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一般來講,視覺過程有三個(gè)組成要素,即“眼睛”、被觀看的“物體”以及連接兩者的媒介——“光”,這三個(gè)組成要素的結(jié)合構(gòu)成了視覺的基本現(xiàn)象。但從視覺生理的角度看,視覺產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是光、眼睛和大腦。進(jìn)入眼睛的光最后通過視神經(jīng)傳人大腦,才能完成整個(gè)視覺的生理過程。所以說,視覺的發(fā)生過程與眼睛、大腦、光、物體這四種物質(zhì)產(chǎn)生關(guān)系。
眼睛 眼睛是視覺產(chǎn)生的生物基礎(chǔ),人的眼睛是一個(gè)直徑大約23毫米的球狀體,人的眼睛對(duì)光波具有敏感的感受,以及對(duì)光亮和對(duì)陰暗的適應(yīng)性。它不僅能夠感受到光,并且,還能夠辨認(rèn)出一定空間距離的刺激物,也就是視覺的分辨能力。
1)眼睛
眼睛是視覺產(chǎn)生的生物基礎(chǔ),人的眼睛是一個(gè)直徑大約23毫米的球狀體,人的眼睛對(duì)光波具有敏感的感受,以及對(duì)光亮和對(duì)陰暗的適應(yīng)性。它不僅能夠感受到光,并且,還能夠辨認(rèn)出一定空間距離的刺激物,也就是視覺的分辨能力。
1.角膜 眼球的正前方有一層透明組織叫做角膜。角膜透明堅(jiān)韌,可起到保護(hù)眼球的作用。光線從角膜進(jìn)入眼球,同時(shí)通過角膜進(jìn)行折射、聚集,之后通過瞳孔進(jìn)入眼內(nèi)。視覺的屈光能力主要是靠角膜的曲面形狀形成的? 2.虹膜 眼球外層的其余部分是不透明的虹膜。虹膜在角膜的后面,與晶狀體相連接。虹膜能使眼睛感知色彩,色彩是由虹膜中的黑色素作用而形成的。虹膜的功能很像照相機(jī)的光圈,可以控制進(jìn)入眼球的光量。 3.瞳孔 虹膜中央有一個(gè)圓孔,叫做瞳孔。瞳孔借助虹膜的擴(kuò)瞳肌和縮瞳肌的作用能夠擴(kuò)大或縮小。由于虹膜可以受情緒的影響而擴(kuò)展和收縮,進(jìn)而影響瞳孔的擴(kuò)大和縮小,當(dāng)人看到某些心滿意足的東西或神情專注時(shí),瞳孔就會(huì)放大,而且這種活動(dòng)完全是純生理上的,自動(dòng)的,無法控制的。 4.晶狀體 瞳孔后面是晶狀體。睫狀肌控制晶狀體的薄厚變化,以改變其屈光力,它能使遠(yuǎn)近不同的對(duì)象在視網(wǎng)膜上形成層次清楚的視像。它能調(diào)節(jié)水晶狀體的厚度(表面的弧度),起到透鏡的作用,保證視像聚焦在視網(wǎng)膜上,以形成清晰的映像。在看遠(yuǎn)距離的物體時(shí),處于放松狀態(tài),水晶體成扁平形狀(表面弧度變?。?;看近距離的物體時(shí),調(diào)節(jié)處于緊張狀態(tài)(表面的弧度增大)。根據(jù)醫(yī)學(xué)方面的試驗(yàn),一般幼兒的目光最近可以聚集在10厘米左右的物體上,青年人可以聚集在25厘米左右,而老年人最近只能聚集在40厘米左右。 5.玻璃體 眼睛球囊的主體充滿了膠狀物質(zhì),叫做玻璃體。光線通過這些物質(zhì)到達(dá)視網(wǎng)膜,在一般情況下,玻璃體液是純凈透明的,但有時(shí)也會(huì)有一些像紅血球之類的物質(zhì)滯留在里面,它們像一個(gè)個(gè)小點(diǎn)或線頭。在我們看一片空白墻或仰望藍(lán)天時(shí),會(huì)看到一個(gè)個(gè)小點(diǎn)或線頭若隱若現(xiàn)地浮在眼前。 6.視網(wǎng)膜 視網(wǎng)膜位于眼球的后部?jī)?nèi)層,占眼球內(nèi)壁的4/5左右。視網(wǎng)膜是眼睛的感光部分,其中包含有視覺感光細(xì)胞——錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞。在視網(wǎng)膜上的視覺感光細(xì)胞多達(dá)2億個(gè)之多。錐體細(xì)胞大量地集中在視網(wǎng)膜的中央部位,呈黃色,叫做黃斑。黃斑有一個(gè)小凹,叫做中央窩,它具有最敏銳的視覺。錐體視覺是白晝視覺(即明視覺)的感光器。桿體細(xì)胞是黑夜視覺(即暗視覺),它位于視網(wǎng)膜的外周邊緣。在光線非常暗時(shí),只能用桿體細(xì)胞看東西,因而視網(wǎng)膜的外周部分比中央部分對(duì)微弱的光線更加敏感。錐體細(xì)胞對(duì)光的感受性不如桿體細(xì)胞,只有當(dāng)光線的照度達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)錐體細(xì)胞才會(huì)起作用。在較高的照度條件下,錐體細(xì)胞能夠感受到顏色(即紅、綠、藍(lán)三種顏色)。而桿體細(xì)胞則不能分辨顏色,它對(duì)不同波長(zhǎng)的光只能感受到明度的差別。
大腦與視神經(jīng) 視覺信息從每只眼睛的視網(wǎng)膜沿視神經(jīng)向上傳導(dǎo),在視交叉的地方大約半數(shù)的神經(jīng)纖維進(jìn)入對(duì)側(cè)的大腦,另一半仍停留在原來的一側(cè)。在視交叉處,兩個(gè)視網(wǎng)膜的鼻側(cè)一半的神經(jīng)纖維相交叉,與對(duì)側(cè)眼睛的顳側(cè)視網(wǎng)膜的神經(jīng)纖維會(huì)合?黃斑區(qū)的纖維有一半也在此處進(jìn)行交叉。因此,在視交叉后面的右視束包括來自兩個(gè)視網(wǎng)膜左半的所有神經(jīng)纖維進(jìn)入右側(cè)大腦;每個(gè)大腦半球接受本側(cè)視網(wǎng)膜外側(cè)及對(duì)側(cè)視網(wǎng)膜內(nèi)側(cè)的神經(jīng)纖維。由于視神經(jīng)的這種交叉方式,刺激兩個(gè)視網(wǎng)膜相應(yīng)點(diǎn)所引起的神經(jīng)沖動(dòng),通過同一神經(jīng)通路傳到同側(cè)半球;而來自兩個(gè)視網(wǎng)膜對(duì)側(cè)的神經(jīng)沖突不能傳至同一神經(jīng)通路,所以進(jìn)入兩個(gè)半球。從視交叉處有些神經(jīng)纖維通到前蓋區(qū)( Preteetai Ragion)和上丘(Superior Colliculus)。這后一部分神經(jīng)纖維與瞳孔反射和眼動(dòng)有關(guān)。外側(cè)膝狀體接受來自視網(wǎng)膜的神經(jīng)纖維,并發(fā)出神經(jīng)纖維到大腦半球,繼續(xù)傳送沖動(dòng)到大腦皮層枕葉的視區(qū)。神經(jīng)沖動(dòng)是以每秒0.5—100米的速度傳導(dǎo)至大腦的。 光 我們?nèi)祟惖闹車?,被一種電磁波的能量包圍著。然而,在已知的六十多種電磁波中,我們?nèi)祟惖难劬χ荒芊直嫫渲械囊环N,有許多光線人是無法感知的。光是屬于一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射,它以一種波的形式向四周傳播。電磁輻射分為三種類型.即: 1.核子輻射,激發(fā)原子內(nèi)部的電子產(chǎn)生的輻射,包括宇宙射線、X射線。 2.光學(xué)輻射,原子與分子的發(fā)光輻射,包括可見光、紅外線、紫外線。 3.電磁震蕩輻射,電磁震蕩產(chǎn)生的電磁輻射,包括雷達(dá)、無線電波、交流電的電磁震蕩。
電磁輻射的波長(zhǎng)范圍很寬,最長(zhǎng)的電波波長(zhǎng)達(dá)100米,而最短的宇宙射線波長(zhǎng)只有1毫微米(1毫微米為一百萬分之一毫米)。其中380毫微米至750毫微米波長(zhǎng)范圍的電磁輻射是人的視覺器官所能感知的,一般將這段波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射叫做“可見光譜”,簡(jiǎn)稱光。 外界的物體就是通過光傳遞到我們視覺器官——眼睛中去的。在沒有任何光線照射的條件下,我們是觀察不到物體的。人的視覺的基本功能是分辨外界物體,根據(jù)工作的特點(diǎn),我們可以把視覺能力分為察覺和分辨。察覺是看出對(duì)象的存在(看到),而不要求區(qū)分對(duì)象各部分的細(xì)節(jié);分辨是區(qū)分對(duì)象的細(xì)節(jié)(看清),即分辨視野中空間距離非常小的兩個(gè)物體的能力。分辨能力也叫視銳度,醫(yī)學(xué)上稱為視力。 視覺現(xiàn)象的產(chǎn)生過程 我們已經(jīng)了解到視覺的產(chǎn)生過程與物、光、眼、腦有關(guān),視覺的產(chǎn)生過程也就是這四種物質(zhì)關(guān)系進(jìn)行某種能量交換的過程。光照射到物體上就和物體發(fā)生關(guān)系,它能使被照射物體表面的電子獲得能量釋放IH來,于是,光便帶著被照射物體的信息一起反射進(jìn)眼睛,經(jīng)過角膜、晶狀體的折射后攜帶物體的信息落在視網(wǎng)膜上,這樣視覺的過程就開始了。視網(wǎng)膜上的光敏感細(xì)胞將光能轉(zhuǎn)化為某種信號(hào),再經(jīng)神經(jīng)纖維傳輸?shù)酱竽X。這種視覺現(xiàn)象發(fā)生過程的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)過物理學(xué)家、生物學(xué)家和心理學(xué)家們大量的研究而獲得的。 從視覺的生理功能的角度來看,視覺的原理與照相機(jī)的原理相似,視覺產(chǎn)生的過程類似于照相機(jī)的拍攝過程。所以人們常常把眼睛比作攝影裝置。光照射到物體后,得到了關(guān)于這些物體的信息,視覺正是從這種攜帶物體信息的光進(jìn)入眼睛開始的,最后通過眼睛的各個(gè)部分把像投在眼球的后壁即視網(wǎng)膜上。這和照相機(jī)的原理基本是相同的,攜帶物體信息的光通過照相機(jī)的透鏡將畫面投射到底片上。在照相機(jī)上,光線的強(qiáng)弱、聚焦的調(diào)節(jié)是人為的由光圈、焦距來調(diào)整控制的。而眼睛則是靠?jī)?nèi)部的結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)弱和聚焦的,當(dāng)眼睛“看”某物體時(shí),首先是眼球轉(zhuǎn)動(dòng)使視線指向被看的物體,之后通過改變結(jié)晶體的形狀使光線發(fā)生折射,進(jìn)而使倒像清晰地投射在視網(wǎng)膜卜,最后視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞將其進(jìn)行處理并傳輸?shù)酱竽X產(chǎn)生視覺。眼睛的這一視覺過程是在很短的時(shí)間里完成的。眼睛各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)精巧,組織嚴(yán)密,稱得上是一種完美的光學(xué)儀器。 就視覺本身的生理方面,人與所有哺乳動(dòng)物一樣,神經(jīng)系統(tǒng)幾乎都含有三種神經(jīng)元: 1.感覺神經(jīng)元:它把從外部環(huán)境中感受到的信息傳送到中間神經(jīng)元。 2.中間神經(jīng)元:將感覺到的信息進(jìn)行組織、加工、儲(chǔ)存,然后再將指令傳遞給運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。 3.運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元:是最后指揮神經(jīng)系統(tǒng)的效應(yīng)器官。 眼球運(yùn)動(dòng) 人們?cè)谟^察外部信息時(shí),眼球始終處于不停運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。只有靜止的景物,沒有靜止不動(dòng)的眼睛。為什么人們?cè)谟^察事物日寸眼球會(huì)不停地運(yùn)動(dòng)呢?通過科學(xué)試驗(yàn)證明只有眼球不斷地跳躍、顫動(dòng)的刺激,才能引起大腦的注意。因此,也有人認(rèn)為眼球轉(zhuǎn)動(dòng)快的人更聰明。 眼球運(yùn)動(dòng)起到對(duì)視覺信息的選擇與處理的作用,其中包括直接接收物理的“近刺激”和對(duì)應(yīng)外界視野范圍較廣的“遠(yuǎn)刺激”的兩種眼球運(yùn)動(dòng)的重要分工。對(duì)于視覺信息的選擇,前者是一種眼球的瞬間運(yùn)動(dòng),是一種“跳躍性的運(yùn)動(dòng)”(眼球的一種跳躍性運(yùn)動(dòng)規(guī)律)。而后者卻是一種眼球的“追隨性運(yùn)動(dòng)”(眼球的一種連續(xù)運(yùn)動(dòng)律)。眼球的運(yùn)動(dòng)在處理視覺信息的過程中,不管是哪一種運(yùn)動(dòng)都是通過一種運(yùn)用空間視力的“中心視”去捕捉對(duì)象的。 眼球的運(yùn)動(dòng)和視網(wǎng)膜中心特征直接影響著對(duì)視覺信息的識(shí)別與應(yīng)用,所以在視覺傳達(dá)的設(shè)計(jì)中和視覺傳達(dá)效果中也起到重要的作用。如在眼球隨從運(yùn)動(dòng)的過程中,橫向運(yùn)動(dòng)要比豎向運(yùn)動(dòng)容易得多,因此,在豎向觀看時(shí)眼球的運(yùn)動(dòng)經(jīng)常是跳躍性的。所以,我們現(xiàn)在的書刊文字排版大部分都是采用橫向排版,因?yàn)槭歉鶕?jù)眼球追隨運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),橫向的文字排版更加便于閱讀。另外,在進(jìn)行文字設(shè)計(jì)時(shí),也考慮到了適應(yīng)眼球橫向運(yùn)動(dòng)比豎向運(yùn)動(dòng)容易的原理,如在印刷字體中大多是“橫細(xì)豎粗”,就是為了更加便于識(shí)別。
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