第5章视觉与听觉
5.1复习笔记
一、视觉系统
（一）眼睛
眼睛的示意图如图5-1所示，其主要构成部分如下：
图5-1人类右眼的水平剖面
1．角膜
角膜是眼睛正前方的一层透明组织。

光线透过弯曲的角膜受到折射，形成视觉的屈光能力。

2．虹膜与瞳孔
虹膜在角膜的后面，瞳孔是虹膜中央的圆孔。

当光线很暗时，虹膜张开使瞳孔变大让更多的光线进来；当光线过强时，虹膜关闭使瞳孔变小挡住多余的光线。

瞳孔的大小由虹膜的两根对抗平滑肌控制。

当用极强的光线照射眼睛时，瞳孔立即收缩，
3．水晶体
水晶体在瞳孔后面。

把眼睛分成大小不等的两半——小的前房（充满液体，可帮助维
持眼睛的形状）以及大的玻璃体。

玻璃体也充满透明的液体，它可以保持水晶体的位置并使它具有弹性。

光线透过水晶体到达眼睛后部的视网膜。

4．椎体细胞和杆体细胞
椎体细胞和杆体细胞是视网膜上的两种感光细胞。

（1）锥体细胞
锥体细胞密集在小于lmm处的中央凹上，每个锥体细胞似乎都有自己的“专线”通往大脑。

锥体细胞主要在白天发挥作用，是明视觉的光感受器，能辨别物体的细节。

（2）杆体细胞
杆体细胞则分布在中央凹周围，很大数目的杆体细胞的活动只表现在一个中间细胞的活动上，这种“许多对一个”的关系增强了感受性，使眼睛能够觉察到很低照明水平下的物体。

杆体细胞主要是在黑夜发挥作用，它是暗视觉的光感受器。

视神经纤维从视神经乳头处离开眼睛沿视通路进入大脑。

视神经乳头处没有感光细胞，不产生视觉，因此这个地方又被称为盲点。

明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性如表5-1所示。

表5-1明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性
（二）视神经通路与大脑
1．眼睛到大脑的视神经通路
右视野的光线刺激每个视网膜的左侧，而左视野的光线则刺激每个视网膜的右侧。

而且，
来自每个视网膜左侧的视神经都通往大脑左侧枕叶，来自每个视网膜右侧的视神经则都通往大脑右侧枕叶。

每只眼睛同侧的信息也就被传递到了同侧的大脑。

2．视神经通路的信息加工站
从视网膜到皮层的整个传导通路保持着解剖上的点对点的传导关系。

视网膜是以一种拓扑方式投射到视觉皮层的。

视神经通路有3处重要的信息加工站：上丘、外侧膝状体和视皮层区。

（1）上丘
从视神经交叉来的神经纤维通往上丘，上丘与瞳孔反射和眼动有关。

当上丘的神经细胞受到突然的物体运动的刺激，就会导致眼动使物体的形象落在中央凹，以便看得更清楚。

（2）外侧膝状体
外侧膝状体以一种排列有序的方式接受来自视网膜的神经纤维，并因之而产生了视网膜在外侧膝状体上的拓扑图形。

（3）视皮层区
从外侧膝状体传入的神经纤维最后终止于枕叶的纹区，即视皮层区。

在此区也可以发现视网膜上的拓扑图形。

（三）神经细胞的感受野
在视觉系统中，如果视网膜某一特定区域在受到光的刺激时能够引起视觉系统较高水平上单一神经纤维或单一神经细胞的电反应，那么，这个区域便是该神经纤维或细胞的感受野。

（四）特征觉察器的概念
特征觉察器是指只有当感受野中的刺激符合特定的模式或定向时才作出反应的枕叶皮层中的专门细胞。

此概念是以皮层细胞孤立进行活动为前提的。

对任何复杂的刺激物，大多数皮层细胞都或多或少地参与反应。

皮层细胞不是孤立地进行活动的，它们以网络的方式交
互作用，彼此参与。

二、视觉的基本功能
（一）视觉的感受性
1．光谱感受性
（1）光谱感受性
可见光的波长范围大约是400nm（纳米）（视为紫色）到700nm（视为红色）。

但是，即使是在可见光的波长范围内，人眼对不同波长光线的感受性也是不同的。

（2）Purkinje效应
Purkinje效应是指当照度降低，使锥体视觉转到杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应。

杆体细胞比锥体细胞更适应于较短波长的光。

如在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光照度变弱时，两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。

2．暗适应与明适应
（1）暗适应与明适应
①暗适应是指从光亮的地方进入暗处时，视觉感受性逐渐提高的现象。

如白天走进电影院。

②明适应是指由暗处进入光亮的环境时，视觉感受性很快下降的过程。

如白天从电影院走出来。

（2）测量暗适应的程序
①被试面对光亮的照明2～3min，其目的是降低眼睛对光的感受性并提供一个参考点来追踪暗适应的时间过程。

②关灯使眼睛处于黑暗中。

从关灯的那一刹那起按一定时间间隔（开始间隔以秒计，几分钟后按分钟计，直到大约30min为止）不停地测量眼睛的绝对阈限。

在整个测量过程中，黑暗中刺激眼睛的光的波长以及视网膜接受光刺激的部位保持恒定。

③测量结果以时间为横坐标、阈限刺激值（为使眼睛看到光亮所需的最小强度）为纵坐标作图，便可得两条暗适应曲线（见图5-2）。

图5-2在暗适应过程中视觉阈限的变化
上面一条曲线反映锥体的暗适应过程，下面一条曲线反映杆体细胞的暗适应过程。

在适应的开始阶段，阈限刺激值迅速下降，很快达到稳定的水平。

这意味着锥体感受性的提高远不如杆体多，而且大约在5～lOmin就完成了。

下面的曲线表明，杆体细胞感受性的提高大约持续20～30min，因而与暗适应刚开始相比，眼睛的感受性提高了许多倍。

（3）红色护目镜的原理
红光可以保护暗适应的原理如图5-3所示。

图5-3红光保护暗适应原理
阴影部分表示的区域是红滤光片允许光通过的区域，因此，几乎没有光刺激杆体。

戴上红色护目镜后，即使在照明很亮的环境，也可以减弱照明的强度，而且，只有红光才能进入眼睛。

戴上红色护目镜后，杆体就好似进入暗适应状态了。

（二）空间辨别
视锐度是指眼睛的空间辨别能力，表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。

因视锐度有许多种类，其测量视锐度的方法也有多种。

1．觉察
觉察不要求区分物体各部分的细节，只要求发现对象的存在。

在暗背景上觉察明亮的物体主要决定于物体的亮度，而不完全决定于物体的大小。

人们觉察明亮背景上的暗物体的能力是很强的，这种觉察主要取决于视网膜上刺激物的投影与其周围的亮度差别，所以，在明亮背景上觉察暗物体，主要是对比的辨别。

2．定位、解像与识别
（1）定位
定位是觉察两根线是否连续或彼此有些错位的能力。

错位的数量可以变化，当观察者看不出错位时，实际错位的大小便是对定位视锐度的测量。

（2）解像
解像是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。

图5-4中（c）是由相等宽度的黑白线条构成的。

当它离观察者一定距离时，就看不出黑白线条，也看不出线条的垂直方向，它变成了一个灰的方块。