第三講：眼睛的功能
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目錄 |
The Eye and Seeing
- 人類眼睛裡視網膜 (Retina) 主要的細胞包括 ：
- 一億多的光接受器 (Photoreceptor) ；
- 總共約一千萬個水平細胞 (Horizontal cell) 、無長突細胞 (Amacrine cell) 和雙極細胞 (Bipolar cell) ；
- 約一百二十五萬個神經節細胞 (ganglion cell) ；
- 簡化影像
- 眼睛的光接受器會獨立接受光線，為了增加效率，光接受器接收到的訊號不會直接形成影像。訊號會經過其它細胞處理後簡化變成幾個重要的視覺訊息，包括：對比度、色彩、邊線和質地等。就像電腦屏幕由高解析度降至較低解析度，高色彩位元降至低色彩位元。
- topics
- 資料壓縮 jpeg vs RAW
- Photoreceptor matrix
- 如果接受器直接反應外界物理量
- 人的視覺作啥？
- 是直接反應外界物理量？
- 原始貯存物理量
- 如果接受器直接反應外界物理量
- 視覺要「處理」
- Contrast（對比）
- Color（色彩）
- Edges（邊界）
- Texture（質地）
- ........
- Vision as InfoPro
- 視覺是由
- 外界光反射的分佈光源特性了解外界可能有
- 我們需要的東西
- 我們要避開的東西
- 我們要逃離的東西
- 知道這些東西空間中的關係
Retinal Ganglion Cell
- 今天的主角
- 兩件須知（ganglion cell特性）
- 不會吸收光線
- 反應以動作電位（action potentials）方式表現
- 雖然反應不複雜
- 但其中有不少故事
- 兩件須知（ganglion cell特性）
- 第一件難題
- 資料壓縮
- 1億多個接受器
- 125萬個ganglion cells
- 單純計算十分之一（但不止）
- why and how?
- 測量ganglion cells
- microelectrode（微小電極）
- single cell recording
- 單一神經記錄
- spontaneous activity
- 自主反應
- ON response
- 開反應
- OFF response
- 關反應
- Receptive Fields
- 接受區
- filter（過濾器）
- computation
- 計算
- lateral inhibition
- 側抑制
- ON-center vs OFF-center （亮中心與暗中心）
再見網膜結構
- 網膜上中介細胞
- Horizontal cells（水平細胞）
- 可能lateral inhibition
- Bipolar cells（雙極細胞）
- 以glutamate為transmitter
- 但receptor的分泌與光之有無恰好反向
- Amacrine cells
- feedback cells (?)
- switch (?)
- Horizontal cells（水平細胞）
- Network運作
- 示意圖
- Computation
- DoG curve (Difference of Gaussian curves)
- Gaussian curves
- Receptive fields 大小
- Retinal eccentricity （網膜偏心度 ）
- 同一RF對不同大小的Sti.
- 不同大小RF對不同大小Sti.
三種ganglion cells
- P cells
- parvocelluar
- M cells
- magnocelluar
- K cells
- koniocelluar
- 見table3.1 page 83
- koniocelluar
- cell size
- P small
- M large
- K very small
- conduction velocity（傳遞速度）
- P slow
- M fast
- K slow/variable
- cell population （細胞數量）
- P 80%
- M 10%
- K ~10%
- spatial resolution （空間解析度）
- P high
- M low
- K moderate
- Temporal resolution
- P low
- M high
- K high
- contrast sensitivity
- P low
- M good
- K modest
- color vision
- P good
- M poor
- K ??
- 不只在網膜上不同，一直到更高層也不同
- 管道？
- 還有10%的ganglion cells
- 可能往SC（下週再談）
- Box 3.2
- Your daily dose of light
- 與circadian rhythms（晝夜節律）有關
- 人類是日行動物
- 由photoreceptors分佈可推知
- 衛教插播
- 生活規律
- 曬太陽:)
Ganglion cells可能作啥？
- receptive fields
- brightness / lightness
- brightness
- 照度
- 發光源所輻射出的能量
- lightness
- 亮度
- 反光物體所反射回來的能量
- center/surround antagonism
- Hermann Grid
- why （可能的:p）
- why not at fixation point
- Mach Bands
- possible explanation
- Vividness （逼真 ） of Mach bands
- 在物體上的效果大於影陰上
- 是cognitive influence ?
- Cognitive penetrability vs impenetrability（認知可穿透與認知不可穿透）
- center/surround
- background intensity （背景強度）
- lightness constant
- Constancy （恆常性）
- Box 3.3
- Lightness constancy fails
- 當有很「局部」的照明時
- 環境亮度對比太大時
- 可能破壞lightness constancy
- lightness contrast
- physically same:)
- Lightness constancy fails
- vividness of simultaneous lightness contrast
illusions
- 錯覺給我們開了一扇窗戶
- 如果不錯
- 可能有很多很多方法可以解決
- 例如：hard copy
- 可能有很多很多方法可以解決
- 但有錯
- 解決方法就較有限
- 至少不能hard copy
- 解決方法就較有限
sensitivity vs resolution
- 資料壓縮
- visual acuity與資料壓縮
- convergence is the enemy of resolution
- 壓縮是解析度的敵人
- sensation 與資料壓縮
- convergence is the ally of sensitivity
- 壓縮是敏感度的朋友
- spatial summation
- 空間總和
- duplex solution
- 以相機：感光度是調底片感光度ASA
- trade-off resolution/sensitivity
- box 3.4
- photopic system
- scotopic system
- mesopic
- temporal summation
- 時間向度的加成
- box 3.4 (p98)
- Bloch's law
- I x T = C
- I intensity 強度
- T time (0.05s ~ 0.1s) 時間
- C constant visual effect 常數，視覺效果
- Sensitivity
- photopic, scotopic, mesopic （明視覺、暗視覺、中介視覺）
- Resolution
- ganglion cells 33% 集中 fovea
- Resolution for Real time
- in reading
- viewing distance
- 1 shot resolution chart （一眼視覺解析度圖）
- Sensitivity 測量
- scotopic vision
- photopic vision
- Purkinje shift
- 白晝：紅花較綠葉亮
- 晚上：紅花較綠葉暗
- 如何計算？
- brightness=>lightness*sensitivity
- 捲積（convolution）
- f(x)*g(x) = ∫f(α)g(x-α)dα
- box3.6 page106
- dark adaptation
- 暗適應
