视觉的形成

眼见不一定为实

视觉是眼睛和大脑一起工作的结果。当来自眼睛的信息骗过大脑使其看到不真实的图像时，就会发生错觉。大脑处理眼睛发出的神经脉冲时，必须根据它收到的信息尽快得出结论并形成理性的图像。人们能判断与某一物体之间的距离，因为已经熟知这物体的大小，知道在某个距离时，它该有多大。但是人们也会上当受骗!把物体置于某种很不寻常的情况下，视力的错觉会使人们对该物体的相对体积和距离做出错误的判断。因此，有时候人眼看到的也不见得就是真实的。

巧用错觉

当大脑错误地理解两维图像时会发生光学错觉。当图画显示不同大小的方块时，大脑会感觉小方块比大方块远，尽管事实并非如此。依次排列的一排灯会给人这种感觉:一盏灯在亮并依次移动。这种效应经常被用来显示广告和数字式新闻广播的文字。艺术家更是利用透视画法用平面图创造立体的错觉。例如，他们画倒“V”形线代表伸向远方的铁路；或在一座大房子边画一座小山，使山显得很遥远。有些艺术家还利用这些技巧使大脑看到不真实的透视图，使得画面更显立体真切。

相片上的倒“V”形铁路绵绵伸向远方。

眼睛与视觉

视觉是一种非常复杂的感觉功能，其研究牵涉到许多专门的科学，如神经生理学（神经系统的功能）、生物化学（生物的化学变化）、物理学（物质与能量的科学）以及光学（对视觉的研究）等。视觉器官眼睛无疑是感觉器官中最重要的部分。

眼球

眼睛的光学特性

由外界一点发出的光线必须正确地投射在视网膜上确切的位置，眼睛才能清晰地接收到物体；因此，到达眼睛的光线必须经过适当的偏折，称为屈光。眼睛是一个复杂的光学系统，由不同折射率的介质组成；这些介质是空气、眼房水、水晶体及玻璃体。折射的表面决定屈光度。光线的折射大小以屈光度多少来表示（1屈光度D= 其焦距为1 米的透镜折射率）。眼球屈光度的总和大致为60D。水晶体的功用犹如照相机，可以调节焦距。当看远物体时，水晶体呈扁平；看近物体时，水晶体则凸起。随着人体的老化，水晶体的弹性渐失，且水晶体核增加；以致调节的功能减弱，这就是所谓的老花眼。

眼睛的构造

眼部是一个直径大约2.5 厘米的球状器官，位于眼眶内，由三层膜覆盖。最外层 为巩膜及角膜，巩膜形成眼球后部的外壁，并围裹着视神经，是一个坚固的结缔组织。角膜由巩膜前部延伸而出，有上皮细胞层、实质层、后弹力层及内皮细胞。深色的葡萄膜构成眼球的中层，包括脉络膜、睫状体及虹膜；因富含血管，所以也称为血管膜。视网膜构成眼睛的内膜，由感光细胞所组成，当光线落在视网膜上，这些细胞就会受到刺激，并经由视神经把刺激传到大脑。在角膜和水晶体之间布满眼房水；水晶体后部则有一种胶质物体占据眼球的大半部，称为玻璃体；眼房水和玻璃体都是透明的。

眼睛的视觉原理

眼睛视觉的基本原理可以拿照相机来比较：眼内的视网膜就好像照相机里的胶卷，晶状体和玻璃体相当于镜头，眼皮和虹膜可比作照相机的光圈。形成图像的基本条件是光线的射入，更确切地说是电磁波的进入。由于自然界所有可见物体都能不同程度地反射光线，所以实际上“看”是对反差的感知。

图为人的视觉成像经过。当外界物体反射来的光线带着物体表面的信息经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，经聚焦在视网膜上形成物象。物象刺激了视网膜上的感光细胞，这些感光细胞产生的神经冲动，沿着视神经传入到大脑皮层的视觉中枢，即大脑皮层的枕叶部位，在这里把神经冲动转换成大脑中认识的景象。这些景象的生成已经经过了加工，是“角度感”、“形象感”、“立体感”等协同工作，并把图像根据摄入的信息在大脑虚拟空间中还原，还原等于把图像往外又投了出去。虚拟位置能大致与原实物位置对准，这才是我们所见到的景物。

当我们看某个物体时，大脑究竟是如何工作的呢？

尽管我们现有的关于视觉系统的知识量很庞大，已经有了视觉心理学、视觉生理学和视觉分子及细胞生物学等学科，但对如何看东西我们确实还没有清楚的想法，对视觉过程仍然缺乏清晰、科学的了解。
你可能对自己如何看东西有了一个粗略的想法。比如认为每只眼睛就像一部微型电视摄像机，把外界景象聚焦到眼后一个特殊的视网膜屏幕上，每个视网膜有无数的光感受器，对进入眼睛的光子进行响应。然后，把由双眼进入大脑的图象整合到一起，这样就可以看东西了。但实际上，这把如何看东西想得太简单了，甚至在许多情况下完全错了。

为了研究“看”这个问题，我们必须了解看所涉及的任务及头脑内完成该任务的生物装置。 动物需要视觉系统去寻觅食物、躲避天敌和其他危险，交配、抚养后代等等也离不开视觉系统。进入眼睛的光子仅能告诉我们视野中某个部分的亮度和某些波长信息，但我们需要知道的是那里有什么东西，它正在做什么和可能去做什么。换句话说，我们需要看物体、物体的运动和它们的“含义”。但仅仅是这些还不够的，我们还必须做到“实时”，在这些信息过时之前，足够迅速地采取行动。所以，必须尽快地提取生动的信息。因此，眼和大脑必须分析进入眼睛的光信息，以便获得所有这些重要的信息。