视     觉

  　一、眼睛的构造及其折光系统

　　视觉的感受器是视网膜上的感光细胞，光线须经过一系列的聚光器官，最后才能折射并聚焦在视网膜上。眼球是这一系列的聚光器官。

　　眼球形状似球，由眼球壁和眼球内容物构成。眼球壁分三层。外层为巩膜和角膜，光线通过角膜发生折射进入眼内。中层为虹膜、睫状肌等。虹膜中间有一个孔称为瞳孔，它随光线的强弱而调节其大小。内层为视网膜和部分视神经。视网膜上有感光细胞，包括锥体细胞和棒体细胞以及双极细胞和神经节细胞。在眼底视网膜中央有一小块碟形区域叫中央窝，其间含有密集的锥体细胞，具有敏锐的视觉、颜色和空间细节辨别力。在离中央窝15度附近，神经节细胞在此聚集成束形成视神经而进入大脑，这个地方叫盲点。

　　眼球内容物有水晶体、房水和玻璃体，它们都是屈光介质。当注视外物时，由于角膜、虹膜以及这些屈光介质的调节作用，物像才得以聚集在视网膜的适当部位上。

　　二、视网膜的构造和感觉机制

　　光线透过角膜穿入瞳孔经过水晶体折射，最后聚焦在视网膜上。光线到达视网膜后，首先穿过视神经纤维的节状细胞、双极细胞，再引起感光细胞（锥体细胞和棒体细胞）的变化，然后它们通过一定的光--化学反应影响双极细胞和节状细胞，从而引起视神经纤维的冲动传入视觉中枢。

　　视网膜上的锥体细胞和棒体细胞，两者在数目、功能、形态和分布上都有不同。棒体细胞较锥体细胞多。锥体细胞为粗短锥形，棒体细胞为细长棒形。锥体细胞多分布于视网膜中央窝，在视网膜边缘很少。视网膜中央窝处无棒体细胞，离开中央窝的地方，棒体细胞数目急剧增加。在功能上，棒体细胞为暗视觉感受器，主要感受物体的明暗，在暗视环境中起作用。锥体细胞是明视觉感受器，主要感受物体的细节和颜色，在明视环境中起作用。当光线作用于视感受器时，锥体细胞和棒体细胞中的化学物质的分子结构发生了变化，即感光物质-视紫红质的分解和合成，分解和合成时所释放的能量，激起感受细胞发放视神经冲动，从而引起相应的视觉。

　　三、视觉的传导机制

　　由于锥体细胞和棒体细胞中某些化学物质分子结构的变化而释放的能量，激起感光细胞发放了神经冲动，光能便转换为神经信息，这种信息经由三级神经元传递至大脑的视觉中枢而产生视觉。

　　按光线传入的方向，它们依次是神经节细胞层、双极细胞层和感光细胞层。当光透过神经节细胞、双极细胞到达感光细胞后，引起感光细胞中色素（视紫红质和视紫质）的变化而引起光化学反应，将光能转化为化学能；产生神经电脉冲，经双极细胞到达神经节细胞，并沿着神经节细胞形成的视神经，离开眼睛上行传入大脑的枕叶这一视觉中枢。两眼各自的视神经离开眼睛后，分为两支。来自眼睛鼻内侧的部分交叉到脑的另一侧，形成视交叉，然后仍形成两条分离的上行通道。另一部分上行神经进入丘脑的外侧膝状体，然后形成视放射到大脑皮层两侧的枕叶区，在视觉中枢区域对来自两眼的信息进行加工，从而产生丰富多彩的视觉。

　　四、特征觉察器

    在本世60年代以来，休伯和威塞尔（D.H.Hubel and T.N.Wiesel）关于感受野的研究，对视觉中枢机制的了解，产生了巨大的影响。

　　休伯等人通过实验研究后指出，视网膜上一定区域的感光细胞转换的神经能量能激活与这个区域有联系的视觉系统各层神经细胞的活动，也就是处于某一层次的神经细胞只接受来自一定区域的感光细胞传递的信息。视网膜上的这个感光细胞区域称为相应神经细胞的感受野，不同的感受野感受不同的刺激，如感受线条、面积、角度、运动方向等等。休伯认为人的视觉皮层上存在着能对视网膜上具有某种特性的刺激进行反应的高级神经元--特征觉察器，这样人类得以对环境刺激和视觉信息作出选择性的反应。

　　五、视觉现象及其规律

　　光有三个物理特征：波长、振幅及纯度。波长决定了光的色调，不同波长的光有不同的颜色。振幅表示光的强度，它所引起的视觉的心理量是明度。纯度表示光波成分的复杂程度，它引起视觉的心理量是饱和度。由于光的这些物理特性，从而产生了一系列的视觉现象。

　　（一）视觉适应

　　适应是指感受器在刺激物的持续作用下所发生的感受性的变化。适应既可引起感受性的提高，也可使感受性降低。"入芝兰之室，久而不闻其香"是对适应的一种描述。视、觉的适应最常见的的有明适应和暗适应。

　　1、明适应

　　明适应又称光适应。由暗处到光亮处，特别是在强光下，最初一瞬间会感到光线刺眼发眩，几乎看不清外界物体，几秒钟之后逐渐看清物体。这种对光的感受性下降的变化现象称为明适应。明适应的时间很短，最初约30秒内，感受性急剧下降，被称之为α适应部分，之后感受性下降逐渐缓慢，称之为β适应部分，大约在1分种左右明适应就全部完成。眼睛在光适应时，一方面瞳孔相应缩小以减少落在视网膜上的光量，另一方面，由暗适应时棒体细胞的作用转到锥体细胞发生作用。

　　2、暗适应

　　从亮处到暗处，人眼开始看不见周围东西，经过一段时间后才逐渐区分出物体，人眼这种感受性逐渐增高的过程叫暗适应。暗适应所需时间较长，感受性的变化也较大。暗适应主要是棒体细胞的功能，但在暗视觉中锥体细胞和棒体细胞起作用的大小和阶段不同。在暗视觉中，中央视觉转变成了边缘视觉。由实验可得到暗适应曲线。在暗适应的最初5-7分钟里，感受性提高很快，之后，出现棒、锥裂，但感受性仍上升，方向发生了变化。在实验中，如果将只使锥体细胞活动的红光投射在网膜上，使得只有锥体细胞参与暗适应过程，会发现棒锥裂消失。可见，暗适应的头一阶段是锥体细胞与棒体细胞共同参与的；之后，只有棒体细胞继续起作用。

　　暗适应包括两种基本过程：瞳孔大小的变化及视网膜感光化学物质的变化。从光亮到黑暗过程中，瞳孔直径可由2毫米扩大到8毫米，使进入眼球的光线增加10-20倍，这个适应范围是很有限的，瞳孔的变化并不是暗适应的主要机制。暗适应的主要机制是视网膜的感光物质--视紫红质的恢复。人眼接受光线后，锥体细胞和棒体细胞内的一种光化学物质--视黄醛与视蛋白重新结合，产生漂白过程；当光线停止作用后，视黄醛与视蛋白重新结合，产生还原过程。由于漂白过程而产生明适应，由于还原过程使感受性升高而产生暗适应。视觉的暗适应程度是与视紫红质的合成程度相适应的。

    视觉适应有其特殊的意义。在工程心理学中，对视觉适应现象进行了更具体的研究，如改善工作环境的照明条件以提高工作效率等。

　　（二）视觉后象

　　刺激停止作用于视觉感受器后,感觉现象并不立即消失而保留片刻,从而产生后象。但这种暂存的后象在性质上与原刺激并不总是相同的。与原刺激性质相同的后象称为正后象，例如注视打开的电灯几分钟后闭上眼睛，眼前会产生一片黑背景，黑背景中间还有一电灯形状的光亮形状，这就是正后象。与原刺激性质相反的后象叫负后象。在前面的例子中，看到正后象后眼睛不睁开，再过一会儿发现背景上的光亮形状变成暗色形态，这就是负后象。

　　颜色视觉中也存在着后象现象，一般均为负后象。在颜色上与原颜色互补，在明度上与原颜色相反。例如，眼睛注视一个红色光圈几分钟后，把视线移向一白色背景时，会见到一蓝绿色光圈出现在白色的背景上，这就产生了颜色视觉的负后象。

　　（三）视觉对比

　　视觉对比分为无彩色对比和彩色对比。无彩色对比的结果是明度感觉的变化，例如同样原两个灰色正方形，一个放在白色背景上，一个放在黑色背景上，结果在白色背景上的正方形看起来比黑色背景上的正方形要暗得多。

    彩色对比是指在视野中相邻区域的不同颜色的相互影响的现象。彩色对比的结果是引起颜色感觉的变化，它使颜色向其背景颜色的补色变化。例如，两块绿色纸片，一块放在蓝色背景上，一块放在黄色背景上，在黄色背景上的带上了蓝，在蓝色背景上的带上了黄，这是色调对比的结果。一种颜色与背景色之间的对比，会从背景中诱导出一种补色。由于黄和蓝是互补色，因此当绿纸片放在蓝色背景上时它会带上黄色。视觉对比对人类的生存和发展有着重要意义，由于视觉对比的存在，人类才能分辨出物体的轮廓和细节、识别物体的形状和颜色。