1.2.1 了解人眼的视觉系统
人眼的形状近似为一个球体(成人眼球前后径约为24mm),它由3层膜包裹:外覆的角膜与巩膜、脉络膜、视网膜。人眼结构如图1-10所示。
图1-10 人眼结构
相机和人的眼球的结构非常相似,如图1-11所示。角膜相当于相机的镜头,瞳孔相当于光圈,晶状体相当于调焦器,视网膜相当于底片。物体发出的光线通过角膜和晶状体的折射,聚焦在视网膜上,视网膜上的细胞将信号通过视神经传入大脑的视觉中枢成像,我们就能看见这个五彩缤纷的世界中的物体了。
图1-11 相机和人的眼球的结构对比
物体在人眼中成像的示意如图1-12所示,图中反映了光学系统的光路原理。在人眼中,晶状体和成像区域(视网膜)的距离是固定的,晶状体中心和沿视轴的视网膜的距离约为17mm。正确聚焦的焦距是通过改变晶状体的形状得到的。在远离或者接近目标时,睫状体中的纤维通过压扁或加厚晶状体来实现聚焦。焦距的范围为14~17mm,当眼睛放松且注视的距离大于3m时,焦距约为17mm。据此,我们可以很容易地计算出物体在眼球视网膜上成像的尺寸。
图1-12 物体在人眼中成像的示意