图4-2-1 人眼的视觉系统示意图
（一）人眼的视觉系统
视觉是指外界物体通过视觉器官，反映到大脑皮质视觉中枢所产生的综合感觉，包含物体的大小、明暗、颜色、动静等多重信息。人的眼睛是人体的视觉主要器官，除此以外视觉器官还有视交叉、初级视觉皮质、视觉神经通道、下视丘等。人眼类似一台功能极其强大而特殊的照相机，晶状体调节眼睛，能够把物体成像在视网膜上，视网膜上密布了大量的感光神经元，视锥细胞感受颜色信息，视杆细胞感受亮度信息，把感受到的光线转化为电信号，如图4-2-1所示。人眼视觉中心“2”度的区域视锥细胞分布密集，是看事物最清楚的区域，称为中央凹。人们为了看清楚不同的物体，需要调整眼球的位置。视觉在大脑中是交叉控制，左脑处理右眼传递的视觉信息，右脑处理的是左眼传递的视觉信息，如图4-2-2所示。对于运动视觉信息是通过另外的通道实现的，视网膜上的信息传给上丘、再到达丘脑枕、最后到达视觉皮质，如图4-2-3。人眼是心灵的窗户，不仅负责传递视觉信息，还是情感表达的重要器官。
图4-2-2 人的视觉通道系统
图4-2-3 动体视觉通道系统
（二）人眼的视觉特性
眼睛是人体非常重要的感觉器官，是视觉信息的首要来源。人眼的视觉特性主要表现在视觉适应、视觉残留、视觉对比。我们观察事物的过程是个体依靠视觉器官与环境中的刺激相互作用时所收集到的信息，进而鉴别该刺激的特征的过程。人的视觉是以人体视觉系统生理器官的机能变化为基础的，“百闻不如一见”，视觉是人类认知的生理基础。
视觉适应是指人的视觉器官的感觉随外界环境光线亮度的刺激而变化、调整的过程。突然从明亮的户外进入漆黑的山洞，要通过十几分钟到半个小时的时间来进行“暗适应”，从黑暗的地下废墟救援出来的被困人员需要蒙上双眼，需要几秒或几分钟时间进行“明适应”，以防强光损害被困者的眼睛。不断变换的光强环境对眼睛的伤害是很大的，视细胞或神经活动的重新调整与分布是一个渐变的过程，人们要了解视觉适应的生理机制，认识到瞳孔的变化及明视觉与暗视觉功能的转换，不要频繁变换光线环境，以免导致视觉疲劳和视觉损伤。
在视网膜上有一个视神经与眼球连接的地方，它是一个无感光细胞的小点，这个部位称为盲点。通常我们用两只眼睛看东西的时候，这个盲点不易察觉，只是每只眼睛盲点所不及的区域被另一只眼睛的视觉区域弥补罢了。捂住左眼用右眼看着左图4-2-4五角星，前后移动观看的距离，当视物眼球与两点的距离为两点之间距离的3倍时，你会发现你的视物眼球的余光里，右边的圆点消失了！眼睛看不到的地方通过脑补的方式代替，如图4-2-5所示。
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图4-2-4 寻找盲点
图4-2-5 脑补作用
视觉暂留通常也叫“视觉后像”，光线作用到视网膜上刺激视网膜上的感光细胞发生作用，当刺激的光线停止后感光细胞不能立刻失去作用，而有一个残存的时间间隔（0.1～0.4秒）。造成这个现象的根本原因是视神经的反应动态速率不高。如果你注视图4-2-6的左图，目光注视它30秒以上，然后突然闭上眼睛，就会闪现右图的图像。利用视觉暂留的原理人们可以观看动画、电影，这些原本不连续的画面就变得流畅而不“卡壳”。
图4-2-6 视觉暂留原理
视觉对比是由光刺激在空间上的不同分布引起的视觉经验感知差异。视觉对比常常体现为视觉背景环境与视觉主体的感知差异。视觉对比通常体现在明暗影调的对比，感知物体颜色对比以及大小对比。明暗对比是由光线的强弱在空间上的不同分布造成的。例如，用同一张灰色纸剪下两个大小相同的小正方形，把它们分别放置在一张白纸和一张黑纸上人们对它们感知是不一样的。放在白纸上的小正方形比放在黑纸上的小正方形要暗得多，如图4-2-7左图所示。图4-2-7右图是由于左右背景的明暗程度不同，同一种颜色的矩形框形成的左右明暗渐变的效果。
图4-2-7 视觉对比
人们观察事物的过程是一个从感觉到知觉的综合发展过程。在不同的环境和时间节点人们对事物的感知有一定的差异，但是感觉具有一定的相对稳定性。知觉具有恒常性、选择性、整体性、可理解性等特点。感知有时候不一定可靠，常常会形成错觉，视觉错觉是常见的现象。知觉的恒常性，如不管门是开还是关闭，是正面还是侧面，人们都会准确判定是一扇门。知觉的整体性是指人们在感知事物的过程中不是孤立地反映刺激物的个别特性和属性，而是将多个个别属性有机综合起来反映事物的整体属性和整体关系。如图4-2-8，尽管有些地方没有用线连起来，但仍能看到一个正立的三角形和一个倒立的三角形。知觉的选择性是指人在感知事物的过程中把对象从背景中区分出来。知觉的理解性是指人们总能根据已有的知识、经验来解释当前知觉的对象，并用语言来描述出来并赋予它一定的意义。在人们认知的过程中这几个特性往往是交织在一起的，下图看到黑色的部分会是一个酒杯，但是白色的部分会看到两个人侧面相对的图案。视觉错觉是指人们对外界事物的不正确的感觉或知觉。产生错觉的原因，除来自客观刺激本身特点的影响外，还有观察者生理上和心理上的原因。其机制现在尚未完全弄清。来自生理方面的原因是与我们感觉器官的机构和特性有关；来自心理方面的原因是和我们生存的条件以及生活的经验有关，如下图所示。
图4-2-8 视觉特性与视觉错觉
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