光与人眼的视觉特性课件.pptVIP

光與人眼的視覺特性電視就是依據人眼的視覺特性以一定的電信號形式來傳送活動景像的技術。一、光的特性光學和電磁場理論指出：光是一種可以看得見的電磁波，它具有波粒二象性——波形性和微粒性。電磁波的譜極為寬廣，它包括無線電波、可見光譜、紫外線、X射線和宇宙射線等，它們分別佔據的頻率範圍如圖1.1所示。可見光譜的波長範圍在380～780nm之間，隨著波長的變化，人眼主觀感覺隨之變化，表現為兩個重要特性：1、不同波長的光具有不同的顏色。若光的波長從780nm依次遞減變化到380nm，光的顏色紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，比780nm更長的電磁輻射是紅外線，比380nm更短的電磁輻射是紫外線。2、輻射功率相同但波長不同的光給人眼的亮度感覺不相同。電子槍單色光(譜色光):單一頻率電磁輻射所發出的光稱為單色光或譜色光，人眼對此感到的是一種單純的顏色，稱為單色或譜色。實際上，一般光源不會發出純淨的譜色光，它們或者象日光和白熾燈光那樣發出的是連續光譜的光，或者象高壓汞燈那樣發出具有若干條譜線的線狀光譜的光。無論連續光譜光源或線狀光譜光源,它們發出光都稱為複合光。我們日常接觸到的各色的光源或者由客觀景物反射入眼睛的光線，均為複合光。光譜功率分佈曲線：一種光源同時發射多種譜色光,那麼在各個波長上將具有各自的功率。光源的光譜輻射功率按波長的分佈稱為光譜功率分佈。光源的光譜功率分佈可以用直角坐標上的一種曲線來表示。橫坐標為光譜波長，縱坐標為輻射功率或相對能量。圖1.2示出幾種標準光源的光譜功率分佈曲線例子。充氣鎢絲白熾燈(A光源):波長越長輻射功率越大。等能白光源(E光源):可見光範圍內輻射功率完全均勻。它發出某一種白色光。不過，等能白光源是假想的，這種光譜功率分佈的光源在自然界中是不存在的，然而，它在彩色電視的色度計算中十分有用，是一個方便而有意義的人為規定的基準白色光源，簡稱為E白。C光源和D光源分別是NTSC制和PAL制彩色電視照明光源。C光源6770KA光源2854KE光源5500KD光源6500K圖1.2幾種光源的光譜功率分佈曲線二、人眼的構造與感光機理眼睛的外形是一個直徑大約為23mm的球體，其水準斷面，如圖2所示。2眼球由多層組成，最外層是較硬的膜，前面1/6部分是透明的角膜，光線由此進入，其餘5/6部分為鞏膜，作為外殼保護眼球。角膜內是前室，含有水狀液，對可見光是透明的，能吸收一部分紫外光。前室後面是虹膜，其中間有一直徑可在2～8mm間變化的小孔，稱為瞳孔，相當於照相機的光圈，調節進入眼睛的光通量。瞳孔後面是水晶體，它是扁球形彈性透明體，能起透鏡作用，其曲率由兩旁的睫狀肌調節，從而改變它的焦距，使遠近不同的景物都在視網膜上清晰成象。水晶體的後面是後室，它充滿了透明的膠質，起著保護眼睛的濾光作用。後壁則為視網膜，它由無數的光敏細胞組成。光敏細胞按其形狀分為杆狀光敏細胞和錐狀光敏細胞，錐狀光敏細胞有700萬個，主要集中在正對瞳孔的視網膜中央區域稱為黃斑區。黃斑區無杆狀光敏細胞，越遠離黃斑區，錐狀光敏細胞越少，杆狀光敏細胞越多，在接近加緣區域，幾乎全是杆狀光敏細胞。錐狀光敏細胞既能感光，又能感色。杆狀光敏細胞只能感光，不能感色，但感光靈敏度極高，是錐狀光敏細胞感光