人眼辨別色彩的能力,與位於眼球後方視網膜上的錐細胞(cone cell)有關。每隻眼睛約有600-700萬個錐細胞,它們分布於視網膜的黃斑。
錐細胞可分為L、M、S三種,各有不同的吸收波長,如左圖。 圖片來源
而從左圖中也可看出,不同波長的光會使三種錐細胞產生強度不同的反應。因此人類的視覺系統,即是透過解讀三種錐細胞之間相對反應,來產生「色彩」的知覺反應。
產生色盲的原因,可能為其中一種錐細胞的數量太少,甚至完全沒有。
不同物種因具有不同的錐細胞,也具備不同的色彩辨識能力。(如狗只有兩種錐細胞、鳥類有四種錐細胞)
電腦螢幕即是透過調整紅綠藍三種顏色發光元件的亮度,來顯示出不同的顏色。
錐細胞吸收光,產生訊號後,會先經由其後的神經元網路處理再送往大腦。
神經元網路具有特殊的拮抗特性,右圖顯示目前已知的三種類型,分別為L+M-S(輸出y/b訊號)、L-M(輸出r/g訊號)、L+M+S。圖片來源
視覺中樞依據y/b訊號及r/g訊號的相對強度來解讀光的顏色,而L+M+S拮抗則將三種錐細胞的信號疊加起來,判讀光的亮度。此種在錐細胞後進行的訊號處理,即稱作彩色視覺的拮抗處理論。
錐細胞主要分布於黃斑,而此區能接收到的光視角有限,因此物體需移動至視界中心,方能辨識顏色。
實驗方法:
1. 受測者視線與桌面平行,直視前方,不可轉移視線。
2. 另一位組員沿量角器邊緣,自零度開始緩慢移動物體。
3. 紀錄看到物體及看到顏色的角度。
操作照片(?
顏色、左/右眼與角度的關係
由左表之結果數據,可以發現:
看到物體與看到顏色之間,差距了一段角度。
使用相同眼時,看到偏亮顏色(如粉、黃)之角度大多比看到偏暗顏色(如綠、靛)的角度要小。
使用左眼/右眼與看到之角度大小並無明顯關聯。
(註:當初做實驗時,蘇、王兩位組員未紀錄顏色)
結果討論
以下僅為推論,由於數據量不足,恐有誤差之虞:
亮色可能較暗色容易看見。
左右眼之周邊視覺能力可能因人而異。(有人左眼較好;有人右眼較佳;或許也有人雙眼相同)
實驗方法:於電腦前進行彩色視覺測試,並記錄分數。
操作照片(?
進行兩次之分數
數據不足,無法做出較為合理的推論。
不過遊戲蠻有趣的XD
實驗方法:觀察螢幕中彩色方塊10-15秒後再看空白方塊,並紀錄觀察到的顏色。
操作照片(?
組員結果
組員間的結果皆相似,而大致可歸納為右圖所示之顏色分布。
此實驗所顯示出之結果即為螢幕彩色方塊中顏色的拮抗色。
實驗方法:搭配盲點測試圖測試視覺盲點。
操作照片(?
結果數據
左右眼與雙眼之盲點測試
進行盲點測試時,物體自視線中消失後一段距離後會再出現,而該消失點即為該眼的盲點所在。
特別的是,四位組員使用雙眼進行盲點測試時,均未發現有盲點的存在。
看物體時,左右眼所看到的影像不盡相同。必須透過大腦的整合才能呈現立體圖像。
實驗方法:
於實驗桌距邊緣0.5、1、1.5公尺處設置一燒杯。
受測者坐在桌旁並閉上單眼。
另一組員持乒乓球從受測者前方沿線水平緩慢移動。
當受測者覺得球位於燒杯正上方時即通知該組員,該組員放手任球自由落下。
紀錄此時球與燒杯的相對位置。(若在燒杯內即記為0)
操作照片(?
乒乓球與三燒杯之相對距離
由左表可看出,使用單眼時,組員對於乒乓球之正確位置的感知會受到影響,但使用雙眼判斷時就不會失誤。
此表中,燒杯距受測者的距離與測出結果並無明顯關聯性。
問題討論
為何使用雙眼做盲點測試時測不到盲點?
兩隻眼睛會互相補足彼此的盲點區,使我們在視物時不受影響。
若立體視覺需雙眼方可完成,那單眼視物為何還是能感覺到物體的立體感?
大腦會利用過去視覺上的經驗(如物體遠近關係、陰影等)幫助辨別立體感。