浅谈视觉暂留现象_樊勇.pdf

科 技之窗在认识视觉暂留现象之前我们先来做一个有趣的实验 ：看这张神奇的图片 （如图1 所示 ），看你能看到什么 ……方法 ：（注意 ：一副很神奇的图 ！ 只要你能照下面的办法做 ， 你就能看到 ！ ）1. 注视图中心的四个黑点 15 秒 ～30秒 ！（不要看整个图片 ，而是只看那中间的 4个点 ！ ）2.然后朝自己身边的墙壁看 （白色的墙 ）.3.看的同时快速眨几下眼睛 .你看到了什么 ？ 有趣吗 ？其实 ， 这种现象就是视觉暂留现象 .那么 ，什么是视觉暂留呢 ？视觉暂留 ，顾名思义 ，就是视觉的暂短停留 .人眼观看物体时 ，成像于视网膜上 ，视网膜上的感光细胞得到光的刺激后 ， 视神经通过生物电流将这种刺激传给大脑 ，大脑根据这种刺激产生一种知觉 ，即看见物体 .但当物体移去后 ， 视神经对物体的印象并不会立即消失 ，而要延续 0.1～0.4 秒的时间 .这种现象被称为视觉暂留现象 ，也被称为人眼的惰性 .视觉暂留现象首先是被中国人发现的 .走马灯便有历史记载最早的视觉暂留现象的运用 .正月十五元宵节 ，民间风俗要挂花灯 ，走马灯为其中一种 .它外形多为宫灯状（如图 2 所示 ），内以剪纸粘一轮 ，将即绘好的图案粘贴其上 .燃灯以后 ，热气上熏 ，纸轮辐转 ，灯屏上即出现人马追逐 、物换景移的影像 .因多在灯各个面上绘制古代武将骑马的图画 ， 而灯转动时看起来好像几个人你追我赶一样 ，故名走马灯 .法国人保罗 ·罗盖在 1828 年发明了留影盘 .它是一块硬纸板 ，一面画着鸟笼 ，另一面画一只小鸟 （如图 3 所示 ）.纸板的两侧各打个孔 ， 系上线绳 .绕足了圈后 ， 拉紧线绳 ，使纸板快速地转动 ，这时 ，就会看到 ，小鸟进到笼子里去了 .这是因为当画有鸟一面的圆盘转过后 ，由于视觉暂停 ，鸟的影像会暂留在我们眼前 ，因此 ，当卡片转到鸟笼那一面时 ，鸟的影像就会重叠在鸟笼上 ，看起来就好像鸟被关在笼子里了 .这也证明了当眼睛看到一系列图像时 ，它会短暂保留前个图像 .在日常生活中 ， 我们会见到很多视觉暂留现象 .当我们在室内目视明亮的窗外景■ 樊 勇浅 谈 视 觉 暂 留 现 象图 1图 2图 359科 技之窗色时 ，瞬间闭上眼晴 ，会发观窗外景象仍会短暂留在视觉中 . 又如突然望一下太阳 ，然后将目光转向别处 ，虽然目光离开了太阳 ，太阳的影像还会暂留一会儿 .还有 ，在黑暗中舞动一根香火或者亮着的手电筒 ， 我们看到的不是一个亮点 ，而是一条亮线 .视觉暂留现象与光强 、环境 、视觉疲劳程度有关 ，暂留的时间长短 ，与所受光刺激的强度 、作用时间的长短以及颜色等因素有关 . 通常在三十分之一到五分之一秒之间 ，平均约为二十分之一 .人眼对于中等亮度的光刺激 ，视觉暂留时间约为 0.05～0.2 秒 .视觉暂留有两种 ： 如果影像的颜色与原物相同 ，称为正片后像 ；如果颜色与原物不同 ，则称为负片后像 ，产生负片后像的原因与视觉疲劳有关 .例如为什么医生的手术袍要做成绿色的 ？ 因为医生动手术时看到血 (过多的红色 )，形成过多的视觉暂留 ，如果穿白袍 ， 在白色的背景下视觉上会有看见绿色东西的错觉 ， 所以手术袍都做成绿色 ，以缓解这种错觉 ，这一现象为负片后像 .长时间地注视一支亮着的日光灯 ， 闭上眼睛后会有一条黑色的现象 ， 而瞥一眼日光灯立刻闭眼 ，这个光点好像在眼前闪现 ，这一现象为正片后像 .人眼的这种视觉暂留现象 ， 会使人感觉到什么呢 ？首先 ， 视觉暂留会使人的视觉产生重叠现象 ，使物体 “变静为动 ”.例如 ，下雨时 ，雨点是一滴一滴落到地面上 ， 它本身并不是连续的线条 ， 但我们的感觉却是雨点仿佛是一条条连绵不断地向下倾注的水线 ；电扇转动时 ，每个扇叶仍是分开的 ，但我们却只看到一个圆盘的形状 ； 黑暗中旋转的焰火 ，远看就像一个火圈儿 .电影的拍摄和放映就是视觉暂留的具体应用 .现代医学证明 ，人的眼睛看到一幅画或一个物体后 ，在 1/24 秒内不会消失 .利用这一原理 ，如果以每秒超过 24 帧画面以上播放连续的图像变化时 ， 人眼无法辨别单幅的静态画面 ， 看上去是平滑连续的视觉效果 ， 这样连续的画面就是我们常说的视频 .在一幅画还没有消失前播放出下一幅画 ， 就会给人造成一种流畅的视觉变化效果 . 电影采用了每秒 24 帧画面的速度拍摄播放 ，电视采用了每秒 25 帧 .其次 ，视觉暂留现象能使物体 “变动为静 ”. 一架电扇断电后 ， 当转动仍没有停止时 ，转得不快不慢 ，使我们看不清扇叶片数和轮廓 ， 这时如果我们快速不停地眨眼睛观察电扇时 ， 却可以清晰地看清扇叶的轮廓和片数 ，并且感觉其转动明显地变慢了 .我们可以动手做一个纸陀螺来体会一下 “变静为动 ”和 “变动为静 ”.从稍硬的白纸板上剪一个直径为 5 厘米的圆盘 .在圆盘上画内 、外两个圆环 ，并在内环上画 8 个大小相等黑白相间的扇形 ，在外环上画 10 个大小相等黑白相间的扇形 ，如图 4 所示 . 用针尖在圆盘中心刺一个小孔 ，再插上一根火柴梗 ， 就做成了一个纸陀螺 .在日光灯照射下 ，用手指捻动火柴梗 ，使纸陀螺在桌面上快速转动 .一开始你看到的圆纸盘是呈单一的灰色的 ，过一会儿 ，你就会发现圆纸盘上的内环和外环沿两个相反的方向旋转 .炎热的夏夜 ， 我们在日光灯下打开电扇 ，会发现随着电扇转速的变化 ，电扇叶片仿佛有时 “静止 ”，有时 “倒转 ”，有时 “正转 ”；在电影 、电视里我们有时也会看到汽车的车轮也会出现这种现象 .这些都可以用视觉暂留来解释 .图 460。