It sounds so simple; take some light and turn it into an understanding of the world around you – we all do it every day; yet, 地球上没有一台电脑, 无论多么强大, 它可以在任何程度上模仿视觉的壮举.
视觉要求皇冠官网登录把前景和背景分开, 从一个难以置信的空间方向范围内识别物体, 以及准确地解读空间线索(或冒着走进门而不是穿过门的风险).
视觉感知-眼睛
视觉开始于接收输入信息的眼睛, 以光的形式, 然后在大脑中完成,它会解释这些输入,并从皇冠官网登录收到的数据中提供皇冠官网登录需要的信息. 眼睛的组成如下图所示.
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作者/版权所有人:国家眼科研究所. 版权条款和许可:公共领域.
眼睛把光聚焦在视网膜上. 在视网膜上有一层感光细胞(光接收细胞),它们被设计成将光转换成一系列电化学信号传输到大脑. 光感受器有两种类型——杆状和锥状.
视杆细胞通常分布在视网膜的外周区域,专门用来应对低强度的光线. They are responsible for our night 愿景 and because of w在这里 they are placed on the retina – you can improve your night 愿景 by learning to focus slightly to the side of 什么ever you are looking at; allowing the light to reach the rod cells most successfully.
Cones cells are found in the fovea (the center of the retina); cone cells handle the high acuity visual tasks such as reading and color 愿景. 锥细胞对红色有反应, 通过结合这三种感受器发出的信号,皇冠官网登录可以感知各种各样的颜色.
一旦光被光感受器处理,电化学信号就会通过神经元网络传递到视网膜深处的神经节细胞. 神经元被设计用来帮助检测图像中的对比(如阴影或边缘),神经节细胞记录这些(和其他信息)并传递修正后的电化学信号, 通过视神经, 大脑.
马库斯·图利乌斯·西塞罗, 罗马演说家, said; “The face is a picture of the mind with the eyes as its interpreter.事实上, 眼睛只是大脑解读的第一步,大脑是这个过程中必不可少的第二部分.
视觉感知-大脑
视觉感知 发生在大脑皮层,电化学信号通过视神经,并通过丘脑(大脑的另一个区域)到达大脑皮层. 除了向大脑皮层发送主要信号外,视神经还将额外的数据传递到大脑的其他两个区域.
第一个是前额膜,它控制瞳孔,并根据皇冠官网登录看到的光的强度来调整瞳孔的大小. 这就是为什么你的瞳孔在明亮的阳光下收缩,在黑暗中放大.
第二种是上丘. 这部分大脑控制着眼球的运动,眼球的运动实际上不是平稳的,而是一连串的短跳. 这种跳跃被称为扫视. 眼睛跳跃而不是在平滑动作中移动的原因是平滑动作会产生运动模糊(同样地,长时间曝光的摄影镜头可以用来产生运动模糊)——跳跃允许“重置”信息条件并消除模糊.
在丘脑中,视网膜的投影在外侧膝状核中处理. 这将视网膜的输出分离成两个流. 第一个流处理输出中的颜色和精细结构,另一个流处理对比度和感知到的运动.
然后,第一个流被发送到视觉皮层, 如下图所示, 被称为初级视觉皮层或V1的区域. V1有一堆单元,它们的任务是计算物体相对于皇冠官网登录在空间中的位置. 接收到的信号被映射到二维地图上,以确定物体的整体位置,然后将两只眼睛的地图与另一只眼睛的地图进行比较,就添加了第三维. 简而言之,他们通过对图像中的每个点进行三角测量来计算深度.
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作者/版权所有人:Selket. 版权条款和许可:CC BY-SA 3.0
In 1981, David Hubel和Torsten Wiesel, 获得诺贝尔奖,因为他证明了V1中的一列定向细胞能够使大脑通过关注大脑接收到的图像中物体的空间方向来确定物体的边缘.
T在这里 are other areas of the central cortex which help further process the image; V2, V3 and V4. V2帮助皇冠官网登录控制颜色 感知 通过帮助皇冠官网登录区分物体的颜色和环境光的颜色——有趣的是, 当这个过程完成时,皇冠官网登录感知到的物体颜色通常就是皇冠官网登录预期感知到的物体颜色. 这表明V2区域不仅处理颜色处理,而且还将处理后图像的颜色与皇冠官网登录对先前物体示例的记忆进行比较 类型.
V3和V4处理人脸和物体识别,通常在这方面做得很好——尽管它们可能被光学“恶作剧” 幻想.
来自大脑所有这些区域的所有数据在一天中被一遍又一遍地结合起来,帮助皇冠官网登录理解皇冠官网登录所看到的.
视觉感知-系统要求
目前还不清楚人类的视觉感知系统处理了多少数据. 皇冠官网登录知道人类大脑的存储能力是巨大的, 虽然神经元网络只有一万亿左右的神经元,但每个神经元都能与其他神经元结合起来,以并行方式存储比串联方式存储更多的信息.
几乎可以肯定,与以相同速度(眼睛和大脑)运行的摄像机处理的数据相比,大脑使用化学“技巧”来减少数据量,但这些技巧是什么——皇冠官网登录还没有完全理解.
据估计,皇冠官网登录处理的所有数据中有70%是可视化的,但这不是“硬事实”,而是基于皇冠官网登录对数据在计算机系统中如何工作的理解.
与视觉感知相关的挑战
While long-sightedness and short-sightedness can both be considered challenges associated with visual 感知; they are typically easily corrected with glasses and are not a major concern for 设计师 in any field. 设计师可能面临的两个最常见的挑战是视觉压力和色盲.
视觉压力
视觉压力是一种影响很小的特殊现象, 但意义重大, 人口百分比. 当条纹图案(每度约3次循环)以约20赫兹(每秒循环)的闪烁速率显示时,可能会导致视觉应激敏感人群癫痫发作.
回到1997年, 日本一家电视台停播了一档导致700多名儿童视觉紧张的电视节目. 它会导致癫痫发作,在极端情况下还会导致吐血.
Visual stress is sometimes known as “pattern induced epilepsy” and while this is the most extreme manifestation of visual stress; it’s worth noting that visual stress can be induced at milder levels by striped patterns in most people.
即使是正常的文本(以水平条纹排列)对某些人来说也会造成问题,某些字体可能会加剧这个问题. 在这种情况下,视觉压力会使印刷变形,并在阅读时引起快速疲劳. 在某些方面,视觉压力的影响与失读症患者看到印刷品的方式非常相似, 如下图所示.
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作者/版权所有人:Willard5. 版权条款和许可:公共领域.
色盲
色盲 是贴错了标签. 这不是失明,而是色觉缺陷. 它是指看不见某些颜色的能力下降, 或者在正常光线下感知颜色对比.
出于某种原因,男性比女性更容易患色盲. 每12个男性中就有一个患有色盲,而每200个女性中就有一个患有色盲. 色盲通常是遗传的,这种特征遗传自母亲,但在某些情况下,它可能是由疾病或衰老引起的.
最常见的色盲形式是红/绿色盲——这并不意味着人们看不到红色或绿色,而是他们混淆了含有红色或绿色元素的颜色. 还有其他不太常见的色盲形式,也会影响不同的颜色搭配. 色盲有很多测试方法(如下图所示),但这种情况不应该自己诊断,而应该由验光师或医疗专业人员诊断..
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意识
设计师应该意识到视觉压力和色盲,理想情况下 测验 他们设计了已知患有这些疾病的人,以确保这些影响被减弱或完全消除.
收获:
人类的视觉比当今任何一台计算机都要复杂和强大. 信号(以光的形式)通过眼睛的视网膜,然后在大脑中进行处理的过程是复杂的,仍然没有完全理解.
设计师需要意识到常见的处理错误,特别是要意识到视觉压力和色盲,以便他们可以调整他们的设计,以最大限度地减少这些错误的影响.
参考资料及资源:
课程: 视觉感知和设计的终极指南
阅读有关 人脑的容量.
你可以找到皇冠老牌网站视觉皮层组成部分的详细描述 在这里.
了解所有皇冠老牌网站 感觉处理 在大脑中.
了解更多皇冠老牌网站色盲的信息 在这里.
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