<<返回

水对光线及听觉的影响 -- 狄青

人的眼睛能看见物体,是透过收集物体所反射出来的光线,将这个能量转变为神经脉冲,再将神经脉冲传递至大脑进行解读.由于光线穿透水的时候,它的行径会改变,因此,水会影响你的能见度\清晰度\色彩和视觉距离.
浑浊度—漫射:
悬浮颗粒的相对密度就是所谓的 [浑浊度]。
浑浊度越高,光线穿透度就越低,能见度也越低。
悬浮颗粒可能是有机物,例如-悬浮生物;或是无机物,例如-被搅起的水底沉积物。下雨、水的污染也会影响浑浊度。
浑浊度—漫射:
水会使光线分散和偏斜,这种现象称为 [漫射]
浑浊度越高,漫射情况会越严重。
即使是清澈见底的水中也会发生漫射的现象,进而减少光线的穿透量。
光线进入水中会碰到水中的悬浮颗粒,因此会转向(分散),使光线分布得以均匀,进而减少、甚至消除水底的阴影。
它也会让远处的物体看起来有点‘模糊’或不清楚。
这是因为从该物体反射到你眼睛的光线稍微偏离直线的缘故。
折射---
光的另一项与你在水中有关的特性,就是 [折射]
所谓的[折射]— 就是光线从某个介质、进入另一个密度不同的介质时,光线的方向会改变。从空气进入水中,或由水中进入空气都算。
光行经不同密度的介质时,光的速度会改变,行进路线也会改变,因此发生折射的现象。
光线从某个密度的介质进入另一个密度的介质、却不会改变路线的唯一情况,就是当光线和新介质的表面成直角、进入新的介质。
潜水时最重要考虑的折射情况,就是光线从水中穿透面镜的玻璃镜片,进入面镜或相机防水壳的空腔这一段。
由于折射的关系,物体在水中会被放大,实际距离和视觉距离的比例约为4:3,因此看起来比较近。
举例— 一条实际距离在4米远的鱼,看起来却像是在3米远的地方。
也可以说,该物体看起来比实际距离近了25%,或是看起来比实际距离大了33%。
由于折射现象,一些潜水的新手在水底拿东西有时会抓空,有了经验之后,大部分的潜水员都会不自觉的修正过来。
折射的放大效应可能不会影响视觉距离,但会影响视觉大小。
无论你看到的物体比较近或比较大,都是取决于你的大脑如何解读这个影象--- 物体是实际尺寸但距离较远,或实际距离但看起来物体的尺寸较大。
距离、能见度、对环境的熟悉度、你的注视目标等等,都会影响你的大脑如何解读眼前所看见的景物。
一般而言,相机所看到的,正是你佩带面镜多看到的。这正是为什么你要对焦在拍摄主题的视觉距离,而非实际距离(自动对焦相机有这个功能)。折射所造成的放大效应会使相机的拍摄角度变小。但大部分的水底摄影都希望拍摄角度越广越好,因此有人会在相机的防水外壳上加装鱼眼镜头。这都是为了改善折射的现象,或者更正确的说,应该是消除折射现象。
使用鱼眼镜头时,所有光线是以直角射入镜头。这样便可以消除水底的折射现象,维持视线的广角。
虽然鱼眼镜头可消除折射,但却会使焦点近的很不自然,一般差距1米,但这不是大问题,因为你是对焦(或相机自动对焦)在视觉距离上。
反射----
当光线碰到某样物体时,可能会反弹或反射。
至于光线会不会反射,主要取决于该物体的颜色。如果该物体是黑色或深色,则反射出来的光线很少。如果该物体是白色或浅色,则会反射大量光线。
有些物质,包括水在内,可以依照光线射入的角度、反射或传递光线。
光线可穿透水,但光线射入水中的角度越小,反射出来的光线就越多,穿透水的光线就越少。着就是为什么水中从上午10点到下午2点最明亮。
视觉倒退(或视觉倒影及视觉反转)
虽然折射会让水底的物体看起来比较近,但浑浊却会令它们看起来比较远,这就叫做 [视觉倒退]
视觉倒退的起因是—视觉处理过程,以及人的大脑会根据水的清澈度和光线量来解读眼前所看见的景物。
空气吸收色彩的速度远比水慢,因此光线必须行经非常远的距离,色彩吸收和漫射作用才会对我们的视觉产生显著的影响。所以在陆地上(空气中),只有远的物体看起来才会模糊不清(漫射且对比不明显)。因此,人的大脑已经习惯了这个现象:模糊不清的物体,就是在很远的地方。
由于水也能产生漫射、色彩吸收和对比消失的效果,因此你的视觉系统会比照陆地(空气中)的情况、来解读处于同样条件下的物体--- 就是在很远的地方。然而,水可以在很短的距离内就制造出这些效果,使某样物体看起来的距离比实际距离远。这就是视觉倒退。
颜色-----
光线是一种电磁能,因此是以光波的形式行进;光的波长取决于它的能量。
我们肉眼能看见的光线,只占整个电磁光谱的一小部分,这个光谱范围内的波长差异,在我们看来就是色彩。
当白光(白光是由所有可见波长组成)照射到物体时,该物体会吸收部分波长,反射其他波长。
波长和光线中的能量有关,在可见光谱红色端的色彩能量,比在蓝色端的色彩能量低。
即使是在清澈干净的水中,行经其中的光线还是会被水吸收,将光能转换成热能。然而,水并不是同时吸收掉所以波长,能量较小的波长会先被吸收。
很多潜水员认为色彩吸收是和深度有关,但真正的因素是光线在水中行进的总距离。
听觉---- 水和声音
应用于潜水:声音在水中的行进速度比在空气快,因此在水中难以辨认声音的来源。这是为什么你无法由船只的引擎声来辨别船只的位置;但在水底可以听见声音的距离,却比空气中来的远。
声音和光线一样,都是一种以波行进的能量。
但与光线不同的是,声音是一种机械能,光线是一种电磁能。这点很重要,因为电磁能可脱离物质独立存在,并在真空中行进。但声音和其他机械能却只能存在物质中,并透过物质行进。
声音是由于物体的震动,在物质中产生声波或波形。声波或波形可传入其他介质。
声音可以由任何形式的物质传递。一般情况下,声波透过固体或液体这类密度较高的物质,有利于声波的传递,但是真正影响声波传递效果的不是物质的密度,而是“弹性”。
声音的速度取决于它行经的物质,在许多情况下,会受到温度和压力的影响。声音在真空中完全无法行进(因为真空中没有物质)。
在0摄氏度的海平面上,声音约以每秒332米的速度行进。
在15摄氏度的淡水中,音速约每秒1410米。
在同样温度的海水中约每秒1550米。
在水底难以分辨声音的来源,是因为声音在水中的速度约是空气中的4倍。

<<返回

京ICP备07027550号