Kolor istnieje tylko wtedy, gdy reprezentowane są jego trzy składniki: widz, temat i oświetlenie. Chociaż czyste białe światło wydaje się być bezbarwne, w rzeczywistości zawiera wszystkie kolory widma widzialnego. Gdy światło białe dociera do obiektu, powierzchnia selektywnie pochłania niektóre kolory, a inne odbija; tylko odbite kolory tworzą postrzeganie koloru przez widza.

Ludzkie postrzeganie kolorów: oczy i wzrok

Ludzkie oko postrzega to widmo za pomocą kombinacji pręcików i czopków do widzenia. Pręciki są bardziej wrażliwe na światło, ale widzą tylko natężenie światła, podczas gdy czopki widzą również kolory, ale najlepiej działają w jasnym świetle. W każdym z naszych oczu znajdują się trzy rodzaje czopków, z których każdy jest bardziej wrażliwy na krótkie (K), średnie (S) lub długie (L) fale świetlne. Kombinacja sygnałów możliwych we wszystkich trzech czopkach opisuje zakres kolorów, które możemy zobaczyć naszymi oczami. Poniższy przykład ilustruje względną czułość każdego typu stożka na całe widmo widzialne od około 400 do 700 nm.

Należy zauważyć, że każdy z typów komórek nie postrzega jednego koloru, ale ma inny stopień czułości w szerokim zakresie długości fal. Najedź kursorem na „Jasność”, aby zobaczyć, które kolory mają największy wpływ na nasze postrzeganie jasności. Należy również zauważyć, że postrzeganie kolorów przez człowieka jest najbardziej wrażliwe na światło w żółto-zielonym zakresie widma; fakt ten jest wykorzystywany przez czujnik firmy Bayer w nowoczesnych aparatach cyfrowych.

Addytywna i subtraktywna synteza kolorów

Praktycznie wszystkie rozróżnialne przez nas kolory mogą być złożone z jakiejś kombinacji trzech kolorów podstawowych, za pomocą procesów syntezy addytywnej (sumowanie) lub subtraktywnej (różnica). Synteza addytywna tworzy kolor, dodając światło do ciemnego tła, podczas gdy synteza subtraktywna wykorzystuje pigmenty lub barwniki do selektywnego blokowania światła. Zrozumienie istoty każdego z tych procesów stwarza podstawę do zrozumienia reprodukcji barw.

przyłączeniowy

Odejmowanie

Kolory trzech zewnętrznych kół nazywane są podstawowymi i są różne dla każdego z diagramów. Urządzenia korzystające z tych kolorów podstawowych mogą odtwarzać maksymalny zakres kolorów. Monitory emitują światło, aby odtwarzać kolory w trybie addytywnym, podczas gdy drukarki wykorzystują pigmenty lub barwniki do pochłaniania światła i syntezy kolorów subtraktywnych. To dlatego prawie wszystkie monitory wykorzystują kombinację pikseli czerwonego (R), zielonego (G) i niebieskiego (B), a większość drukarek kolorowych używa co najmniej atramentu cyjan (C), magenta (M) i żółtego (Y). Wiele drukarni oprócz tuszy kolorowych używa również tuszu czarnego (CMYK), ponieważ prosta kombinacja tuszy kolorowych nie jest w stanie stworzyć wystarczająco głębokich cieni.

(Kolory RGB)				(kolory CMYK)
czerwony + zielony	→	żółty		cyjan + magenta	→	niebieski
zielony + niebieski	→	niebieski		fioletowy + żółty	→	czerwony
niebieski + czerwony	→	fioletowy		żółty + niebieski	→	zielony
czerwony + zielony + niebieski	→	biały		cyjan + magenta + żółty	→	czarny

Synteza subtraktywna jest bardziej wrażliwa na zmiany światła otoczenia, ponieważ to selektywne blokowanie światła prowadzi do pojawienia się kolorów. Właśnie dlatego kolorowe wydruki wymagają określonego rodzaju światła otoczenia, aby dokładnie odwzorować kolory.

Właściwości kolorów: Odcień i Nasycenie

Kolor ma dwa unikalne składniki, które odróżniają go od światła achromatycznego: odcień (odcień) i nasycenie. Wizualny opis koloru opiera się na każdym z tych terminów i może być dość subiektywny, jednak każdy z nich można bardziej obiektywnie opisać, analizując jego widmo.

Naturalne kolory nie są tak naprawdę światłem o określonej długości fali, ale w rzeczywistości zawierają pełne spektrum długości fal. „Ton” opisuje, która długość fali jest najsilniejsza. Pełne widmo obiektu pokazanego poniżej byłoby postrzegane jako niebieskie, mimo że zawiera fale na całej długości widma.

Pomimo tego, że maksimum tego widma znajduje się w tym samym obszarze co ton obiektu, nie jest to warunek konieczny. Gdyby obiekt miał osobne wyraźne piki tylko w zakresach czerwonym i zielonym, jego ton byłby postrzegany jako żółty (patrz tabela addytywnej syntezy kolorów).

Nasycenie koloru to stopień jego czystości. Wysoce nasycony kolor będzie zawierał bardzo wąski zestaw długości fal i będzie wydawał się znacznie bardziej wyraźny niż podobny, ale mniej nasycony kolor. Poniższy przykład ilustruje widma nasyconego i desaturowanego błękitu.

Wybierz stopień nasycenia:

Niski

wysoki

Czułość i ostrość wzroku. Czułość na natężenie światła określają pręciki i czopki. Istnieją między nimi dwie istotne różnice, które wyjaśniają szereg zjawisk związanych z percepcją intensywności, czyli jasności.

Pierwsza różnica polega na tym, że średnio jedna komórka zwojowa jest połączona z większą liczbą pręcików niż czopków; dlatego komórki zwojowe „pręcików” mają więcej danych wejściowych niż „czopki”. Druga różnica polega na tym, że pręciki i czopki są inaczej rozmieszczone na siatkówce. Dołek zawiera wiele czopków, ale nie ma pręcików, podczas gdy obwód zawiera wiele pręcików, ale stosunkowo mało czopków. Ponieważ komórka zwojowa jest połączona z większą liczbą pręcików niż czopków, widzenie pręcików jest bardziej czułe niż widzenie czopków. na ryc. Rysunek 4.11 pokazuje dokładnie, jak to się dzieje. Po lewej stronie figury znajdują się trzy sąsiednie czopki, z których każdy jest połączony (nie bezpośrednio) z jedną komórką zwojową; prawa strona rysunku pokazuje trzy sąsiednie pręty, które są połączone (nie bezpośrednio) z tą samą komórką zwojową.

Aby zrozumieć, co oznaczają te różne wzory „przewodów” stożka i pręcika, wyobraź sobie trzy bardzo słabe, blisko rozmieszczone plamki światła, które są prezentowane na pręcikach i czopkach. Po przedstawieniu czopków każda z plamek światła może być zbyt słaba, aby wywołać impuls nerwowy w odpowiednim receptorze, a zatem żaden impuls nerwowy nie dotrze do komórki zwojowej. Ale kiedy te same trzy plamki są prezentowane pręcikom, aktywację z tych trzech receptorów można połączyć, a wtedy ta ilość będzie wystarczająca do wywołania reakcji nerwowej w komórce zwojowej. Dlatego połączenie kilku pręcików z jedną komórką zwojową zapewnia zbieżność aktywności neuronalnej i właśnie dzięki tej zbieżności widzenie pręcikowe jest bardziej czułe niż widzenie czopkowe.

Ale ta przewaga w zakresie czułości ma swoją cenę, a mianowicie niższą ostrość wzroku w porównaniu z widzeniem stożkowym (ostrość wzroku to zdolność rozróżniania szczegółów). Wróćmy jeszcze raz do dwóch diagramów na ryc. 4.10, ale teraz wyobraź sobie, że trzy sąsiednie plamki światła są wystarczająco jasne. Po przedstawieniu czopków każda plamka wywoła odpowiedź neuronalną w odpowiednim receptorze, co z kolei spowoduje impulsy nerwowe w trzech różnych komórkach zwojowych; do mózgu zostaną wysłane trzy różne komunikaty, a system będzie miał okazję dowiedzieć się o istnieniu trzech różnych obiektów. Jeśli te trzy sąsiednie plamki świetlne zostaną przedstawione pręcikom, aktywność nerwowa ze wszystkich trzech receptorów zostanie połączona i przekazana do pojedynczej komórki zwojowej; dlatego do mózgu trafi tylko jedna wiadomość, a system nie będzie miał możliwości dowiedzieć się o istnieniu więcej niż jednego obiektu. Krótko mówiąc, sposób, w jaki receptory łączą się z komórkami zwojowymi, wyjaśnia różnicę w czułości i ostrości widzenia pręcików i czopków.

Inną konsekwencją tych różnic jest to, że człowiek lepiej wykrywa słabe światło na obrzeżach pręcika niż na dołku.

Więc chociaż ostrość wzroku jest silniejsza w dołku niż na obwodzie, czułość jest wyższa na obrzeżach. Fakt, że czułość na peryferiach jest wyższa, można ustalić, mierząc bezwzględny próg badanego, gdy w ciemnym pokoju prezentowane są mu błyski światła. Próg będzie niższy (co oznacza większą czułość), jeśli badany spojrzy lekko w bok, aby mógł zobaczyć błyski w swoim polu widzenia peryferyjnego, niż gdyby spojrzał bezpośrednio na błyski i światło uderzyło w dołek. Widzieliśmy już jedną z konsekwencji mniejszej liczby stożków na obrzeżach (patrz rysunek 4.9). Efekty rozmieszczenia pałeczek można wykryć, gdy patrzymy na gwiazdy nocą. Być może zauważyłeś, że aby jak najdokładniej zobaczyć słabą gwiazdę, musisz nieco zmienić kierunek spojrzenia na jedną krawędź gwiazdy. Dzięki temu maksymalna możliwa liczba patyczków jest aktywowana światłem gwiazdy.

Lekka adaptacja. Do tej pory podkreślaliśmy, że człowiek jest wrażliwy na zmiany stymulacji. Drugą stroną medalu jest to, że jeśli nie ma zmiany w bodźcu, osoba dostosowuje się do niego. Dobrym przykładem adaptacji światła jest wejście do ciemnego kina z oświetloną słońcem ulicą. Na początku prawie nic nie widać w słabym świetle odbitym od ekranu. Jednak po kilku minutach widzisz już na tyle dobrze, że możesz znaleźć miejsce dla siebie. Po pewnym czasie nadal możesz rozpoznawać twarze w słabym świetle. Kiedy ponownie wychodzi się na jasno oświetloną ulicę, na pierwszy rzut oka prawie wszystko wydaje się boleśnie jasne, aw tym jasnym świetle nie sposób niczego odróżnić. Wszystko jednak wraca do normy w mniej niż minutę, gdyż adaptacja do jaśniejszego światła przebiega szybciej. na ryc. Rysunek 4.12 pokazuje, jak bezwzględny próg maleje wraz z czasem spędzonym w ciemności. Krzywa składa się z dwóch gałęzi. Górna gałąź jest związana z pracą stożków, a dolna gałąź jest połączona z prętami. System prętów adaptuje się znacznie dłużej, ale jest wrażliwy na znacznie słabsze światło.

O sekcji

Ta sekcja zawiera artykuły poświęcone zjawiskom lub wersjom, które w taki czy inny sposób mogą być interesujące lub przydatne dla badaczy niewyjaśnionych.
Artykuły podzielone są na kategorie:
Informacyjny. Zawierają przydatne informacje dla badaczy z różnych dziedzin wiedzy.
Analityczny. Obejmują one analizę zgromadzonych informacji o wersjach lub zjawiskach, a także opisy wyników eksperymentów.
Techniczny. Gromadzą informacje o rozwiązaniach technicznych, które można wykorzystać w zakresie badania niewyjaśnionych faktów.
Metody. Zawierają opisy metod stosowanych przez członków grupy w badaniu faktów i zjawisk.
Głoska bezdźwięczna. Zawierają informacje o odzwierciedleniu zjawisk w przemyśle rozrywkowym: filmach, kreskówkach, grach itp.
Znane nieporozumienia. Ujawnienia znanych niewyjaśnionych faktów, zebrane w tym ze źródeł zewnętrznych.

Rodzaj artykułu:

Informacyjny

Cechy ludzkiej percepcji. Wizja

Człowiek nie widzi w całkowitej ciemności. Aby osoba mogła zobaczyć przedmiot, konieczne jest, aby światło odbijało się od przedmiotu i trafiało w siatkówkę oka. Źródła światła mogą być naturalne (ogień, słońce) i sztuczne (różne lampy). Ale czym jest światło?

Według współczesnych koncepcji naukowych światło to fale elektromagnetyczne o określonym (raczej wysokim) zakresie częstotliwości. Teoria ta wywodzi się od Huygensa i jest potwierdzona wieloma eksperymentami (w szczególności doświadczeniem T. Junga). Jednocześnie w naturze światła w pełni manifestuje się dualizm fal karkuskularnych, co w dużej mierze determinuje jego właściwości: podczas propagacji światło zachowuje się jak fala, emitowane lub pochłaniane jak cząstka (foton). Zatem efekty świetlne zachodzące podczas propagacji światła (interferencja, dyfrakcja itp.) opisują równania Maxwella, a efekty, które pojawiają się podczas jego absorpcji i emisji (efekt fotoelektryczny, efekt Comptona) opisują równania kwantowe teoria pola.

Mówiąc najprościej, ludzkie oko jest odbiornikiem radiowym zdolnym do odbioru fal elektromagnetycznych o określonym (optycznym) zakresie częstotliwości. Pierwotnymi źródłami tych fal są ciała, które je emitują (słońce, lampy itp.), źródłami wtórnymi są ciała, które odbijają fale źródeł pierwotnych. Światło ze źródeł wpada do oka i sprawia, że ​​są one widoczne dla ludzi. Tak więc, jeśli ciało jest przezroczyste dla fal widzialnego zakresu częstotliwości (powietrze, woda, szkło itp.), To nie może być zarejestrowane przez oko. Jednocześnie oko, jak każdy inny odbiornik radiowy, jest „dostrojone” do określonego zakresu częstotliwości radiowych (w przypadku oka zakres ten wynosi od 400 do 790 teraherców) i nie odbiera fal, które mają wyższe (ultrafioletowe) lub niższe (podczerwone) częstotliwości. Owo "dostrajanie" manifestuje się w całej budowie oka - od soczewki i ciała szklistego, które są przezroczyste w tym konkretnym zakresie częstotliwości, po wielkość fotoreceptorów, które w tej analogii są podobne do anten odbiornika radiowego i mają wymiary zapewniają najskuteczniejszy odbiór fal radiowych w tym konkretnym zakresie.

Wszystko to razem określa zakres częstotliwości, w którym dana osoba widzi. Nazywa się to zakresem światła widzialnego.

Promieniowanie widzialne – fale elektromagnetyczne odbierane przez ludzkie oko, które zajmują część widma o długości fali od około 380 (fiolet) do 740 nm (czerwień). Fale takie zajmują zakres częstotliwości od 400 do 790 teraherców. Promieniowanie elektromagnetyczne o takich częstotliwościach jest również nazywane światłem widzialnym lub po prostu światłem (w wąskim tego słowa znaczeniu). Ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na światło o długości fali 555 nm (540 THz), w zielonej części widma.

Białe światło rozdzielone przez pryzmat na kolory widma

Kiedy biała wiązka jest rozkładana w pryzmacie, powstaje widmo, w którym promieniowanie o różnych długościach fal jest załamywane pod różnymi kątami. Kolory zawarte w widmie, czyli te kolory, które można uzyskać za pomocą fal świetlnych o jednej długości fali (lub bardzo wąskim zakresie), nazywane są kolorami widmowymi. Główne kolory widmowe (posiadające własną nazwę), a także charakterystyki emisyjne tych kolorów przedstawiono w tabeli:

Co się widzi

Dzięki wzrokowi otrzymujemy 90% informacji o otaczającym nas świecie, dlatego oko jest jednym z najważniejszych narządów zmysłów.
Oko można nazwać złożonym urządzeniem optycznym. Jej głównym zadaniem jest „przekazanie” prawidłowego obrazu do nerwu wzrokowego.

Budowa ludzkiego oka

Rogówka to przezroczysta błona, która pokrywa przednią część oka. Nie ma w nim naczyń krwionośnych, ma dużą moc refrakcyjną. Wchodzi w skład układu optycznego oka. Rogówka graniczy z nieprzezroczystą zewnętrzną powłoką oka - twardówką.

Przednia komora oka to przestrzeń między rogówką a tęczówką. Jest wypełniony płynem wewnątrzgałkowym.

Tęczówka ma kształt koła z otworem w środku (źrenica). Tęczówka składa się z mięśni, których skurcz i rozluźnienie zmienia rozmiar źrenicy. Wchodzi do naczyniówki oka. Za kolor oczu odpowiada tęczówka (jeśli jest niebieska, oznacza to, że jest w niej mało komórek barwnikowych, jeśli jest brązowa, jest ich dużo). Pełni tę samą funkcję, co przysłona w aparacie, regulując moc światła.

Źrenica to dziura w tęczówce. Jego wymiary zwykle zależą od poziomu oświetlenia. Im więcej światła, tym mniejsza źrenica.

Soczewka jest „naturalną soczewką” oka. Jest przezroczysta, elastyczna – potrafi zmieniać swój kształt, niemal natychmiast „ogniskując”, dzięki czemu dobrze widzi zarówno z bliska, jak iz daleka. Znajduje się w torebce, utrzymywanej przez obwód rzęskowy. Soczewka, podobnie jak rogówka, jest częścią układu optycznego oka. Przezroczystość soczewki ludzkiego oka jest doskonała - przepuszczana jest większość światła o długości fali od 450 do 1400 nm. Światło o długości fali powyżej 720 nm nie jest postrzegane. Soczewka ludzkiego oka jest prawie bezbarwna po urodzeniu, ale z wiekiem nabiera żółtawego koloru. Chroni to siatkówkę oka przed ekspozycją na promienie ultrafioletowe.

Ciało szkliste to żelowata przezroczysta substancja znajdująca się w tylnej części oka. Ciało szkliste utrzymuje kształt gałki ocznej i bierze udział w metabolizmie wewnątrzgałkowym. Wchodzi w skład układu optycznego oka.

Siatkówka - składa się z fotoreceptorów (są wrażliwe na światło) i komórek nerwowych. Komórki receptorowe znajdujące się w siatkówce dzielą się na dwa rodzaje: czopki i pręciki. W tych komórkach, które wytwarzają enzym rodopsynę, energia światła (fotonów) jest zamieniana na energię elektryczną tkanki nerwowej, tj. reakcja fotochemiczna.

Twardówka - nieprzezroczysta zewnętrzna powłoka gałki ocznej, przechodząca przed gałką oczną w przezroczystą rogówkę. Do twardówki przyczepionych jest 6 mięśni okoruchowych. Zawiera niewielką liczbę zakończeń nerwowych i naczyń krwionośnych.

Naczyniówka - wyściela twardówkę tylną, przylega do siatkówki, z którą jest ściśle połączona. Naczyniówka odpowiada za ukrwienie struktur wewnątrzgałkowych. W chorobach siatkówki bardzo często uczestniczy w procesie patologicznym. W naczyniówce nie ma zakończeń nerwowych, dlatego gdy jest chora, ból nie występuje, zwykle sygnalizując jakąś nieprawidłowość.

Nerw wzrokowy - za pomocą nerwu wzrokowego sygnały z zakończeń nerwowych są przekazywane do mózgu.

Osoba nie rodzi się z już rozwiniętym narządem wzroku: w pierwszych miesiącach życia dochodzi do powstania mózgu i wzroku, a po około 9 miesiącach jest w stanie niemal natychmiast przetwarzać napływające informacje wizualne. Aby widzieć, potrzebujesz światła.

Światłoczułość ludzkiego oka

Zdolność oka do postrzegania światła i rozpoznawania różnych stopni jego jasności nazywana jest percepcją światła, a zdolność przystosowania się do różnej jasności oświetlenia nazywana jest adaptacją oka; wrażliwość na światło jest szacowana na podstawie wartości progu bodźca świetlnego.
Osoba o dobrym wzroku widzi nocą światło świecy z odległości kilku kilometrów. Maksymalną czułość na światło uzyskuje się po odpowiednio długiej adaptacji do ciemności. Jest określany pod działaniem strumienia światła pod kątem bryłowym 50 ° przy długości fali 500 nm (maksymalna czułość oka). W tych warunkach progowa energia światła wynosi około 10–9 erg/s, co odpowiada strumieniowi kilku kwantów zakresu optycznego na sekundę przez źrenicę.
Udział źrenicy w regulacji czułości oka jest niezwykle znikomy. Cały zakres jasności, który jest w stanie dostrzec nasz mechanizm wzrokowy, jest ogromny: od 10-6 cd m² dla oka w pełni przystosowanego do ciemności do 106 cd m² dla oka w pełni przystosowanego do światła Mechanizm tak szerokiego zakresu czułości leży w rozkładzie i odbudowie światłoczułych pigmentów w fotoreceptorach siatkówki - czopkach i pręcikach.
Ludzkie oko zawiera dwa rodzaje światłoczułych komórek (receptorów): bardzo czułe pręciki odpowiedzialne za widzenie o zmierzchu (w nocy) oraz mniej czułe czopki odpowiedzialne za widzenie kolorów.

Znormalizowane wykresy światłoczułości czopków ludzkiego oka S, M, L. Linia przerywana przedstawia zmierzchową, „czarno-białą” podatność pręcików.

W siatkówce człowieka występują trzy rodzaje czopków, których maksima czułości przypadają na czerwoną, zieloną i niebieską część widma. Rozmieszczenie typów czopków w siatkówce jest nierównomierne: czopki „niebieskie” są bliżej obrzeża, podczas gdy czopki „czerwone” i „zielone” są rozmieszczone losowo. Dopasowanie typów szyszek do trzech „podstawowych” kolorów umożliwia rozpoznanie tysięcy kolorów i odcieni. Krzywe czułości widmowej trzech typów czopków częściowo się pokrywają, co przyczynia się do zjawiska metameryzmu. Bardzo silne światło pobudza wszystkie 3 typy receptorów i dlatego jest postrzegane jako oślepiająco białe promieniowanie.

Równomierne pobudzenie wszystkich trzech elementów, odpowiadające średniemu ważonemu światłu dziennemu, również powoduje wrażenie bieli.

Geny kodujące światłoczułe białka opsyny są odpowiedzialne za widzenie kolorów u ludzi. Według zwolenników teorii trójskładnikowej obecność trzech różnych białek, które reagują na różne długości fal, jest wystarczająca do postrzegania kolorów.

Większość ssaków ma tylko dwa z tych genów, więc widzą czarno-białe.

Opsyna wrażliwa na światło czerwone jest kodowana u ludzi przez gen OPN1LW.
Inne ludzkie opsyny kodują geny OPN1MW, OPN1MW2 i OPN1SW, z których pierwsze dwa kodują białka wrażliwe na światło o średniej długości fali, a trzeci odpowiada za opsynę wrażliwą na krótkofalową część widma.

linia wzroku

Pole widzenia to przestrzeń postrzegana jednocześnie przez oko przy nieruchomym spojrzeniu i ustalonej pozycji głowy. Ma pewne granice odpowiadające przejściu optycznie czynnej części siatkówki do optycznie ślepej.
Pole widzenia jest sztucznie ograniczane przez wystające części twarzy - tył nosa, górną krawędź oczodołu. Ponadto jego granice zależą od położenia gałki ocznej na orbicie. Ponadto w każdym oku zdrowej osoby znajduje się obszar siatkówki niewrażliwy na światło, który nazywa się plamką ślepą. Włókna nerwowe od receptorów do plamki ślepej przebiegają przez siatkówkę i gromadzą się w nerwie wzrokowym, który przechodzi przez siatkówkę na drugą stronę. Zatem w tym miejscu nie ma receptorów światła.

Na tej mikrografii konfokalnej tarcza nerwu wzrokowego jest pokazana na czarno, komórki wyściełające naczynia krwionośne na czerwono, a zawartość naczyń na zielono. Komórki siatkówki pojawiają się jako niebieskie plamki.

Martwe plamki w dwojgu oczach znajdują się w różnych miejscach (symetrycznie). Ten fakt oraz fakt, że mózg koryguje postrzegany obraz, wyjaśnia, dlaczego przy normalnym używaniu obojga oczu są one niewidoczne.

Aby obserwować swój martwy punkt, zamknij prawe oko i spójrz lewym okiem na prawy krzyż, który jest zakreślony. Trzymaj twarz i monitor w pozycji pionowej. Nie odrywając wzroku od prawego krzyża, odsuń (lub odsuń) twarz od monitora i jednocześnie podążaj za lewym krzyżem (nie patrząc na niego). W pewnym momencie zniknie.

Ta metoda może również oszacować przybliżony rozmiar kątowy martwego pola.

Odbiór do wykrywania martwego pola

Istnieją również paracentralne podziały pola widzenia. W zależności od udziału w widzeniu jednego lub obu oczu rozróżnia się jednooczne i obuoczne pola widzenia. W praktyce klinicznej zwykle bada się jednooczne pole widzenia.

Widzenie obuoczne i stereoskopowe

Analizator wizualny osoby w normalnych warunkach zapewnia widzenie obuoczne, to znaczy widzenie dwojgiem oczu z pojedynczą percepcją wzrokową. Głównym mechanizmem odruchowym widzenia obuocznego jest odruch fuzji obrazu - odruch fuzji (fuzji), który zachodzi przy jednoczesnym pobudzeniu funkcjonalnie odmiennych elementów nerwowych siatkówki obu oczu. W rezultacie następuje fizjologiczne podwojenie obiektów znajdujących się bliżej lub dalej niż punkt stały (ogniskowanie obuoczne). Podwojenie fizjologiczne (skupienie) pomaga ocenić odległość przedmiotu od oczu i stwarza uczucie ulgi lub widzenia stereoskopowego.

Widząc jednym okiem, percepcję głębi (odległości reliefu) wykonuje Ch. arr. ze względu na drugorzędne pomocnicze oznaki oddalenia (pozorna wielkość obiektu, perspektywa liniowa i powietrzna, zasłanianie niektórych obiektów przez inne, akomodacja oka itp.).

Ścieżki analizatora wizualnego
1 - Lewa połowa pola widzenia, 2 - Prawa połowa pola widzenia, 3 - Oko, 4 - Siatkówka, 5 - Nerwy wzrokowe, 6 - Nerw okoruchowy, 7 - Chiazma, 8 - Przewód wzrokowy, 9 - Ciało kolankowate boczne , 10 - Guzki górne czworogłowego, 11 - Niespecyficzna droga wzrokowa, 12 - Kora wzrokowa.

Osoba widzi nie oczami, ale oczami, skąd informacje są przekazywane przez nerw wzrokowy, skrzyżowanie, drogi wzrokowe do niektórych obszarów płatów potylicznych kory mózgowej, gdzie obraz świata zewnętrznego, który widzimy, jest uformowany. Wszystkie te narządy składają się na nasz analizator wzrokowy lub system wzrokowy.

Zmiana widzenia z wiekiem

Elementy siatkówki zaczynają się formować w 6-10 tygodniu rozwoju płodu; ostateczne dojrzewanie morfologiczne następuje w wieku 10-12 lat. W procesie rozwoju ciała postrzeganie kolorów przez dziecko zmienia się znacząco. U noworodka w siatkówce działają tylko pręciki, które zapewniają widzenie czarno-białe. Liczba szyszek jest niewielka i nie są one jeszcze dojrzałe. Rozpoznawanie kolorów we wczesnym wieku zależy od jasności, a nie od charakterystyki widmowej koloru. W miarę dojrzewania czopków dzieci najpierw rozróżniają kolor żółty, potem zielony, a następnie czerwony (już od 3 miesiąca życia można było wykształcić odruchy warunkowe do tych kolorów). Szyszki zaczynają w pełni funkcjonować pod koniec 3 roku życia. W wieku szkolnym wzrasta charakterystyczna wrażliwość oka na kolory. Odczuwanie koloru osiąga maksymalne nasilenie około 30 roku życia, a następnie stopniowo maleje.

U noworodka średnica gałki ocznej wynosi 16 mm, a jej waga 3,0 g. Wzrost gałki ocznej trwa po urodzeniu. Najintensywniej rośnie w ciągu pierwszych 5 lat życia, mniej intensywnie - do 9-12 lat. U noworodków gałka oczna ma bardziej kulisty kształt niż u dorosłych, w wyniku czego w 90% przypadków występuje u nich refrakcja dalekowzroczności.

Źrenice u noworodków są wąskie. Ze względu na przewagę napięcia nerwów współczulnych unerwiających mięśnie tęczówki, w wieku 6–8 lat źrenice stają się szerokie, co zwiększa ryzyko oparzenia słonecznego siatkówki. W wieku 8-10 lat źrenica zwęża się. W wieku 12–13 lat szybkość i intensywność reakcji źrenicy na światło stają się takie same jak u osoby dorosłej.

U noworodków i dzieci w wieku przedszkolnym soczewka jest bardziej wypukła i bardziej elastyczna niż u osoby dorosłej, jej moc refrakcyjna jest większa. Dzięki temu dziecko wyraźnie widzi przedmiot w mniejszej odległości od oka niż osoba dorosła. A jeśli u dziecka jest przezroczysty i bezbarwny, to u osoby dorosłej soczewka ma lekko żółtawy odcień, którego intensywność może wzrastać wraz z wiekiem. Nie wpływa to na ostrość widzenia, ale może wpływać na postrzeganie kolorów niebieskiego i fioletowego.

Funkcje czuciowe i motoryczne wzroku rozwijają się jednocześnie. W pierwszych dniach po urodzeniu ruchy gałek ocznych nie są synchroniczne, przy bezruchu jednego oka można obserwować ruch drugiego. Umiejętność naprawiania przedmiotu jednym spojrzeniem kształtuje się w wieku od 5 dni do 3-5 miesięcy.

Reakcję na kształt przedmiotu obserwuje się już u 5-miesięcznego dziecka. U przedszkolaków pierwszą reakcją jest kształt przedmiotu, potem jego wielkość, a na końcu kolor.
Ostrość wzroku wzrasta wraz z wiekiem, a widzenie stereoskopowe poprawia się. Widzenie stereoskopowe osiąga optymalny poziom w wieku 17–22 lat, a od 6 roku życia dziewczęta mają wyższą stereoskopową ostrość widzenia niż chłopcy. Pole widzenia jest znacznie zwiększone. W wieku 7 lat jego rozmiar stanowi około 80% wielkości pola widzenia osoby dorosłej.

Po 40 latach następuje spadek poziomu widzenia peryferyjnego, czyli następuje zawężenie pola widzenia i pogorszenie widzenia bocznego.
Po około 50 roku życia produkcja płynu łzowego jest zmniejszona, przez co oczy są mniej nawilżone niż w młodszym wieku. Nadmierna suchość może objawiać się zaczerwienieniem oczu, skurczami, łzawieniem pod wpływem wiatru lub jasnego światła. Może to być niezależne od typowych czynników (częste zmęczenie oczu lub zanieczyszczenie powietrza).

Z wiekiem ludzkie oko zaczyna postrzegać otoczenie coraz słabiej, zmniejsza się kontrast i jasność. Zdolność rozpoznawania odcieni kolorów, zwłaszcza zbliżonych kolorystycznie, może być również osłabiona. Jest to bezpośrednio związane ze zmniejszeniem liczby komórek siatkówki, które postrzegają odcienie kolorów, kontrast i jasność.

Niektóre zaburzenia widzenia związane z wiekiem są spowodowane starczowzrocznością, która objawia się rozmyciem, rozmyciem obrazu przy próbie zobaczenia przedmiotów znajdujących się blisko oczu. Umiejętność ogniskowania na małych przedmiotach wymaga akomodacji około 20 dioptrii (ogniskowanie na obiekcie oddalonym o 50 mm od obserwatora) u dzieci, do 10 dioptrii w wieku 25 lat (100 mm) i poziomów od 0,5 do 1 dioptrii przy wiek 60 lat (możliwość ogniskowania na obiekcie na 1-2 metry). Uważa się, że jest to spowodowane osłabieniem mięśni regulujących źrenicę, a także pogarsza się reakcja źrenic na strumień światła wpadającego do oka. Dlatego występują trudności z czytaniem przy słabym świetle, a czas adaptacji wydłuża się wraz ze zmianami oświetlenia.

Ponadto z wiekiem zmęczenie wzroku, a nawet bóle głowy zaczynają pojawiać się szybciej.

Postrzeganie kolorów

Psychologia postrzegania kolorów to ludzka zdolność postrzegania, identyfikowania i nazywania kolorów.

Postrzeganie koloru zależy od zespołu czynników fizjologicznych, psychologicznych, kulturowych i społecznych. Początkowo badania percepcji kolorów prowadzono w ramach nauki o kolorze; do problemu dołączyli później etnografowie, socjologowie i psychologowie.

Receptory wzrokowe są słusznie uważane za „część mózgu przeniesioną na powierzchnię ciała”. Nieświadome przetwarzanie i korekcja percepcji wzrokowej zapewnia „poprawność” widzenia, a także jest przyczyną „błędów” w ocenie barwy w określonych warunkach. Tym samym eliminacja „tła” oświetlenia oka (na przykład podczas patrzenia na odległe obiekty przez wąską rurkę) znacznie zmienia postrzeganie koloru tych obiektów.

Jednoczesne oglądanie tych samych nieświecących obiektów lub źródeł światła przez kilku obserwatorów z normalnym widzeniem kolorów, w tych samych warunkach oglądania, umożliwia ustalenie jednoznacznej zgodności między składem widmowym porównywanych promieni a wywoływanymi przez nie wrażeniami barwnymi. Na tym opierają się pomiary barwy (kolorymetria). Taka zgodność jest jednoznaczna, ale nie jednoznaczna: te same wrażenia kolorystyczne mogą powodować strumienie promieniowania o różnym składzie widmowym (metameryzm).

Istnieje wiele definicji koloru jako wielkości fizycznej. Ale nawet w najlepszych z nich, z kolorymetrycznego punktu widzenia, często pomija się wzmiankę, że określoną (nie wzajemną) jednoznaczność uzyskuje się tylko w znormalizowanych warunkach obserwacji, oświetlenia itp., zmiana postrzegania kolorów wraz ze zmianą w natężeniu promieniowania o tym samym składzie widmowym nie bierze się pod uwagę (zjawisko Bezolda - Brucke'a), tzw. adaptacja barwna oka itp. W związku z tym różnorodność wrażeń kolorystycznych powstających w rzeczywistych warunkach oświetleniowych, różnice w rozmiarach kątowych elementów porównywanych w kolorze, ich utrwalenie w różnych częściach siatkówki, różne stany psychofizjologiczne obserwatora itp. , jest zawsze bogatsza niż kolorymetryczna różnorodność kolorów.

Na przykład niektóre kolory (takie jak pomarańczowy czy żółty) są definiowane w ten sam sposób w kolorymetrii, które w życiu codziennym postrzegane są (w zależności od jasności) jako brąz, „kasztan”, brąz, „czekolada”, „oliwka” itp. jedna z najlepszych prób zdefiniowania pojęcia koloru, za sprawą Erwina Schrödingera, trudności usuwa prosty brak wskazań na zależność doznań barwnych od wielu specyficznych warunków obserwacji. Według Schrödingera kolor jest właściwością widmowego składu promieniowania, wspólną dla wszystkich rodzajów promieniowania, które są wizualnie nierozróżnialne dla człowieka.

Ze względu na specyfikę oka światło wywołujące wrażenie tego samego koloru (np. białego), czyli ten sam stopień pobudzenia trzech receptorów wzrokowych, może mieć inny skład widmowy. W większości przypadków osoba nie zauważa tego efektu, jakby „myślała” o kolorze. Dzieje się tak dlatego, że chociaż temperatura barwowa różnych rodzajów oświetlenia może być taka sama, widma światła naturalnego i sztucznego odbitego od tego samego pigmentu mogą znacznie się różnić i powodować różne odczucia kolorów.

Ludzkie oko dostrzega wiele różnych odcieni, ale istnieją kolory „zakazane”, które są dla niego niedostępne. Przykładem jest kolor, który gra jednocześnie z żółtymi i niebieskimi tonami. Dzieje się tak, ponieważ postrzeganie koloru w ludzkim oku, podobnie jak wiele innych rzeczy w naszym ciele, jest zbudowane na zasadzie opozycji. Siatkówka oka ma specjalne neurony-przeciwników: niektóre z nich są aktywowane, gdy widzimy czerwień, a zielone są tłumione. To samo dzieje się z parą żółto-niebieską. Zatem kolory w parach czerwono-zielonej i niebiesko-żółtej mają przeciwny wpływ na te same neurony. Kiedy źródło emituje oba kolory z pary, ich wpływ na neuron jest kompensowany, a osoba nie widzi żadnego z tych kolorów. Co więcej, człowiek nie tylko nie jest w stanie zobaczyć tych kolorów w normalnych warunkach, ale także nie jest w stanie ich sobie wyobrazić.

Takie kolory można postrzegać jedynie jako część eksperymentu naukowego. Na przykład naukowcy Hewitt Crane i Thomas Pyantanida z Instytutu Stanforda w Kalifornii stworzyli specjalne modele wizualne, w których paski „kłótliwych” odcieni szybko się zmieniały. Obrazy te, utrwalone za pomocą specjalnego urządzenia na poziomie oczu człowieka, zostały pokazane dziesiątkom ochotników. Po eksperymencie ludzie twierdzili, że w pewnym momencie granice między odcieniami zniknęły, łącząc się w jeden kolor, z którym nigdy wcześniej się nie spotkali.

Różnice między widzeniem ludzi i zwierząt. Metameria w fotografii

Wzrok człowieka jest analizatorem trzech bodźców, to znaczy charakterystyka widmowa koloru jest wyrażona tylko w trzech wartościach. Jeśli porównywane strumienie promieniowania o różnym składzie widmowym dają taki sam efekt na czopkach, kolory są postrzegane jako takie same.

W królestwie zwierząt istnieją analizatory kolorów z czterema, a nawet pięcioma bodźcami, więc kolory postrzegane przez ludzi jako takie same mogą wydawać się inne dla zwierząt. W szczególności ptaki drapieżne widzą ślady gryzoni na ścieżkach nor wyłącznie poprzez luminescencję ultrafioletową ich składników moczu.
Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku systemów rejestracji obrazu, zarówno cyfrowych, jak i analogowych. Chociaż w większości są trójbodźcowe (trzy warstwy emulsji kliszy fotograficznej, trzy rodzaje komórek matrycy aparatu cyfrowego lub skanera), ich metameryzm różni się od ludzkiego wzroku. Dlatego kolory postrzegane przez oko jako takie same mogą wyglądać inaczej na fotografii i odwrotnie.

Źródła

O. A. Antonova, Anatomia i fizjologia wieku, Wydawca: Szkolnictwo wyższe, 2006

Lysova N. F. Anatomia wieku, fizjologia i higiena szkolna. proc. zasiłek / N. F. Lysova, R. I. Aizman, Ya. L. Zavyalova, V.

Pogodina AB, Gazimov A.Kh., Podstawy gerontologii i geriatrii. proc. Zasiłek, Rostów nad Donem, wyd. Feniks, 2007 - 253 s.

postrzeganie kolorów(wrażliwość na kolory, postrzeganie kolorów) - zdolność widzenia do postrzegania i przekształcania promieniowania świetlnego o określonym składzie widmowym w odczucie różnych odcieni i tonów kolorów, tworząc holistyczne subiektywne odczucie („chroma”, „kolor”, kolor).

Kolor charakteryzuje się trzema cechami:

• odcień koloru, który jest główną cechą koloru i zależy od długości fali światła;
• nasycenie, określone przez proporcję tonu głównego wśród zanieczyszczeń o innym kolorze;
• jasność lub lekkość, która przejawia się stopniem bliskości bieli (stopień rozcieńczenia bielą).

Ludzkie oko dostrzega zmiany barwy dopiero po przekroczeniu tzw. progu barwy (minimalnej zmiany barwy widocznej dla oka).

Fizyczna esencja światła i koloru

Widoczne drgania elektromagnetyczne nazywane są światłem lub promieniowaniem świetlnym.

Emisje światła dzielą się na złożony I prosty.

Białe światło słoneczne jest złożonym promieniowaniem, które składa się z prostych składników barwnych - promieniowania monochromatycznego (jednobarwnego). Kolory promieniowania monochromatycznego nazywane są widmowymi.

Jeśli biała wiązka zostanie rozłożona na widmo za pomocą pryzmatu, można zobaczyć serię ciągle zmieniających się kolorów: ciemnoniebieski, niebieski, cyjan, niebiesko-zielony, żółto-zielony, żółty, pomarańczowy, czerwony.

Kolor promieniowania zależy od długości fali. Całe widzialne widmo promieniowania mieści się w zakresie długości fal od 380 do 720 nm (1 nm = 10 -9 m, czyli jedna miliardowa metra).

Całą widzialną część widma można podzielić na trzy strefy

• Promieniowanie o długości fali od 380 do 490 nm nazywane jest niebieską strefą widma;
• od 490 do 570 nm - zielony;
• od 580 do 720 nm - czerwony.

Osoba widzi różne przedmioty pomalowane na różne kolory, ponieważ promieniowanie monochromatyczne odbija się od nich na różne sposoby, w różnych proporcjach.

Wszystkie kolory są podzielone na achromatyczny I chromatyczny

• Achromatyczne (bezbarwne) to kolory szare o różnej jasności, kolory biały i czarny. Barwy achromatyczne charakteryzują się lekkością.
• Wszystkie inne kolory są chromatyczne (kolorowe): niebieski, zielony, czerwony, żółty itp. Kolory chromatyczne charakteryzują się odcieniem, jasnością i nasyceniem.

Ton koloru- jest to subiektywna cecha koloru, która zależy nie tylko od składu widmowego promieniowania docierającego do oka obserwatora, ale także od psychologicznych cech indywidualnej percepcji.

Lekkość subiektywnie charakteryzuje jasność koloru.

Jasność określa natężenie światła emitowanego lub odbijanego od powierzchni jednostkowej w kierunku do niej prostopadłym (jednostką jasności jest kandela na metr, cd/m).

Nasycenie subiektywnie charakteryzuje intensywność odczuwania odcienia koloru.
Ponieważ nie tylko źródło promieniowania i obiekt barwny, ale także oko i mózg obserwatora są zaangażowane w pojawienie się wizualnego wrażenia koloru, należy wziąć pod uwagę kilka podstawowych informacji o fizycznej naturze procesu widzenia barw.

Postrzeganie koloru oczu

Wiadomo, że oko przypomina aparat fotograficzny, w którym siatkówka pełni rolę warstwy światłoczułej. Emisje o różnym składzie widmowym są rejestrowane przez komórki nerwowe siatkówki (receptory).

Receptory odpowiedzialne za widzenie kolorów dzielą się na trzy typy. Każdy typ receptora pochłania promieniowanie z trzech głównych stref widma – niebieskiej, zielonej i czerwonej w inny sposób, tj. ma różną czułość widmową. Jeżeli promieniowanie strefy niebieskiej dostanie się do siatkówki oka, to będzie odbierane tylko przez jeden rodzaj receptorów, które przekażą informację o mocy tego promieniowania do mózgu obserwatora. Rezultatem jest wrażenie koloru niebieskiego. Proces będzie przebiegał podobnie w przypadku ekspozycji siatkówki na promieniowanie zielonej i czerwonej strefy widma. Przy równoczesnym wzbudzeniu receptorów dwóch lub trzech typów pojawi się wrażenie koloru, w zależności od stosunku mocy promieniowania różnych stref widma.

Przy równoczesnym pobudzeniu receptorów wykrywających promieniowanie, na przykład niebieskiej i zielonej strefy widma, może wystąpić wrażenie świetlne, od ciemnoniebieskiego do żółto-zielonego. Wrażenie większej ilości niebieskich odcieni barwy wystąpi w przypadku większej mocy promieniowania strefy niebieskiej, a odcieni zielonych – w przypadku większej mocy zielonej strefy widma. Strefy niebieska i zielona, ​​o równej sile, spowodują wrażenie koloru niebieskiego, strefy zielone i czerwone - wrażenie żółtego, strefy czerwone i niebieskie - wrażenie karmazynu. Dlatego cyjan, magenta i żółty nazywane są kolorami dwustrefowymi. Jednakowa moc promieniowania wszystkich trzech stref widma powoduje wrażenie koloru szarego o różnej jasności, który przy wystarczającej mocy promieniowania przechodzi w kolor biały.

Addytywna synteza światła

Jest to proces uzyskiwania różnych kolorów poprzez mieszanie (dodawanie) promieniowania trzech głównych stref widma – niebieskiego, zielonego i czerwonego.

Kolory te nazywane są pierwotnymi lub pierwotnymi promieniami syntezy adaptacyjnej.

Można w ten sposób uzyskać różne kolory, np. na białym ekranie za pomocą trzech projektorów z filtrami koloru niebieskiego (Blue), zielonego (Green) i czerwonego (Red). Na obszarach ekranu oświetlanych jednocześnie z różnych projektorów można uzyskać dowolne kolory. Zmianę barwy uzyskuje się w tym przypadku poprzez zmianę stosunku mocy głównych promieni. Dodatek promieniowania zachodzi poza okiem obserwatora. Jest to jedna z odmian syntezy addytywnej.

Innym rodzajem syntezy addytywnej jest przemieszczenie przestrzenne. Przemieszczenie przestrzenne polega na tym, że oko nie rozróżnia osobno położonych małych wielobarwnych elementów obrazu. Takich jak na przykład kropki rastrowe. Ale jednocześnie małe elementy obrazu poruszają się wzdłuż siatkówki oka, więc na te same receptory stale oddziałuje różne promieniowanie z sąsiednich różnokolorowych kropek rastrowych. Ponieważ oko nie rozróżnia szybkich zmian promieniowania, postrzega je jako kolor mieszaniny.

Subtraktywna synteza kolorów

Jest to proces uzyskiwania kolorów poprzez pochłanianie (odejmowanie) promieniowania od bieli.

W syntezie subtraktywnej nowy kolor uzyskuje się za pomocą warstw farby: cyjan (Cyan), magenta (Magenta) i żółty (Yellow). Są to podstawowe lub podstawowe kolory syntezy subtraktywnej. Cyjanowa farba pochłania (odejmuje od białej) promieniowanie czerwone, magenta - zieleń, a żółć - błękit.

Aby metodą subtraktywną uzyskać np. kolor czerwony, należy na drodze promieniowania białego umieścić filtry żółty i magenta. Będą absorbować (odejmować) odpowiednio promieniowanie niebieskie i zielone. Ten sam wynik zostanie uzyskany, jeśli na biały papier zostaną nałożone żółte i fioletowe farby. Wtedy do białego papieru dotrze tylko promieniowanie czerwone, które odbija się od niego i wpada do oka obserwatora.

• Podstawowe kolory syntezy addytywnej to niebieski, zielony i czerwony oraz
• kolory podstawowe syntezy subtraktywnej - żółty, magenta i cyjan tworzą pary kolorów dopełniających się.

Barwy dodatkowe to barwy dwóch promieni lub dwóch barw, które w mieszaninie tworzą barwę achromatyczną: W+C, P+W, G+K.

W syntezie addytywnej kolory dodatkowe dają kolory szary i biały, ponieważ w sumie reprezentują one promieniowanie całej widzialnej części widma, aw syntezie subtraktywnej mieszanina tych kolorów daje kolory szary i czarny, w postaci, w której warstwy z tych kolorów pochłaniają promieniowanie ze wszystkich stref widma.

Rozważane zasady tworzenia barw leżą również u podstaw wytwarzania barwnych obrazów w druku. Do drukowania obrazów kolorowych stosuje się tzw. farby drukarskie procesowe: cyan, magenta i yellow. Barwy te są przezroczyste i każda z nich, jak już wspomniano, odejmuje promieniowanie jednego z pasm widmowych.

Jednak ze względu na niedoskonałość składników syntezy subaktywnej do wytwarzania produktów drukowanych stosuje się czwarty dodatkowy czarny atrament.

Na diagramie widać, że jeśli kolory procesowe zostaną nałożone na biały papier w różnych kombinacjach, wówczas wszystkie kolory podstawowe (podstawowe) można uzyskać zarówno w syntezie addytywnej, jak i subtraktywnej. Okoliczność ta świadczy o możliwości uzyskania barw o wymaganych właściwościach przy wytwarzaniu kolorowych wyrobów drukarskich z użyciem farb procesowych.

Charakterystyka odwzorowania kolorów zmienia się w różny sposób w zależności od metody drukowania. W druku wklęsłym przejście od jasnych obszarów obrazu do ciemnych obszarów odbywa się poprzez zmianę grubości warstwy farby, co pozwala dostosować główne cechy odtwarzanego koloru. W druku wklęsłym tworzenie koloru zachodzi subtraktywnie.

W druku typograficznym i offsetowym kolory różnych obszarów obrazu są przenoszone przez elementy rastrowe różnych obszarów. Tutaj charakterystyka odtwarzanego koloru jest regulowana przez rozmiary elementów rastrowych o różnych kolorach. Już wcześniej zauważono, że kolory w tym przypadku powstają na drodze syntezy addytywnej – przestrzennego mieszania barw małych elementów. Jednak tam, gdzie kropki rastrowe o różnych kolorach pokrywają się ze sobą, a farby nakładają się na siebie, nowy kolor kropek powstaje w wyniku syntezy subtraktywnej.

Ocena kolorów

Aby mierzyć, przesyłać i przechowywać informacje o kolorze, wymagany jest standardowy system pomiarowy. Ludzki wzrok można uznać za jeden z najdokładniejszych przyrządów pomiarowych, jednak nie jest on w stanie przypisać kolorom pewnych wartości liczbowych, ani dokładnie ich zapamiętać. Większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, jak ważny jest wpływ koloru na ich codzienne życie. Jeśli chodzi o wielokrotne powielanie, kolor, który wydaje się „czerwony” dla jednej osoby, jest postrzegany jako „czerwono-pomarańczowy” przez innych.

Metody, za pomocą których przeprowadza się obiektywną charakterystykę ilościową koloru i różnic w kolorze, nazywane są metodami kolorymetrycznymi.

Trójkolorowa teoria widzenia pozwala wyjaśnić pojawienie się wrażeń o różnej tonacji, jasności i nasyceniu barwy.

Przestrzenie kolorów

Współrzędne kolorów
L (Jasność) - jasność kolorów mierzona jest od 0 do 100%,
a - zakres barw na kole barw od zielonego -120 do czerwonego +120,
b - zakres barw od niebieskiego -120 do żółtego +120

W 1931 roku Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa – CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) zaproponowała obliczoną matematycznie przestrzeń barw XYZ, w której mieści się całe widmo widzialne dla ludzkiego oka. Jako bazę wybrano system kolorów rzeczywistych (czerwonego, zielonego i niebieskiego), a swobodne przeliczanie jednych współrzędnych na inne umożliwiło prowadzenie różnego rodzaju pomiarów.

Wadą nowej przestrzeni był nierówny kontrast. Zdając sobie z tego sprawę, naukowcy przeprowadzili dalsze badania, aw 1960 roku McAdam dokonał kilku uzupełnień i zmian w istniejącej przestrzeni barw, nazywając ją UVW (lub CIE-60).

Następnie w 1964 roku, zgodnie z sugestią G. Wyszeckiego, wprowadzono przestrzeń U*V*W* (CIE-64).
Wbrew oczekiwaniom ekspertów proponowany system nie był wystarczająco doskonały. W niektórych przypadkach wzory użyte do obliczenia współrzędnych barwy dawały zadowalające wyniki (głównie przy syntezie addytywnej), w innych (przy syntezie subtraktywnej) błędy okazywały się nadmierne.

Zmusiło to CIE do przyjęcia nowego systemu równego kontrastu. W 1976 roku wszystkie nieporozumienia zostały wyeliminowane i narodziły się przestrzenie Luv i Lab, oparte na tym samym XYZ.

Te przestrzenie barw są podstawą niezależnych systemów kolorymetrycznych CIELuv i CIELab. Uważa się, że pierwszy układ w większym stopniu spełnia warunki syntezy addytywnej, a drugi – subtraktywnej.

Obecnie przestrzeń kolorów CIELab (CIE-76) służy jako międzynarodowy standard pracy z kolorem. Główną zaletą przestrzeni jest niezależność zarówno od urządzeń odtwarzających kolory na monitorach, jak i od urządzeń wejścia i wyjścia informacji. Dzięki standardom CIE można opisać wszystkie kolory postrzegane przez ludzkie oko.

Ilość zmierzonego koloru jest scharakteryzowana trzema liczbami pokazującymi względne ilości promieniowania mieszanego. Liczby te nazywane są współrzędnymi koloru. Wszystkie metody kolorymetryczne opierają się na trzech wymiarach, tj. na rodzaj wolumetrycznego koloru.

Metody te dają taką samą wiarygodną ilościową charakterystykę koloru, jak na przykład pomiary temperatury lub wilgotności. Różnica polega tylko na liczbie charakteryzujących wartości i ich relacji. To wzajemne powiązanie trzech współrzędnych koloru podstawowego skutkuje stałą zmianą wraz ze zmianą koloru oświetlenia. Dlatego pomiary „trójkolorowe” przeprowadza się w ściśle określonych warunkach przy znormalizowanym białym oświetleniu.

Zatem barwa w sensie kolorymetrycznym jest jednoznacznie określona przez skład widmowy mierzonego promieniowania, podczas gdy wrażenie barwy nie jest jednoznacznie określone przez skład widmowy promieniowania, ale zależy od warunków obserwacji, a w szczególności od barwy oświetlenie.

Fizjologia receptorów siatkówki

Percepcja kolorów jest związana z funkcją czopków siatkówki. Pigmenty zawarte w szyszkach pochłaniają część padającego na nie światła, a resztę odbijają. Jeśli niektóre składowe widmowe światła widzialnego są absorbowane lepiej niż inne, wówczas postrzegamy ten obiekt jako kolorowy.

Pierwotne rozróżnianie kolorów występuje w siatkówce; w pręcikach i czopkach światło powoduje pierwotne podrażnienie, które zamienia się w impulsy elektryczne w celu ostatecznego ukształtowania postrzeganej barwy w korze mózgowej.

W przeciwieństwie do pręcików, które zawierają rodopsynę, czopki zawierają białko jodopsynę. Jodopsyna to powszechna nazwa wizualnych pigmentów w czopkach. Istnieją trzy rodzaje jodopsyny:

• chlorolab („zielony”, GCP),
• erytrolab („czerwony”, RCP) i
• cyanolab („niebieski”, BCP).

Obecnie wiadomo, że światłoczuły pigment jodopsyna, występujący we wszystkich czopkach oka, obejmuje pigmenty takie jak chlorolab i erytrolab. Oba te pigmenty są wrażliwe na cały obszar widma widzialnego, jednak pierwszy z nich ma maksimum absorpcji odpowiadające żółto-zielonemu (maksimum absorpcji około 540 nm.), a drugi żółto-czerwony (pomarańczowy). (maksimum absorpcji około 570 nm.) części widma. Zwraca się uwagę na to, że ich maksima absorpcji znajdują się w pobliżu. Nie odpowiada to przyjętym kolorom „podstawowym” i nie jest zgodne z podstawowymi zasadami modelu trójskładnikowego.

Do tej pory nie znaleziono trzeciego, hipotetycznego pigmentu wrażliwego na fioletowo-niebieski obszar widma, wcześniej zwanego cyanolabem.

Ponadto nie można było znaleźć żadnej różnicy między czopkami w siatkówce i nie można było udowodnić obecności tylko jednego rodzaju pigmentu w każdym czopku. Ponadto stwierdzono, że w szyszce obecne są jednocześnie pigmenty chlorolab i erythrolab.

Niealleliczne geny chlorolabu (kodowane przez geny OPN1MW i OPN1MW2) i erytrolabu (kodowane przez gen OPN1LW) znajdują się na chromosomach X. Geny te od dawna są dobrze izolowane i badane. Dlatego najczęstszymi formami ślepoty barw są deuteronopia (naruszenie powstawania chlorolabu) (6% mężczyzn cierpi na tę chorobę) i protanopia (naruszenie powstawania erytolabu) (2% mężczyzn). Jednocześnie niektóre osoby z zaburzoną percepcją odcieni czerwieni i zieleni postrzegają odcienie innych kolorów, na przykład khaki, lepiej niż osoby z normalną percepcją kolorów.

Gen cyanolalab OPN1SW znajduje się na siódmym chromosomie, więc tritanopia (autosomalna postać ślepoty barw, w której zaburzone jest tworzenie cyanolalabu) jest chorobą rzadką. Osoba z tritanopią widzi wszystko w kolorach zielonym i czerwonym i nie rozróżnia przedmiotów o zmierzchu.

Nieliniowa dwuskładnikowa teoria widzenia

Według innego modelu (nieliniowa dwuskładnikowa teoria widzenia S. Remenko) trzeci „hipotetyczny” pigment cyanolab nie jest potrzebny, pręcik służy jako odbiornik dla niebieskiej części widma. Wyjaśnia to fakt, że gdy jasność oświetlenia jest wystarczająca do rozróżnienia kolorów, maksymalna czułość widmowa pręta (ze względu na zanikanie zawartej w nim rodopsyny) przesuwa się z zielonego obszaru widma na niebieski. Zgodnie z tą teorią stożek powinien zawierać tylko dwa pigmenty o sąsiadujących maksimach czułości: chlorolab (wrażliwy na żółto-zielony obszar widma) i erytrolab (wrażliwy na żółto-czerwoną część widma). Te dwa pigmenty od dawna zostały znalezione i dokładnie zbadane. Jednocześnie stożek jest nieliniowym czujnikiem proporcji, który dostarcza nie tylko informacji o stosunku czerwieni do zieleni, ale także podkreśla poziom żółci w tej mieszance.

Dowodem na to, że odbiornikiem niebieskiej części widma w oku jest pręcik, może być również fakt, że przy anomalii barwnej trzeciego typu (tritanopia) oko ludzkie nie tylko nie dostrzega niebieskiej części widma, ale też nie rozróżnia obiektów o zmroku ( kumna ślepota ), a to właśnie wskazuje na brak normalnej pracy drążków. Zwolennicy teorii trójskładnikowych wyjaśniają, dlaczego zawsze, gdy niebieski odbiornik przestaje działać, drążki nadal nie mogą działać.

Ponadto mechanizm ten potwierdza znany od dawna efekt Purkinjego, którego istotą jest to o zmierzchu, gdy pada światło, kolory czerwone stają się czarne, a biele wydają się niebieskawe. Richard Phillips Feynman zauważa, że: „Dzieje się tak, ponieważ pręciki lepiej widzą niebieski koniec widma niż czopki, ale czopki widzą na przykład ciemnoczerwony, podczas gdy pręciki w ogóle go nie widzą”.

W nocy, gdy strumień fotonów jest niewystarczający do prawidłowego funkcjonowania oka, widzenie zapewniają głównie pręciki, więc w nocy człowiek nie rozróżnia kolorów.

Do tej pory nie udało się jeszcze dojść do konsensusu w sprawie zasady postrzegania kolorów przez oko.

Kolor jest jedną z właściwości przedmiotów świata materialnego, odbieraną jako doznanie wzrokowe. Wrażenia wizualne powstają pod wpływem światła na narządy wzroku - promieniowanie elektromagnetyczne w widzialnym zakresie widma. Zakres długości fali wrażeń wzrokowych (kolorów) mieści się w przedziale 380-760 mikronów. Fizyczne właściwości światła są ściśle związane z właściwościami wrażenia, jakie wywołują: wraz ze zmianą mocy światła zmienia się jasność barwy emitera lub jasność barwy malowanych powierzchni i mediów. Wraz ze zmianą długości fali zmienia się chromatyczność, co jest tożsame z pojęciem koloru, definiujemy go słowami „niebieski”, „żółty”, „czerwony”, „pomarańczowy” itp.

Charakter odczuwania koloru zależy zarówno od całkowitej reakcji wrażliwych na kolor receptorów ludzkiego oka, jak i od stosunku reakcji każdego z trzech typów receptorów. Całkowita reakcja wrażliwych na kolor receptorów oka decyduje o jasności, a stosunek jej udziałów określa kolor (odcień i nasycenie). Cechy charakterystyczne koloru to odcień, nasycenie i jasność lub jasność.

A.S. Puszkin zdefiniował kolor jako „urok oczu”, a naukowiec Schrodinger jako „przedział promieniowania w zakresie światła, który oko postrzega w ten sam sposób i określa go jako kolor ze słowami „czerwony”, „ zielony”, „niebieski” itp. ”.

W ten sposób oko integruje (sumuje) pewien przedział emisji światła i postrzega je jako całość. Szerokość tego przedziału zależy od wielu czynników, przede wszystkim od stopnia przystosowania oka.

Kolor jako zjawisko widzenia i przedmiot badań

Kolor jest aktem światła,
stany działania i cierpienia.

JW Goethe

Kolor nadaje rzeczom i zjawiskom formę, objętość i emocjonalność, gdy są postrzegane. U większości gatunków biologicznych receptory światła są zlokalizowane w siatkówce. Komplikacja analizatora światła nastąpiła wraz z rozwojem linii biologicznej. Najwyższym osiągnięciem natury jest ludzkie widzenie.

Wraz z nadejściem cywilizacji rola koloru wzrosła. Sztuczne źródła światła (emitery o ograniczonym spektrum promieniowania energii elektromagnetycznej) oraz farby (czysty nieskończony kolor) można uznać za sztuczne środki syntezy barw.

Człowiek zawsze starał się opanować umiejętność wpływania na swój stan umysłu za pomocą koloru i używania koloru do tworzenia komfortowego środowiska życia, a także w różnych obrazach. Pierwsze zastosowania koloru w praktyce rytualnej związane są z jego funkcją symboliczną. Później za pomocą kolorów zaczęli pokazywać postrzeganą rzeczywistość i wizualizować abstrakcyjne koncepcje.

Najwyższym osiągnięciem w opanowaniu koloru są sztuki plastyczne, posługujące się kolorami wyrazistymi, efektownymi i symbolicznymi.

Ludzkie oko i ucho inaczej postrzegają promieniowanie.

Zgodnie z hipotezą Junga-Helmholtza, nasze oczy mają trzy niezależne receptory światłoczułe, które reagują odpowiednio na kolory czerwony, zielony i niebieski. Kiedy kolorowe światło wpada do oka, receptory te są aktywowane zgodnie z intensywnością koloru zawartego w działającym na nie obserwowanym świetle. Każda kombinacja wzbudzonych receptorów powoduje określone wrażenie koloru. Obszary wrażliwości tych trzech receptorów częściowo się pokrywają. W związku z tym to samo wrażenie koloru można uzyskać za pomocą różnych kombinacji emisji światła barwnego. Ludzkie oko nieustannie sumuje bodźce, a efektem końcowym percepcji jest działanie totalne. Należy również zauważyć, że bardzo trudne, a czasem niemożliwe jest dla osoby ustalenie, czy widzi źródło światła, czy obiekt odbijający światło.

Jeśli oko można uznać za doskonałego sumatora, to ucho jest doskonałym analizatorem i ma fantastyczną zdolność rozkładania i analizowania drgań tworzących dźwięk. Ucho muzyka potrafi bez najmniejszej trudności rozróżnić, na jakim instrumencie wybrzmiewa dana nuta, na przykład na flecie lub na fagocie. Każdy z tych instrumentów ma swoją odrębną barwę. Jeśli jednak dźwięki tych instrumentów zostaną przeanalizowane za pomocą odpowiedniego urządzenia akustycznego, okaże się, że kombinacje alikwotów emitowanych przez te instrumenty nieznacznie się od siebie różnią. Na podstawie samej analizy instrumentalnej trudno jednoznacznie stwierdzić, z jakim instrumentem mamy do czynienia. Ze słuchu instrumenty różnią się bezbłędnie.

Czułość oka i ucha znacznie przewyższa czułość najnowocześniejszych urządzeń elektronicznych. Jednocześnie oko wygładza mozaikową strukturę światła, a ucho rozróżnia szelesty (wariacje tonacji).

Gdyby oko było tym samym analizatorem, co ucho, to na przykład biała chryzantema jawiłaby się nam jako chaos kolorów, fantastyczna gra wszystkich kolorów tęczy. Przedmioty pojawiałyby się przed nami w różnych odcieniach (barwach). zielone piwo mi t i zielony liść, które zwykle wydają nam się tego samego zielonego koloru, byłyby zabarwione na różne kolory. Faktem jest, że ludzkie oko daje takie samo wrażenie zieleni z różnych kombinacji oryginalnych kolorowych wiązek światła. Hipotetyczne oko o zdolnościach analitycznych natychmiast wykryłoby te różnice. Ale prawdziwe ludzkie oko podsumowuje je, a ta sama suma może mieć wiele różnych terminów.

Wiadomo, że światło białe składa się z całej gamy widm emisyjnych barw. Nazywamy go białym, ponieważ ludzkie oko nie jest w stanie rozdzielić go na poszczególne kolory.

Dlatego w pierwszym przybliżeniu możemy przyjąć, że przedmiot, taki jak czerwona róża, ma taki kolor, ponieważ odbija tylko czerwień. Jakiś inny obiekt, na przykład zielony liść, wydaje się zielony, ponieważ oddziela światło zielone od białego i tylko je odbija. Jednak w praktyce wrażenie koloru wiąże się nie tylko z selektywnym (selektywnym) odbiciem (przepuszczaniem) światła padającego lub emitowanego przez przedmiot. Postrzegany kolor silnie zależy od środowiska barwnego obiektu, a także od istoty i stanu postrzegającego.

Kolor można tylko zobaczyć

Kiedy człowiek nie ma nic wspólnego z widzeniem, rzeczy wyglądają zasadniczo tak samo w momencie, gdy patrzy na świat. Z drugiej strony, kiedy nauczy się widzieć, nic nie będzie wyglądać tak samo przez cały czas, kiedy widzi tę rzecz, chociaż pozostaje taka sama.

Carlosa Castanedy

Kolory wynikające z działania fizycznych bodźców świetlnych są zwykle postrzegane inaczej przy różnym składzie bodźca. Kolor zależy jednak również od szeregu innych uwarunkowań, takich jak stopień przystosowania oka, budowa i stopień złożoności pola widzenia, kondycja i indywidualne cechy patrzącego. Liczba możliwych kombinacji poszczególnych bodźców mozaikowych emisji światła jest znacznie większa niż liczba różnych kolorów, którą szacuje się w przybliżeniu na 10 milionów.

Wynika z tego, że każdy postrzegany kolor może być generowany przez dużą liczbę bodźców o różnym składzie widmowym. Zjawisko to nazywane jest metameryzmem barwnym. Tak więc wrażenie żółtego koloru można uzyskać pod działaniem promieniowania monochromatycznego o długości fali około 576 nm lub złożonego bodźca. Złożony bodziec może składać się z mieszaniny promieniowania o długości fali większej niż 500 nm (fotografia kolorowa, druk) lub kombinacji promieniowania o długości fali odpowiadającej zieleni lub czerwieni, podczas gdy żółta część widma jest całkowicie nieobecna (telewizja , monitor komputera).

Jak dana osoba widzi kolor, czyli Hipoteza C (B+G) + Y (G+R)

Ludzkość stworzyła wiele hipotez i teorii na temat tego, jak dana osoba widzi światło i kolor, z których niektóre zostały omówione powyżej.

W tym artykule podjęto próbę wyjaśnienia ludzkiego widzenia kolorów w oparciu o powyższe technologie separacji kolorów i drukowania stosowane w druku. Hipoteza opiera się na stanowisku, że oko ludzkie nie jest źródłem promieniowania, ale działa jak kolorowa powierzchnia oświetlana światłem, a widmo światła dzieli się na trzy strefy – niebieską, zieloną i czerwoną. Przyjmuje się, że oko ludzkie ma wiele odbiorników światła tego samego typu, które tworzą mozaikową powierzchnię oka odbierającą światło. Zasadniczą budowę jednego z odbiorników pokazano na rysunku.

Odbiornik składa się z dwóch części, które działają jako całość. Każda z części zawiera parę receptorów: niebieski i zielony; zielony i czerwony. Pierwsza para receptorów (niebieski i zielony) jest owinięta niebieską folią, a druga (zielony i czerwony) jest owinięta żółtą folią. Folie te działają jak filtry światła.

Receptory są połączone przewodnikami energii świetlnej. Na pierwszym poziomie niebieski receptor jest powiązany z czerwonym, niebieski z zielonym, a zielony z czerwonym. Na drugim poziomie te trzy pary receptorów są połączone w jednym punkcie („połączenie w gwiazdę”, jak w przypadku prądu trójfazowego).

Schemat działa według następujących zasad:

Filtr światła niebieskiego przepuszcza promienie światła niebieskiego i zielonego, a pochłania światło czerwone;

Filtr światła żółtego przepuszcza promienie zielone i czerwone oraz pochłania światło niebieskie;

Receptory reagują tylko na jedną z trzech stref widma światła na promienie niebieskie, zielone lub czerwone;

Dwa receptory znajdujące się za filtrami światła niebieskiego i żółtego reagują na promienie zielone, dlatego czułość oka w zielonej strefie widma jest wyższa niż w niebieskiej i czerwonej (odpowiada to eksperymentalnym danym dotyczącym czułości oka ;

W zależności od intensywności padającego światła, w każdej z trzech połączonych ze sobą par receptorów powstanie potencjał energetyczny, który może być dodatni, ujemny lub zerowy. Przy potencjale dodatnim lub ujemnym para receptorów przekazuje informację o odcieniu koloru, w którym przeważa promieniowanie jednej z dwóch stref. Kiedy potencjał energetyczny powstaje tylko dzięki energii świetlnej jednego z receptorów, wówczas powinien zostać odtworzony jeden z kolorów jednostrefowych - niebieski, zielony lub czerwony. Potencjał zerowy odpowiada równym udziałom promieniowania z każdej z dwóch stref, co daje na wyjściu jeden z dwustrefowych kolorów: żółty, magenta lub cyjan. Jeśli wszystkie trzy pary receptorów mają potencjał zerowy, to w zależności od stopnia przystosowania powinien zostać odtworzony jeden z poziomów szarości (od białego do czarnego);

Gdy potencjały energetyczne w trzech parach receptorów są różne, wówczas w punkcie szarym należy odtworzyć kolor z przewagą jednego z sześciu kolorów – niebieskiego, zielonego, czerwonego, cyjan, magenta lub żółtego. Ale ten odcień będzie albo wybielony, albo poczerniały, w zależności od ogólnego poziomu energii świetlnej dla wszystkich trzech receptorów. W ten sposób odwzorowany kolor zawsze będzie zawierał składnik achromatyczny (poziom szarości). Ten poziom szarości, uśredniony dla wszystkich odbiorników oka, będzie określał adaptację (czułość) oka do warunków percepcji;

Jeśli przez długi czas w większości odbiorników oka występują małe potencjały energetyczne (odpowiadające słabym odcieniom barw lub barwom słabo chromatycznym zbliżonym do achromatycznych), to wyrównują się i dryfują w kierunku szarości lub dominującego koloru pamięci. Wyjątkiem są sytuacje, gdy używany jest porównawczy standard kolorów lub potencjały te odpowiadają kolorowi pamięci;

Naruszenie koloru filtrów, czułości receptorów lub przewodności obwodów doprowadzi do zniekształcenia postrzegania energii świetlnej, aw konsekwencji do zniekształcenia postrzeganego koloru;

Silne potencjały energetyczne wynikające z długotrwałej ekspozycji na energię światła o dużej mocy mogą powodować postrzeganie dodatkowego koloru podczas patrzenia na szarą powierzchnię. Kolory dopełniające: do żółto-niebieskiego, do purpurowego zielonego, do cyjanu czerwonego i odwrotnie. Efekty te wynikają z faktu, że musi nastąpić szybkie wyrównanie potencjału energetycznego w jednym z trzech punktów obwodu.

Tak więc, używając prostego schematu energetycznego, obejmującego trzy różne receptory, z których jeden jest zduplikowany, oraz dwa filtry foliowe, możliwe jest symulowanie postrzegania dowolnego odcienia kolorowego spektrum światła, które widzi osoba.

Ten model postrzegania barw przez człowieka uwzględnia jedynie składową energetyczną widma światła i nie uwzględnia indywidualnych cech człowieka, jego wieku, zawodu, stanu emocjonalnego i wielu innych czynników wpływających na postrzeganie światła.

kolor bez światła

Moja dusza otworzyła się przede mną i nauczyła dotykać tego, co nie było odziane w ciało i nie skrystalizowało się. I pozwoliła mi zrozumieć, że to, co zmysłowe, jest połową tego, co mentalne, a to, co trzymamy w dłoniach, jest częścią tego, czego pragniemy.

JH Gibran

Kolor powstaje w wyniku postrzegania przez oko lekkiego promieniowania elektromagnetycznego oraz przetwarzania informacji o tym promieniowaniu przez ludzki mózg. Chociaż uważa się, że elektromagnetyczne promieniowanie świetlne jest jedynym bodźcem do odczuwania kolorów, to jednak kolor można zobaczyć bez bezpośredniej ekspozycji na światło, w ludzkim mózgu mogą swobodnie zachodzić wrażenia kolorystyczne. Przykładem są kolorowe sny lub halucynacje spowodowane ekspozycją na chemikalia w organizmie. W całkowicie ciemnym pokoju przed naszymi oczami pojawia się wielokolorowe migotanie, tak jakby nasz wzrok generował jakieś przypadkowe sygnały przy braku zewnętrznych bodźców.

Dlatego, jak już wspomniano, bodziec kolorystyczny definiuje się jako odpowiedni bodziec do postrzegania koloru lub światła, ale nie jest to jedyny możliwy.