视觉信息应用技术 张雷洪

视觉信息应用技术 1、绪论 02.24 2、视觉光学系统 03.03 3、视觉光学系统屈光学 03.10 4、视觉生理学基础 03.17 1、绪论 02.24 2、视觉光学系统 03.03 3、视觉光学系统屈光学 03.10 4、视觉生理学基础 03.17 5、视觉的基本功能 03.24 6、图形图像视觉及视错觉 03.31 7、立体视觉及其应用 04.07 8、颜色视觉、颜色错觉及应用 04.14 9、运动视觉与运动错觉 04.21 10、视觉光学仪器与视觉检测技术 04.28 11、三维成像技术、视觉仿生学 05.05 12、视觉专题－学生演讲课 05.12 13、视觉课堂实验 05.19 14、影视《超视觉》、实验、复习等 05.26 15、考查 复习 06.02 16、考查 06.09

第一章 绪论 视觉系统与视觉应用技术概述 1.1 人类的感觉和知觉  肤觉 味觉 感觉知觉 嗅觉 听觉 视觉 ？？ 20/50

 肤 觉 刺 激：压力、化学、电、振动、冷热等 感觉器官：皮肤（人体表面积 ） 分 类：  功 用：感知信息；自我调节和防护； 其他知觉的补充，如“读”文字。 盲文、计算机键盘  1.5~2.0 m2 触、温、冷、酸、痛觉等

 味 觉 刺 激：盐、酸、糖、香料等 感觉器官：舌头上的味蕾 分 类：甜、咸、酸、苦、（辣） 功 用：辨别食物和药物等的味道 已退化。 化学觉  味 觉 刺 激：盐、酸、糖、香料等 感觉器官：舌头上的味蕾 分 类：甜、咸、酸、苦、（辣） 功 用：辨别食物和药物等的味道 已退化。

 嗅 觉 刺 激：气体分子的气味等 感觉器官：鼻子（嗅感受细胞） 分 类：如香、臭、腥等 功 用：人类，辨别气味。已退化 化学觉  嗅 觉 刺 激：气体分子的气味等 感觉器官：鼻子（嗅感受细胞） 分 类：如香、臭、腥等 功 用：人类，辨别气味。已退化 动物，猎食与逃避（狐、兔、鲨） 如警犬，破案。

 听 觉 刺 激：周围媒质（空气）的振动 感觉器官：耳 分 类：频率范围（ ） 功 用：人类，语言；动物，导航,捕猎,逃避 20 ~ 20,000 Hz  人类：听觉、嗅觉、味觉、触觉等某些方面 远不如某些动物。  人类具有良好的视觉功能和极高的智能。

 第六感觉 刺 激：人们对饥饿、 口渴等的感觉，都不是通过五个基本感觉器官所感知的，而是通过“第六感觉”而感知的的振动 。 感觉器官：机体各内脏器官的活动，通过附着于器官壁上的神经元（神经末梢）发出神经电冲动，把信号及时传递给各级神经中枢而产生的 。 功 用：人类了解自身的活动规律和防治疾病 。

1． 曾经作过的梦境在现实中果然发生了； 2． 到一个从未去过的新的地方，却发现非常熟悉那里的景物； 3． 在别人尚未开口时，已知道他将说什么； 4． 常有正确的预感； 5． 身体有时会有莫名其妙的感觉，如蚁爬感，短暂的刺痛感； 6． 能预知电话铃响； 7． 预见会碰到某人，果然如此； 8． 在灾祸到来之前有不适的生理反应，如窒息感、乏力等； 9． 常做彩色缤纷的梦； 10．会不时听见无法解释的声音。

1.2 人类的视觉系统与功能  视觉信息 视觉系统是最重要的知觉系统，人类接收的80％ 以上的信息（光信息）来自视觉。 眼睛是心灵的窗户；  视觉信息 视觉系统是最重要的知觉系统，人类接收的80％ 以上的信息（光信息）来自视觉。 眼睛是心灵的窗户； 眉目传情、一见钟情； 水汪汪的大眼睛； 要象爱护自己眼睛一样爱护…… 百闻不如一见； 耳听为虚，眼见为实……  在许多时候，耳听为虚，眼见也为虚！！ 25/50

眼见为虚－方向错觉

眼见为虚 视错觉 有害？ 有益？

航空模拟器

 视觉系统与视觉功能概述 0.1mm  感觉器官：眼睛（双眼）  视觉系统与视觉功能概述  感觉器官：眼睛（双眼）  亮度范围：10－6～ 10 8mL（毫朗伯, 1mL=3.18cd/m2）  视觉分辨率：1分视角，明视距离处约  颜色视觉：波长范围 380 nm～780 nm  颜色视觉缺陷——色弱与色盲  立体视觉：基于双眼视觉与双眼视差  运动视觉：人类——较敏锐；蛙类，昆虫……  视 错 觉：几何图形错觉、颜色错觉、运动错觉…… 0.1mm

绳子或隧道 ？ 拧绳错觉

月动(运动)错觉：人攀明月不可得 月行却与人相随 月动(运动)错觉：人攀明月不可得 月行却与人相随

1.3 视觉研究的成就及应用技术  视觉系统的结构与功能研究成就  视觉(眼球)光学系统的结构 角膜、（瞳孔）、房水、晶状体、玻璃体。  视觉(眼球)光学系统的结构    视觉(神经)生理学系统的结构 视细胞，视觉通路，视觉中枢等。    视觉的基本功能 光亮度、光波长、时间分辨、空间分辨、明视、 暗视、 视敏度、视力等。 角膜、（瞳孔）、房水、晶状体、玻璃体。 35/50

 视觉系统的功能研究成就  视觉的综合功能 形状视觉、图形视觉、图像识别 视觉恒常性 联想、匹配 学习、记忆等  视觉的高级功能  视觉的综合功能 形状视觉、图形视觉、图像识别 视觉恒常性 联想、匹配 学习、记忆等    视觉的高级功能 空间视觉与立体视觉 颜色视觉 运动视觉 视觉认知等 

 视觉研究的应用例证  视觉(眼球)光学系统的研究应用 例：验光配镜，角膜镜（隐形眼镜） 角膜移植 人工晶状体移植  视觉(眼球)光学系统的研究应用 例：验光配镜，角膜镜（隐形眼镜） 角膜移植 人工晶状体移植 近视、远视、弱视、斜视等防治方法及仪器 激光角膜修整术    视觉的空间和时间响应 例：视力检查测试技术，时间频响及视觉暂留等  立体视觉的应用技术 例：立体镜、立体电影、立体电视、立体显示、 立体照片(摄影)、立体遥感、宇宙探测等 PRK，Lasik 

立体电视大体上可分为两大类：一类叫普通立体电视,或者叫双眼立体电视,它是一种模拟人们观察景物时的双眼视差及其调节会聚作用的系统，只能显示景物某一方向上的深度感。根据所选用的显示器件的不同，分带眼镜(补色眼镜或偏光眼镜)和不带眼镜两种观看方式。另一类叫自动立体电视，这是一种企图复现景物的真实空间关系的全景显示系统，不需配戴专门的眼镜，而且在观众的观看位置改变时，所观看图像的空间关系能随着改变。立体电视技术将随着现代光学和电子学的发展而日趋完善。

立体照相机

自制数码立体照相机

立体照片(图对)拍摄制作实验 40/50

立体照片（立体图对）

补 色 法 立 体 照 片

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普通照片 能转换成立体照片吗？  3D_Stereo伪立体

 视觉研究的应用例证  颜色视觉的应用 例：国家与社会：国旗、货币等 日常生活：时装、家居装潢、彩色影视等  颜色视觉的应用 例：国家与社会：国旗、货币等 日常生活：时装、家居装潢、彩色影视等 科技与产业：科技、交通、印刷、印染、纺织等 文化艺术：艺术摄影、绘画等 医疗卫生：色弱与色盲检查等    运动视觉的应用 例：动画、霓虹灯，电影，电视——立体电视等  其他应用 例：显微镜、望远镜、环带成像、全景电影、全景成像  实例

全景电影，也称“西尼拉玛”，是宽银幕电影的一种。拍摄时由三台联接在一起的摄影机，在三条35毫米的胶片上分别摄取宽幅画面的三分之一，放映时使用三台同步运转的放映机，将各占画面三分之一的三条影片同时投映于银幕，并合成整幅画面。全景电影放映在宽阔的弧形银幕上，提供观众以146度的水平视野，并配有多路立体声还音装置。

环带成像

视 觉 很重要，真奇妙！

Thank you Very Much !

色弱与色盲

形体之美胜于颜色之美，气质之美又胜于形体之美! 弗朗西斯 ·培根（1561～1626） 面容之美有如夏天的水果，易逝而不持久！ 形体之美胜于颜色之美，气质之美又胜于形体之美!