視覺感知

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。有了這些數據，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，看到對象的立體程度。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數據，建立視覺感知的源頭。

基本介紹

• 中文名：視覺感知
• 外文名：visual perception
• 別稱：視覺區域

視覺感知

物體的位置

·眼睛除了要辨認物象的特徵，還要知道對象的位置，及其活動上的變化，才可驅使身體其它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，從而認識到自己與各種對象的距離。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它信息，才能做出對深度的感知。人類的眼球天賦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

·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。

·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，而調節其圓周的大小。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 （CiliaryMuscles)，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。當光線來自近距離對象時，水晶體變得較拱圓，屈光度較大。當光線來自較遠的對象時，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，分別對紅、綠、藍色亮光敏感/只對亮度敏感

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

·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布的，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黃點的地方。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。當我們要看清一件對象時，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，我們可看見一件對象的存在，但未必知道這件對象是甚么。

“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

·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對象，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，郄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。

巴士上的黃色扶手與黑底紅色的按鐘鈕

色視覺原理

·眼睛裡有三種不同的錐細胞，分別對紅、綠、藍三種波長的光線敏感，當不同波長的光波進入眼睛並投映在視網膜上時，大腦就通過分析由各個錐細胞輸入的信息去感知景物的顏色。

顏色敏感度

·正常人眼可分辨大約七百萬種不同顏色，人眼不同區域對顏色有不同的敏感度，眼睛中央對顏色和動態十分敏感，但眼睛邊緣的顏色敏感度則較差。不同顏色當中，人對紅，綠和黃色則比對藍色敏銳，這種特性對視象傳意有很大的影響

光源

·由於我們對物體顏色的感知是來自物體表面反射來自光源的光線，因此物體本身和光源對我們的感知同樣重要，光源如果缺乏某些波長成份，我們所看到的物體顏色亦會缺少對應的顏色。

·人的眼睛擁有極高的分辨相鄰兩種近似色的能力，在淺色的範圍肉眼的敏感度尤勝於儀器，而且人的色彩感知還有一個特點，就是對色彩移位的適應性，這種特性令我們可以減除光源的顏色轉變的影響。

色相、純度及明度

·色彩有三種屬性，分別是色相、純度及明度。不論任何光譜上的色彩，皆可在色相、純度及明度三個屬性作出變化，因而形成我們在視覺感知中變化萬千的色彩。

·色相

·色相是指色彩的相貌。在可見光譜上，人的視覺能感受到紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同的色彩。而各種不同的色相，都有自己的波長與頻率。

·相環上的色彩是有秩序及順序的排列，是光譜中色彩的關係。

純度

·純度是指色彩的純淨程度，亦是色彩的飽和程度。任何一種色彩，加上白色、黑色、或灰色，都會降低它的純度。

明度

·明度是指色彩的明暗程度。亦可以形容光源的光度。任可一種色相的顏色，都可以混合黑色或白色，而令色彩產生明度的轉變。白顏料明度高，混入白色越多，明度越高。黑色明度低，混入黑色越多，明度越低。同時，白與黑是代表明與暗對比的兩種顏色，此兩色的混合，可以形成黑白灰調子的明暗度變化。

光的三原色及顏料的三原色

·原色是指光線中或顏料中的色彩，無法再分解出其它的色彩，或無法以其它的色光或色料，混合出來的。我們常見的色彩，大多是由兩種或以上的顏色光或顏色料所合成。三種的原色光分別是紅﹝RED﹞，綠﹝GREEN﹞及藍﹝BLUE﹞，而三種的顏料原色分別是洋紅﹝MAGENTA﹞，黃﹝YELLOW﹞及青﹝CYAN﹞。三原色光的混合，可得到白光。三原色的混合，會變成黑濁色。若以適當的比例混合，則三原色光，或三原色料可調出各種不同的色彩。

光線的混合

·將橙紅和綠的色光混合，可得到黃色光；綠和藍紫光混合可得到青綠色光；橙紅和藍紫混合可得到紅紫色光。若將三原色光混合，則會變成白光。這些色光混合後，會得到比原來色光更明亮的色光，因此色光的混合，又稱為「加色混合」。

顏色的混合

·色彩有減法，是由於物體表面上的顏料，吸收了日光中一部分的光波，反射日光其它的色光，當兩種或多種顏料混合的時候，有更多的色光被吸收，越少的色光被反射，因而形成暗色或黑色。色彩的減片法是運用在顏料的混合，亦廣泛地運用在印刷技術之中。同時色彩的減法又稱為CMYK，CMYK分別代表三原色中彩藍C (Cyan)，洋紅(Magenta)，黃(Yellow)，以及黑(Black)。黑色雖然不屬於三原色的一種，但在印刷上，要加上黑顏料才能調出真正的黑色。

使用媒介

· 混色方式

·傳單或報刊 CMYK

·展示板 CMYK或CMYK，視乎印表機是否包含 黑色墨

·投眏片 CMYK或CMYK，視乎膠片印表機是否 包含黑色墨

·彩色照片CMY

·幻燈片、電影 CMY

·電視、錄像、計算機或其它螢幕媒介 RGB

·電子螢幕 RGB（螢幕或等離子顯示屏）

RG（電鐵車廂顯示屏）

其它減色法顯示屏

立體視覺

·立體視覺的進化

·陸上哺乳類動物都有兩隻眼睛，其中素食動物的眼睛大多生於頭部的左右兩邊，這種構造有利的地方是任何時候都能看見四周的景物，有利於及早發現捕食者。

·人類和其它的肉食、雜食動物，無需處處提防捕食者，反之要在捕食時準確判斷自已與獵物的位置，所以演化出兩眼向前的頭部結構，並發展出利用雙眼所見之差別來計算距離的能力。

雙眼視覺

·即使用單一隻眼人類仍可對深度有一定感知。不論是用單目或雙目，眼睛需要從種種的視覺跡象中，得悉空間和距離的提示。有些視覺跡象只需用一目便可明了，此種有關距離的信息，稱作單目視覺。如需兩眼合用才可達到的空間信息，稱為雙目視覺。

·人類的眼睛是可以察覺到自身和物體，以及物體與物體之間的距離。能產生遠近距離的觀感，因為人類是用兩隻眼睛同時觀看，而左右兩眼所看到的物像，有很微少的差別，稱為視差。當腦部接收到兩款分別來自兩隻眼睛，而並不相同的影像，腦袋就會將兩款影像二合為一，因而產生對物體的立體及空間觀感。

運動感知

·人類的眼睛會對四種視覺刺激有反應，然後對此四種刺激在腦里產生信息 當遇見一物體，會產生顏色,形狀,深度,及運動四種信息。我們會因應物體的位置,速度，方向，作出反應。物體在眼角膜留下影像，物體移動愈快，影像移動愈快。 如果我們要圍著某物體旋轉，則一定要知道該物體的位置及運動軌跡。

·選擇性接收

·觀測一物體相對運動(與一固定物體作比例)，比起觀測一物體的絕對運動(並沒有與其它對象比較)更為有效。根據Gibson，人類對相對運動產生的信息是有特定的模式，尤其是當一個物體移動時，背景會被間歇性地遮蓋，Gibson認為人們會透過這種模式觀察物體運動。另一個現象，人們對物體運動的靈敏度降低就是選擇性習慣的現象，對於一種持續相同方向或速度(相似)，靈敏度就慢慢降低，但不會對另一種完全不同的運動產生這種習慣，例如我們持續觀察向上移動的條紋，我們會對向上運動的靈敏度降低(感到條紋是靜止的)，但不會影響對向下運動的感覺。(Sekuler& Ganz，1963)。

相對運動

·當我們觀察物體的移動時，結構複雜的背景(相對運動)比深色或中性的背景較易辨認。而且只看到移動的物體(絕對運動)。相對運動形成特別的模式，尤其是物體移動時。該物體會遮蓋並不遮蓋部分的背景。我們的眼睛可以用該模式直接觀察運動，就像我們可以直接觀察深度一樣。

·電影是一連串頻閃的效果，影片是由一連串照片所組成，每幅照片皆與前一幅有些微差距，當照片連續快速地投影在螢幕上，就能成為一齣電影，早期的電影是每秒十六格，如果未能達到每秒十六格的速度，影像的運動便會顯得斷斷續續。現在一般電影為每秒廿四格，就能減低動態斷續的現象。感生運動即使沒有物體的的移動，我們亦能感到物體移動，當一個較大的物體被一個較小的物體包圍時，而較大的物體在移動中，較小的物體即使是靜止的，我們卻會感覺到較小的物體在移動.

變形運動

·在現實生活中我們很少全神貫注地注視一件事件的發生過程，即使看電影的時候，我們的眼睛仍然是不停的轉動，因此大腦會慣於"填補"情景中不連貫的地方，因此某些動畫即使速度遠低於每秒二十多格，我們也有動態的感覺