人眼特性造就不一样的感官世界

人为什么可以看见物体？是因为物体本身具有的形状吗?那为什么在黑夜中我们看不见他们呢？其实人看到一个物体，首先是因为物体本身发出了光或者反射了光进入人眼，人眼感知到了这些光，经过一系列的转换，便产生了我们看到的图像。光线进入人眼的过程，我们可以看作是一个光学过程，人眼在该过程中相当于一个相机。

每个相机因为镜头、传感器及调教的不同，成像效果也会有差异，人眼也不例外。人眼是一个特殊的相机，它有自己的特性，想要了解这些特性，首先我们需要了解人眼的感光原理。人眼前部的视网膜、晶状体、玻璃体等一系列肌肉和结构用于调节成像质量，他们的作用类似于相机的镜头吧，位于视网膜上的视锥细胞和视杆细胞负责感受光的刺激，将光信号转换为生物信号传输给大脑。这其中视锥细胞分为RGB三种，分别对这三种敏感。强光环境下视锥细胞比较活跃，对强光及颜色有着较强的分辨能力。弱光环境下，视杆细胞活跃，视杆细胞对光线的强弱比较敏感，而对颜色不敏感。另外人眼的可见的动态亮度范围大概在10-6~106cd/m2，超过市面上几乎所有显示产品的显示范围。如果要通过仿真的方式再现人眼所看到的图像，这些特性我们必须考虑到。

人眼的特殊感光原理使之有特殊的成像特性。例如当我们看到特别亮的东西时，它的周围可能会产生“光晕”或者我们叫眩光，这是因为在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。ANSYS SPEOS通过算法，会对所仿真的结果进行调节，通过调整这些地方的显示亮度对比度等，再现这种现象。

人眼视觉具有延续性，人眼没有办法快速的适应大的亮度变化，例如当人在夜晚的房间，突然关灯这样一个工况，关灯瞬间，人眼会觉得什么都看不见，这就是人眼视觉延续性的表现，人眼的感光结构和细胞没有办法完成这种瞬间的转变。ANSYS SPEOS可以通过设定完成这种转换，通过对之前所处环境的亮度设定和适应时间的设定，通过仿真可以再现这种结果。

人眼原理中提到的视锥细胞视杆细胞活跃性产生的空间视野变化也可以在软件中得到体现。当假定在一个亮环境中时，ANSYS SPEOS会自动显示更多的细节、色彩及对比度，而在暗视觉中，色彩和细节将会明显减少。

人眼还具有双眼效应，人所看到的成像结果是由左右眼共同作用产生的结果，由于单眼所看到的视野范围差异，单眼所看到的结果会与双眼看到的有不同。一些特殊现象，也只有双眼才能看到，比如钻石切割产生的钻石火花。ANSYS SPEOS可以查看双眼效应，通过调节瞳距，瞳孔大小等人眼参数，再现左右眼单独查看和双眼查看时的视觉差异。

人眼还有一些其它的典型特性，比如中央视野分辨率的变化、视野井深的变化等等，在这就不一一展开，而ANSYS SPEOS基于对人眼生理及大数据的研究，结合光学仿真，可以再现这些绝大多数的特性。而正是人眼这种特殊的特性，造就人类不一样的感官世界。