实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 1
第五章 视觉与听觉
视觉系统
视觉的基本功能
颜色视觉
听觉系统
响度与音高量表
空间听觉实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 2
一、视觉系统
眼睛
视神经通路与大脑
神经细胞的感受野
特征觉察器（ feature detectors）的概念实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 3
二、视觉的基本功能
视觉的感受性
光谱感受性
暗适应和光适应
空间辨别
时间辨别
客体的识别与定位：焦点系统与周围系统实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 4
1、光谱感受性（ 1）
人眼不能看到所有的光线。
人眼的适宜刺激，即可见光的波长范围大约是 400nm（紫色） —— 700nm（红色）。
人眼对不同波长光线的感受性是不同的。
人眼视网膜有两种感光细胞
锥体细胞
杆体细胞实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 5
1、光谱感受性（ 2）
明视觉 暗视觉感受器 锥体细胞 杆体细胞视网膜位置 集中在中央凹 网膜边缘功能上的亮度水平 白天日光 黑夜光线最敏感的波峰 555nm 507nm
颜色视觉 有 无暗适应 快，约 5分钟 慢，约 30分钟空间分辨 高敏度，光感受性低 低敏度，光感受性高表 5.1 明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 6
1、光谱感受性（ 3）
Purkinje效应
J.E.Purkinje1825年发现，在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光度变弱时，
两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。这种现象，即当照度降低，使锥体视觉转换到杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应叫做 Purkinje效应（荆其诚，
1987）。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 7
2、暗适应与光适应（ 1）
暗适应（ dark adaptation）
明适应（ light adaptation）
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 8
2、暗适应与光适应（ 2）
0 5 10 15 20 25 30 35
3
4
5
6
7
8
暗适应时间（分钟）
阈限的对数值图 5.3 在暗适应过程中视觉阈限的变化实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 9
2、暗适应与光适应（ 3）
0 5101520 30 45 60 90 120
20
40
60
80
100
时间（秒）
图 5.4 光适应曲线比较光的相对数值实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 10
（二）空间辨别
眼睛的空间辨别能力即视锐度（ visual acuity）
表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。
视角（ visual angle）：离眼睛一定距离的物体的大小与眼睛形成的张角。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 11
1、觉察
觉察（ detection）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。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 12
2、定位、解像与识别
定位（ localization）是觉察两根线是否连续或彼此有些错位的能力。
解像（ resolution）是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。
识别（ recognition）是确认物体及细节的能力。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 13
（三）时间辨别
在某种条件下，闪烁的灯光可能会被知觉为连续的。
物理上闪烁的光在主观上引起的感觉介于闪烁于稳定之间时的频率叫做临界闪光频率
（ critical flicker frequency），或临界融合频率
（ critical fusion frequency），简写为 CFF。
眼睛的周缘部分比中心区域更容易觉察闪烁。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 14
（四）客体的识别与定位：焦点系统与周围系统
焦点系统（ focal system，又称 what通路）主管客体的识别与再认，这就是膝状体 -纹状体视觉系统
（ geniculo-striate visual system），它包括视网膜中央凹在内的中心区、外侧膝状体和初级视皮层区
（纹状体）；
周围系统（ ambient system，又称 where通路）主管客体的定位，这就是视网膜背盖视觉系统
（ retinotectal visual system），它包括视网膜的中央凹区域以及边缘区域、上丘和外纹状体。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 15
三、颜色视觉
颜色是人类环境的一个普遍特色。
颜色加强了物体表面的对比，促进了客体的觉察与区分，为再认客体提供了清楚的线索。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 16
（一）颜色的明度、色调和饱和度
颜色的明度与其物理刺激光波强度 -亮度相对应。
颜色的色调与其物理刺激的光波波长相对应。
颜色的饱和度与其物理刺激的光波的纯度相对应。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 17
（二）颜色混合
加法的颜色混合（ additive color mixture）
减法的颜色混合（ subtractive color mixture）
熟悉性和过去的经验对外观颜色的作用被归结为记忆色（ memory color）。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 18
（三）颜色理论
三色理论（ trichromatic receptor theory，又称杨 -赫尔姆霍茨理论,Young-Helmholtz
theory）
对立机制理论（ opponent-process theory）
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 19
（四）色盲
色弱
色盲
全色盲
部分色盲
仅仅由黑白刺激也可以产生颜色感觉，人们称之为主观颜色（ subjective color）。
第五章 视觉与听觉
视觉系统
视觉的基本功能
颜色视觉
听觉系统
响度与音高量表
空间听觉实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 2
一、视觉系统
眼睛
视神经通路与大脑
神经细胞的感受野
特征觉察器（ feature detectors）的概念实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 3
二、视觉的基本功能
视觉的感受性
光谱感受性
暗适应和光适应
空间辨别
时间辨别
客体的识别与定位：焦点系统与周围系统实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 4
1、光谱感受性（ 1）
人眼不能看到所有的光线。
人眼的适宜刺激，即可见光的波长范围大约是 400nm（紫色） —— 700nm（红色）。
人眼对不同波长光线的感受性是不同的。
人眼视网膜有两种感光细胞
锥体细胞
杆体细胞实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 5
1、光谱感受性（ 2）
明视觉 暗视觉感受器 锥体细胞 杆体细胞视网膜位置 集中在中央凹 网膜边缘功能上的亮度水平 白天日光 黑夜光线最敏感的波峰 555nm 507nm
颜色视觉 有 无暗适应 快，约 5分钟 慢，约 30分钟空间分辨 高敏度，光感受性低 低敏度，光感受性高表 5.1 明视觉（锥体）与暗视觉（杆体）的特性实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 6
1、光谱感受性（ 3）
Purkinje效应
J.E.Purkinje1825年发现，在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光度变弱时，
两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。这种现象，即当照度降低，使锥体视觉转换到杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应叫做 Purkinje效应（荆其诚，
1987）。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 7
2、暗适应与光适应（ 1）
暗适应（ dark adaptation）
明适应（ light adaptation）
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 8
2、暗适应与光适应（ 2）
0 5 10 15 20 25 30 35
3
4
5
6
7
8
暗适应时间（分钟）
阈限的对数值图 5.3 在暗适应过程中视觉阈限的变化实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 9
2、暗适应与光适应（ 3）
0 5101520 30 45 60 90 120
20
40
60
80
100
时间（秒）
图 5.4 光适应曲线比较光的相对数值实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 10
（二）空间辨别
眼睛的空间辨别能力即视锐度（ visual acuity）
表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。
视角（ visual angle）：离眼睛一定距离的物体的大小与眼睛形成的张角。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 11
1、觉察
觉察（ detection）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。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 12
2、定位、解像与识别
定位（ localization）是觉察两根线是否连续或彼此有些错位的能力。
解像（ resolution）是知觉某一模式具体元素之间分离的能力。
识别（ recognition）是确认物体及细节的能力。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 13
（三）时间辨别
在某种条件下，闪烁的灯光可能会被知觉为连续的。
物理上闪烁的光在主观上引起的感觉介于闪烁于稳定之间时的频率叫做临界闪光频率
（ critical flicker frequency），或临界融合频率
（ critical fusion frequency），简写为 CFF。
眼睛的周缘部分比中心区域更容易觉察闪烁。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 14
（四）客体的识别与定位：焦点系统与周围系统
焦点系统（ focal system，又称 what通路）主管客体的识别与再认，这就是膝状体 -纹状体视觉系统
（ geniculo-striate visual system），它包括视网膜中央凹在内的中心区、外侧膝状体和初级视皮层区
（纹状体）；
周围系统（ ambient system，又称 where通路）主管客体的定位，这就是视网膜背盖视觉系统
（ retinotectal visual system），它包括视网膜的中央凹区域以及边缘区域、上丘和外纹状体。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 15
三、颜色视觉
颜色是人类环境的一个普遍特色。
颜色加强了物体表面的对比，促进了客体的觉察与区分，为再认客体提供了清楚的线索。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 16
（一）颜色的明度、色调和饱和度
颜色的明度与其物理刺激光波强度 -亮度相对应。
颜色的色调与其物理刺激的光波波长相对应。
颜色的饱和度与其物理刺激的光波的纯度相对应。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 17
（二）颜色混合
加法的颜色混合（ additive color mixture）
减法的颜色混合（ subtractive color mixture）
熟悉性和过去的经验对外观颜色的作用被归结为记忆色（ memory color）。
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 18
（三）颜色理论
三色理论（ trichromatic receptor theory，又称杨 -赫尔姆霍茨理论,Young-Helmholtz
theory）
对立机制理论（ opponent-process theory）
实验心理学讲义 第五章 视觉与知觉 19
（四）色盲
色弱
色盲
全色盲
部分色盲
仅仅由黑白刺激也可以产生颜色感觉，人们称之为主观颜色（ subjective color）。
