眼睛
参数
- 第一主点:
- 第二主点:
- 物方焦距:
- 像方焦距:
- 明视距离:
结构
黄斑
- 位于视网膜中央凹陷处,直径约5毫米
- 富含黄色素细胞,可吸收来自周围组织的有害蓝光
- 含有大量视锥细胞,是我们进行中央视觉和识别细节的关键区域
盲斑
- 是视神经纤维汇聚进入眼球内部的入口处
- 位于视网膜的鼻侧偏太阳穴侧约15度处
- 该区域完全没有视觉细胞,因此构成视野中的"盲点"
由于人体视野的双眼立体重叠以及视线扫描的补偿作用, 以上两个斑通常不会影响到正常视觉功能.
视杆细胞
- 对于微弱光线非常敏感,主要负责暗视觉
- 富集于视网膜的周边区域
- 只能感知明暗,不能分辨颜色
- 在低照度条件下起主导作用
视锥细胞
- 对颜色和细节高度敏感,主要负责日间视觉
- 富集于视网膜中央区域,特别是黄斑中心凹
- 分为3种类型,分别对红、绿、蓝光敏感,共同编码色彩信息
- 在正常白天光照条件下起主导作用
疾病
近视: 成像在视网膜之前 远视: 成像在视网膜之后
视觉敏感度
色盲: 某类视锥细胞缺失
色弱: 视觉细胞并未缺失, 但响应能力较弱
其他动物的眼睛
食肉动物的眼睛一般长在面部前方, 有较大的双眼交叠视觉, 有利于形成立体视觉来有效判断猎物的距离.
食草动物的眼睛一般长在头部两侧, 有更大的视觉范围, 有利于更早地发现天敌. 大部分食草动物对于颜色的分辨能力较弱.
视觉是鸟类安全飞行的保障. 鸟类的眼睛与体型之比是所有动物最大的. 相比哺乳动物, 鸟类的睫状肌能更快地调节晶状体, 调节的范围也更大. 鸟类具有更多更密的视觉细胞, 视觉分辨率更高.
水的折射率较高, 鱼类主要靠晶状体屈光, 晶状体的密度更大, 曲率也更大. 另外, 和陆生动物不同, 鱼类主要靠调节视网膜与晶状体间的距离, 而不是晶状体的曲率来调整焦点.
复眼
复眼由多个单元组成, 单个单元无法成像. 复眼提供了很大的视觉范围, 其空间分辨率低于人眼, 但其时间分辨率高于人眼约倍.
放大镜 和 目镜
放大镜的作用是放大视角, 而非放大实际大小 在没有放大镜的时候, 由于明视距离的存在, 高度为的物体所能呈现的最大视角就是
现在我们有一个放大镜, 需要把物体放大成虚像（一倍焦距之内）, 且像不能进入人的明视距离之内, 所以需要把物放在焦点内侧很小的距离之内, 由几何上的相似三角形, 像的视角就是物的视角
于是角放大率 :
显微镜和望远镜中的目镜本质上也是放大镜
显微镜
- 物镜把物放大成一个倒立的实像
- 目镜再把这个倒立实像放大成更大的虚像
被观察的物体放在物方焦点外侧附近, 它经过物镜放大成像至目镜物方焦点内侧附近, 再经目镜放大称虚像于明视距离以外
因为第一次放大物里物方焦点足够近, 所以像离像方焦点足够远, 而目镜又必须要比像里物镜更远, 所以物镜和目镜之间的距离远大于它们的焦距
显微镜的总放大率为物镜横向放大率和目镜角放大率 的乘积
其中是物镜像方焦点到目镜物方焦点的距离, 被称为光学筒长
望远镜
原理和显微镜类似, 区别在于
- 物在无穷远处, 故物镜的像成在其像方焦面上
- 物镜的像方焦点和目镜的物方焦点几乎重合 定义其视角放大率为最后的虚像对目镜所张视角 和物体在实际位置所张视角之比
上述是开普勒式, 对于伽利略式有
照相机
镜头和焦距: 相机镜头收集光线并将其聚焦到图像传感器或胶片上. 镜头的焦距决定了视角和放大倍率 - 较短的焦距提供更宽的视角, 而较长的焦距提供更大的变焦和放大倍率
光圈（光阑）: 镜头中的光圈或光圈控制进入相机的光量. 较宽的光圈（较小的 f 值）允许更多的光线但较浅的景深 , 而较窄的光圈（较大的 f 值）会减少光线但增加景深.
投影仪
把物方焦点附近的物投影到屏上, 因而放大率