人机工程学-视觉.ppt

人机工程学Man-Machine Engineering
综述
眼的构造
眼睛是个球体,直径约为25毫米。眼睛的前面部分是透明的。圆屋顶形状的结构称作角膜。虹膜的颜色是我们的“眼睛的颜色”。瞳孔,眼睛的“黑色部分”,在虹膜的中心。瞳孔根据光线强弱来改变大小。黑暗的时候,瞳孔就扩大让更多的光线进入。明亮的时候,瞳孔就缩小以减少进入眼睛的光线。我们将这个过程称为适应。光线落在黄斑上就能产生清晰的图像。中央凹在黄斑中心,里面充满高密度的视椎细胞,它提供最清晰的细节。当我们看东西的时候,我们转动眼睛使我们感兴趣区域的光线落在中央凹上。
综述
为了能够聚焦于视网膜并清晰地成像,光线在经过眼睛时必须弯曲。我们把这个过程称为折射。大部分的折射发生在光线经过角膜的时候。晶状体形状的细微调节(适应性调节)就能使光线弯曲从而保证我们看到清晰的像。通常,当平行光聚焦于视网膜表面的一点时,出现清晰的视觉。这使我们不用通过适应性调节就能看清远处的物体。眼睛的这种正常状态叫做正常眼。
适应(modation)
适应使我们能够观察近处的物体(如阅读时)并在远近物体之间进行焦点切换。我们的眼睛必须适应不同视距的物体。睫状肌改变晶状体的形状使进入眼睛的光线弯曲,从而使光线聚焦于视网膜,确保我们能够看得清晰。
当光线聚焦于视网膜太前面或太后面,都会出现视觉模糊。大脑对视觉模糊作出反应,发信号给睫状肌让它改变晶状体的形状,使得物体置于更清晰的焦点上。
调节(adaptation)
在视觉适应过程中,视觉系统调节不同强度的光线。
光线弱时,我们的瞳孔就放大让更多的光线进入我们的眼睛。当光线强度增加时,瞳孔就收缩以减少进入眼睛的光线。
暗适应所花的时间比明适应要长。当进入黑暗的电影院时,你需要花相对长的时间找到你的位置。而当你走出电影院时,只需花几秒钟你就能让你的眼睛适应日光。
1岁儿童:分辨出简单的形状。
通过抓握、触碰和放置练习手-眼协调和眼睛-身体运动。
2-4岁之间,角膜厚度成熟。
• 通过画画和看图练习手眼协调。
•模仿。
• 匹配颜色和形状。
• 将名称和物体联系起来。
3岁左右,视网膜成熟。
• 通过视觉记忆完成拼图并可以画简单图形。
描述视觉和视觉问题
综述
视敏度
看细节
近距视觉
看近处的物体
远距视觉
看远处的物体,如黑板
双目协调
双眼看
眼手协调
同时使用手和眼睛
眼动协调
同时移动双眼以使它们能快
速而精确地工作,如阅读
聚焦或适应性调节
在不同距离保持清晰的视觉
周边视觉
“看到”视觉中心区域外的物体
颜色视觉
区分颜色
屈光不正
屈光不正是由通过晶状体的光线发生错误的弯曲引起的。屈光不正最普遍的形式是近视、远视和散光。屈光不正在人群中是普遍的。然而,工业化国家比欠发达国家有更多的近视(和较少的远视)。
远视:远视是看远处的物体是清晰的,而看近处的物体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体没有足够快地聚焦时就引起了远视。此时,光线不是聚焦于视网膜(清晰视觉所必须的),而是在视网膜后聚焦。虽然研究不尽一致,但是大约20%-40%的学龄前儿童和7%-15%的青少年患有远视。
近视:近视是看近处的物体是清晰的,而看远处的物体是模糊的。当光线通过松弛的晶状体过快聚焦时就引起了近视,这时光线在视网膜前聚焦。
综述
综述
(a)远视
在视网膜后成像
用凸透镜矫正
(b)近视
在视网膜前成像
用凹透镜矫正
(c)散光
成像没有单一焦点
用柱状透镜矫正