Зрительный анализатор человека

Люди воспринимают свет с помощью глаз. Свет – это физическое явление способное создавать зрительные образы посредством возбуждения зрительных нервов. Световые волны попадают в глаз человека (рис. 18). Его стенка состоит из 3 оболочек. Наружная оболочка образует каркас глазного яблока. Ее задняя часть – склера – белого цвета хорошо видна между веками по обе стороны роговицы. Роговица тонкая и прозрачная, она лишена сосудов, поэтому наилучшим образом пропускает свет.

Рис. 18. Зрительный анализатор человека

Далее свет проходит через зрачок, который ограничен радужной оболочкой. Радужная оболочка является наростом, выстилающим глазное яблоко сосудистой оболочкой и обеспечивает кровообращение внутри глаза. Цвет радужки определяет цвет глаз человека, он зависит от количества пигмента меланина (от греч. melas – «черный»). Количество пигмента напрямую связано с местностью проживания. Чем солнечнее местожительство, тем более нужна защита от солнца, тем больше меланина в радужной оболочке и тем меньше света проходит через нее. Поэтому светлые глаза чаще встречаются у северных народов, а темные – у южных. Цвет глаз передается по наследству, но на протяжении жизни меняется. У новорожденных глаза светлее, а с возрастом приобретают заданный генами цвет. У пожилых людей глаза вновь светлеют, «выцветают». В центре радужной оболочки находится зрачок – отверстие, которое пропускает световые лучи внутрь глаза. Пройдя через зрачок, свет попадает в хрусталик (маленькую двояковыпуклую линзу). Его роль состоит в том, чтобы преломлять световые лучи и фокусировать их на сетчатке глаза. За хрусталиком находится прозрачное стекловидное тело, которое заполняет внутреннюю часть глазного яблока. Роговица, хрусталик, стекловидное тело преломляют ход световых лучей, которые попадают в глаз, и на сетчатке глаза возникает уменьшенное перевернутое изображение рассматриваемого объекта. Сетчатка чувствительна к электромагнитным волнам в видимом диапазоне спектра и способна преобразовывать электромагнитную энергию в электрические сигналы, которые передается в мозг по многочисленным нервным волокнам. Сетчатка позвоночных, к которым относится человек, имеет сложное строение. Она состоит из нервной ткани и является частью мозга, выдвинутого на периферию. Сетчатка состоит из большого количества светочувствительных элементов – рецепторов: палочек и колбочек. Палочки обладают чувствительностью только к яркости и отвечают за зрение при недостатке света, а колбочки, обеспечивают цветовосприятие. Число палочек в 20 раз больше числа колбочек и они в 10000 раз чувствительнее их, поэтому глаз реагирует на яркость изображения намного интенсивнее, чем на его цвет.

Восприятие цвета. Цветное зрение обеспечивается за счет свойства, известного как трехкомпонентность цветовосприятия. Согласно теории цветового зрения, высказанной впервые в 1736 г. М.В. Ломоносовым, экспериментально установлено, что все цвета могут быть получены путем сложения (смешения) трех цветов: красного, зеленого и синего (рис. 19), называемых основными или первичными.

Рис. 19. Сложение (смешивание) основных цветов: красного, зеленого и синего

М.В. Ломоносов пришел к выводу, что цветоощущающий (колбочковый) аппарат глаза человека содержит рецепторы (нервные окончания) трех видов. Причем излучения различных длин волн возбуждают эти рецепторы неодинаково.

Чтобы понять, механизм восприятия человеком видеоинформации, мы должны определить компоненты видимого света, дающие зрительные ощущение у человека. Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение, как и радиоволны, рентгеновские лучи и т.д. Он относится к узкой полосе в электромагнитном спектре. Спектр – последовательность монохроматических излучений, каждому из которых соответствует определенная длина волны (рис. 7). Длины волн этого спектра связаны с нашими ощущениями о цвете. Так, первый вид колбочек наиболее чувствителен к длинноволновой части видимого спектра (красно-оранжевой), второй – к средневолновой части спектра (зелено-желтой) и третий – к коротковолновой (сине-фиолетовой). На рисунке 20 показаны кривые спектральной чувствительности рецепторов глаза, которые называются кривыми основных возбуждений. Зрительный аппарат анализирует воздействующий на него свет, определяя в нем относительное содержание различных излучений, а затем в мозге человека происходит синтез трех возбуждений в единый цвет. Например, ощущение желтого цвета получается одновременным возбуждением красных и зеленых колбочек. Из-за такого физиологического свойства нашего зрения, мы можем представить полную гамму видимых цветов путем пропорционального смешивания всего лишь трех основных цветов: красного, зеленого и синего.

Рис. 20. Спектральный состав света и кривые чувствительности к спектру трех типов колбочек человеческого глаза

Восприятие цвета субъективно. Два человека никогда не будут одинаково воспринимать один и тот же физический цвет.

Человек может воспринимать цвет двух типов: цвет светящегося объекта (естественного происхождения – солнце, или искусственного происхождение – дисплей компьютера, лампа накаливания и т.п.), называемый цветом свечения, и цвет освещенного объекта, называемый цветом объекта. Цвет объекта – это цвет, отраженный от освещенного объекта.

Дата добавления: 2014-01-03