馬赫帶

主觀的邊緣對比效應

是1868年(一說是1865年)奧地利物理學家E.馬赫發現的一種明度對比的視覺效應。是一種主觀的邊緣對比效應。當觀察兩塊亮度不同的區域時,邊界處亮度對比加強,使輪廓表現得特別明顯。

概念


馬赫帶(Mach band effect)是馬赫發現的一種明度對比現象。它是一種主觀的邊緣對比效應。視覺系統會在不同強度區域的邊界處出現“下沖”或“上沖”現象。如圖所示,雖然條帶的強度恆定,但在靠近邊界處我門實際感知到了帶有毛帶的亮度模式。這些看起來帶有毛邊的帶稱為馬赫帶,馬赫於1865年首次描述了這一現象。
馬赫帶
馬赫帶
通俗來說,當觀察兩塊亮度不同的區域時,邊界處亮度對比加強,使輪廓表現得特別明顯。例如,將一個星形白紙片貼在一個較大的黑色圓盤上,再將圓盤放在色輪上快速旋轉。可看到一個全黑的外圈和一個全白的內圈,以及一個由星形各角所形成的不同明度灰色漸變的中間地段。而且還可看到,在圓盤黑圈的內邊界上,有一個窄而特別黑的環。由於不同區域的亮度的相互作用而產生明暗邊界處的對比,使我們更好地形成輪廓知覺。這種在圖形輪廓部分發生的主觀明度對比加強的現象,稱為邊緣對比效應。邊緣對比效應總是發生在亮度變化最大的邊界區域。
我們可以用側抑制來解釋馬赫帶的產生。(此處的)側抑制是指視網膜上相鄰的感光細胞相互抑制對光線反應的現象,即某個感光細胞受到光線刺激時,若它的相鄰感光細胞再受到刺激,則它的反應會減弱。由於相鄰細胞間存在側抑制的現象,來自暗明交界處亮區一側的抑制大於來自暗區一側的抑制,因而使暗區的邊界顯得更暗;同樣,來自暗明交界處暗區一側的抑制小於亮區一側的抑制,因而使亮區的邊界顯得更亮。

研究發現者


1868年(一說為1865年)奧地利物理學家E.馬赫發現的一種明度對比的視覺效應。

程序實現


在matlab中可以通過下面的命令獲得馬赫帶:
imagesc(1:8);colormap(gray)
圖像獲得如下:
馬赫帶效應圖
馬赫帶效應圖