工程学视觉精.ppt

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1、工程学视觉第1页，本讲稿共56页视觉机能与建筑视觉机能与建筑第2页，本讲稿共56页视觉机能与建筑视觉机能与建筑第3页，本讲稿共56页建筑以建筑以“形形”、“光光”、“色色”具体地反映具体地反映着建筑的着建筑的质感质感、色感色感、形象形象和和空间感空间感，表现，表现出建筑的尺度比例、明暗轮廓、差异对比、出建筑的尺度比例、明暗轮廓、差异对比、统一和谐、韵律结构、层次与流通、肌理与统一和谐、韵律结构、层次与流通、肌理与质地、积聚与分割、俯视与仰视、环境与空质地、积聚与分割、俯视与仰视、环境与空间、情调与意蕴、智巧与美感等。间、情调与意蕴、智巧与美感等。视觉机能与建筑视觉机能与建筑第4页，本讲稿共56

2、页陵墓主殿四角有圆柱形圆柱形高达40米的高塔一座，每座塔均向外倾斜12度，实为美学上的需求。因为人类的眼睛在远方挑望此四座垂直建筑物及中央主殿时,受距离影响,将产生高塔向内倾斜的感觉。将此四座高塔刻意建造成向外倾斜，反而可让人于远处挑望时，感觉其为完全垂直。第5页，本讲稿共56页一一.视觉技能视觉技能第6页，本讲稿共56页构成视觉的要素构成视觉的要素光光对象物对象物眼睛眼睛视神经视神经视觉中枢视觉中枢视觉正常的人主要依靠视觉体验建筑和自然环境。视觉正常的人主要依靠视觉体验建筑和自然环境。第7页，本讲稿共56页81.1.视觉刺激视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的视觉的适宜刺激是光

3、。人的两眼可以感受到的光波长为光波长为380-780nm380-780nm。第8页，本讲稿共56页视角视角：由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角：由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角 度。度。物体越小，距离越远，视角越小。物体越小，距离越远，视角越小。摄影机摄影机镜头镜头所能摄取的场面上距离最大的两点与镜所能摄取的场面上距离最大的两点与镜 头连线的夹角。头连线的夹角。临界视角：临界视角：眼睛能分辨目标物最近两点光线投入眼球时的交眼睛能分辨目标物最近两点光线投入眼球时的交角。视力为角。视力为1.0（即视力正常）时的临界视角等于（即视力正常）时的临界视角等于1。2.2.视角视角第9页，本讲稿共56

4、页视力是人眼对物体细节识别能力的一个生理尺度，以视力是人眼对物体细节识别能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数表示。临界视角的倒数表示。视力视力=1/=1/临界视角临界视角视力的好坏由视网膜分辨影像能力的大小来判定，当视力的好坏由视网膜分辨影像能力的大小来判定，当眼的屈光介质（如角膜、晶体、玻璃体等）变得混浊眼的屈光介质（如角膜、晶体、玻璃体等）变得混浊或存在屈光不正（近视、远视、散光）时，即使视网或存在屈光不正（近视、远视、散光）时，即使视网膜功能良好的眼视力仍会下降。膜功能良好的眼视力仍会下降。3.3.视力视力第10页，本讲稿共56页视野是指当人头部和眼球不动时，眼能观察到视野是指当人头部和

5、眼球不动时，眼能观察到的范围，一般以角度表示。的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：视野按眼球的工作状态可分为：静视野静视野在头部固定、眼球静止不动的状态在头部固定、眼球静止不动的状态 下自然可见的范围；下自然可见的范围；动视野动视野头部固定而眼球自由转动时的可见头部固定而眼球自由转动时的可见 范围。范围。注视野注视野在头部固定，而转动眼球注视某一在头部固定，而转动眼球注视某一 中心点时所见的范围；中心点时所见的范围；4.4.视野视野第11页，本讲稿共56页90607045402015 15垂直最佳视区：上、下垂直最佳视区：上、下1.5度。度。最佳视野范围：水平视线以下最佳视野范

6、围：水平视线以下 30 30度。度。有效视野范围：水平视线以有效视野范围：水平视线以 上上25度、以下度、以下35度。度。水平视线水平视线。25。35。最大固定视野：最大固定视野：115度。度。扩大的视野：扩大的视野：150度。度。垂直面内的视野垂直面内的视野第12页，本讲稿共56页水平面内的视野水平面内的视野15。15。最佳视野范围最佳视野范围35。35。有效视野范围有效视野范围90。90。5。最大固定视野最大固定视野扩大的视野扩大的视野第13页，本讲稿共56页5.5.立体视觉或深度觉立体视觉或深度觉1 1）两眼视差：）两眼视差：注视同一物体时，因两眼视线的角注视同一物体时，因两眼视线的角

7、度不完全相同，故而在两眼网膜上所构成的两度不完全相同，故而在两眼网膜上所构成的两 个影像，彼此稍有差别的现象。个影像，彼此稍有差别的现象。在物体距离远在物体距离远 时减小，在物体距离近时增加。时减小，在物体距离近时增加。2 2）肌肉收缩调节：肌肉紧张调节晶状体曲率。）肌肉收缩调节：肌肉紧张调节晶状体曲率。第14页，本讲稿共56页5.5.立体视觉或深度觉立体视觉或深度觉3 3）两眼辐合：）两眼辐合：由两眼球转动以聚合视线，从而获得由两眼球转动以聚合视线，从而获得 深度知觉的双眼线索，称为辐合作用深度知觉的双眼线索，称为辐合作用4 4）运动透视：运动透视：当观察者向前移动时，视野中的景物当观察者向

8、前移动时，视野中的景物 也会连续运动。近处物体流动的速度快，远处的也会连续运动。近处物体流动的速度快，远处的 物体流动的速度小物体流动的速度小。第15页，本讲稿共56页视距是人在操作系统中正常的观察距离。视距是人在操作系统中正常的观察距离。视距的确定：视距的确定：观察目标在观察目标在560mm处为适宜，低于处为适宜，低于380mm时会引起目时会引起目眩，超过眩，超过780mm时细节看不清。时细节看不清。头部转动角度：头部转动角度：左右均不宜超过左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过度，上、下均不宜超过30度。当转度。当转移视线时，约移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避时间的视觉是不

9、真实的，所以应避免在转移视线中进行观察。免在转移视线中进行观察。6.6.视距视距第16页，本讲稿共56页看物体的清楚程度称为视度。看物体的清楚程度称为视度。与下面与下面5 5个因素有关：个因素有关：1.1.物体对人眼所形成的视角物体对人眼所形成的视角2.2.物体与背景间的亮度对比物体与背景间的亮度对比3.3.物体的亮度物体的亮度4.4.观察者与为题的距离观察者与为题的距离5.5.观察时间的长短观察时间的长短7.7.视度视度第17页，本讲稿共56页 物体与背景有一定的对比度时，人眼物体与背景有一定的对比度时，人眼才能看清其形状。才能看清其形状。颜色差别、亮度差别颜色差别、亮度差别临界亮度差：临界

10、亮度差：人眼刚刚能看辨别到物体人眼刚刚能看辨别到物体时，背景与物体之间的最小亮度差。临时，背景与物体之间的最小亮度差。临界亮度差与背景亮度之比称为界亮度差与背景亮度之比称为临界对比临界对比；临界对比的倒数称为临界对比的倒数称为对比感度。对比感度。8.8.对比感度对比感度第18页，本讲稿共56页视觉适应是人眼随视觉环境中光量变化而感受性视觉适应是人眼随视觉环境中光量变化而感受性发生变化的过程。发生变化的过程。视觉适应的种类：视觉适应的种类：暗适应和明适应暗适应和明适应视杆细胞视杆细胞:暗视暗视视锥细胞视锥细胞:明视、颜色明视、颜色9.9.视觉的适应视觉的适应第19页，本讲稿共56页1)1)视线变

11、化习惯：左视线变化习惯：左右，上右，上下，顺时针。下，顺时针。2)2)准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。3)3)观察情况的优先性：左上观察情况的优先性：左上右上右上左下左下右下。右下。视区内的仪表布置必须考虑这一点。视区内的仪表布置必须考虑这一点。4)4)疲劳程度：水平优于垂直。疲劳程度：水平优于垂直。5)5)设计依据：以双眼视野为设计依据。设计依据：以双眼视野为设计依据。二二.视觉特征视觉特征第20页，本讲稿共56页6)6)目光巡视运动是点点跳跃，而非连续运动的。目光巡视运动是点点跳跃，而非连续运动的。7)7)两眼总是协调地同时注视一处，很难两眼分别两眼

12、总是协调地同时注视一处，很难两眼分别 看两处，所以设计中常取双眼视野为依据。看两处，所以设计中常取双眼视野为依据。8)8)接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。8)8)颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白。颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白。黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字字二二.视觉特征视觉特征第21页，本讲稿共56页三、色彩的视觉现象三、色彩的视觉现象第22页，本讲稿共56页 色觉色觉是外来的光刺激作用于人的视觉器官是外来的光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。而产生的主观感觉。物体的颜色不仅取决于物体本身，还与物体的颜色不

13、仅取决于物体本身，还与光源、周围环境的颜色，以及观察者的视觉系光源、周围环境的颜色，以及观察者的视觉系统有关系。统有关系。1 1、色觉、色觉第23页，本讲稿共56页第24页，本讲稿共56页第25页，本讲稿共56页第26页，本讲稿共56页1)1)光源。颜色是光作用于物体后的结果，没光源。颜色是光作用于物体后的结果，没有光就没有颜色。有光就没有颜色。2)2)物体。物体。3)3)眼睛。眼睛。4)4)功能正常大脑。功能正常大脑。一个正常色觉必须同时具备一个正常色觉必须同时具备4 4个条件时才能个条件时才能实现实现第27页，本讲稿共56页180 白白。120 黄黄。100 蓝蓝。60 绿红绿红。2.2.

14、色觉视野色觉视野130。白白95。黄黄80。蓝蓝45。红红40。绿绿水平方向的色觉视野水平方向的色觉视野垂直方向的色觉视野垂直方向的色觉视野第28页，本讲稿共56页建筑色彩三要素：建筑色彩三要素：色相、明度、纯度色相、明度、纯度色彩是上天赐予人类最珍贵的财富之一，是人色彩是上天赐予人类最珍贵的财富之一，是人类所共有的语言，它赋予人类配合的激情，是类所共有的语言，它赋予人类配合的激情，是商业空间中的主要浸染。商业空间中的主要浸染。第29页，本讲稿共56页3.3.色彩的对比色彩的对比两色或多色并置时，两色或多色并置时，相邻颜色互相影响的效果。相邻颜色互相影响的效果。同时对比：相邻的两种颜色互相影响

15、，表现为色相同时对比：相邻的两种颜色互相影响，表现为色相 对比、明度对比、纯度对比。对比、明度对比、纯度对比。继时对比：几个颜色先后刺激视觉器官，视继时对比：几个颜色先后刺激视觉器官，视 觉后像觉后像 引起。引起。第30页，本讲稿共56页色相对比色相对比色相即各类色彩的相貌称谓色相即各类色彩的相貌称谓,是颜色测量术语，颜色的是颜色测量术语，颜色的属性之一，借以用名称来区别红、黄、绿、蓝等各种颜属性之一，借以用名称来区别红、黄、绿、蓝等各种颜色。色。第31页，本讲稿共56页 两个补色并列时所产生的对比效果最强烈两个补色并列时所产生的对比效果最强烈互互补色补色对比对比第32页，本讲稿共56页冷暖色

16、对比冷暖色对比第33页，本讲稿共56页明度对比明度对比明度对比是色彩明暗程度的对比。明度对比是色彩明暗程度的对比。色彩的层次关系主要依靠色彩明度来表现，是色彩表色彩的层次关系主要依靠色彩明度来表现，是色彩表现重要因素。现重要因素。将将同明度的灰色同明度的灰色置于置于白底和黑底上，白底和黑底上，会会感感觉觉黑底上的灰色黑底上的灰色较较亮；而亮；而白底上的灰色明度白底上的灰色明度较较暗。暗。第34页，本讲稿共56页纯度对比纯度对比因纯度的差别而形成的色彩对比叫纯度对比。因纯度的差别而形成的色彩对比叫纯度对比。第35页，本讲稿共56页纯度对比纯度对比因纯度的差别而形成的色彩对比叫纯度对比。因纯度的差

17、别而形成的色彩对比叫纯度对比。第36页，本讲稿共56页1.1.同一物体的各个部分受光均不同。同一物体的各个部分受光均不同。为什么色彩差别有其普遍性？为什么色彩差别有其普遍性？2.2.由于光线千变万化，物体的反光更加千差万别。由于光线千变万化，物体的反光更加千差万别。3.3.发光体与反光体会产生不同的色彩感觉。发光体与反光体会产生不同的色彩感觉。4.4.发光体处于变化之中，因而造成色彩变化。发光体处于变化之中，因而造成色彩变化。5.5.万物皆在运动与变化之中。万物皆在运动与变化之中。6.6.眼睛的感觉影响色彩感觉的变化。眼睛的感觉影响色彩感觉的变化。7.7.色光的明度，纯度，色相等有无限的可分性

18、。色光的明度，纯度，色相等有无限的可分性。第37页，本讲稿共56页四、色彩的知觉效应四、色彩的知觉效应色彩的特性：色彩的特性：对比、冷暖、进退、涨缩、轻重对比、冷暖、进退、涨缩、轻重第38页，本讲稿共56页孟塞尔色彩体系孟塞尔色彩体系 又称又称HVCHVC体系孟塞尔体系，用一个圆柱表示：体系孟塞尔体系，用一个圆柱表示：第39页，本讲稿共56页孟塞尔色彩体系孟塞尔色彩体系 圆柱的高由下至上表示明度圆柱的高由下至上表示明度(V)(V)增加；增加；圆柱的圆周表示色相圆柱的圆周表示色相(H)(H)，沿圆周循环；，沿圆周循环；圆柱半径由内至外表示彩度圆柱半径由内至外表示彩度(C)(C)增加，至圆周处彩度

19、最高。增加，至圆周处彩度最高。第40页，本讲稿共56页孟塞尔体系对色彩的划分孟塞尔体系对色彩的划分十分详细，与人的感知觉十分详细，与人的感知觉基本一致，缺点是现实世基本一致，缺点是现实世界中的色彩并不能完全填界中的色彩并不能完全填满满HVCHVC模型。模型。所以我们看上去这个模型所以我们看上去这个模型有点残缺。有点残缺。孟塞尔色彩体系孟塞尔色彩体系 第41页，本讲稿共56页红红黄黄蓝蓝紫紫绿绿橙橙温色温色温色温色感觉感觉温暖温暖感觉清凉感觉清凉冷色冷色暖色暖色1.1.色彩的温度感色彩的温度感第42页，本讲稿共56页暖暖 感感冷冷 感感华华 美美朴朴 素素强强 烈烈柔柔 软软厚厚 重重幽幽 香香

20、2.2.色彩的情感色彩的情感第43页，本讲稿共56页 为什么救生圈和为什么救生圈和救生衣选用橙色，而救生衣选用橙色，而士兵的迷彩服却选用士兵的迷彩服却选用这样的颜色？这样的颜色？3.3.色彩的距离感色彩的距离感第44页，本讲稿共56页4.色彩的膨胀与收缩色彩的膨胀与收缩法国国旗法国国旗在面积相等的前提下，除了明度的高低影响视觉大小外，色在面积相等的前提下，除了明度的高低影响视觉大小外，色彩的冷暖也会有这样的影响。彩的冷暖也会有这样的影响。暖色大，冷色小。暖色大，冷色小。修改后面积大小关系：修改后面积大小关系：白白 红红 蓝蓝 低明度低明度 中明度中明度 高明度高明度 白（轻）白（轻）第48页，

21、本讲稿共56页6.6.疲劳感疲劳感u色彩的舒适与疲劳感是色彩刺激视觉生理和心理色彩的舒适与疲劳感是色彩刺激视觉生理和心理的综合反应。的综合反应。u红色刺激性最大，容易使人产生兴奋，也易红色刺激性最大，容易使人产生兴奋，也易产生疲劳。凡是视觉刺激强烈的色或色组都产生疲劳。凡是视觉刺激强烈的色或色组都容易使人疲劳，反之使人舒适。容易使人疲劳，反之使人舒适。u绿色是视觉中最舒适的色，因为它能吸收对眼绿色是视觉中最舒适的色，因为它能吸收对眼睛刺激性强的紫外线。睛刺激性强的紫外线。第49页，本讲稿共56页7.7.空间感空间感 明度高暖色感觉近，明度低冷色感觉远；明度高暖色感觉近，明度低冷色感觉远；暖色系

22、列一般为前进色，冷色系列为后退色；暖色系列一般为前进色，冷色系列为后退色；第50页，本讲稿共56页前进色前进色绿绿 黄绿黄绿 黄黄 橙橙 红红后退色后退色绿绿 蓝绿蓝绿 紫紫 蓝紫蓝紫 蓝蓝 第51页，本讲稿共56页生理学解释生理学解释眼睛在同一距离观察不同波长的色彩时，眼睛在同一距离观察不同波长的色彩时，波长长的波长长的暖色如暖色如红、橙红、橙等色，在视网膜上形成内侧映象；等色，在视网膜上形成内侧映象；波长短波长短的冷色如的冷色如蓝色、紫蓝色、紫等色，则在视网膜上形等色，则在视网膜上形成外侧映像。因此暖色好像在前进，冷色好像在后成外侧映像。因此暖色好像在前进，冷色好像在后退。退。短波长映像短

23、波长映像长波长映像长波长映像第52页，本讲稿共56页8.8.混合感混合感第53页，本讲稿共56页采光是为了使空间具有合理的亮度。采光方式分为自然采光自然采光和人工采光人工采光。空间自然采光是依靠在围护体上开窗获得，由于空间需要的亮度不同，对开窗的大小的要求也不同。第54页，本讲稿共56页举例举例图书馆与居室都需要采光，而阅览室的性质决定了采光量要比居室的采光量要高。因而阅览室的开窗面积要远远大于居室的开窗面积。阅览室的窗地比是阅览室的窗地比是1/61/4居室的窗地比是居室的窗地比是1/101/8第55页，本讲稿共56页通风通风的目的是保证空间具有良好的空气循环。任何空间的主体是人，为了保证人的活动，空间除必要的开窗之外，必要的条件下还需要采用一定的机械方式，如大型商场空间及公共办公空间等场所。日照日照也是空间必备的条件之一不同性质的空间因使用要求不同，应采取合理的朝向。比如居室空间、幼儿园教室、疗养院等必须争取多的日照条件和时间，而对一些具有特殊要求的空间，如画室、陈列室、图书馆书库等，应尽可能采取天光照射。第56页，本讲稿共56页