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“人類是了不起的，我們每時每刻都會過濾和處理數(shù)百萬條感官信息。我們不斷編織這些信息，不斷更新的想法，了解我們自己、我們周圍的人以及世界上的其他一切?！?/p>

?? 本篇知識點概括：

1. 三種主要感官刺激：電磁/化學(xué)/機械

2. 感官聚焦：選擇、過濾和優(yōu)先處理

3.我們的感官及其獨特性 –視覺

01 三種主要感官刺激

我們的感官感知到的刺激分為三類：電磁 / 化學(xué) / 機械

電磁：

我們的視覺具備檢測電磁波頻率并將其解釋為光和顏色的能力。眼睛對不同波的強度或振幅感受到的明暗程度不同，我們看到的電磁波譜的跨度稱為可見光波譜。紫外線和紅外線正好落在人類（和大多數(shù)其他生物）能夠看到的兩端之外。通過觸摸體驗到的熱量也是電磁能的一種形式。

光子是光以及所有其他電磁輻射的組成部分。它的特性，例如有時像波，有時像粒子的質(zhì)量都讓科學(xué)家感到驚訝和困惑。（一個有趣的事實是，人類和其他動物攜帶的光化學(xué)反應(yīng)類似于太陽能電池板的工作原理。不同之處在于：人體會因為光學(xué)子產(chǎn)生褪黑激素而曬黑）

化學(xué)：

我們可以通過鼻子或舌頭檢測到許多化學(xué)物質(zhì)的存在。這種反應(yīng)基于分子和受體之間的直接接觸。我們可以感受令人愉悅的香水和食物，這種感受是基于感官與美味食物之間的分子接觸，但目前沒有專門基于化學(xué)感知互動的界面。我們的皮膚可以在一定程度上檢測到一些化學(xué)物質(zhì)，比如：辣椒油、薄荷醇、桉樹等刺激的熱、冷各類其他刺痛反應(yīng)。這是由于溫度感知受體在發(fā)揮作用，這類受體感知能力也起到了保護(hù)我們的作用。

機械：

物理接觸和聽覺感知都屬于機械層的感知。觸摸是與我們的身體直接接觸，而聲音通常是間接的，空氣波通過我們的耳朵輸送到撞擊耳膜的骨骼，導(dǎo)致內(nèi)部的細(xì)小毛發(fā)擺動。其他機械層面的身體感知，例如平衡、疼痛感和本體感覺。本體感知這是一種鮮為人知但非常重要的感知，它根據(jù)身體部位的位置、運動來保持身體的平衡。（btw，「本體感知」也是我研究生階段研究的課題，有機會也會專門寫一篇本體感知的文章分享??）

無論哪種類型的刺激觸發(fā)感知能力，我們的感知器官都會將其轉(zhuǎn)換為電化學(xué)信號，這些信號由大腦處理，在注意到信息后，大腦會將這些信息塑造成連貫的體驗。

02 感官聚焦：選擇、過濾和優(yōu)先處理

感知的尺寸、分辨率和范圍：

觸覺由幾種類型的感受器組成，這些感受器可以檢測到溫暖和涼爽、質(zhì)地、壓力等的信號，但這些都需要有直接的物理接觸。而視覺則只能檢測到光，盡管視覺只能感應(yīng)到一個維度的信號，但它可以精細(xì)地感知到許多方面，例如數(shù)百萬種顏色、精確的運動和各類復(fù)雜的物理形式，所感知到的顏色和強度也會隨著距離變化為改變。

當(dāng)光污染很少的時候，我們甚至可以用肉眼看到銀河系（下圖的銀河是我們在索科特拉島用肉眼看見的）在極度干凈的夜空下，肉眼可以看到星星、星云和其他光年外的天體。

我們的眼睛可以看到離我們幾英尺遠(yuǎn)的花朵，也可以看到數(shù)十億光年外的星星。對于還沒有被教導(dǎo)過任何物體定義的人來說，花朵和星星可能看起來非常相似。同時，人類也需要時間來了解距離和大小如何影響事物的外觀。

感官聚焦：

我們的每種感官能力都可以處理不同種類和數(shù)量的信息。要使用它們，人們需要弄清楚哪些信息是重要或緊急的，哪些是不可靠的（比如在弱光條件下分清顏色），以及哪些與我們當(dāng)下的決定和行動是最相關(guān)。在設(shè)計多模態(tài)體驗時，我們需要思考人類感官能注意到什么，會錯過什么，能記住什么，什么會導(dǎo)致混淆。在每種感官能力中，我們聚焦的注意力，稱為感官聚焦，弄清楚要應(yīng)用和記住哪些事情，就可以忽略其余的。如何做到這一點在很大程度上取決于感官、場景和我們的直接目標(biāo)。

在視覺中有不同的聚焦方式：眼睛可以追蹤運動，也可以聚焦不同視覺深度的特定物體，或者精細(xì)觀察特定的細(xì)節(jié)。觸覺的感知意識較差：我們會自動將其用于常規(guī)的身體運動，除非我們感到不適，否則我們其實會忽略大量的觸覺信息，比如忽略衣服對皮膚、環(huán)境溫度甚至坐在椅子上的感覺，因為它和當(dāng)下體驗不是直接相關(guān)的。在聽覺中，我們可以專注于識別聲音（如和聲或節(jié)奏）之間的聯(lián)系和分組，甚至直接過濾一個聲源。感官信息不斷圍繞著我們。雖然我們的感官可以接收所有這些信息，但我們也會有選擇性的過濾掉大部分信息。

反射：

我們有許多不需要意識就立即反應(yīng)的模式，稱為反射。其中許多是與生俱來的，但反射能力也是可以隨著時間的推移而學(xué)習(xí)和完善。膝跳實驗里，你的腿會在你完全“感覺到”這一擊之前用腳作為回應(yīng)，這是先天反射的一個例子；這類刺激以不同的路徑發(fā)送信號，觸發(fā)更快的行動速度，而不是通過大腦等高級功能進(jìn)行認(rèn)知處理。有時這類反射會讓我們感到驚訝，“我是怎么做到的？”仿佛我們被賦予了超能力，信號直接進(jìn)入脊髓，向運動神經(jīng)元發(fā)送反應(yīng)信號，這種迅速反應(yīng)的路徑稱為反射弧，照射到你的眼睛里的閃光也會自動觸發(fā)你的瞳孔收縮，當(dāng)然一些反射動作也受到認(rèn)知的影響。

在創(chuàng)造多模態(tài)感官體驗時，最好不要意外觸發(fā)不需要的反射或自動反應(yīng)。尺度拿捏不好會讓用戶進(jìn)入戰(zhàn)斗或逃跑狀態(tài)，也稱為驚嚇反應(yīng)，例如太頻繁的巨響聲。我們的許多反射都可以追溯到我們的感官和神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)化歷程。一個奇怪的進(jìn)化轉(zhuǎn)折是，我們最自動化的能力其實是我們最原始的本能，而現(xiàn)如今自動化技術(shù)卻是一種最高級的能力。

03 我們的感官及其獨特性 — 視覺

視覺

作為對稱生物，我們的身體具備成對的鏡像解剖結(jié)構(gòu)。我們有兩只眼睛、兩只耳朵和兩個鼻孔，但肯定不希望是兩只左腳吧。我們眼睛之間的距離使我們能夠感知空間距離，看到三維信息。視網(wǎng)膜中的兩種感光細(xì)胞，視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞，檢測到光子后通過沿視神經(jīng)發(fā)送信號然后深入大腦進(jìn)行處理，最后做出反應(yīng)。

一般來說有三種類型的視錐細(xì)胞對光波敏感，大致對應(yīng)于紅色、綠色和藍(lán)色。我們的眼睛肯定是固定在頭部的，它們可以在眼眶內(nèi)移動，從而使我們能夠快速跟蹤和精確移動。這對于閱讀、掃描、發(fā)現(xiàn)和跟蹤物體以及無論我們的身體做出任何其他動作都擁有一致的世界觀非常重要。但我們也會有盲點，比如視神經(jīng)進(jìn)入視網(wǎng)膜的地方，由于我們的視覺邊緣彎曲很像用魚眼鏡頭拍攝的照片（因為我們的眼睛是球形的），這有時候會讓我們失去遠(yuǎn)離視覺中心的色覺。就像我們的鼻尖無時無刻都可見，但我們并不經(jīng)常在視野中察覺到鼻尖。

我們眼睛看到的視野與我們的大腦通過平滑盲點和顏色分布不均勻而產(chǎn)生的圖像不同。視力的一些重要特征包括視野（眼睛所接受的視覺范圍），通常以度數(shù)來衡量。健康人眼的視野通常為朝向鼻子 60°、向外 107°、向上 70° 和向下 80°。您可以通過直視前方并水平伸出手臂直到雙手消失來測量您的視野，垂直方向上同樣如此。比如電影和電視屏幕，縱橫比概念的引入就是指為觀看而創(chuàng)建的視野。一些流行的屏幕比例是 16：9 （HDTV）、4：3（NTSC 視頻和“三分之四”攝影）、3：2（35 毫米膠片）或 2.35：1 （立體聲寬銀幕電影）。顯而易見，屏幕設(shè)計在很大程度上受視野的影響，而每只眼睛的視野之間的重疊決定了 3D 和立體技術(shù)的工作方式。

關(guān)于如何模擬視野、電影和視頻特效以及整體設(shè)備體驗的不同理論導(dǎo)致了縱橫比的激增。

視覺在平衡中也起著重要作用。它是書寫和印刷通信的基礎(chǔ)，字母和數(shù)字的視覺詞典能夠?qū)ξ覀冏顝?fù)雜的想法進(jìn)行富有想象力和精確的描述。自古以來視覺都是人類發(fā)展的重要感官，視覺讓處理精細(xì)信息的能力成為可能，比如：面部識別、空間和體積測量、預(yù)估移動物體的速度，以及通過使用地平線或太陽等環(huán)境錨點計算我們自己在太空中的軌跡。

作為我們的主導(dǎo)感官，至少 50% 的感官處理都來自視覺，相當(dāng)于所有其他感官的總和。專門用于視覺處理的神經(jīng)元占據(jù)了整個皮層的 30%。因為我們處理的東西太多了，所以視覺需要更長的時間來感知，即使光是宇宙中移動最快的東西。作為這種認(rèn)知代價的回報，我們可以感知到一個充滿豐富動態(tài)畫面的世界。我們可以看到亮度、顏色、形狀和運動——這四個并行的圖像處理系統(tǒng)協(xié)同工作。從淺到暗的陰影范圍讓我們感知深度和形式。盡管可以看到的顏色數(shù)量因人而異（沒有冒犯徐志勝的意思??），人的一生各個階段也有所不同，人的一生中可感知顏色是以數(shù)百萬種為單位的。想一想，我們甚至可以通過測量陽光的質(zhì)量來判斷現(xiàn)在幾點，觀察樹木以保持在我們正在走的小路上，還能在蒼白的月光下守望著逐漸消逝的篝火。

視覺需要如此多維度處理的原因有很多。一個點是，視覺所做的不僅僅是檢測形狀、光線、顏色和運動，還需要分析、匹配、排序、識別、記住、判斷、反應(yīng)等等。雖然我們確實可以通過聲音的特征或特定氣味的質(zhì)量來分辨事物，但這些的前提是經(jīng)過文化訓(xùn)練和身體狀態(tài)。由于被設(shè)置為可以很好地處理如此多的信息，視覺對于吸收抽象數(shù)據(jù)非常有用，就像我們在閱讀、數(shù)據(jù)可視化和圖像學(xué)方面所做的那樣。我們可以閉上眼睛，從而停止大多數(shù)視覺刺激，而我們的其他感官都沒有如此即時的開/關(guān)開關(guān)。

視覺顏色（光譜）范圍：

• 400～700納米
• 大于1千萬種顏色（色域）

視野：

• 大約上 70°，下 80°，向外 170°
• 距離/視力：我們可以看到停留在眼睛表面的物體和數(shù)十億英里外的星星；
• 「20/20 視力」描述了能夠在 20 英尺處看到大多數(shù)人在 20 英尺處可以看到的東西。

分辨率：

• 整個視覺的高分辨率，在視野中心的能力最高，向外降低。
• 可辨別的最小物體為 0.4 nm（大約人類的頭發(fā)）。

聚焦：

• 眼球運動將每只眼睛協(xié)調(diào)在一起，也讓我們的身體保持協(xié)調(diào)。我們用前庭和本體感覺輸入校準(zhǔn)視覺，以形成一種光學(xué)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。瞳孔擴大可以控制進(jìn)入我們眼睛的光量。因為我們的眼睛提供非常高分辨率的區(qū)域相對較小，所以掃視或雙眼的快速移動使我們能夠收集更多的數(shù)據(jù)并建立比固定凝視更豐富的理解。焦點調(diào)節(jié)使我們的眼睛能夠改變形狀以聚焦在不同的視覺深度。

反射：

• 視覺盲點指的是我們的視神經(jīng)會中斷我們的視網(wǎng)膜，但大腦可以猜測應(yīng)該存在什么來填補空白。
• 眨眼是為了保持眼睛濕潤，清潔和保護(hù)眼睛。
• 孔放大與許多不同的人類行為有關(guān)，例如注意力、性吸引和性喚起以及驚喜。
• 驚嚇反應(yīng)，也稱為戰(zhàn)斗或逃跑，可能由突然、響亮或意外的聲音或動作觸發(fā)。與其他感官相關(guān)。
• 平衡感和視力之間的不協(xié)調(diào)會導(dǎo)致頭暈和惡心（暈車 / VR玩久了會眩暈的原因）。
• 尷尬的姿勢或快速移動的視覺刺激會導(dǎo)致眼睛疲勞，迫使眼部肌肉長時間保持困難的姿勢或通過不斷的運動而感到疲勞。

視覺無障礙：

• 大約 64%人群需要某種形式的視力矯正；
• 而 3% 的人群經(jīng)歷視力喪失。
• 視力會隨著年齡的增長而惡化。

其他能力：

• 識別形狀、輪廓和體積的視覺能力。
• 移動是識別對象位置變化的視覺能力，對于視頻技術(shù)，這通常以每秒幀數(shù) （fps） 或響應(yīng)時間以毫秒為單位進(jìn)行衡量。
• 人類的夜視能力低于許多其他動物，它使用視桿而不是集中在我們視網(wǎng)膜邊緣的視錐細(xì)胞，因此，夜視效果最好在我們視野的直接中心之外。

可視化界面

作為我們的主導(dǎo)感知能力，大多數(shù)設(shè)計都是基于視覺的。大部分媒介都是為了被看到的，無論是文字、圖像、形狀，還是三者兼而有之。基于屏幕的交互設(shè)計反映了這一現(xiàn)實，平面設(shè)計對交互設(shè)計有很重要的影響，它涉及排版、顏色、視覺空間和圖像，同時也需要引入圖像學(xué)和數(shù)據(jù)可視化等子學(xué)科。電影和動畫等基于運動的媒體將時間元素引入視覺設(shè)計中，交互設(shè)計以多種方式擴展了這些技術(shù)。大部分交互設(shè)計可以被描述為在視覺媒體中添加了觸覺界面如，鍵盤、鼠標(biāo)和觸摸屏，這些硬件設(shè)備都極大地擴展了交互能力，讓人們可以直接操作文字、圖像和圖形，而不僅僅是只能在紙質(zhì)書上翻頁。

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