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    视觉原理

    本书在解释视觉系统的基础上,讲解了视觉对形状、位置、颜色和亮度以及运动等特性的认知原理。 花了较大的篇幅来讨论活动影像(影视节目)中涉及的视觉原理,并一定数量地引述了我国文化尤其是中国古典文学中涉及视觉感受的范例。 对于当前的一些热门话题,例如立体摄影、立体电影、光学错觉等,本书亦有较为详细的讲述。

    1. 详细信息

    作者简介

    李铭,北京电影学院数字媒体技术研究所/影视技术系教授级高工。

    主要著译:

    《数字时代的影像制作》(主编)、《影视技术概论(修订版)》(合著)、《中国电影专业史研究(电影技术卷)》(合著)、《电影摄影技术》(合译)、《电影摄影与照明设备》(合译)、《电影电视磁带录像技术词典》(合译)、《影视制作者指南》(合译)、《现代摄影加工》(合译)、《技术成就梦想——现代电影制作工艺探讨与实践》(撰稿人)、《理论支撑未来——电影工艺相关理论与科技研究》(撰稿人)、《电影技术百年》(编委/撰稿人)、《缩微摄影技术等级标准培训教材》(合著)、《中国缩微摄影工作事典》(副主编)等。

    内容简介

    本书在解释视觉系统的基础上,讲解了视觉对形状、位置、颜色和亮度以及运动等特性的认知原理。

    花了较大的篇幅来讨论活动影像(影视节目)中涉及的视觉原理,并一定数量地引述了我国文化尤其是中国古典文学中涉及视觉感受的范例。

    对于当前的一些热门话题,例如立体摄影、立体电影、光学错觉等,本书亦有较为详细的讲述。

    详细目录

    序1

    绪论11

    第一部分33

    第一章人的眼睛34

    1.1概述34

    1.2人眼的构造35

    眼球壁 36

    眼内腔和内容物 40

    1.2.3 视神经和视路 42

    1.2.4 眼附属器 42

    1.3视网膜43

    1.3.1 视网膜色素上皮层 44

    1.3.2 视网膜感觉层 44

    1.4视路 48

    第二章视觉功能 50

    2.1视觉的基本功能与基本特性 50

    2.1.1 光谱感受能力与分辨能力 50

    2.1.2 光强度感受能力与分辨能力 50

    2.1.3 光的空间辨别能力 51

    2.1.4 光的时间辨别能力 52

    2.2眼球的运动 52

    2.2.1 眼球的运动方式 52

    2.2.2 眼球运动的实现 55

    2.3视觉影像的形成 55

    2.3.1倒立的实像 55

    2.3.2眼睛的调焦与聚焦 56

    2.4视线与视野 57

    2.4.1视线 57

    2.4.2视野 57

    2.4.3一般观看过程 58

    2.4.4视野与影视画面宽高比的关系 59

    2.5光量的控制 60

    2.6视觉适应 61

    2.6.1明适应与暗适应 61

    2.7时间因素与空间因素 62

    2.8强度的差别 63

    2.9同时对比(反差) 64

    2.9.1横向抑制 64

    2.9.2对比(反差) 64

    2.9.3边缘 65

    2.9.4通道 67

    2.10连续对比 68

    2.10.1敏感度 68

    2.10.2余像 68

    第三章仿生眼 71

    第二部分:图形知觉73

    第四章图形知觉的形成 74

    第五章神奇的视觉现象 83

    第六章图形与背景的分离 91

    6.1突出图形的手段 91

    6.2掩饰图形的手段 95

    第七章视觉组织的格式塔原理 98

    7.1接近性 99

    7.2相似性 105

    7.3良好的连续性 107

    7.4闭合性 109

    7.5小型性 113

    7.6对称性 114

    7.7环绕性 114

    7.8简明性 117

    第八章创造性视觉思维 118

    8.1创造性思维与视觉思维 118

    8.2寓教于乐 120

    8.2.1七巧板 120

    8.2.2十五巧板 121

    8.2.3折纸游戏 126

    8.3创造性视觉思维在影像与影视的创作与制作上的运用126

    第三部分:深度知觉131

    第九章深度感的形成 132

    9.1深度感 132

    9.2双目的位置 132

    9.3深度感的形成 133

    第十章单目深度线索 134

    10.1相互遮挡 135

    10.2线性透视 135

    10.3大小恒常 137

    10.4相对高度 143

    10.5纹理梯度 144

    10.6大气透视 146

    10.7光影 146

    10.8运动视差 147

    10.9视力调节 149

    第十一章双目立体视觉 150

    11.1双目立体视觉的获得 150

    11.2立体摄影 153

    11.3立体图对与立体镜 154

    11.4裸眼观看立体图对 156

    11.5偏振法与双色法观看立体影像 159

    11.6柱镜法与狭缝法 160

    11.7立体影像中的立体窗 161

    11.8怎样用普通相机拍摄立体影像162

    11.9利用视差绘制的“立体图” 165

    11.10随机点单一影像立体图 169

    11.11巧用看立体影像的方法找出二图的差异 170

    11.12反光镜法看立体图对影像 170

    11.13单眼看立体图对影像获得深度感的方法172

    11.14从二维图片看三维影像的方法 173

    11.152D转3D 175

    11.16自制简易立体镜 176

    11.16.1观看图片的立体镜 176

    11.16.2幻灯片立体镜 177

    11.16.3大幅面立体图对的看片器 177

    11.17立体影像呈现与观看中的一些有趣现象177

    第十二章立体电影 179

    12.1立体电影的起源 179

    12.2立体电影的类型 183

    12.2.1需要戴眼镜的立体电影 183

    12.2.2不需要戴眼镜的立体电影 184

    12.3我国立体电影的发展历程 185

    12.4数字技术引入立体电影 186

    12.5数字立体电影 187

    12.5.1偏振技术 187

    12.5.2分色技术 189

    12.5.3液晶光闸技术 191

    12.64D电影 191

    第十三章全息摄影192

    第四部分:运动知觉203

    第十四章运动的感知204

    第十五章运动知觉的四种方式 206

    15.1真实运动 206

    15.1.1头不动眼也不动 206

    15.1.2头不动眼动 207

    15.1.3眼不动头动207

    15.2似动运动 208

    15.3诱发运动 211

    15.4运动后效213

    第十六章从活动图画玩具到电影和电视214

    16.1幻灯(17世纪中叶) 215

    第十四章运动的感知204

    第十五章运动知觉的四种方式 206

    15.1真实运动 206

    15.1.1头不动眼也不动 206

    15.1.2头不动眼动 207

    15.1.3眼不动头动207

    15.2似动运动 208

    15.3诱发运动 211

    15.4运动后效213

    第十六章从活动图画玩具到电影和电视214

    16.1幻灯(17世纪中叶) 215

    16.14尼普科夫圆盘 234

    16.15贝尔德机械电视 234

    第十七章活动影像的似动原理235

    17.1视觉暂留说 235

    17.2Φ现象似动说 238

    17.3视觉暂留兼Φ现象似动说 239

    17.4短程似动说 239

    第五部分:彩色知觉247

    第十八章彩色特性 248

    18.1光谱 248

    18.2色彩的种类 250

    18.2.1无彩色 250

    18.2.2彩色 250

    18.3色彩的基本特性 250

    18.3.1色调 251

    18.3.2纯度(彩度、饱和度) 251

    18.3.3明度 251

    18.4识别物体及其颜色的三要素 254

    18.4.1光 254

    18.4.2物体 254

    18.4.3观察者 255

    第十九章彩色变化 256

    19.1彩色调加 256

    19.1.1单片DMD系统 259

    19.1.2多片DMD系统 260

    19.2彩色调减 261

    第二十章空间与彩色 263

    20.1同时彩色对比 263

    20.2适应 263

    20.3空间同化 264

    第二十一章时间与彩色 266

    21.1余像 266

    21.2潜隐 266

    第二十二章色彩的生理与心理效应 267

    22.1红色 269

    22.2橙色 269

    22.3黄色 269

    22.4绿色 270

    22.5蓝色 270

    22.6紫色 270

    22.7棕色 271

    22.8黑色 271

    22.9白色 271

    22.10灰色 271

    第二十三章电影中的色彩272

    23.1人工染色和机械染色 272

    23.2整体染色和调色 273

    23.3染色片基 273

    23.4麦克斯韦尔的彩色摄影理论 274

    23.5加色法电影 274

    23.5.1交替滤光法 274

    23.5.2分光记录同时混合法 275

    23.5.3柱镜法 276

    23.5.4彩屛法 276

    23.6减色法 277

    23.6.1双面涂层法 278

    23.6.2扩散转移法 279

    23.6.3银漂法 279

    23.6.4染印法 279

    23.6.5外偶法 281

    23.6.6内偶法 281

    23.7电影中的色彩审美 282

    第六部分视觉恒常与错觉285

    第二十四章亮度恒常与错觉286

    24.1视觉恒常与视觉错觉的类别286

    24.1.1生理错觉 286

    24.1.2认知错觉 286

    24.2即时对比亮度错觉 287

    24.3同化错觉 288

    24.4适应性与稳定性 288

    24.5Scintillating栅格错觉 289

    24.6梯级光楔上的错觉 289

    第二十五章大小恒常与错觉 290

    25.1Müller-Lyer错觉 291

    25.2Ponzo错觉 291

    25.3水平垂直错觉 291

    25.4Ebbinghaus错觉 291

    25.5同化作用 292

    第二十六章颜色恒常与错觉292

    26.1色温的影响 292

    26.2环境对色彩感觉的影响 293

    26.3霓虹色错觉 294

    第二十七章深度恒常与错觉 294

    27.1凸凹转换错觉 294

    27.2凹脸错觉 295

    27.3艾密斯怪屋 295

    27.4怪坡与抗重力小屋 296

    27.5凹脸错觉297

    27.5.1纸龙模型运动过程中的纸龙头部运动错觉299

    27.5.2观察者围绕纸龙模型运动过程中的纸龙头部运动错觉299

    27.5.3白色凹脸纸龙引起的错觉300

    27.5.4以凸脸纸龙模型为对照物的凹脸纸龙运动错觉301

    27.5.5利用凹脸纸龙模型立体图对消除凹脸错觉还原纸龙凹脸原貌302

    27.5.6结论304

    27.6街头绘画立体错觉 304

    主要参考文献 309

    出版后记310

    正文选读

    《视觉原理》这本书原本是为北京电影学院数字媒体技术研究所数字电影技术专业方向硕士研究生编写的讲义,后来数字媒体技术研究所/影视技术系招收了数字电影技术专业本科生,这本书又将成为该专业本科生的讲义。

    电影是视觉和听觉的艺术和技术,然而首先是视觉的艺术和技术——正如众所周知的那样,最早的电影是默片,只有画面,没有声音。正因为如此,了解电影涉及的有关视觉原理的各种知识,对于电影的摄制来说,尤其显得必要。出于这样的考虑,研究所在最早决定从招收第一届数字电影技术专业方向的硕士研究生起,就开设了“视觉原理”课程,而讲述这门课程的任务,历史地落到了我的头上。

    我当然不是什么视觉理论方面的专家——过去不曾是,现在也仍然不是——当时之所以敢于接下这副担子,其实有一个说起来似乎有些可笑的理由,那就是早上世纪70年代初,我就曾在英国焦点出版社1969年出版的一本《电影电视技术百科全书》( TheFocalEncyclopediaofFilm&TelevisionTechniques,Oxford,FocalPress,1969)中,读到过有关视觉原理的论述,对于电影(以及电视)涉及视觉原理的主要内容,多少有所了解。然而那些有限的论述,仅仅提供了相关的知识框架和主要知识点,距离讲授一门课程的需要,自然相差甚远。

    对于一门课程,当时也有另一种选择,那就是挑选一本现成的书籍作为讲义,这种办法并非不可行,但现有的有关视觉原理的书籍,没有专门针对影视创作和制作的,这不能不说是一种缺憾。

    另一个促使我自己编写讲义的原因,是由于我总是觉得,现有一些讲述视觉原理的书,常常是“言必称希腊”,联系我们民族文化的内容实在是凤毛麟角,而我们民族的文明史又是那么悠久,实在需要我们深刻地去挖掘。

    于是,下定决心编写自己的讲义,就成了唯一的选择。

    幸好,在信息爆炸的时代,资料的查询已经不是一件太难的事——要知道,我是从中国文化史上最禁锢的时代过来的人,“文革”时期信息的封闭程度,资料查询之困难程度,决不是当今青年能够想象出来的——特别是网络技术已相当发达,资料的查询确实已经变得史无前例地便利,只要你肯花时间、下功夫即可。

    于是,就开始了漫长的编写工作。

    逐渐地,我从纷乱复杂的信息中,理出了头绪——人通过视觉,感知到物体下述四方面似乎相互独立的特性:

    ——形状:指物体在三维空间中的几何范围;

    ——位置:指物体在三维空间中相对于观看者以及其他物体的空间关系;

    ——颜色和亮度:指物体的颜色、阴影、纹理、亮度、透明度等特性;

    ——运动:指物体的方向和位置随时间的变化而变化。

    人们对视觉感受的描述,便是通过上述四种特性的描述而实现的,所以,这四种特性被称为“视觉语言”。本书讨论的实际上是有关视觉系统和视觉语言方面的问题。

    从这个意义上讲,本书的内容其实并不繁杂。而在内容的编写上,本书注意了做到突出两个特点:

    一是花较大的篇幅来讨论活动影像(影视节目)中涉及的视觉原理,或者说是特别注重从活动影像(影视节目)的角度来讨论视觉原理。出于这个特点,本书可能更会引起影视工作者的兴趣。

    二是在阐述视觉原理的过程中,一定数量地引述了我国文化尤其是中国古典文学中涉及视觉感受的范例。坦率地说,在这方面仅仅是个尝试。我心里当然也很清楚,从某种意义上讲,这样的尝试无异于历史上头一个去吃螃蟹,很可能会吃力不讨好。但之所以最终坚持下来这种尝试,正如本书“绪论”中所说的那样,主要是受了王朝闻、丰子恺等大师的影响。而对青少年时欣赏丰子恺漫画、摆弄益智图(十五巧板)拼图甚至仅仅是吟诵几句唐诗宋词的美好记忆,也常常给我以勇气。

    光阴荏苒,转眼之间已经过去了将近八年。随着时间的推移,我忽然发现,本书中原先一些似乎并不大受人瞩目的专题,例如立体摄影、立体电影、光学错觉等等,现在竟然也一个个地成了热门话题,这不能不令人感到欣慰。

    几经波折,这本书终于要出版了。看着那厚厚一摞校样,我突然产生了一种释然的感觉——其实对于这本书,我最大的心愿还是当孩子们来上我这门课之前,能够拿到课程指定的这本讲义。我总觉得,这本是一名教师基本应做到的。然而原本看似理所当然的事,却一直没能做到。正因为如此,对于历届直到课程结束也没有拿到这本讲义的硕士生们,我一直心怀愧疚。

    所以,对于《视觉原理》的出版,我要感谢出版社,也要感谢在编写本书的过程中,指导、鼓励和帮助过我的所有人。恕我在这里没有举出任何一个人的名字,因为我觉得挂一必定漏万。我在这里只是想郑重地向他们说一声:谢谢你们!你们的好,我会牢记在心里!

    李铭

    2012年1月28日

    (农历壬辰年正月初六)

    出版后记

    从传统的意义上讲,视觉的概念来自于生理、物理、心理学的一个分支范畴,与之有关的理论研究繁多且细致,有科学严谨的概念和定义。但是在影视艺术这个领域中,有关影视影像创作的视觉研究则相对较少。本书从视觉生理结构以及心理机能(格式塔心理学)入手,从对人的视觉系统的结构和概念开始,阐述其原理、基本现象以及由此引发的心理感受,即对现实物质世界中的视觉刺激是如何发现、理解、运用的研究,从而引申到对影视影像创作与欣赏规律的探究。

    本书分为视觉的图形、深度、运动、色彩知觉和视觉的恒长与错觉几个部分,由多种角度来分析影视视觉的画面及其规律。书中结合大量的图片、影视作品,有助于读者对文章内容的理解,其中的概念配有生动有趣的图片,穿插的中外故事,也总是会引人入胜。同时作者创造性地在文中引入了传统的古典诗词及益智游戏,帮助读者从文学中和娱乐中体会视觉知识,就像是给本书添加调味剂,使原本枯燥的理论书变得很有意思。

    在编辑过程中,考虑到读者的需求,我们在版式上编排得比较紧凑,根据文章的具体内容采用单色和四色交叉的印刷方式。同时依据本书所涉及到的内容配备了3D眼镜,以便读者能够真实地体会到3D的原理知识以及它的影像魅力。

    最后,特别感谢在此书编辑过程中给予帮助的人,同时希望这本《视觉原理:影视影像创作与欣赏规律的探究》能够给热爱影视影像艺术的人提供些许帮助。