Кривые, расходящиеся в точке 555 нм

Длина волны 555 нм соответствует максимальной чувствительности среднего чело­веческого глаза. Для сравнения кривых можно основываться на этой величине.

Кривые относительной видимости

Превосходный способ сравнения кривых — это фиксирование кривых на отметке длины волны, соответствующей максимальной излученной энергии.

Система кривых относительной видимости

А.Эти кривые нельзя приравнять к прямым.

B. Можно отметить, что не все кривые выгнуты в одном направлении.

C.Можно сделать вывод, что для определения цветовой температуры недостаточно двух измерений в синей и красной частях спектра. Необходимо также провести измерения в центральной, то есть зеленой части кривой.

Нормированные источники белого света

А.Спектры всех стандартных источников света являются сплошными.

B.Все источники можно сравнить с абсолютно черным телом, за исключением источ­ника Е, называемого равноэнергетическим. Источник света Б существует только в теории, он не имеет доминирующей длины волны. Его кажущаяся цветовая темпе­ратура 5400 К.

Спектр цветовых температур

АСвет абсолютно черного тела при температуре 2800 К кажется нам янтарно-желтым.

B.Свет от источника с температурой 8000 К кажется нам ярко-синим.

С.На спектре цветовых температур ощущение белого соответствует приблизительно дневному свету в середине дня, то есть температуре от 5500 до 6500 К.

D. Наш глаз имеет весьма развитую способность к адаптации, поэтому свет воль­фрамовой лампочки кажется нам белым, если у нас было некоторое время для адаптации. Но если мы можем найти в нашем поле зрения источник дневного света, то мы сразу увидим разницу со светом вольфрамовой лампочки.

ФИЗИОЛОГИИ ВОСПРИЯТИЯ ЦВЕТА

Строение глаза

Часто говорят, что глаз - это самая совершенная камера в мире. Это верно только для 3° поля зрения. Вне этой зоны глаз становится весьма посредственной камерой. В глазу даже есть небольшая зона «недостающих пикселей» - слепое пятно. Но эта камера подключена к очень необычному компьютеру - к мозгу.

Как и камера, глаз представляет собой небольшое темное пространство. В нем есть объектив, состоящий из роговицы и хрусталика, диафрагма, радужная оболочка и чувствительная поверхность - сетчатка.

Склера - это волокнистая оболочка глаза. Это защита глаза от механических повреждений, к ней прикрепляются мышцы, с помощью которых глазное яблоко может двигаться.

Сосудистая оболочка глаза содержит кровеносные сосуды, которые «питают» глаз. Она находится в непосредственном контакте с пигментным эпителием.

Роговица - это прозрачное продолжение склеры. Роговица имеет радиус кри­визны около 8 мм и соответствует линзе в 43 диоптрии.

Хрусталик - это приспособляемая линза от 16 до 26 диоптрий, которая формирует вместе с роговицей «объектив» глаза. Он состоит из шестиугольных капсул без ядра, по типу лука, слои располагаются последовательно. Хрусталик может видоизменяться при сокращении ресничных мышц. Это механизм акко­модации, настоящая автоматическая настройка глаза. В состоянии отдыха хрус­талик и роговица представляют собой линзу в 60 диоптрий и обладают фокусным расстоянием 17 мм.

Радужная оболочка глаза располагается в передней полости, между хруста­ликом и роговицей. Она работает как автоматическая диафрагма. При дневном зрении она закрывается, как и диафрагма, так чтобы уменьшить количество света, проникающего в глаз, и тем самым улучшает оптические свойства глаза и остроту зрения.

Сетчатка - это чувствительная поверхность глаза. Это диск диаметром около 42 мм и толщиной не более 0,5 мм. Сетчатка - очень хрупкая оболочка, ее клетки не восстанавливаются. Она расположена на слое клеток пигментного эпителия, который отделяет ее от сосудистой оболочки. В ее центре находится чувствительное желтое пятно, макула, отмеченная небольшим углублением.

Строение сетчатки

Сетчатка - это сложная ткань, состоящая из нескольких слоев и обладающая ог­ромным количеством нервных клеток. Свет проникает сквозь сетчатку через слои нейронов, нервных клеток и окончаний и падает на настоящие преобразователи света, прикрепленные к пигментному эпителию - колбочки и палочки.

Сначала свет пронизывает слой нервных волокон, затем слой ганглионарных клеток, спонгиобластов и, наконец, последний слой, состоящий из биполярных и горизонтальных клеток, и только потом достигает палочек и колбочек, которые нахо­дятся в основе пигментов, чувствительных к свету. Эти пигменты преобразуют фотоны в электрические заряды. Как только информация преобразована в электрические заряды, она транслируется через синаптические связки клеток, сначала биполярных, затем ганглионарных. Затем она передается с помощью аксонов к зрительному нерву и коре головного мозга (Прежде, чем быть переданной в мозг, информация достаточно сложным образом анализируется и обра­батывается. Выражаясь языком информатики, информация компрессируется еще в самом глазу. Об этом очень подробно и хорошо написано в книге В. Демидова «Как мы видим то, что видим»).

Зона включения зрительного нерва на уровне сетчатки - это слепое пятно. На этом Уровне кора головного мозга, как и камера, осуществляет настоящую «коррекцию пикселей». Для монокулярного зрения она замещает отсутствующую информацию на датчике в этой зоне информацией, непосредственно окружающей ее. В биноку­лярном зрении обе зоны, к счастью, не совмещаются в нашем поле зрения.

Колбочки и палочки

Колбочки и палочки — это с виду похожие клетки. Их отличие, выявленное в ходе микроскопического анализа, — это разное расположение ядра.

Палочки, количество которых превышает 120 миллионов, — это клетки, чув­ствительные к силе света. Они действуют преимущественно при сумеречном или ночном зрении. Их спектральная чувствительность максимальна при излучении с длиной волны около 495 нм. Они медленно, но эффективно адаптируются к переменам яркости.

Колбочки, количество которых превышает 6 миллионов, — это датчики цвет­ного зрения. Они также играют большую роль в пространственном разрешении глаза. Они обладают быстрой, но слабой адаптивностью к яркости. В то время как палочка может обнаружить максимум один фотон, для того чтобы получить ответ­ную реакцию в колбочке, необходимо в сто раз больше фотонов. Но в то же время реакция колбочки (70 мс) в 4 раза быстрее, чем реакция палочки (300 мс).

Управление визуальной информацией основано на противоречии: с одной стороны, в распоряжении имеется очень большое возможное количество инфор­мации, с другой стороны, эту информацию необходимо обработать самым эф­фективным образом. Поэтому на сетчатке гораздо больше рецептивных клеток, чем нервных волокон в зрительном нерве: более 130х10⁶ фоторецепторов на 1х10⁶ аксонов. Рецептивные клетки, в особенности палочки, могут «группировать»делает камера с пикселями. Таким образом, сразу несколько палочек могут быть прикреплены к одной и той же биполярной клетке. На периферии сетчатки можно найти до 70 палочек на одну ганглионарную клетку. Так повышается чувс­твительность рецептора в ущерб разрешению. Наше боковое зрение также чувствительно к восприятию движения, хотя распознавание форм остается нечетким. Боковое зрение представляет собой зону бдительности и тревоги. В цен­тре сетчатки пространственное (четкость) и частотное (цветное зрение) восприятие, напротив, максимально. Каждая колбочка доставляет ин­формацию специфическим образом, приспосабливая эту зону к сбору точной информации.

В центре сетчатки находится желто-оранжевое пятно — макула, отмечен­ное небольшим углублением в центре. Колбочки в основном сосредоточены в центральной части, на чувствительном желтом пятне диаметром около 3 мм, вокруг которого расположены участки раrafоvеа и реrifоvеа. В центральной зоне желтого пятна практически нет палочек, но зато есть максимальное количество колбочек. Желтое пятно позволяет видеть зону не более 14°. За пределами этой зоны, хотя мы и не отдаем себе в этом отчета, глаз практически не воспринимает цвета и имеет низкую четкость изображения. Когда глаз непрерывно смотрит на окружающий мир, на самом деле это мозг постоянно воспроизводит изображение этого мира.

В центре пятна густота колбочек составляет более 160 000 единиц на мм². Эта центральная часть — фовеола, на которой густота колбочек максимальна, образует зону наиболее острого зрения и не превышает угол 2°.

Колбочки разделяют на три группы: L, М, S (Long, Medium, Short). У некоторых женщин был обнаружен четвертый вид колбочек.

Фоторецепторы располагаются на сетчатке в виде мозаики, подобной пчели­ному улью, и структура этой мозаики различна у разных людей. У большинства людей около 65% L-колбочек, 35% М-колбочек и лишь от4% до 2% S-колбочек. К тому же S-колбочки совершенно отсутствуют в центре фовеолы. С другой стороны, размер колбочек на желтом пятне гораздо значительнее размера колбочек на периферии, и поэтому их способность пропускания выше.