生理光学是视觉科学中的一个重要分支，它主要研究视觉系统对光信息的接收、成像、转换、传递、处理和感知，以及在此基础上发展起来的各种视觉功能。 1980年，浙江大学光学仪器工程学系（现光电信息工程学系）解兰昌教授等率先在浙大设立了《生理光学》课程。20多年来，每年都有相当数量的学生踊跃选修本课程，取得了十分明显的教学效果。在此期间，国内外有关生理光学和视觉功能的研究不断得到发展，取得大量的研究成果，学科的内容也得到了更新和丰富。为适应教学、科研及知识普及等方面的新要求，我们编著了《视觉及其应用技术》一书。本书既保留了现有的生理光学及其他视觉著作的主要内容，又充实了大量的最新视觉研究成果，大大拓展了教学内容和研究应用领域。其特色是全面阐述视觉系统的结构和基本功能、视觉的高级功能、视觉光学仪器及检测技术、视觉应用技术、视觉仿生技术等方面的理论知识、先进方法和实际应用。本书与信息时代紧密结合，是一本集知识性、技术性、专业性和趣味性于一体的专业教材。 本书的主要内容包括四大部分：第一部分第一章至第四章分别为绪论、视觉光学系统及屈光学、视觉神经生理学基础和视觉的基本功能；第二部分第五章至第八章阐述视觉的高级功能，分别为形状与图形视觉及图像识别、空间知觉与立体视觉、颜色视觉、运动视觉等；第三部分第九章介绍视觉光学仪器及检测技术；第四部分第十章和第十一章阐述视觉应用技术，主要包括三维与立体成像技术、视觉仿生技术及其应用等。
我们生活在一个五彩缤纷而又不断变化的世界中。为了接收周围的大量信息，人类发展出了各种各样的感觉和知觉功能，包括视觉、听觉、味觉、嗅觉和肤觉等。而在这五大知觉中，视觉信息占人类接收的全部信息的80%以上，尤其是在高度信息化的今天，视觉信息所占的比例更是有增无减。视觉，作为人类最重要的知觉功能，在日常生活和工作中正发挥出越来越重要的作用。 人们对视觉的认识可以追溯到远古时代，而对视觉的系统研究则始于19世纪末期。近几十年来，视觉研究得到了快速的发展，产生了视觉生理学、视觉心理学、心理物理学、生理光学、视觉光学、视觉认知学、视觉仿生学等新兴学科，形成了视觉科学研究及其应用的完整体系。在人类的所有知觉功能中，视觉是被研究得最多，也是被研究得最透彻的一种知觉功能。目前人们已掌握了从眼球光学系统到视网膜、从视网膜到大脑视皮层的各级视觉通路的结构和功能，并正对大脑视皮层的高级中枢信息处理功能开展深人研究。可以预言，对视觉系统的结构和功能的研究，既有助于人们全面认识自身的生理机能，提高日常生活和工作的质量，同时又可将视觉研究的成果应用于现代工业与科学技术的各个领域，更好地为人类服务。 生理光学是视觉科学中的一个重要分支，它主要研究视觉系统对光信息的接收、成像、转换、传递、处理和感知，以及在此基础上发展起来的各种视觉功能。1980年，浙江大学光学仪器工程学系(现光电信息工程学系)解兰昌教授等率先在浙大设立了《生理光学》课程。20多年来，每年都有相当数量的学生踊跃选修本课程，取得了十分明显的教学效果。在此期间，国内外有关生理光学和视觉功能的研究不断得到发展，取得大量的研究成果，学科的内容也得到了更新和丰富。为适应教学、科研及知识普及等方面的新要求，我们编著了《视觉及其应用技术》一书。本书既保留了现有的生理光学及其他视觉著作的主要内容，又充实了大量的最新视觉研究成果，大大拓展了教学内容和研究应用领域。其特色是全面阐述视觉系统的结构和基本功能、视觉的高级功能、视觉光学仪器及检测技术、视觉应用技术、视觉仿生技术等方面的理论知识、先进方法和实际应用。本书与信息时代紧密结合，是一本集知识性、技术性、专业性和趣味性于一体的专业教材。 本书的主要内容包括四大部分：第一部分第一章至第四章分别为绪论、视觉光学系统及屈光学、视觉神经生理学基础和视觉的基本功能；第二部分第五章至第八章阐述视觉的高级功能，分别为形状与图形视觉及图像识别、空间知觉与立体视觉、颜色视觉、运动视觉等；第三部分第九章介绍视觉光学仪器及检测技术；第四部分第十章和第十一章阐述视觉应用技术，主要包括三维与立体成像技术、视觉仿生技术及其应用等。 本书在撰写过程中，始终得到解兰昌教授和黄峰高级工程师等老师的大力协助与支持，在此表示衷心感谢。 由于作者水平所限，编写时间又略显仓促，书中不足或不当之处在所难免，敬请广大读者指正。 作 者 2004年5月
生理光学是视觉科学中的一个重要分支，它主要研究视觉系统对光信息的接收、成像、转换、传递、处理和感知，以及在此基础上发展起来的各种视觉功能。 1980年，浙江大学光学仪器工程学系（现光电信息工程学系）解兰昌教授等率先在浙大设立了《生理光学》课程。20多年来，每年都有相当数量的学生踊跃选修本课程，取得了十分明显的教学效果。在此期间，国内外有关生理光学和视觉功能的研究不断得到发展，取得大量的研究成果，学科的内容也得到了更新和丰富。为适应教学、科研及知识普及等方面的新要求，我们编著了《视觉及其应用技术》一书。本书既保留了现有的生理光学及其他视觉著作的主要内容，又充实了大量的最新视觉研究成果，大大拓展了教学内容和研究应用领域。其特色是全面阐述视觉系统的结构和基本功能、视觉的高级功能、视觉光学仪器及检测技术、视觉应用技术、视觉仿生技术等方面的理论知识、先进方法和实际应用。本书与信息时代紧密结合，是一本集知识性、技术性、专业性和趣味性于一体的专业教材。
本书的主要内容包括四大部分：第一部分第一章至第四章分别为绪论、视觉光学系统及屈光学、视觉神经生理学基础和视觉的基本功能；第二部分第五章至第八章阐述视觉的高级功能，分别为形状与图形视觉及图像识别、空间知觉与立体视觉、颜色视觉、运动视觉等；第三部分第九章介绍视觉光学仪器及检测技术；第四部分第十章和第十一章阐述视觉应用技术，主要包括三维与立体成像技术、视觉仿生技术及其应用等。
4．5眼球运动 人们生活在一个看起来无限大的空间里，人的双眼需要不断地环视周围的景物，搜索自己感兴趣的目标。世界是如此之大，立体角达到4*弧度，即720°，而人眼的视角又那样小，尤其是以视轴为中心的中央凹区域仅为1°20’视角。人眼为了搜索和看清目标，除了转动身体和转动头部等动作之外，眼球本身也必须要作多方向的运动。 4．5．1 眼球运动的目的 人眼视锥细胞主要集中于中央凹。为了正确地识别空间物体的位置、大小和形状，眼球就要不停地上下、左右转动，按人的意志改变注视的方向，使视轴对准被注视物体，把整个物体的图像清晰地传送到中央凹及黄斑区。在整个视网膜中，中央凹的敏感度最高，能获得最清晰的图像，其中视锥细胞起主要作用，为此需要转动眼球；而视网膜周边区对闪光和运动物体等的刺激特别敏感，该区域视杆细胞起主要作用，如果外界光刺激发生快速的变化，视网膜的周边区立即会作出反应，眼球也就产生运动。 眼球在各方面的运动是由两侧大脑运动区(大脑8区附近)来控制的。一般来说，侧向运动的大脑皮层比较明确，即大脑右侧皮层控制双眼向左运动，左侧皮层控制双眼向右运动；但控制双眼上下运动及其他方向的运动，如旋转等，在大脑皮层的对应投射区域尚不很清楚。 一般而言，眼球运动的目的和作用主要包括三个方面，即注视、辐辏和补偿。注视是使中央凹对准目标，辐辏是使双眼视轴向内集合，补偿是眼球的反射性运动，目的是保持视线的稳定。 在注视点分布研究中，发现人眼在观察定向目标时，眼球并非固定不动，而是注视点在不断地扫描，但对图形的“特征”却特别感兴趣，停留时间稍长。在不同的实验中发现，注视点停留的地方，主要集中于光的交界处，尤其是拐弯处，如白衣服上黑点、图形的轮廓等。用闭合图形进行实验，则视线容易往图的内侧去，若在画面内有运动的图形，或在这些地方的图形存在一些不规则性，例如图形的一部分欠缺，或者只是一部分有不同的特性，注视点也容易盯住这些地方。 为获得近物的清晰图像，左右眼的位置和方向必须作相应的调整，使双眼形成单视。在调节机制中我们已叙述过，此时双眼产生辐辏运动，相应地瞳孔也发生收缩。从远物向近物变化时，人眼为看清物体，需通过调节、集合和缩瞳来完成，集合就是双眼辐辏，这种眼球运动就是人眼近响应。 眼球运动的作用，还可以起到补偿体位变化以维持视线稳定的目的。当人体姿势发生变化时，或者当我们目光跟踪移动的目标时，都会引起眼球的反射性运动
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