(gòu)
視桿細胞和視錐細胞均分化為內(nèi)段和外段,兩者間由纖細的纖毛相連。內(nèi)段,包含細胞核眾多的線粒體及其他細胞器,與光感受器的終末相連續(xù);外段,則與視網(wǎng)膜的第2級神經(jīng)細胞形成突觸聯(lián)系。外段包含一群堆積著的小盤,這些小盤由細胞膜內(nèi)褶而成。視桿細胞多數(shù)小盤已與細胞膜相分離,而視錐細胞小盤仍與細胞膜相連。在正常情況下,外段頂端的小盤不斷脫落,而與內(nèi)段相近的基部的小盤則不斷向頂部遷移。但在視
二、視覺適應效果包含哪些方面?
視覺適應主要包括距離適應、明暗適應和色彩適應三個方面。
1.距離適應人的眼睛能夠識別一定區(qū)域內(nèi)的形體與色彩.這主要是基于視覺生理機制具有調(diào)整遠近距離的適應功能。眼睛構(gòu)造中的水晶體相當于照相機中的透鏡,可以起到調(diào)節(jié)焦距的作用。由于水晶體能夠自動改變厚度,才能使映像準確地投射到視網(wǎng)膜上。這樣,人可以藉水晶體形狀的改變來調(diào)節(jié)焦距,從而可以觀察遠處和近處的物體。
2.明暗適應這是日常生活中常有的視覺狀態(tài)。例如,從黑暗的屋子突然來到陽光下時,人的眼前會充滿白花花的感覺,稍后才能適應周圍的景物,這一由暗到明的視覺過程稱為“明適應”。如果暗房亮著的燈光突然熄滅,眼前會呈現(xiàn)黑黝黝的一片,過一段時間視覺才能夠調(diào)整到對這種暗環(huán)境的適應上,并隨之逐漸看清室內(nèi)物體和輪廓,這是視覺的“暗適應”。視覺的明暗適應能力
在時間上是有較大差別的。通常,暗適應的過程約為5~10min,而明適應僅需0.2s。人眼這種獨特的視覺功能,主要通過類似于照相機光圈的器官一虹膜對瞳孔大小的控制來調(diào)節(jié)進入眼球的光量,以適應外部明暗的變化。光線弱時,瞳孔擴大;而光線強時,瞳孔則縮小。因而在任何光亮度下,人們都能較容易地分形辨色。
3.顏色適應這里有個有趣的故事。法國國旗為紅白藍三色,當時在設計時,該旗幟的最初色彩搭配方案,為完全符合物理真實的三條等距色帶,可是這種色彩構(gòu)成的效果,總使人感到三色間的比例不夠統(tǒng)一,即白色顯寬,紅色居中,藍色顯窄。后來在有關(guān)色彩專家的建議下。把一者面積比例調(diào)整為紅:自:藍=33:30:37的搭配關(guān)系。至此,國旗顯示出符合視覺生理等距離感的特殊色彩效果并給人以莊重神圣的感受、這說明光的顏色會使人的眼睛產(chǎn)生形狀大小的錯覺。
三、人眼的視覺特性有哪些?
人眼的視覺特性
人眼在可見光譜范圍內(nèi)的視覺靈敏度是不均勻的,它隨波長的變化而變化。
1.1色覺向度
光波具有三種可以量化的物理學向度,那就是波長 波幅和純度。所謂純度是指同
一束光所含光波的種類數(shù)。如果該束光只含有一種光波,即為同質(zhì)光。若含兩種以
上的光波,就稱為異質(zhì)光或多彩光。
當人眼睛的視網(wǎng)膜受到光的刺激時,所引起的色覺經(jīng)驗具有三種心理性向度,即
色彩亮度和飽和度。
色彩之不同,取決于光的波長,而亮度的高低則與光的波幅成正比,但也與光的波
長有關(guān)。在白天,波長550nm左右的光最亮,而在夜晚,波長510nm左右的光最亮
飽和度是指顏色的純度。其飽和度越大,其色彩越鮮艷,反之,越灰暗。
1.2人眼對光譜的靈敏度
在人眼的視網(wǎng)膜上有兩種視覺細胞,即錐狀細胞和桿狀細胞。錐狀細胞不但可以接
受色彩的刺激,還可以感受亮度的刺激。所以,在白天書畫光下,人眼可以同時識
別彩色與非彩色的物體,但到了夜間或暗處,錐狀細胞即失去感光作用,視覺功能由
桿狀細胞取代.此時,人眼便無法感覺彩色,僅能辨別白色和灰色。
1.3明視覺 暗視覺與中介視覺
明視覺
在環(huán)境亮度大于10cd.m-²時,視覺完全由錐狀細胞起作用,最的的視覺響應在光
譜藍綠區(qū)間的555nm處,在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特性稱為明視覺。
暗視覺
在環(huán)境亮度低于10-²cd.m-²時,錐狀細胞失去感光作用,視覺功能由桿狀細胞取代,
人眼失去感覺彩色的能力,僅能辨別白色和灰色.在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特性
稱為暗視覺.
中介視覺
當景物的亮度增加到10-²cd.m-²以上時,除明亮度增加外,還可以發(fā)現(xiàn)三個
效應。首先,中心凹的察覺開始變得和邊緣部分的察覺一樣容易。其次,可以感覺
到顏色,開始時弱,其后增強。第三,隨著亮度的變化,錐狀細胞和桿狀細胞對視
覺的作用也隨之發(fā)生變化。
1.4明適應 暗適應和比視感度
明適應
人由暗處走到亮處時的視覺適應過程,稱為明適應。
當人由暗處走到亮處時,人眼一時無法辨認清物體,需要大約一分鐘的調(diào)整適應時
間,其調(diào)整過程分為三個階段:
(1)瞳孔縮小,減少光線的進入。
(2)錐狀細胞敏感度逐漸增加。
(3)桿狀細胞敏感度迅速降低。
暗適應
人由亮處走到暗處時的視覺適應過程,稱為暗適應。
當人由亮處走到暗處時,人眼一時無法辨認物體,需要大約三十分鐘的調(diào)整適應時
間,其調(diào)整過程也分為三個階段:
(1)瞳孔放大,增加光線的進入。
(2)錐狀細胞敏感度減弱,感光度逐漸增加。
(3)桿狀細胞敏感度迅速增加,以取代錐狀細胞,擔負視覺功能。
比視感度
可見光的波長約在380 至780 nm之間,其中黃綠色對人眼的視覺感度最高,設定為
100%,則波長為480nm的藍色光和波長為650nm的紅色光的比視感度就只有0.1左右
了,所以這兩種光的視覺感度較差。
所以,在汽車防霧燈和道路照明中采用能發(fā)出黃綠光的光源,為的就是增加人眼
的視覺感度來提高照明亮度,從而保證安全行車。
四、視覺功能評定方法包括
視覺功能評定方法包括:單眼遮蓋試驗、光覺反應、注視和追視、眨眼反射、雙眼同視功能
人的感覺有許多種,如觸覺、味覺、嗅覺等,可通過觸摸物體的形狀、品嘗味道、嗅其氣味來感覺物體。而視覺是一種極為復雜和重要的感覺,人所感受的外界信息80% 以上來自視覺。
視覺的形成需要有完整的視覺分析器,包括眼球和大腦皮層枕葉,以及兩者之間的視路系統(tǒng)。由于光線的特性,人眼對光線的刺激可以產(chǎn)生相當復雜的反應,表現(xiàn)出多種功能。
當人們看東西時,物體的影像經(jīng)過瞳孔和晶狀體,落在視網(wǎng)膜上,視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細胞在受到光刺激后,將光信號轉(zhuǎn)變成生物電信號,通過神經(jīng)系統(tǒng)傳至大腦,再根據(jù)人的經(jīng)驗、記憶、分析、判斷、識別等極為復雜的過程而構(gòu)成視覺,在大腦中形成物體的形狀、顏色等概念。
人的眼睛不僅可以區(qū)分物體的形狀、明暗及顏色,而且在視覺分析器與運動分析器(眼肌活動等)的協(xié)調(diào)作用下,產(chǎn)生更多的視覺功能,同時各功能在時間上與空間上相互影響,互為補充,使視覺更精美、完善。
因此視覺為多功能名稱,我們常說的視力僅為其內(nèi)容之一,廣義的視功能應由視覺感覺、量子吸收、特定的空間- 時間構(gòu)圖及心理神經(jīng)一致性四個連續(xù)階段組成。
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