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1、第第十十章章 视觉实验研究视觉实验研究 - -理论部分理论部分本章要点本章要点 一、一、视觉的生理基础与视觉的理论视觉的生理基础与视觉的理论二、视觉实验的影响因素（简介二、视觉实验的影响因素（简介/视觉实验及视觉实验及实验条件的控制）实验条件的控制）三、颜色知觉现象与实验研究（理论、影响三、颜色知觉现象与实验研究（理论、影响因素及实验）因素及实验）回顾回顾 一、一、视觉系统由眼、视神经、视束、皮层下视觉系统由眼、视神经、视束、皮层下中枢和视皮层等部分组成，实现着视觉信中枢和视皮层等部分组成，实现着视觉信息的产生、传递和加工过程息的产生、传递和加工过程二、视觉的生理机制（折光机制、感觉机制、二、
2、视觉的生理机制（折光机制、感觉机制、传导机制、中枢机制）传导机制、中枢机制）视觉的感受器官视觉的感受器官视觉的中枢神经系统视觉的中枢神经系统视觉的加工理论视觉的加工理论 一、一、托马斯托马斯杨和赫尔霍茨三色说杨和赫尔霍茨三色说二、黑林四色说二、黑林四色说视觉现象及加工规律视觉现象及加工规律一、一、杆体细胞和椎体细胞杆体细胞和椎体细胞 视杆细胞分布在视网膜周围，对弱光敏感，在视杆细胞分布在视网膜周围，对弱光敏感，在昏暗的照明条件下起作用，主要感受物体的明暗；昏暗的照明条件下起作用，主要感受物体的明暗；视锥细胞是昼视器官，分布在视网膜中央，对强视锥细胞是昼视器官，分布在视网膜中央，对强光敏感，在中
3、等和强光条件下起作用，主要感受光敏感，在中等和强光条件下起作用，主要感受物体的细节和颜色。物体的细节和颜色。二、视觉适应二、视觉适应(暗适应和明适应暗适应和明适应)三、颜色视觉三、颜色视觉 互补律互补律 间色律间色律 代替率代替率 三原色理论三原色理论 四、其他视觉现象四、其他视觉现象 视敏度视敏度 闪光融合频率闪光融合频率 视觉后像视觉后像 明度对比和颜色对比明度对比和颜色对比 马赫带现象和颜色对比现象马赫带现象和颜色对比现象第三节：视觉实验及条件控制第三节：视觉实验及条件控制一、一、光源刺激方面的因素光源刺激方面的因素 可见光的波长，视觉刺激的光强度，背景光可见光的波长，视觉刺激的光强度，
4、背景光强度及光强度的变化，不同波段色光之间的相互强度及光强度的变化，不同波段色光之间的相互影响，视觉刺激呈现的时间，还有其他方面的空影响，视觉刺激呈现的时间，还有其他方面的空间特征（如大小、形状、方向、刺激复杂性）和间特征（如大小、形状、方向、刺激复杂性）和非空间特征（如颜色变化等）非空间特征（如颜色变化等）第三节：视觉实验及条件控制第三节：视觉实验及条件控制二、视觉生理功能的因素二、视觉生理功能的因素 视网膜的神经细胞的活动，视觉肌肉活动及视网膜的神经细胞的活动，视觉肌肉活动及视角变化，单、双眼的调节，疾病、疲劳和药物等视角变化，单、双眼的调节，疾病、疲劳和药物等因素，遗传和后天因素导致的视
5、觉功能异常，视觉因素，遗传和后天因素导致的视觉功能异常，视觉传导通道及视觉皮层功能障碍。传导通道及视觉皮层功能障碍。第三节：视觉实验及条件控制第三节：视觉实验及条件控制三、客观方面的因素三、客观方面的因素 距离，视觉线索，环境信息的动态变化，视觉距离，视觉线索，环境信息的动态变化，视觉经验。经验。第第十十章章 视觉实验研究视觉实验研究 - -经典实验经典实验宋潮 2012501110 理论部分刘梦麒 2012501111 经典实验部分高光临 2012501116 最新实验实验名称：不同实验名称：不同屏面背景亮度屏面背景亮度下下正确辨认正确辨认荧光屏颜色字符亮度对荧光屏颜色字符亮度对比度阈比度阈
6、的实验研究的实验研究n屏面背景亮度屏面背景亮度n荧光屏（荧光屏（CRT）红绿蓝三种颜色）红绿蓝三种颜色 本研究通过被试在不同屏面背景亮度下本研究通过被试在不同屏面背景亮度下对对CRT颜色字符的视觉辨别作业，以了解颜色字符的视觉辨别作业，以了解屏面背景亮度与正确辨别屏面背景亮度与正确辨别CRT红红 绿绿 蓝蓝3种种颜色字符亮度对比度阈间的变化关系。颜色字符亮度对比度阈间的变化关系。 实验装备：实验装备： 彩色彩色CRT显示屏、显示屏、Intel-8086微处理机、微处理机、字符发生器和带键字符发生器和带键CRT终端。终端。 2只只500w/220v氙灯氙灯实验变量实验变量n6等级等级CRT屏面背
7、景亮度屏面背景亮度n3种种CRT字符颜色（红绿蓝）字符颜色（红绿蓝）n6*3实验实验作业与程序作业与程序n限时呈现法：由被试限时呈现法：由被试0.6s的呈现时间内对的呈现时间内对CRT字符进行辨认字符进行辨认n辨别任务：辨别任务：5*7点阵设计的点阵设计的4个相似字符个相似字符6、8、9、S。被试正坐，距离。被试正坐，距离70cm。n预实验：中等亮度预实验：中等亮度3种颜色字符辨认，要求种颜色字符辨认，要求100%正确率正确率n正式试验前：辨认作业的环境光下适应正式试验前：辨认作业的环境光下适应15minn正式实验：正式实验：CRT字符呈现前由微机发出预字符呈现前由微机发出预备信号，备信号，2
8、s后呈现字符，字符呈现后呈现字符，字符呈现036s，要求被试口头报告，间隔要求被试口头报告，间隔5s下一字符辨认，下一字符辨认，字符随机呈现字符随机呈现n6种亮度等级的种亮度等级的3种颜色字符各种颜色字符各28次，次，2名被名被试交替轮流进行试交替轮流进行n被试：男女各被试：男女各6名名结果分析结果分析n（一）不同背景亮度下正确辨别（一）不同背景亮度下正确辨别CRT颜色颜色字符的亮度阈字符的亮度阈n亮度升高，正确率提高，一定水平，亮度升高，正确率提高，一定水平，100%正确（定义：正确（定义：100% 正确率正确率字符的亮度阈）字符的亮度阈）。n红色符的亮度阈最低，蓝色最高，绿色居红色符的亮度
9、阈最低，蓝色最高，绿色居中（颜色不同存在差异）中（颜色不同存在差异）n（二）不同背景亮度下正确辨别（二）不同背景亮度下正确辨别CRT颜色颜色字符的亮度对比度阈字符的亮度对比度阈nC=（Lt-Lb）/LbnC为亮度对比度阈，为亮度对比度阈，Lb为背景亮度，为背景亮度，Lt为字为字符亮度阈符亮度阈n亮度提高，对比度阈呈下降趋势亮度提高，对比度阈呈下降趋势n同亮度下，红对比度阈最低，蓝色最高同亮度下，红对比度阈最低，蓝色最高n（三）不同别经亮度下，人眼对（三）不同别经亮度下，人眼对CRT红绿红绿蓝三中颜色字符懂得对比感受性蓝三中颜色字符懂得对比感受性n对比感受性为对比感受性为C（亮度对比度阈）的倒数
10、（亮度对比度阈）的倒数n同等亮度下，红色对比感受性高于蓝色同等亮度下，红色对比感受性高于蓝色VDTVDT界面颜色视觉工效界面颜色视觉工效- -色调因色调因素对视觉绩效的影响素对视觉绩效的影响宋潮 2012501110 理论部分刘梦麒 2012501111 经典实验部分高光临 2012501116 最新实验实验目的实验目的 通过字符辨别反应时实验，测量通过字符辨别反应时实验，测量448种目标种目标色色背景色具体匹配条件下的视觉辨别背景色具体匹配条件下的视觉辨别反应时间，探索多种颜色对比条件下的色反应时间，探索多种颜色对比条件下的色调因素对视觉反应绩效的影响调因素对视觉反应绩效的影响, 试图探索试
11、图探索多色彩对比条件下的何种色调匹配具有最多色彩对比条件下的何种色调匹配具有最佳视觉绩效。佳视觉绩效。 研究背景研究背景n色调冷暖对比：暖色易引起视觉疲劳色调冷暖对比：暖色易引起视觉疲劳n黑白色背景对比：视觉工效黑色较优黑白色背景对比：视觉工效黑色较优n绿色黄色目标色较好绿色黄色目标色较好n色彩对比度的影响色彩对比度的影响*n屏面背景亮度与对比度的交互作用屏面背景亮度与对比度的交互作用*实验过程实验过程 一、一、实验材料：实验材料：前景色：彩色字符前景色：彩色字符E、F、I、J,包括黑、白、包括黑、白、红、黄、绿、青、蓝、紫红、黄、绿、青、蓝、紫8种种背景色：黑白、红、黄、绿、青、蓝、紫背景色
12、：黑白、红、黄、绿、青、蓝、紫7种种颜色和颜色和8级亮度水平，共级亮度水平，共56种背景色种背景色n自编计算机程序自编计算机程序n组内组间混合实验设计组内组间混合实验设计*n通过完全随机分散顺序效应的影响通过完全随机分散顺序效应的影响二、实验设计二、实验设计实验结果实验结果n背景色、前景色及对比水平对视觉绩效影背景色、前景色及对比水平对视觉绩效影响显著响显著n不同互补色之间的视觉反应绩效差异显著不同互补色之间的视觉反应绩效差异显著n前景色与背景色同色调对比时视觉绩效受前景色与背景色同色调对比时视觉绩效受背景亮度水平影响较大背景亮度水平影响较大结论结论n色调因素对视觉绩效的影响明显存在色调因素对
13、视觉绩效的影响明显存在n同色调对比的综合视觉反应绩效排序（降同色调对比的综合视觉反应绩效排序（降序）黑序）黑- 黑白、黄黑白、黄- 黄、紫黄、紫- 紫、绿紫、绿- 绿、绿、白白- 黑白、黑白、 青青- 青、红青、红- 红、蓝红、蓝- 蓝。蓝。 n 互补色匹配的综合视觉反应绩效排序（降互补色匹配的综合视觉反应绩效排序（降序）为序）为: 青青- 红、黄红、黄- 蓝、绿蓝、绿- 紫、红紫、红- 青、紫青、紫- 绿、蓝绿、蓝 - 黄。黄。n互补色匹配的最佳视觉反应绩效匹配为互补色匹配的最佳视觉反应绩效匹配为: 红红- 青青 2、青、青- 红红3、青、青- 红红 4、黄、黄- 蓝蓝 7、绿、绿- 紫紫 3、红、红- 青青 3、青、青- 红红 5 和黄和黄- 蓝蓝 1。n颜色视觉绩效取决于前景色和背景色以及颜色视觉绩效取决于前景色和背景色以及亮亮 度水平的具体匹配。色调因素和亮度对度水平的具体匹配。色调因素和亮度对比度因素对比度因素对 视觉绩效的影响同时存在。视觉绩效的影响同时存在。讨论讨论or疑问疑问
