人在目视观测天象时，除了扁平天穹的视错觉外，还有许多其它视觉特性也会在其中起作用，比如人眼的分辨率、察觉能力、视觉的光渗作用、暗适应、跟踪能力等，所以在分析量化古代目视天象记录时也必须兼顾这些视觉特性。我们先来看人眼的第一种能力——分辨能力。
人眼分辨能力称“分辨率”，也就是平时说的“视力”，它指的是裸眼能分辨出两个相离物体（比如点、平行线等）的最小视角。人眼的分辨率最早是通过天文观测得出的，1674年英国天文学家通过观察肉眼可见的、相离最近的双星，再用望远镜精测，得出人眼的最小分辨角为1′。
按视觉生理学原理，人的视觉中，视网膜分辨图像的“像素”是由颗粒状结构的视网膜细胞决定的。人眼若要分辨出两个微小的物体，这两个物体落在视网膜上的像的距离必须大于一个视细胞的直径。也就是说，这两个物体的像必须使隔开的两个视细胞受到刺激，两个视细胞之间有一个没感光的静止视细胞：囗▉囗（白色块代表正在感受物像的视细胞，黑色块为静止视细胞，如果没有这个静止视细胞，两个物象就连成一片，分辨不出了）。1852年生理学家科勒通过解剖，测得眼底视网膜黄斑中心凹部位的锥体细胞直径为4.5微米，同时还测出正常人眼水晶体的后焦距为22～23毫米。若人眼水晶体的后焦距按22.8毫米计算，则锥体细胞直径所夹之角恰好为1′，可见用天文观测法所定的人眼最小分辨角是非常准确的，从此人眼的最小分辨角为1′成为定论，沿用至今。
现在的眼科屈光学规定：一只健康的人眼，其分辨率为1′时，就称其视力为1.0，这是正常视力的下限，可以作为制定视力表的标准（视力值就是以分为单位的分辨角的倒数）。后来据波里阿克测定，个别人的眼底黄斑中心凹锥体细胞直径会小到1.0～1.5微米，那么其对应的分辨角只有12″，竟达到普通人正常值的1/5，对应的视力是5.0，这是罕见的好视力。据有关调查，很多中学生（达24%）的视力达到2.0（即分辨角为30″），国外甚至有视力6.0（分辨角为9.45″）的报道，当然这只是极端特殊情形。(www.xing528.com)
人眼的分辨率也是随环境而改变的。对象物亮度的降低、对象物运动以及呈现时间的缩短都会使人眼的分辨率变差。其中与天象观测关系最密切的是对象物亮度对人眼分辨率的影响。经测定，人眼视力-亮度关系如图5.1.1所示。
白昼天空的亮度约为103坎德拉/米2，从图中可以看出，这时正常人眼的视力为1.0～1.5。在无月的夜晚，由于亮度极低，人眼的分辨率大大下降，但这只是指在黑暗环境中分辨黑暗物体的能力，而恒星属于黑暗背景中高亮突出的点光源，此图并不适用。据实测，在无月的夜晚观察较亮的恒星时，人眼的视力也能达到1.0；当然若是观察极为暗淡的、肉眼勉强看得见的天体，人眼的分辨率就要大打折扣了。
图5.1.1 人眼视力-亮度曲线
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