人眼是否存在「視覺頻率極限」？ - GetIt01

至於多少FPS人眼就看不到閃爍了，這個數字並不是一個固定值，像高票答案說的60FPS顯然是胡扯。

因為每個人的眼睛都不一樣，絕對不可能是60FPS看起來在閃，到了61FPS就完全不 ... 標籤：眼睛神經科學視覺視覺心理學認知心理學 人眼是否存在「視覺頻率極限」？ 12-12 1.膠片一秒24張即可讓人從視覺上感覺是「連續」的。

那麼如果一秒放48張，1，2,1,2....循環，那麼人看到的是電影1還是電影2？2.人眼是否存在一個極限，對極短出現在視覺里的東西「忽略不見」。

舉例，一秒放1000張黑色膠片，其中1張是白色，人眼是否「看不到」一閃而過的白色。

---------------------------------------------------補充問題-------------------------------------------------------如果1個物體在視界內存在了極端的時間，如0.00001ns。

人眼是否會捕捉不到這個物體存在過 「連續」的知覺是和人眼對於閃爍頻率的敏感程度相關的。

先不談電影，假如你給人眼反覆交替呈現黑白色塊（色塊在空間上重疊），如果交替過快超過一定頻率，人眼就無法直覺到黑白在交替，而會把黑色和白色混在一起，形成一個灰色的知覺。

我們能知覺到的單一色塊閃爍的最高頻率，一般認為是60hz（後面對這個還有補充說明），所以對於第二個問題，每秒呈現1000張圖片，每張圖片只呈現1ms，基本是可以說「看不到」一閃而過的白色的，至少，這一幀的白色會和之前之後呈現的黑色融合起來。

對於問題一，「連續」這種知覺事實上需要你不把前後兩張呈現的圖片融合在一起，同時間隔時間又不能太長，需要能夠讓你形成兩張圖片間的對應關係。

最簡單的栗子就是下面兩個圖啦，以比如沒秒24幀的速度交替呈現它們，會讓你有一個小球在屏幕上連續左右往複的知覺。

當你在以48幀每秒的速度交替它們時，因為這個頻率還不足以讓你融合兩張圖片，所以會看到這個小球在屏幕上玩兒命以更快速度連續左右往複～＊＊ 那再快呢～如果交替這兩張圖片的頻率超過了60hz，不管超過多少，看到就總是一張圖片左右兩邊各有一個小球啦～補充說明一下這個60hz，這個頻率是指在比較明亮的照明環境下。

因為人眼中有不同的感光細胞，在不同光照環境下活躍的程度不一樣，他們對閃爍頻率的敏感性也不同～非常暗的環境下其中一種細胞（視桿細胞）比較活躍，另外一種細胞（視錐細胞）比較萎，因為視桿細胞對光的變化不咋敏感，能知覺到的最高頻率也會下降～＊＊補充說明一下原來的答案寫的是只能看見電影2是不對滴！準確的按照該提問同學的說法是1、2以更快速度交替～ 看到這個問題我特別喜歡。

就此我談談我自己對於這個問題的感受，拋磚引玉。

首先，我希望談一談DavidMarr的計算視覺理論（1982）中核心觀點。

按照Marr的原話： Visionistherefore,firstandforemost,aninformation-processingtask,butwecannotthinkofitjustasaprocess. 最為核心的觀點就是「視覺是一個信息處理過程，而且並非只是處理過程」。

在理解視覺過程的時候，比如理解「視覺頻率極限」時，可以從信息處理角度去思考。

上面有不少回答說得很好，比如@於典viscog就是做視知覺的。

她從人眼處理的極限角度談了談問題。

她談的角度應該是視網膜（retina），丘腦級別的。

從一個很好的角度探討了人眼處理信息的時間極限問題。

但是，「視覺頻率極限」這個問題其實還挺深。

不過，此類實驗的刺激物其實非常低級，光亮，點，以及小波的朝向其實是非常低級的視覺刺激，處理最多不超過枕葉皮層。

比如經典實驗就發現視網膜的視桿細胞對於單個光子都能接收到（Tinsleyetal.,2016），可見空間極限可以非常小。

我們日常生活中也有類似的例子，閃光燈哪怕曝光時間極短也會被我們的眼睛捕捉。

這兩個例子其實都在提視網膜對於光亮信息的處理極限。

光的亮度算是比較低級的刺激，處理極限受限於視桿細胞，雙極細胞，以及甚至對外側膝狀體細胞；因此並不一定與真實生活相符。

其實的確和我們的生活經驗有許多不吻合。

電影只要24Hz就足夠超過「視覺頻率極限」，「欺騙」我們的視覺系統，被當作連續的。

那麼為什麼閃光燈1／1000的閃爍我都能捕捉到呢？甚至有種叫做注意瞬脫（attentionalblink）的效應，在一定時間內出現的事物我們是視而不見的（Raymondetal.,1992），在瞬脫期間你可能什麼東西都意識不到。

這些問題並不是說人眼對於光亮的處理極限是錯誤的，相反說明了視覺極限的複雜性和多維度性。

因此「視覺頻率極限」還是一個挺複雜的問題，我們需要從更大尺度思考這個問題。

視覺系統對於不同複雜程度的刺激物有著不一樣的極限。

對於光亮的處理極限不等於處理複雜圖形的處理極限。

複雜物體畢竟不是簡單物體的線性增強版，處理複雜物體時候需要思考處理這一物體的專門大腦區域。

比如思考面孔認知，就得從面孔處理網路的極限入手，而不是簡單得從初級視覺皮層的極限來看。

FrankTong和同事們（2007）通過核磁共振方法探究我們處理連續出現的視覺圖形的極限。

道理很簡單，假如我一秒鐘能一一逐個識別四張面孔，那麼識別1，2，3，4張時，我的面孔處理區域的活躍程度會隨著圖片增多而加快。

但是大腦處理活躍成都一旦不再增長，那就說明達到了逐個處理的上限。

Tong發現，哪怕都是在下顳葉（主管物體身份識別的腦區），不同的視覺信息有著不一樣的極限。

比如，面孔處理的極限及其嚴格，大約4-5張。

不過日常生活中，我們並沒有發覺連續出現的面孔會讓我們大腦當機。

哪怕出現的頻率超過了上述處理極限，我們還是能抓住要點。

這就是大腦的有趣之處了，在處理複雜信息時，為了克服處理上限，大腦會採用統計學演算法，平均大量看到的信息。

這叫做EnsembleStatistics（抱歉，目前沒有中文翻譯，太新的領域）。

這種演算法可以用於在低級視覺刺激物上，比如物體的方向／大小，也有高級視覺刺激物，比如面孔情緒（Habermanetal.,2009;YingXu,2017）。

有幸，我的研究方向正是於此。

在此，我還想補充一句，處理一次／瞬發的刺激的時間極限，不等於處理連續／脈衝信息的時間極限。

換句話說，判斷有沒有看到一次1單位的光線可能很簡單；但是光線接連不斷出現，判斷有沒有超過1單位但光線就可能難很多（極限不同）。

因為我們的視覺系統在同類視覺刺激重複出現後，會產生適應後效（Webster，2011)。

簡單來說，視覺系統的神經元的活躍方式在重複刺激後會有改變。

總而言之，「視覺頻率極限」是深切存在的，並且影響我們的生活。

具體的「視覺頻率極限」得要具體分析。

視覺信息處理時，的確存在逐一處理的上限；其上限隨著視覺處理物的複雜程度（主要是大腦的處理區域）而縮小；大腦也可以利用統計演算法彌補處理上限。

參考文獻 Haberman,J.,Harp,T.,Whitney,D.(2009).Averagingfacialexpressionovertime.Journalofvision,9(11),1-1.Marr,D.(1982).Vision:Acomputationalinvestigationintothehumanrepresentationandprocessingofvisualinformation,henryholtandco.Inc.,NewYork,NY,2,4-2.McKeeff,T.J.,Remus,D.A.,Tong,F.(2007).Temporallimitationsinobjectprocessingacrossthehumanventralvisualpathway.JournalofNeurophysiology,98(1),382-393Raymond,J.E.,Shapiro,K.L.,Arnell,K.M.(1992).TemporarysuppressionofvisualprocessinginanRSVPtask:Anattentionalblink?.Journalofexperimentalpsychology:Humanperceptionandperformance,18(3),849.Tinsley,J.N.,Molodtsov,M.I.,Prevedel,R.,Wartmann,D.,Espigulé-Pons,J.,Lauwers,M.,Vaziri,A.(2016).Directdetectionofasinglephotonbyhumans.NatureCommunications,7.Webster,M.A.(2011).Adaptationandvisualcoding.Journalofvision,11(5),3-3.Ying,H.,Xu,H.(2017).Adaptationrevealsthatfacialexpressionaveragingoccursduringrapidserialpresentation.JournalofVision,17(1),15-15. 問題1我用實驗來回答由於大多數顯示器都是60FPS，無法顯示更快的畫面，即使視頻達到了120FPS，顯示器播放起來也是60FPS，所以用一個簡單的工具，琴弦就可以觀察了。

我撥動吉他琴弦，在視覺上是這樣一個效果 然後變成這樣 最終變成這樣 吉他琴弦的振動過程，就是不停的從左邊運動到右邊，又從右邊運動到左邊，來回的運動，就相當於交替播放兩個視頻，視頻1是琴弦在左邊不停的閃動，顯示一下又消失，視頻2是琴弦在右邊不停的閃動，顯示一下又消失。

當琴弦振動頻率足夠快的時候，就相當於這個兩個視頻以極快的FPS同時播放，這時人眼可以同時看到視頻1和視頻2。

回到琴弦上，就是能看到琴弦同時出現在左邊和右邊，能同時看到兩根琴弦，然後隨著振幅的減小，兩根琴弦之間的距離縮小，最後合成為一根琴弦。

如果換成視頻的話，就是視頻1中一個物體不停閃爍的同時往右移動，視頻2中的物體不停閃爍的同時往左移動，最終兩個物體移動到一個位置不動了。

吉他琴弦的振動頻率是多少呢？6弦空弦音高為E2，振動頻率為82.407HZ，大家都知道一次振動是先到左邊再到右邊一個來回，也就是說琴弦每秒鐘在左邊顯示82.407次又消失82.407次，在右邊也一樣，那麼就等於這個視頻有82.407x2幀畫面，也就等於是一個164.814FPS的視頻，兩個視頻一起播放就等於是329.628FPS。

為什麼82.407HZ會變成329.628FPS，因為每次振動的過程是，琴弦在左邊、中間、右邊、中間，分別處於4個位置，等於是4幅畫面，1HZ有4幀，82.407就有329.628幀了。

注意視頻不能用HZ，只能用幀、FPS，琴弦振動或者顯示器刷新才能用HZ。

我們所看到的同時處於左右兩邊的兩根琴弦，當然是半透明的，因為只有部分時間琴弦會出現在左邊/右邊，其他的時候琴弦跑到別的位置去了。

這裡是把琴弦的振動簡化成他只出現在左邊、中間、右邊、中間四個位置，而低音弦振動的時候，恰好在兩邊停留時間較長，加上琴弦較粗，所以能形成穩定的畫面。

而撥動高音弦的時候，由於振動頻率太快，且琴弦很細，人眼的視覺效果就是琴弦同時出現在所有位置，因為出現在每一個位置的時間也是極短的，所以琴弦的透明度相當高，看起來就像一張半透明的薄膜顯示在指板上，然後這個薄膜不斷變細成一根線。

那麼問題一的答案就是，當以極高的FPS交替電影1和電影2時，人眼就能看到兩個影片以半透明(50%透明度)的兩個畫面互相重合了，同時播放精武門和導火線的話，我們就能看到李小龍打甄子丹了。

當然這個FPS必須得足夠高，如果只是48FPS的話，人眼顯然毫無壓力，大家下載@黃好柱製作的60FPS視頻看看就知道了，人眼能看到明顯的閃爍，畫面完全無法穩定，如果以30FPS分別播放兩個視頻達到60FPS的話，人眼顯然會被閃花，絕對不可能像高票答案所說那樣能看到兩邊各一個小球，@黃好柱的視頻里你們看到穩定的1和2同時出現在兩邊了嗎？顯然沒有。

至於多少FPS人眼就看不到閃爍了，這個數字並不是一個固定值，像高票答案說的60FPS顯然是胡扯。

因為每個人的眼睛都不一樣，絕對不可能是60FPS看起來在閃，到了61FPS就完全不閃了，太低了慢慢變化沒有閃爍感，高一點畫面開始閃了，越高越閃得厲害，然後又慢慢的趨於穩定不閃爍的畫面，這是一個慢慢變化的過程，這是一個範圍，不是一個定值，至於這個範圍是多少，那就得靠貝斯手們來驗證了。

貝斯的最低音為E1，41.203HZ，說不定能看到閃爍的琴弦呢。

如果說60FPS就不閃了，自己快速移動滑鼠看看箭頭閃不閃了，電影用24FPS除了這個數字足夠讓視覺暫留形成運動畫面之外，另一個原因顯然是節省膠片，現在網上大把60FPS的視頻，自己下一個和30FPS的對比一下，不就很明顯了嗎。

就算是60HZ（120FPS），人眼就分不清了？都是沒用CRT顯示器的嗎？LCD顯示器刷新是沒有閃爍的，是整個畫面一起更換顏色，並沒有從按到亮的過程，當然不會閃爍，CRT每一幀都是一行行的顯示出來的，刷新率低了就能看到閃爍，有過使用經驗的人都記得，60HZ閃得厲害，簡直沒法看，眼睛都要花了，75HZ也是很明顯的閃，85HZ就可以接收了，100HZ以上畫面就相當穩定了。

問題2的答案是當然能看到，千分之一秒的閃光燈，不就是就是一千張黑色圖片中的那張白色嗎，人眼顯然能看到。

別說千分之一了，更快的閃光燈人眼都能看到。

但是讓閃光燈一秒鐘內閃500次，等於500張黑色畫面500張白色畫面，人眼顯然就分不清了，看到的會是亮度減半的畫面。

儀器鎮樓 這是我們上實驗心理學用的儀器研究「閃光融合頻率」的，就是一個可以通過旋鈕改變小燈閃爍頻率的儀器。

被試需要將小燈從閃爍調為正好不閃爍，或反之。

主試則通過前面的顯示屏記錄該頻率。

左下角還可以調節光源的顏色，有紅黃綠三色。

實驗結果是不同顏色的光，閃光融合頻率也不同。

同理可推出，人眼的視覺頻率極限會根據畫面的不同而不同吧。

看見前面答主（@於典viscog)說，一定幀率之後兩個像素的顏色就會重疊，黑白變灰。

大概60fps就行了。

然後我就做了一個60fps的視頻想驗證一下！鏈接：http://pan.baidu.com/s/1bnbpg1x密碼：qvwd反正我的眼都快閃瞎了！因為顯示器只有60HZ的刷新率，更高刷新率只能等有144Hz的童鞋測了。

PS：視頻大小：2.69M 應評論要求，上144Hz的視頻鏈接：http://pan.baidu.com/s/1bpeJmiF密碼：invf 學通信的強答一波。

我們在自動化電子設計的時候，需要用led燈顯示數字。

但是一般情況一下只有一個輸出數字的口卻有多個led燈，這樣就很難同時顯示多個數字了這種情況下我們就會設置一個頻率，讓數字依照這個頻率依次交替地輸入到各個數碼管中。

我們稱之為動態掃描。

只要頻率足夠快，人眼就會認為這些數字是同時出現的。

而且，如果頻率比較低的話，人眼就會感到數字是閃爍出現的。

電視機的顯示功能也同理。

所以，人眼的確有上限頻率，我覺得樓上說的很贊。

(ˉ(●●)ˉ) 存在上限1.兩部電影會重疊在一起2.看不見 1 我覺得怎麼也得500hz往上，主要得看高速移動的物體，看不看得見是一碼事，看不看的清是另外一碼事。

如果你在屏幕上快速晃動滑鼠指針，你會發現很多殘影，60hz的屏幕會很少大概5、6個殘影，144hz會多達十幾個殘影。

240hz的沒用過。

回到現實中，你找面白色牆壁晃動手臂，估計你數不清有多少手的殘影。

據此推測人眼的解析度超高，現在的顯示器根本達不到 是否，我們一直處於一種原本離散的世界而卻因為適應的懶惰性而假裝自己是連續的 感覺目前的回答都不太貼合，佔個坑，有空答 關於問題2，用單片機驗證：1s讓一個燈亮1ms，滅999ms。

無限循環。

結果：看到屁的亮。

最近學信號與系統個人理解人眼極限頻率就是極限採樣頻率，證明這個存在的例子就是我們看車輪時，看上去旋轉速度比真正向前運動速度要慢一些，有時候相位倒置看上去可能感覺車輪旋轉方向方向與實際相反，原因就是人眼極限採樣頻率小與兩倍觀察對象頻率（不滿足採樣定理）。

（填信號坑的工科狗_(:з」∠)_） 我覺得人眼察覺光線正如膠片的曝光,無論曝光的過程是怎樣,我們一瞬間看到的畫面就是一次曝光的所有光子.所以如果黑色背景中閃過一張白色,那麼光強不變的話隨著閃光時間的縮短,每次光子數減少,我們大概會認為閃過的白色畫面變暗變為灰色(當然,這裡不考慮腦補的效果),直到人眼無法區分它和底色的區別,就到極限了.這樣,問題一也就不言而喻,肯定是能看到兩個重合的影像的,顯然亮度會分別減半(即半透明).當然,這是個人觀點.另外,至於樓上蔡小帥先生的回答,認為0.001秒閃光可以分辨,我也想提出我的觀點.我記得曾經看過某文章說視紫紅質是負責暗視覺的,光照時分解較快而合成較慢,正所謂"閃瞎眼"嘛,所以我認為高速閃光燈能看清可能是因為瞬間破壞了視紫紅質不能立即恢復而使人們察覺到的 本來是動態圖-_-|| 推薦閱讀： ※如何解釋這張「永遠追不到的黑點」圖？ TAG:視覺|眼睛|認知心理學|神經科學|視覺心理學| 一點新知 GetIt01