視覺特性與三基色原理(編輯修改稿)
2025-06-14 23:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當亮度很高或很低時， ξ 的數(shù)值可增大至 。在觀看電視圖象時，由于雜散光的影響， ξ 值也可取得大一些。 人眼的視覺特性 （ 10） ? 既然人眼的亮度感覺差別決定于相對亮度變化，則亮度感覺增量 △ S 可用相對亮度增量來衡量，即 ? 經(jīng)積分后得到亮度感覺 ? 式中， k = k39。 * ln10； k39。、 k0 均為常數(shù)。上式表明，亮度感覺與亮度 B 的對數(shù)成線性關系，這一規(guī)律稱為韋勃 費赫涅爾定律（ Weber一Fecliner Law）。 BBkS ??? 39。kk BkBkS 00 lgln39。 ???? 人眼的視覺特性 （ 11） ? 人眼的分辨力 ? 上面我們提到人眼能察覺的最小亮度變化值 △ Bmin 是有限的。此外，人眼對黑白細節(jié)、彩色細節(jié)的分辨能力、對色調(diào)和飽和度變化的分辨能力等也都是有限的。下面我們將分別予以討論。 ? 一、黑白分辨力 ? 當與人眼相隔一定距離的兩個黑點靠近到一定程度時，人眼就分辨不出有兩個黑點存在，而只感覺到是連在一起的一個黑點。這說明人眼分辨景物細節(jié)的能力有一極限值，這種分辨細節(jié)的能力稱為人眼的分辨力或視覺銳度，它的定義是：人眼對被觀察物體上能分辨的相鄰最近兩點的視角 θ 的倒數(shù)。 人眼的視覺特性 （ 12） ? 在上圖中， L 表示人眼與圖象之間的距離； d表示能分辨的相鄰最近的兩點之間的距離； θ 表示人眼對該兩點的視角（也稱分辨角）。若θ 以分為單位，則根據(jù)圖示幾何關系，得到 ? 或 ? 則分辨力（視覺銳度）等于 1／ θ 603602 ?? ??LdLdLd ????? 人眼的視覺特性 （ 13） ? 影響分辨力的因素： ? 物體在視網(wǎng)膜上成象的位置：在黃斑區(qū)中央凹部集中有大量錐狀細胞，因而這里的分辨力最高。 ? 照明強度：當照度太低時，只有桿狀細胞起作用，分辨力就大為降低，且分辨不出顏色。 ? 與景物相對對比度：物體亮度與背景亮度接近，分辨力自然要降低。 ? 被觀察物體的運動速度。 人眼的視覺特性 （ 14） ? 二、彩色細節(jié)分辨力 ? 人眼對彩色細節(jié)的分辮辨力遠比對亮度細節(jié)分辨力低。若人眼對與其相隔一定距離的黑白相間的條紋剛能分辨出黑白差別，則把黑白條紋換成不同彩色相間的條紋后，就不再能分辨出條紋來。 ? 表中數(shù)據(jù)說明，人眼分辨景象彩色細節(jié)的能力很差。因此，彩色電視系統(tǒng)在傳送彩色圖象時，細節(jié)部分可以只送黑白圖象，而不送彩色信息，這就是利用大面積著色原理節(jié)省傳輸頻帶的依據(jù)。 人眼的視覺特性 （ 15） ? 三、彩色色調(diào)分辨閾 ? 人眼對 480～ 640 毫微米區(qū)間色光的色調(diào)分辨力較高，其中，對 500 毫微米（青一綠色）和 600 毫微米（橙黃色）兩個波長來說，只要波長變化約 1 毫微米，便可分辨出色調(diào)的變化。而有的波長區(qū)間，例如，從 655 毫微米的紅色到可見光譜長波未端，以及從 430 毫微米紫色到可見光譜短波未端，人眼幾乎感覺不到色調(diào)的差別。 ? 當飽和度減少時，人眼的色調(diào)分辨力將下降；當亮度太大或太小時，色調(diào)分辨力也會下降。 人眼的視覺特性 （ 16） ? 四、彩色飽和度分辨力 ? 人眼能分辨出自然界中各種彩色具有不同的飽和度，但對不同顏色的飽和度變化卻有不完全一樣的靈敏度。可以進行這樣的實驗，使各種波長色光的飽和度，由 100 % 逐漸降低，一直到零為止，由此確定出視覺所能分辨出的飽和度變化的等級數(shù)。結果發(fā)現(xiàn)在黃色區(qū)，人眼只能分辨出四級飽和度，而在紅色、藍色區(qū)域，靈敏度較高，可以分辨出 25 個等級 。 人眼的視覺特性 （ 17） ? 視覺惰性與閃爍感覺 ? 一、視覺惰性 ? 實驗證明，當光消失后，亮度感覺也并不瞬時消失，而是按近似指數(shù)函數(shù)的規(guī)律逐漸減小。人眼的這種視覺特性稱為視覺情性。 ? 視覺惰性很早就在電影和各種頻閃儀中得到應用。根據(jù)電影技術的經(jīng)驗，－幅一幅不動的畫面，若其內(nèi)容在相對位置上有些改變，則在每秒鐘換幅二十四次（每幅曝光兩次）的情況下，就能給人以較好的連續(xù)運動景象的感覺。 人眼的視覺特性 （ 18） 人眼的視覺特性 （ 19） ? 二、閃爍 ? 如果人眼受周期性光脈沖照射，則當重復頻率不夠高時，會產(chǎn)生一明一暗的閃爍感覺。如果將重復頻率提高到某一定值以上，人眼就察覺不到是脈沖光源，而形成均勻的不閃爍光源的感覺。不引起閃爍感覺的最低重復頻率，稱為臨界閃爍頻率。 ? 臨界閃爍頻率（常用 fc 表示）與很多因素有關，其中最主要的是光脈沖亮度 Bm。它們之間的關系可用以下經(jīng)驗公式近似表示： ? 式中， a 和 b 均為常數(shù)。對于電視屏幕來講，若 Bm 用尼特為單位，則常數(shù) a 約為 ， b 約為 。所以當 Bm＝ 100 尼特時， fc ≈ 赫。隨著 Bm 的提高， fc 也將提高。 ba Bf mc ?? lg 人眼的視覺特性 （ 20） ? 臨界閃爍頻率還與亮度變化幅度有關，亮度變化幅度越大，閃爍頻率越高。此外，相繼兩幅畫面本身的亮度分布和顏色、觀看者到畫面的距離以及環(huán)境條件等，也都對臨界閃爍頻率有影響。 ? 對于重復頻率在臨界閃爍頻率以上的光脈沖，人眼不再感覺到閃爍。 ? 上述視覺特性是設計電視系統(tǒng)的重要依據(jù)。例如，目前電視技術中廣泛采用將一幅面面分成兩場傳送的“隔行掃描”方式，它既可以克
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