視覺感知 Visual Perception
物體的外貌
人的眼睛有著接收及分析視像的不同能力,從而組成知覺,以辨認物象的外貌和所處的空間(距離),及該物在外形和空間上的改變。 腦部將眼睛接收到的物象信息,分析出四類主要資料;就是有關物象的空間、色彩、形狀及動態。有了這些資料,我們可辨認外物和對外物作出及時和適當的反應。
當有光線時,人眼睛能辨別物象本體的明暗。物象有了明暗的對比,眼睛便能產生視覺的空間深度,看到物件的立體程度。同時眼睛能識別形狀,有助我們辨認物體的形態。此外,人眼能看到色彩,稱為色彩視或色覺。此四種視覺的能力,是混為一體使用的,作為我們探察與辨別外界資料,建立視覺感知的源頭。
物體的位置
眼睛除了要辨認物象的特徵,還要知道物件的位置,及其活動上的變化,才可驅使身體其他部位作出相應的動作。
在理解自身與外界之間的距離或深度,人類的知覺,可從視野所得的資料中,抽出有關空間的提示,從而知識到自己與各種物件的距離。 視網膜是視覺的核心,它是一片平面的薄膜,獲得的物象是平板而缺乏立體感的。所以知覺需要組織起其他信息,才能做出對深度的感知。 人類的眼球天赋便有辨別立體深度和距離的本能,因為人類是用雙目平排而視。同時通過外物在視野範圍中所形成的物象大小,以及排列或表現的狀態,認知該物與我們的距離。甚至可通過形狀及色彩獲得有關距離的資料。
眼睛能看到物體的移動,有助辨別物體的方向和運動的速度。
眼球的結構 Anatomy of Human Eye
視覺是指視覺器官眼睛(或眼球),通過接收及聚合光線,得到對物體的影象,然後接收到的信息付會傳到腦部進行分析,以作為思想及行動的反應。
要感知外在環境的變化,要靠眼睛及腦部的配合得出來,以獲得外界的信息。 人類視覺系統的感受器官是眼球。眼球的運作有如一部攝影機,過程可分為聚光和感光兩個部分。
光學結構
眼球是整個的包裹在一層鞏膜(Selear)之內,此層鞏膜就如攝影機的黑箱,並分為前、後兩段。眼球前段是聚光的部分,是由眼角膜(cornea) ,瞳孔 (pupil) ,水晶體 (Lens)及玻璃體所組成。它們的功能是調節及聚合外界入射的光線。光線首先穿過眼角膜這片透明薄膜,經由瞳孔及水晶體,將光線屈曲及聚合在眼球的後段。
瞳孔是一個可透光的開口,能因應光度的強弱,而調節其圓週的大小。當在暗黑的情況下,瞳孔的直徑會擴大,可引入更多的光線。而在光線充足的情況,瞳孔的直徑會收縮,令入眼的光量不致太強。瞳孔和水晶體兩者配合之下,眼球可接收強、弱、遠、近各種不同的光線來源。
眼球內有睫狀肌 (Ciliary Muscles),它的伸拉作用可使水晶體變形,因而調節屈光度,使光線能聚焦到視網膜上而形成影像。當光線來自近距離物件時,水晶體變得較拱圓,屈光度較大。當光線來自較遠的物件時,水晶體變得較扁平,屈光度則較低。以確保在不同的光度下,進入眼球的光線水平能形成最高質素的影像.
影像感知
眼睛後段是感光的部分。後段有視網膜,它是由兩種感光細胞所組成,這兩種細胞因其形狀而名為桿狀細胞(rod cells)和錐狀細胞(cone cells),作用是將水晶體聚焦而成的光線變成電信號,並由神經細胞送往腦部。
錐狀細胞 桿狀細胞
位置 視網膜中央黃點 黃點周邊
數量 約六百萬 約一億二千五百萬
顏色辨別 可細分為三種類型, 只對亮度敏感
分別對紅、綠、藍色亮光敏感
光暗辨別 只對中至強光敏感 能感受微弱光線變化
動作辨別 不敏銳 敏銳
外界的光線信息進入眼球後,會被眼球內的神經細胞轉變為電信號,再被傳輸送到腦袋中。腦部接收電信號之後,會引起連串的思維活動,並作出適當的行動或反應。
視網膜上的神經會聚並連結到大腦的一點,由於沒有光線的受體,所以大腦無法感知聚焦該處的影像,故名盲點。
視網膜與黄點、盲點的關係
視線的轉變
眼球外圍與眼窩之間有一組六條肌肉,當需要改變視線的方向,例如在閱讀時,位於該方向上的肌肉收縮,眼球便向該方向轉動。當需要大幅度改變視線方向時,便不需要扭動整個頭部。
視覺區域 Regions of Vision
感覺光暗的桿狀細胞和感覺色彩的錐狀細胞在視網膜表面並不是平均分佈的,在感知中起重要作用的錐細胞大部分集中在視網膜中的一小片稱為黄點的地方。因此我們在觀看景物和閱讀時,注意力只是集中在視野範圍一半不到的區域。
一個視能正常的人,能分辨在視網膜上來自不同投影的影像。這種能力稱為”視覺敏銳度”。 在接近視網膜的中央 ,距離眼角膜最遠的地方,這位置稱為黃點(fovea) ,是感光細胞最密集,視覺敏銳度最高的位置。當我們要看清一件物件時,我們會轉動眼球,直至影像聚焦在黃點上。離開黃點越遠,感光細胞越少,影像越不清晰。如影像聚焦在黃點以外的地方,我們可看見一件物件的存在,但未必知道這件物件是甚麼。
若以圓形代表人的視覺範圍, 在區域一內的物件最為清晰, 區域二內的物件較模糊, 區域三內的物件最模糊。
”視域” 是指眼睛的視覺範圍。視域是人在沒有轉動頭部,眼睛向前的情況下,能看見的角度範圍。我們假設一般人有100至120度視域。
人眼的視力問題
人眼常見的視力問題包括有遠視或近視以及色盲。
遠視和近視
遠視和近視的形成,就是眼球中的水晶體,未能把外界影像的光線聚焦在視網膜上,。 有些人只能看清近距離的物件,而看不清遠距離的物件; 因為他們眼球內的睫狀肌不能拉平水晶體,以致未能把遠距離的光線聚焦於視網膜,這現像稱為近視。 另外有些人,能清楚看見遠距離的物象,但看不清近距離的,因為他們眼球內的睫狀肌不能令水晶體拱凸,郤把近距離入射的光線聚焦在視網膜上,這現像稱為遠視。 這兩種視力問題都很常見,並且可透過配帶眼鏡來解決。
色盲
色盲的形成,是因為視網膜上的錐狀細胞不能分辨顏色。 大部分人天生具有正常色覺,他們可辨認由三原色調配出來的不同顏色。但亦有人是二色視者,他們只可看見光學三原色中的二種。二色視者又稱色弱,他們仍能看見顏色,只是他們看不見其中一種三原色,他們會混淆某些顏色,例如會看不出黃黑條紋顏色,不過可以會出對比大的色樣,所以我們設計機動部分的時候,應考慮這一點,提高使用者對危險部分的警覺。但亦有人是全色盲的,他們完全不能分辨顏色,在他們的眼中,世界是全黑白 灰的。
弱視
除上述的視覺問題外,隨着年齡增長,一般人的視力都會衰退,更有可能患上青光眼,白內暲等引致弱視的疾病,在設計時應考慮使用視覺手段,以協助弱視者,例如新設計的公共交通工具,扶手表面大多選用鮮明的顏色,如黃、紅等,以提高與背景的反差,同時黄色和黑色的明度差別大,即使全色盲也能看見明顯的深淺差別。
巴士上的黃色扶手與黑底紅色的按鐘鈕
因為篇幅所限,請到-----視覺感知2(被捕獵者雙目在頭两旁,捕獵者雙目在頭前方.)參考內文.
ZENDO 31-10-2006
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