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1、第4章 色彩与视觉生理本章要点：了解眼睛的构造了解视界与色域的概念及作用 掌握视错性的形成原因及规律第一节视觉的生理特征人们对世界上一切事物的形状、位置、空间、色彩等的区别，都是通过视觉器官形成 的一种视觉信息和感受。因此，视觉是人们认识这个多彩世界的一个重要因素，我们必须 了解视觉器官所形成的生理特性和功能。一、眼睛的主要组成部分(自学)人的眼睛就像一部照相机，眼球前部好比照相机镜头，内部好比暗箱，视网膜相当于 相机的底片。但是，眼球结构比照相机复杂得多、灵活得多。人眼因外形近似球状，故称眼球。眼球内具有特殊的折光系统，使射 入眼内的可见光汇聚在视网膜上，视网膜上含 有感光的杆体细胞和锥体细
2、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 神经传到大脑皮层的枕叶视觉中枢神经，产生 色彩感。(1) 角膜，角膜的作用是光由这里折射进 人眼球而成像。(2) 虹膜又称彩帘，虹膜作用是能控制瞳 孔的大小，光弱时大，光强时小，像照相机中的光圈，虹膜能调节进入眼球的光量。(3) 水晶体。其作用相当于透镜，可以起到调节焦距的作用。光通过水晶体的折射传给 视网膜。近视眼、远视眼、老花眼以及对色彩与形态的错觉等，大都是由于水晶体的伸缩 作用而引起的。水晶体内含有黄色素。黄色素的含量随年龄的增加而增加，它影响人对色彩的识别。(4) 玻璃体。光必须通过它才能到达视网膜，玻璃体带有色素，色素随着
3、人的年龄和环 境的不同而变化。(5) 黄斑与盲点。黄斑是视网膜中感觉最特殊的部分，呈浅黄色，黄斑位于锥体细胞和 杆体细胞最集中的地方，是视觉最敏感的位置，人对色彩感觉之所以有很大的差异，与黄 斑有直接关系。黄斑下方是视神经，是物体在视网膜上刺激信息传人大脑视觉中枢的通道，其入口处 呈乳头状，因缺少视觉细胞而没有视觉能力，故称盲点。(6) 视网膜与中央凹。视网膜相当于底片。视网膜在眼球的内侧，它是视觉的接受器， 是感受物体形与色的主要部分，是一个复杂的神经中心，物体在视网膜上形成倒立的影像。 在视网膜的上方是中央凹，中央凹是看到物体最清晰的位置，物体影像离中央凹越远，越 显得模糊。二、视觉与年龄
4、人们对世界的认识，首先是从色彩开始的，不是从形状开始的。婴儿有了视觉能力后, 首先看到的是颜色，而后才有形状的感觉。一般色觉形成在出生后一个月左右，约一年左 右就能完全具有对色彩的视觉能力，46岁孩子对红、黄、蓝、绿等色彩的辨认率极高，这一时期孩子对颜色的认识主 要来源于物体的固有色，对混合颜色和复色的辨认率都较低，虽然对色彩明度有明显的偏 爱，但他们对颜色的明度变化和纯度变化尚不能明显地分辨。随着年龄的增大，对色彩的爱好由长波长的色彩向短波长过渡，即由暖色逐渐趋向 于冷色，由爱好单一色彩向多色色彩过渡。同时，由对比强的向对比弱的明度色调过渡。(图： 包装)人到晚年，眼睛的水晶体变黄了，人眼的
5、内分泌随着年龄增加而增加黄色素，老年 人看什么事物都觉得偏黄。俄罗斯著名画家列宾在晚年时，他的作品在一次展览时被戳破， 工作人员请他修画，他感到原先画得脸部太黄了，要把色彩画得准确一些，结果却把人物 睑部画得蓝中透紫，使人大失所望，列宾自己却非常满意，无奈美术馆只好请人将他补画 的颜色抹去，恢复了作品的本色。三、视界与色域人的眼睛在固定条件下能够观察到的视野角度的范围，称为视界。视界内的物体投射 在视觉器官的中央凹时，物像清晰，视界外的 物体则呈模糊的状态，视界的宽窄范围因物体 的刺激会形成差异。随着视野向周围运动，视 觉中某些颜色会发生变化，红色和绿色偏黄； 紫色偏蓝，在远距离中，对蓝色的知
6、觉最差。 一般男性的视界不如女性;右眼的视界不如左 眼。人的眼睛对色彩的敏感区域，称为色域。中央凹是锥体细胞密集区，因此，是色彩感觉最敏捷的区域，由中央凹向外扩散，对红色的感觉能力首先消失，最后是蓝色感觉能力 的消失。人对色彩的视觉范围小于视界，这是由于锥体细胞中的感光蛋白元在视网膜上的 分布不同所致，颜色不同视觉范围也不同。人眼分辨色彩的能力很强，可分辨17000余种 颜色。第二节视觉的生理现象人们对色彩的认识与生理反映，是不以人 的意志为转移的客观存在。正因为这种现象的 存在，不同的人会有不同的色彩感觉。因此, 形成了错综复杂的色彩认识现象。、视觉的整体性整体性是指在视知觉过程中，不是孤立
7、 地反映事物映像的各个部分，而是反映其整 体的全部。尽管视知觉的对象是复合刺激物, 由不同部分组成，具有不同的特征，人们依 然将其作为统一的、整体的来知觉，尽管个 别的知觉没有发生作用也同样能产生完整的 知觉反映。例如；对一块知觉过的红色丝绒 布，只要看一眼，就能感到它是柔软的、厚 实的、温暖的。实际上当时并没有用手去触 摸，温度、质地的刺激也没有作用干人的皮 肤，但其厚实的、温暖的、柔软的属性都被 包含在整体视觉映像之中了。因为对丝绒的整体知觉是由多种分析器官综合实现的，各种分析器的兴奋之间已建立起暂时的联系，视 觉、动觉和触觉被刺激联系在一起，通过视觉刺激物发生作用，引起了暂时联系系统的再
8、 现。二、视觉的错觉性错觉性是指由生理、心理因素产生的对客观事物的不正确的知觉，即非正确的感知。 错觉性是一种视觉现象，并非客观存在，它是因大脑皮层对外界刺激物的分析发生困难而形成的。人的视觉现象是大脑对外界物象光刺激的感觉反应。这种反应需要对物象及周围 陪衬的环境做出综合分析，并加以修正后才能做出正确判断。根据视觉器官透镜成像原理, 人的视网膜上的成像是倒立的，经过大脑按习惯和经验加以修正后，映像才是正立的，一 旦判断与习惯和经验产生矛盾，便会产生错觉。色彩的错觉性是由于人们的视觉生理与心 理平衡而产生的。人眼在长时间感觉一种色彩后，总是需要色彩的补色来恢复自己的平衡, 这就形成色彩的错觉现
9、象，错觉性在形体上表现得更加明显。1. 冷暖的错觉性从客观上说，色彩本身没有冷暖变化上的差异，因为它不具有物理上的实际温度变化。 而冷暖的产生是人的生理和心理上相互体验和相互关联的一种错误的视觉假象。波长长的、 明度和纯度高的暖色色彩，对人的视网膜及脑神经刺激性强，促使血液循环的加快，当注 视时，使人产生温暖的感觉；波长短的、明度和纯度低的冷色色彩，对人的视网膜及脑神 经刺激性较弱，给人以寒冷的视觉感觉。由于色彩本身属性上的差别，色彩冷暖 关系的视错性具有一定相对性,因而丰富了色 彩的表现内容，如红和黄是暖色，但在视觉上 红色要比黄色温暖感要强，朱红要比大红温暖 感强;蓝色是冷色,但钻蓝要比湖
10、蓝寒冷感强； 绿和紫色是中性色，但草绿要比红紫色冷色感 强。 2.进与退的错觉性由于人眼的水晶体自动调节的灵敏度有 限，因此，人眼对微小的光波在视网膜上成像有 前后现象。光波长的红、橙、黄等色彩在视网膜 上形成内侧映像。光波短的蓝、紫等色彩在视网 膜上形成外侧映像，从而造成暖色前进、冷色后 退的视觉效果。一般情况下暖色、纯色、明亮色、 对比强烈色彩具有前进的感觉；冷色、暗色、调 和色等有后退的感觉。3.膨胀与收缩的错觉性 d 由于视网膜在接收色光时有内外成像区别，暖色、亮色的成像位置在视网膜内侧, 具有扩散性。注视时间长了，成像边缘会 有一条模糊带，形成了扩张感，使眼睛容 易疲劳；冷色、暗色成
11、像位置处于视网膜 的外侧，成像清晰，具有收缩感。另外， 波长长的强光度的暖色色光对眼睛成像作 用也强，波长短的弱光度的冷色色光对眼 睛成像作用也弱。例如：把一根等粗的棍 棒，一头涂成红色，另一头涂成蓝色，看 起来会觉得红的一头粗、蓝的一头细。三、视觉的残像由于眼睛视网膜上的神经，经过单色光的刺激后，受过刺激的部分神经就会对单色光 产生疲劳，于是当我们把单色光移开后，这一部分的视觉神经细胞暂时就不起作用，而没 有受刺激的那部分视觉神经细胞就开始活跃起来了，这样就形成了视觉残像现象。如：在白色的背景上放上一块有颜色的图形,注视一 分钟后，将图形撤走，背景中就会留下原有的 残像图形，这一残像图形会多次出现，直至最 终消失。现代科学研究结果表明：人类的信息来 源主要靠视觉和听觉，其中，视觉所接受的信 息量占总量的88%，可见，视觉在人类活动 中占有重要的地位。人们的视觉，包括人类对 色彩的感知是建立在生理基础上的，因此，我 们必须了解人的视觉器官的生理特性和生理 现象。课题思考：1. 为什么要了解眼睛的构造？2. 视界与色域的概念及作用？3. 视错性的形成原因及规律？4. 视错性对设计会产生哪些影响?
