人眼的物理限制有哪些

㈠ 人眼的视觉特性

人眼的视觉特性

首先人眼的视觉特性，是因人而异的，我们在这里讨论的是正常人的统计平均状况。

01视觉范围

1.人眼的光谱灵敏度

(1)人眼可识别的电磁波长大约为400-800nm。波长由长至短祥饥改，光色分别为红橙黄绿青蓝紫。同时含有400-800nm各色电磁波的光，称为白光。

(2)人眼对不同的颜色的可见光灵敏程度不同，对黄绿色最灵敏(在较亮环肢咐境中对黄光最灵敏，在较暗环境中对绿光最灵敏)，对白光较灵敏。但无论在任何情况下，人眼对红光和蓝紫光都不灵敏，假如，将人眼对黄绿色的比视感度(灵敏度)设为100%，则蓝色光和红色光的比视感度(灵敏度)就只有10%左右了。

(3)在很暗的环境中(亮度低于10-2cd/m2时)，如无灯光照射的夜间，人眼的锥状细胞失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代,人眼失去感觉彩色的能力，仅能辨别白色和灰色.。

2.人眼能感受的亮度范围

人眼能感受的亮度范围约为10-3—106cd/m2。当平均亮度适中时(亮度范围约为10—104cd/m2)，能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈0.08);当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。

3.人眼视觉的空间特性

(1)空间分辨率为≤12LP/mm;

(2)灰度分辨能力为64级。

4.人眼的时间特性

(1)活动图像的帧率至少为15fps时，人眼才有图像连续的感觉;

(2)活动图像的帧率在25fps时，人眼才感受不到闪烁。

注:;监控视频15fps，电视25fps，电脑屏幕60fps。

02视觉的适应性

亮度适应能力
亮度适应现象：人眼通过改变其整个灵敏度来适应非常大的光强变动范围的现象。

主观亮度：人的视觉系统感觉到的亮度，是进入人眼内的光强度的对数函数。

亮度Ba，短交叉曲线表示当眼镜适应这一强度级别时，人谨判眼能感受的主观亮度的范围

Bb以下，眼睛响应为黑，曲线上部的虚线部分实际无限制
1.明适应

人由暗处走到亮处时的视觉适应过程，称为明适应。当人由暗处走到亮处时，人眼一时无法辨认清物体，需要大约一分钟的调整适应时间。
2.暗适应

人由亮处走到暗处时的视觉适应过程，称为暗适应。当人由亮处走到暗处时，人眼一时无法辨认物体，需要大约三十分钟的调整适应时间

3.视觉惰性(视觉暂留)

光像一旦在视网膜上形成，在它消失后，视觉系统对这个光像的感觉仍会持续一段时间，大约为(1/20--1/10)s。

4.视觉连带集中

人眼一旦发现缺陷，视觉立即集中在这片小区域，密集缺陷比较容易发现。

5.视觉的心理学特性

视觉过程，除了包括基于生理基础的一些物理过程之外，还有许多先验知识在起作用。这些先验知识被归结为视觉的心理学知识，它们往往引导出现视错觉。
空间错觉和假轮廓

6.对比灵敏度
实验表明，人眼睛刚能分布的强度差 deta I 是I的函数，而且韦伯分数deta I/I在相当宽的范围内近似为常数，约等于0.02

7.马赫带效应（Mach Band）

8.同时对比度
人眼睛无法判断出视场中目标的绝对亮度。因为人类视觉对亮度的主观响应与目标物的背景亮度有着密切的关系。

参考：
人眼的视觉特性
视觉感知特性 【1】人类视觉系统的信息处理机制的4个特性
计算机视觉中的注意力机制（Visual Attention）
https://www.jianke.com/ykpd/5492830.html

㈡ 物理题：用刻度尺测量三个人的高度，你会发现什么说明什么问题

这是一个视觉误差的题目。三个人看起来不一样高，但用刻度尺测量三个人的高度，你会发现他们一样高。
其原因是：我们眼睛的构造、大脑的工作原理、我们的认识习惯以及一系列传统观念的束缚，使得眼见不一定为实。
一、人眼是有视觉限制的。
我们人类有眼睛。正常人的眼睛在接触光线后，会产生视觉。但是人的眼睛有它特殊的构造，并不是一切光线都能使人产生视觉。红外线和据说蚂蚁能够"看得见的"紫外线，都不能够使人产生视觉。因此正常人的眼睛，也可以说是很有"缺陷"的。
二、人脑会创造自己的一套逻辑，将非现实的信息予以合理化。
而现在华盛顿大学圣路易分校生物医学工程系和匹兹堡大学神经生物学系的合作研究显示，有时你看到的任何事都不能相信。研究人员发现，你实际上正在做的事和你认为你正在做的事，在大脑中显示的部位不同。
丹尼尔·莫朗是圣路易分校生物医学工程暨神经生物助理教授。他与合作伙伴——匹兹堡大学的安德鲁·修怀兹和安东尼·瑞纳专注于研究认知和视觉小把戏，以及猕猴和人对这些小把戏的反应。他们创造了一个虚拟实境电视游乐器对猴子进行实验，让它们以为自己在用手描绘椭圆形，而实际上它们是画着圆形。研究人员监控猴子的神经细胞，并分辨脑中哪一个区域显示圆形，哪一个区域显示椭圆形。他们发现主要运动皮质区显示的是实际行动，而隔壁一个称之为腹侧运动前区的部位，制造着椭圆的幻象。
这项研究显示，人脑会创造自己的一套逻辑，将非现实的信息予以合理化。例如第一次戴上一副双焦点的老花眼镜时，会发现眼睛看到的景象和宽闷棚手触摸到的周围环境是不大一样的。渐渐地大脑会进行调整，消除视觉与触觉的差异。腹侧运动前区在此扮演重要角色。
三、我们的认识习惯使我们往往忽略事物的真实面貌。
我们往往说“一见钟情”，其中说明我们对于事物的认识其实是十分模糊且第一印象的。我们对于一件事物的认识，一般上一开始只是对视觉信号进行模糊处理，即只对信号进行轮廓辨认和处理，也即只辨认主要特征。比如人或动物或物体；动的或静的；大或小；远或近；男或女；高或矮等等特别明显的差异进行甄别。我们只有在多次接触或引起注意的时候才会注意到更多的细节的东西。这就造成我们被第一印象所欺骗。
这也就是说，人在得到一个印象时，一是模糊扫描的，二是将其分成各种要素来记存的。也就是说记存的不是完整的印象。所以，即使是眼光最敏锐和记忆最好的人也无法真正还原一个事物的完整的印象。
四、传播通道中的“噪音”亦将影响“眼见之景象”
这里的“眼见”指的其实是向别人描述自己“亲眼看见的东西”，人们往往把别人看见的东西就当成是事物的本来面目，认为既然有人看见了，又能如此详细的描述出来这总不会有错吧？但事实上，这之间往往会出现偏差。
人要将自己看到的事物传给另外别人时，并不能将原来的“印象”原原本本地送到别人的眼中。而是需要用另外的人体器官如：嘴——语言描述；手——图画描写；这就要转换，即将脑中记存的要素重新组合成印象并变成语言和动作。因为印象是要重新组合的，所以只要意识上出现偏差这种组合就会出现偏差，而且往往将自己没注意的差异漏掉。而罩纳在信息传播过程中，也会产生误差，这些都是“噪音”。接受这样的描述的人再将这些描述在大脑中进行类似的处理。这样与事物的原本面貌之间的差异就更大了。有时甚至是很离谱。
五、传统想法加上利害关系，使人们只看到他们想要看的。
亲眼看到的才信，对看不见、不能理解的慎则一概不信，这是一般人判断真伪的方法。实际上这是由于传统想法加上利害关系蒙蔽了人的眼睛。正因为人们相信自己看到的就是真实的，这也往往会造成一种麻痹心里，忽略了其实应该是可以注意到的因素。使他们只看得见他们想要看到的，看不见他们不想看到的。所以这也是一种迷信，是迷信于自己的眼睛和观念，而正是这种固步自封的认识方法造成了科技无法进步。
比如我们看见室内的桌子、椅子、笔、砚、杯、盘都是静止不动的，是坚实无缝的。但是物理学家会告诉我们，在这些物质内部，电子围绕原子核以光的速度旋转着，原子与原子也是时刻不停地振动着。
电子与原子核，原子与原子之间都留着极大的空隙，非常疏松，像空气一样。这和我们看见外表的静止、坚实完全不一样。可见，人类的眼睛实际上是看不到物体真相的，必须用合乎逻辑的理智才能推得正确的答案。
平时我们认为确实看得一清二楚的事物，事实上有时也没有真正看清。科学家告诉我们，人眼所能看到的光线，只在可见光400～700纳米的电磁波长范围内，是极为有限的一部分；听到的频率范围也仅限于20～2万赫兹。
由于人眼的错觉，太空中原来大放光明的地方，长久以来一直被认为是漆黑一团，就是因为人眼的视力所限，即使借助某些工具，人观察到的也只能是最表层的显现。后来科学家意识到了这个问题，采用了红外线、紫外线、X射线来观察天体，结果豁然开朗，那些隐藏在黑暗中的天体瞬间出现在人类眼前，景象壮观得令人难以置信。当前最先进的哈勃太空望远镜，就能用红外线来观察天体。
正是由于上诉种种原因，使得我们看到的往往与事物本身是有出入的，尤其是第一印象。看上面的那些图也可以说明这一点，往往是第一眼欺骗了自己，当我们重新认真审视这些图时，就可以很快发现其中的奥妙了，
对此我们可以发现，对于眼睛所造成的视觉误差，虽然有人体构造等等的限制我们暂时无法改变，但对于我们的认识习惯等是可以减少我们这种不必要的“麻烦”的。这要我们在关注事物的时候，不要受陷于自己的刻板印象，不要急于下结论，多看多想，多点理性，少点鲁莽，很多“误会”是可以被消除的。

㈢ 人眼为什么观察范围有一定限制

大家知道，一个发光点可看成是一个发散光柬的顶点，人眼看到实物发光点，也就是光束的顶
点。
若发光点发出的光束被凸透镜折射成实像，人眼看到的p’点是
p点的实像，它是实际光线会聚点，如图
16-39若光束被平面镜或被凹透镜折射成虚像，如图l6-40所示，人眼看到的p1‘和p2点，它们不实际光线的会聚点
但都是出射光束反向延长线的会聚点由此可见，人眼直接看到的物或像，都是看到发散光束的顶点，对于整个物体或整个物体的像，由于物体或像上每一点都是发散光束的顶点，这些点的
集合就构成了整个物体或整个物体的像．
根据以上结论，我们可以用发散光来顶点来确定人眼观察像的范围，具体步骤如下:
1）根据特殊光线作出物点的象;
2）把像点作为反射或折射后的发散光束的顶点．作出从顶点出发经透镜或平面镜上下两边缘（对平面图而言）折射或反射的发散光束的边缘光线；
3）逆着光线的方向看，此两条边缘光线所夹的范围，就是顶点（也即像点）的观察范围；
4）若要观察到整个物体的橡，则根据上述步骤作出像两个端点的观察范围，这两个观察范围的重叠区域就是看到整个像的范围.
下面应用这种方法分别对实像和虚像的观察范围进行分析，并比较其观察范围的大小．图
16一41中的a’b‘是根据特殊光线所画的物
a
b经凸透镜所成的实像，要确定其观察范围，可从透镜边缘引两条光线并通过a’点，从而作出a’点为顶点的发散光束范围．逆着光线前进的方向看此发散光束的范围就为像a’的观察范围,见图中打斜线的部分，用同样方法确定出b’点的观察范围，它们的重叠区域就是映到整个像
a’b’的范围，即图中打交叉的部分．如图16—41，像
a’b’比透镜小，若所成的像跟透镜一样大,通a‘点与b’点到镜边缘的四条光线中有两直线是平行的，如图
16—42所示,观察象
a‘b’的区域不会
重叠（图中打斜线的两个部分）.这种情况无法用眼睛直接看到整个物体的象，若像大于透镜更是看不到了。可见观察凸透镜所成的实像范围随像的增大而减小，以至无法看到完整的像.若要用眼睛看到比透镜大的实像，则可借型哗运助光屏．实像成在光屏上由于光屏漫反射，光屏芦者上每个象点都作为发散光束的顶点，人眼处在光屏前的任何位置都可以看到这些顶点，这些顶点的集合就是光屏上的实像．要确定平面镜前物体ab所成的虚像的观察范围，可根据物像对称性找出像的位置a
‘b’,如图
16·43所示,a‘b’分别作为ab经平面镜反射后发散光束的顶点。则从a’b‘点发出的通过平面镜边缘反射光束范围，即为观察到的像a’b’点的范围（见图中α角的范围）．同样方法确定出观察b‘点的范围（图中β角范围），它们的重叠区域即为看到整个像a’b‘的范围（图中打斜线的部分）.凹透镜所成虚像的观察范围与平面镜同，看到a’的范围如图
16—44中α角范围,看到
b’的范围见图中β
角的范围，看到整个象a’b’范围见图中打斜线部分．凸透镜所成的虚像范围见图
16-45所示，其中图(a）是像比镜小的情况，观察范围大，图(b
）是像比镜大的情况，观察范围只限于镜后一卜梁个很小的影区”内（图中打斜线的部分,
且像比镜大得越多，观察范围越小．值得注意的是，人眼因肌肉调节而相当于一个变焦距凸透镜，正常人眼只能把处在眼前10厘米以外处的物体成像在视网膜上，因此要清晰地看到物体的像，人眼不仅要处在上述所分析的观察范围内，且离顶点(即像点)的距离不得小于10厘米．
摘自《物理教师》

㈣ 人及其他动物的眼睛变得对可见光最敏感,其背后有何物理原因

视网膜的材质。人的悄旅视网膜材质类似于钢的硬而不脆，这种硬而不脆的黄金值，就使人对可见光全程都是最灵敏。动物的视网膜材质类似于含碳量偏高或偏低，启源凳致使有的动物的眼睛对红光灵敏，甚至能看见红外线，但对紫光就变得麻木不仁，甚至看不见；致使有的动物对裂吵紫光灵敏，对红光麻木不仁。总之大部分动物对可见光的跨度不如人，少数的动物对可见光的跨度可能超过人。这些物理角度都是视网膜的材质原因，生理角度都是生存为了适应各自的大自然环境的原因。

㈤ 人类的眼睛像素有5.76亿，那为什么看不清100米开外的东西

人类的眼睛逗搭启像素有5.76亿，是一个很高的数值。很多价格昂贵的相机多可能达不到这个效果。但是人的眼睛却看不清100m开外的东西。这是因为我们通常对像素这个概念有一个误解。并不是像素越高，我们能看出清楚的东西就越远。枝扒而是像素越高，我们能看到的物体就越清晰，越精细。而人眼之所以不能看见100m开外的东西，是因为我们普通人眼睛最小视角约束了。

越好的相机，拍出来的照片就越有质感。我们的人眼像素很高，因此我们眼睛所看到的美景是相机所不能表达出来的感觉。但是我们看到美景是有一个前提，就是我们能看得到。100m的物体如果我们能清晰的看到，那么我们的眼睛就能发挥出它独特的优势。而现实往往是这样，100m太远了，由于空气没有影响。折光率以及其他种种原因让我们很难看清100m外的物体。这不是像素的问题而是由于其他原因。

像素是指图像由一个个小方格组成。如果不是客观原因的限制，我们的眼睛看到100m外的物体是可以的。但是现实环境就是很复杂。因此我们的人眼就很难看到100m外的物体。

㈥ 人眼能看多远

人视力的极限是6米。视力最好的人能在6米以外看清东西，但对大部分人来说，能看清楚3米外的事物就很桥晌不错了。正常眼可以看到（看清）无限远的物体，但是物体在视觉上有“近大远小”的特性。

眼睛的长度会影响视力。近视的人眼球长度要长于正常人的眼球长度，而远视的人眼球长度要短于正常眼球的长度。眼球长度改变1毫米就会影响你看东西的距离。

(6)人眼的物理限制有哪些扩展阅读厅友

1、虹膜异色可遗传。虹膜异色是具有遗传性的。但如果你在生活中突然发现自己的一只眼睛颜色发生了变化，这可能就是虹膜异色症，应及时就医。

2、有的人会有对视恐惧症。害怕看别人的眼睛，被称为对视恐惧症。它是高级神经活动的暂时失调，是青春期的常见病。青春期的男女，生理发育比心理快，再加上学业压力和其他外界因素的影响，就容易产生这种神经系统的适应不良。

3、眼球的恢复速度很快。有些眼球擦伤能够在24~48小时内愈合。但眼球划伤引起感染，就有可能导致失明。所以，当你感到眼睛受到伤害后，应及时就医，必要时要使用抗生素避免感染。

4、眼睛也有被晒伤的可能。眼睛被晒伤表现为疼痛、红肿和脱皮，眼睛长期暴露扮消槐在阳光下会导致眼球内的组织增厚，这可能需要进行手术才能恢复。戴太阳镜可防止长波紫外线和中波紫外线损伤眼睛。

㈦ 在物理学上,人的明视距离是多少近点和远点是多少

人眼能看到的最远距离叫远点,正常人的远点理论上在无穷远,但实际在5米以上就算正常了.近视眼达不到无限远,一般在在5米以内.
人眼能看清楚的最近距备没离叫近肢枯点,正常人10厘米.老花眼大于25厘历滚洞米,所以看书时要将书拿远看.
眼睛观看25厘米距离处的物体时,用眼不容易感到疲劳,这个距离叫做明视距离

㈧ 光电成像技术突破了人眼的哪些限制

光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用？光电成像技术突破了人眼的哪些限制？
应用：(1)人眼的视觉特性
(2)各种辐射源及目标、背景特性
(3)大气光学特性拍毁对辐射传输的影响
(4)成像光学系统
(5)光辐射探测器及致冷器
(6)信号的电子学处理(7)图像的显示
[2]突破了人袭返备眼的限制
:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力
(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力
(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节
(4)可以将超快世岁速现象存储下来

㈨ 人眼在视觉上有限制 包括( )

盲点:视网膜上有不感光的部位——即盲点.

近视:原因:眼球前后径过长,或租敏晶状体曲度过大,成像在视网膜前.矫正方法:戴凹透镜.

远视:原因:眼球前后径过短,或晶状体曲度过小,晶状体的弹性变小,成像在视网膜后.矫正方法:戴凸透镜.

色盲:失去正常人辨别庆明颜色能力的先天性色觉障誉型告碍.

㈩ 请问人眼在明视距离处的最小分辨距离为多少θ=1.22λ/D，明视距离为25mm

明视距离是眼睛可以把物体看得清晰的距离，是25厘米。
明视距离就是在合适的照明条件下，眼睛最方便、最习惯的工作距离。码迅最适合正常人眼观察近处较小物体的距离，约25厘米。这时人眼的调节功能不太紧张，可以长时间观察而不易疲劳。
物理学里，人眼看太远和太近的物体时，眼球都要进行调节，也就是改变眼球的突起程度，看近处物体时，调节力增加，晶状体会变凸，看远处物体时，调乱猜节力要减弱，晶状体会扁平。但有一个距离恰能使眼睛不用调节就能看清楚，这个距离就叫明视距离。也就是说眼睛看明视距离处的物体是感觉最舒服的、最适合正常人眼观察近处较小物体的距离，约为25厘米。
明视距离小于20cm为近视眼，大于30cm则为远视眼。标准明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。
分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力的大小是用分辨距离（迟陪此所能分辨开的两个物点间的最小距离）的数值来表示的。
希望我能帮助你解疑释惑。