6、心理物理学：视觉感知研究的关键领域

心理物理学：视觉感知研究的关键领域

1. 心理物理学概述

理解人类视觉系统的基本功能，对于理解颜色外观模型的制定、实施和应用至关重要。而心理物理学技术在人类颜色视觉和颜色外观现象的研究中发挥了重要作用，是比色法及其通过颜色外观模型扩展的基础，同时也用于测试、比较和生成改进颜色外观模型的数据。

心理物理学是对刺激的物理测量与这些刺激所引起的感觉和知觉之间关系的科学研究，可被视为一门类似于物理、化学和生物学的科学学科。其工具用于推导通常被认为是主观的感知现象的定量测量。虽然心理物理测量的不确定性往往比大多数物理测量大，但只要考虑这些不确定性，其结果同样有用和有意义。

视觉实验通常分为两大类：
- 阈值和匹配实验：旨在测量视觉对刺激微小变化的敏感性（或感知相等性）。例如用于确定图像压缩算法是否真正无损，或两种颜色外观模型在实际应用中的性能是否有明显差异。
- 缩放实验：旨在建立刺激的物理和感知大小之间的关系。例如用于开发印刷图像的感知质量与打印机的空间寻址能力（或显示器的像素数）之间的定量关系。

2. 心理物理学的历史发展

心理物理学作为一门正式学科，历史不到200年，其发展的重要里程碑体现在韦伯、费希纳和史蒂文斯的工作中。
- 韦伯的工作 ：19世纪初，E.H.韦伯研究了举起重量的感知。他发现，当观察者举起一个给定重量，逐渐增加重量直到能刚区分出新重量与原重量时，随着初始重量的增加，达到阈值所需的重量变化成比例增加。用初始刺激大小 (I) 和达到阈值所需的变化 (\Delta I) 表示，即比值 (\Delta I/I) 是常数，这就是韦伯定律。例如，携带少量纸张时增加20