为能够模拟观察距离变大时引起的颜色视觉效应，研究了人眼视觉的视锐度特性和对比敏感度特性。通过对人眼视锐度原理的分析，实现了视锐度方法模拟视觉距离增大时的视觉模糊算法；通过对对比敏感度模型测试原理的分析，结合人眼视觉空间频率的多通道特性，实现了基于对比敏感度函数模型模拟视觉距离增大时的视觉模糊算法。视锐度方法可简单模拟视觉距离增大时的模糊效果，可用于观察灰度物体情况。观察彩色物体时，通过使用反差敏感度模型算法，能够模拟视觉感知的多尺度特性、低通和带通滤波特性、局部适应性和颜色感知的叠加性。

定量地研究高级像差对人眼成像质量和视觉的影响对人眼像差矫正具有重要的实验和临床意义.利用Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪测量了正常人眼6mm瞳孔的波前像差,由波前像差计算出人眼光学系统的光学调制传递函数MTF和Strehl比率,并由MTF和视网膜空间像调制度AIM曲线计算出人眼视锐度和对比敏感度函数CSF.根据MTF和Strehl比率分析了高级像差对人眼成像质量的影响,根据视锐度和对比敏感度函数CSF分析了高级波像差对视觉的影响.研究表明Zernik前6级像差对人眼成像质量和视觉的影响是不可忽略的,更高级的像差对人眼成像质量和视觉的影响较小,甚至可以忽略.对Zemik前6级像差进行矫正,可以得到相当好的视觉.

提出了一种计算复色光下人眼视网膜空间像调制度的方法.利用Hartmann-Shack波前传感器测量的波前像差数据,求得眼睛光学系统的调制传递函数;利用CSV-1000测试仪和VAF-1000视锐度测试仪分别测量同一只眼睛的全眼对比敏感度函数以及视锐度,由调制传递函数、对比敏感度函数以及视锐度之间的关联获得复色光下人眼视网膜空间像调制度曲线.结果表明:视网膜空间像调制度曲线与眼光学系统的调制传递函数无关,并且正常人眼(无视网膜疾病)的视网膜空间像调制度值相近.因此多眼的空间像调制度曲线的统计平均值可以作为标准,用来评判人眼视网膜及视神经疾病.

准确测量和分析人眼的高级像差有助于更好地改善视觉,具有重要的实验和临床意义。测量了实际人眼的波前像差,分析了高级像差对人眼视功能的影响。像差数据由哈特曼夏克(Hartmann-Shack)波前传感器分别对不同瞳孔的人眼进行测量而获得,视功能的评价方法采用了调制传递函数(MTF)、对比敏感度函数(CSF)、斯特雷尔(Strehl)比率。由人眼的波前像差数据和视网膜空间像调制度(AIM)曲线直接给出了视锐度值与对比敏感度值。矫正了离焦与像散后,被测者的平均视锐度值达到了1.0,对比敏感度在低频(20 c/mm)处约为52,高频(80 c/mm)处约为1; 矫正了前4阶像差后,平均视锐度值可提高到1.2,对比敏感度在低频(20 c/mm)处提高到96,高频(80 c/mm)处提高到7。实际人眼各不相同,达到理想成像需矫正高级像差的阶数也不同。矫正了前九阶像差后,均可达到理想成像,斯特雷尔比率值大于0.8。