Пространственное зрение острота и поле зрения

ЗРЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ

1) его бинокулярными факторами (стереопсис) — существенно зависимыми от врожденной организации аппарата зрительного;

2) его монокулярными факторами, связанными с прошлым опытом, — такими как монокулярный параллакс, линейная и воздушная перспектива, наложение ближних предметов на отдаленные. В зрении пространственном различаются:

1) восприятие относительной удаленности видимых предметов по взаимным отношениям;

2) восприятие абсолютной удаленности предметов от наблюдателя. В основном зрение пространственное обеспечивается врожденными операциями, но их окончательное оформление происходит за счет обретаемого жизненного опыта практических действий с предметами.

Острота зрения

Острота зрения характеризует так называемое центральное зрение, т.е. такое состояние, когда достигающий сетчатки луч света фокусируется на желтом пятне и все детали предмета и его цвет ясно видны.

Острота зрения — максимальная способность различать отдельные объекты, ее определяют по наименьшему расстоянию между двумя точками, которые глаз различает, т.е. видит отдельно, а не слитно.

Нормальный глаз различает две точки, видимые под углом в 1 минуту. Угол в одну минуту принимается обычно в практике в качестве нормы остроты зрения (при правильной фиксации глазами точечного объекта его изображения попадают в центральные ямки обоих глаз.)

Обычно врачи определяют остроту зрения в зоне фиксации, предлагая пациенту фиксировать глазами некоторую стандартную цель. Наиболее общим способом определения остроты зрения вычисление отношения Снеллена.

где: d — расстояние на котором данный стимул может быть опознан;

D — расстояние, с которого данный стимул виден как объект с угловыми размерами в 1 угловую минуту.

2- таблица помещается на стандартном расстоянии, обычно 5 метров, а D вычисляется по величине наименьшей строчки букв, которые пациент может прочитать. Или в таблицах Сивцева – определяют самую последнюю из строк, буквы которой испытуемый смог правильно прочесть — эта строка используется для определения остроты зрения.

На практике используют специальные таблицы в которых расположены параллельные ряды букв или незамкнутых колец, убывающих книзу размеров (таблицы СИВЦЕВА, СНЕЛЛЕНА, кольца ЛАНДОЛЬТА, изображение 2 предметов ЛЕЙДХЕКЕРА)

Поле зрения

Для оценки периферического зрения исследуют поле зрения.

Поле зрения это пространство, которое видит глаз при фиксации взгляда в одной точке. Определение поля зрения имеет важное диагностическое значение в выявлении поражений сетчатки. Общее поле зрения включает все точки пространства, которые могут восприниматься двумя неподвижными глазами. Монокулярное поле зрения — эта часть зрительного окружения, которая воспринимается при фиксации одним глазом. Центральное и перефирическое зрение (боковое)

(Оно зависит от функционального состояния сетчатки, анатомических особенностей лица(глубины расположения глаза, формы глазного яблока, надбровных дуг).

Поле зрения зависит от цвета предметов: Поле зрения для черно-белого цвета предметов(ахроматическое) больше, чем цветовое(хроматическое) что обусловлено неодинаковым расположением палочек и колбочек в центре и на периферии сетчатки.

Хроматическое зрение также зависит от вида цвета (для зеленого оно наименьшее, а для желтого оно наибольшее. Поле зрения (определение периметрия) — прибор периметр.

Границы ахроматического поля зрения составляют

Кверху и внутрь-60

Световая чувствительность и адаптация и инерция

Для того чтобы возникло зрительное ощущение, источник света должен обладать определенной энергией. При переходе от темноты к свету наступает временное ослепление. Это приспособление зрительной системы к условиям яркой освещенности называется световая адаптация. На свету распад пигмента родопсина. Из светлого помещения в темное — темновая адаптация. Механизм адаптации связан с синтезом зрительных пигментов и результате переключения связей между элементами сетчатки. На процессы адаптации оказывает влияние ЦНС, а также звуковые, обонятельные и вкусовые сигналы. Если сочетать действие света на адаптированный к темноте глаз со звуком звонка, после ряда сочетаний, то только одно включение звонка вызывает изменение чувствительности сетчатки какое наблюдается при включении света( — выработка условного рефлекса — роль коры). Вегетативная система также может оказывать влияние на адаптацию.

Контрастная чувствительность Предмет воспринимается человеком в зависимости от фона (серую полоску на черном и белом фоне — будет казаться разной интенсивности).

Иннерция зрения и последовательность образов. Зрительные ощущения появляются при действии раздражителя не мгновенно. Прежде чем в зрительной области коры мозга возникает возбуждение, должен произойти ряд физиологических процессов в сетчатке и в подкорковых зрительных центрах. Время «инерции зрения»необходимое для возникновения зрительного ощущения в среднем равно 0,03 — 0,1 с. Последовательность образования, т.е. восприятия предметов исчезает не сразу после исчезновения предмета — раздражителя, а через некоторое время. Минимальная частота следования стимулов, при которой уже происходит слияние отдельных ощущений, называется критической частотой. Эта частота тем больше, чем выше яркость раздражителя. На этом свойстве зрения основана кинематография и телевидение (мы не видим промежутков между отдельными кадрами).

Пространственные характеристики зрения (пространственная разрешающая способность ) включают остроту зрения и поле зрения.

Острота зрения является важнейшей характеристикой зрения. Определяет способность распознавать мелкие объекты (детали объектов), минимальное расстояние между двумя точками, линиями, объектами. Измеряется величиной обратной наименьшему угловому промежутку между двумя точками, которые глаз еще может воспринимать раздельно. Острота зрения равна 1/α, где α – угол, соответствующий минимальному расстоянию между двумя соседними точками в угловых единицах, которые глаз воспринимает раздельно.

Острота зрения оценивается с помощью специальных таблиц с тестовыми оптотипами (кольца с разрывом, буквы). В наше стране получила распространение таблица тестов Головина – Сивцева, состоящая из двух частей: одна содержит ряд строк с печатными буквами русского алфавита, другая – с кольцами Ландольта. В верхнем ряду расположены самые крупные знаки, и разрывы в них наибольшие, в каждом последующем ряду они становятся меньше. Против каждого ряда тестовых знаков указаны значения остроты зрения, рассчитанные для расстояния, равного 5 м. Задача испытуемого, находящегося на соответствующем расстоянии от таблицы сказать, в каком ряду он еще может различать разрывы в кольцах или буквы. Нормальным считается глаз, который различает разрыв кольца или толщину буквы, равные 1 угловой минуте, что соответствует 1 остроты зрения.

Острота зрения зависит от условий наблюдения, в том числе от освещения, поэтому в кабинете офтальмолога условия освещенности таблиц стандартизированы. В норме острота зрения максимальна при дневном свете, сумерках острота зрения снижается. Острота зрения зависит от возраста: примерно к 17 годам она достигает максимума и на этом уровне сохраняется до 60-65 лет, а затем падает. Острота зрения зависит от функционирования разных элементов зрительной системы и является наиболее чувствительным индикатором ее состояния. Основной вклад в остроту зрения вносят оптические характеристики глаза, но она также существенно зависит от состояния сетчатки.

Острота зрения также зависит от места проекции изображения на сетчатку. Максимальная острота зрения наблюдается в центральной зоне сетчатки, чем дальше от центральной ямки, тем ниже острота зрения. Это связано с тем, что в данной области колбочки плотно «упакованы», а палочки отсутствуют. При удалении от центра количество колбочек уменьшается, палочки доминируют, острота зрения снижается. Таким образом, область центральной ямки обеспечивает человеку различение тонких деталей изображения и определяет остроту зрения.

Острота зрения определяется также организацией нейронной сети сетчатки, а именно размерами и активностью рецептивных полей. При световой адаптации размеры РП ганглиозных клеток сетчатки уменьшается, при темновой – увеличивается. Динамика размеров РП сетчатки отражает приспособление зрительной системы к постоянно изменяющимся условиям освещения, поэтому понижение остроты зрения может быть диагностическим признаком нарушений как в оптическом, так и нервной отделах зрительной системы.

Поле зрения. Полем зрения называют пространство, которое одновременно видит глаз или оба глаза, фиксируя определенную точку неподвижным взором. Каждый глаз имеет соответственно монокулярное поле зрения. При восприятии окружающего мира двумя глазами общее поле зрения расширяется и называется бинокулярным полем зрения. Нормальные границы поля зрения для одного глаза таковы. По горизонтали : к виску 90 –100 ° , к носу – 50- 60 ° ; по вертикали : вверх 50-60, вниз – 60-70 ° . Для бинокулярного поля зрения границы по горизонтали составляют 180 ° , а по вертикали около 120 ° . Пространство, охватываемое одновременно двумя глазами ( зона перекрытия монокулярных полей ) имеет форму близкую к кругу с диаметром около 70 град. В пределах бинокулярного поля зрения различают центральную, которая составляет около 30 ° , и периферическую области. Предметы, находящиеся в центре поля зрения различаются во всех деталях. На периферии поля зрения хорошо ощущается движение объектов, но сами объекты не опознаются, здесь также не различаются цвета.

Размер поля зрения зависит от следующих факторов: анатомическое строение лица ( высота переносицы, расположение глаз в глазницах), физиологические колебания размера зрачка (широкий зрачок способствует расширению поля зрения), утомление (при утомлении поле зрения уменьшается), близорукость ( при высокой близорукости поле зрения сужается), возраст ( максимальное поле зрения характерно для людей в возрасте 20-24 лет, а затем с возрастом поле зрения уменьшается).

Исследования поля зрения и определение его границ осуществляются с помощью специальных приборов. Судить о состоянии поля зрения только по наружным его границам недостаточно, так как внутри поля могут быть участки с пониженной или отсутствующей световой чувствительностью. Нарушение полей зрения служит диагностическим признаком локализации патологического процесса в зрительной системе. Так при дегенеративных процессах сетчатки наблюдается концентрическое сужение полей зрения, а локальные кровоизлияния в сетчатку приводят к частичному выпадению полей зрения. К изменениям полей зрения приводят также патологические процессы в области головного мозга, например расширение третьего желудочка, опухоли гипофиза, нарушения в зрительной коре .

Движения глаз. Глаз – весьма подвижный орган. Относительно координат головы глаза движутся горизонтально, вертикально и вокруг своей оси. Движения глаз служат для того, чтобы перевести изображение объекта, подлежащего рассмотрению, в центральную зону сетчатки и фиксировать его там необходимое время. Для этого глазодвигательная система производит разнообразные движения: быстрые скачки (произвольные и непроизвольные), тремор – высокочастотные колебания с амплитудой до 10 угловых секунд, медленный дрейф, движения прослеживания и конвергентно-дивергентные движения. Все движения глаз – это вращение глазного яблока вокруг некоторого центра, лежащего на зрительной оси на расстоянии около 13,5 мм от вершины роговицы. Любое движение совершается в результате комбинированного действия шести мышц глаза.

Поиск объекта в зрительном поле осуществляется с помощью быстрых саккадических движений (скачков) и конвергентно-дивергентных движений. Скорость саккадических движений довольно быстро нарастает до максимума, затем быстро падает до нуля. Она не может быть изменена произвольно и зависит только от амплитуды движения. Например, при скачке 5 град максимальная скорость движения равна 200 град/ с, а при скачке в 20 град – 450град/сек. Благодаря более высокой скорости при скачке на большой угол глазодвигательная система переводит взор в любое место поля зрения за относительно постоянное время (примерно 0,05-0,06 с).

Важными движениями являются сведение (конвергенция) и разведение (дивергенция ) зрительных осей глаз. Конвергенция требуется при переводе взгляда с далекого объекта на близкий, дивергенция – наоборот, с близкого объекта на более удаленный. При удаленности объекта на расстояние более 6 м зрительные оси глаз считаются параллельными. Эти движения совершается непроизвольно, автоматически. Конвергенция тесно связана с аккомодацией так как они вызываются одной причиной – приближением или удалением наблюдаемого объекта. Недостаточность конвергенции или аккомодации, нарушение связи между ними приводят к зрительному дискомфорту, быстрому утомлению при чтении, затруднению при слежении за движущимися объектами.

Когда взор наблюдателя направлен на объект, то глазодвигательная система должна какое-то время сохранить фиксацию объекта относительно сетчатки для получения нужной информации. Эта фиксация не является абсолютной и ее сопровождают три вида движений: дрейф, тремор и непроизвольные скачки. Дрейф- сравнительно медленное движение глаз небольшой амплитуды, тремор – это мелкие колебания глаз с частотой 30-90 Гц, непроизвольные скачки (флики) – быстрые движения, длительность около 25 мс.

Показано, что если искусственно стабилизировать изображение на одном месте сетчатки, то уже через 1-3 с испытуемый перестает что бы то ни было видеть. Устанавливается так называемое пустое поле, которое не кажется темным, но на нем не различается никаких деталей. В естественных условиях все три типа движений (дрейф, тремор, скачки) обеспечивают перемещение изображения по сетчатке даже в тех случаях, когда человек считает, что его глаза неподвижны, таким образом, предотвращается появление пустого поля.

При фиксации взором движущегося объекта глазодвигательная система также должна удерживать изображение в пределах какой-то ограниченной зоны на сетчатке. Прослеживающие движения осуществляются со скоростью движения объекта. Глаза следят плавно с редкими скачками, необходимыми для ликвидации рассогласования из-за несовпадения скорости движения глаза и объекта.

Движения глаз управляются центрами, которые находятся в области ретикулярной формации. Горизонтальные движения управляются нейронами РФ варолиева моста. При патологических процессах, затрагивающих эту зону, возникает паралич горизонтального смещения глаз в сторону очага поражения. При вертикальных движениях управление глазными мышцами осуществляется РФ среднего мозга. Рефлекторным изменением направления взора управляют нейроны верхних бугров четверохолмия и премоторной области коры. Для точной регуляции движениями глаз важно участие мозжечка. При его поражениях нарушаются следящие и саккадические движения. Движения глаз тесно связаны с регуляцией со стороны вестибулярного аппарата. В процессах и координации движений двух глаз важную роль играют нейроны переднего двухолмия. Они организованы в колонки, которые воспринимают сигналы, поступающие от одних и тех же участков полей зрения. Активность таких нейронов, на которые конвергирует импульсация от правого и левого глаза, является пусковым механизмом для глазодвигательных нейронов. Все рассмотренные подкорковые центры координируются сигналами из зрительной, теменной и лобной коры, которые отвечают за целостное программирование движений тела и оценку его положения в пространстве. Координированные движения глаз способствуют объединению информации, идущей от обоих глаз в центры мозга.

Бинокулярное зрение и стереоэффект.Нормальное бинокулярное зрение характеризуется следующими двумя особенностями. Во-первых, слиянием двух монокулярных изображений, воспринимаемых раздельно правым и левым глазом в одно изображение. Во-вторых, стереовосприятием, включающим как ощущение объемности предметов, так и восприятие удаленности видимых объектов относительно фиксированного объекта.

Бинокулярное зрение осуществляется в результате совместной деятельности сенсорных и моторных систем обоих глаз, обеспечивающих одновременное направление зрительной оси каждого глаза на объект фиксации взора. Изображения предмета, на который фиксируются глаза, и окружающих его предметов на обеих сетчатках получаются несколько различными вследствие расстояния между глазами. Однако в норме оба изображения в мозгу сливаются в одно. Это слияние называется фузией. Фузия не просто дает слитное изображение, а придает ему новое качество – трехмерность. Итак, бинокулярное зрение приводит к возникновению стереоэффекта, т.е. к тому, что наблюдаемые предметы воспринимаются объемно, трехмерно, размещенными в пространстве друг относительно друга.

Возникновение пространственных объемных образов при бинокулярном зрении объясняет теория корреспондирующих точек (идентичных) точек. Когда человек смотрит на удаленный предмет, например, на звездное небо, оси его глаз параллельны и изображение звезды в обоих глазах попадает на симметричные точки сетчатки, лежащие на равном расстоянии от зрительных осей глаз. Такие точки называют идентичными или корреспондирующими, неидентичные точки называются диспарантными. При фиксации взора на относительно близком объекте, вследствие конвергенции оси глаз сойдутся на определенной точке, и ее изображение в обоих глазах попадет на идентичные точки. Изображение же других более удаленных точек в правом и левом глазу попадут уже на диспарантные точки. Степень диспарантности каждой точки ощущается как различие в расстояниях до нее относительно точки фиксации. Стереоэффект определяется геометрическим фактом – если объект находится ближе точки фиксации взгляда, то две его проекции на сетчатках правого и левого глаза оказываются дальше друг от друга, чем корреспондирующием точки. Объект, проекции которого на сетчатках двух глаз попадают на корреспондирующие точки, воспринимается как расположенный на том же расстоянии от глаз, что и точка фиксации. Если проекции этого объекта раздвинуты по сравнению с корреспондирующими точками, объект кажется ближе точки фиксации, если же они сближены, объект кажется расположенным дальше точки фиксации.

Бинокулярную диспарантность относят к первичным признакам глубины. Имеются также вторичные или косвенные признаки глубины- это частичное перекрытие (заслонение) одних предметов другими, перспектива (линейная и воздушная), отбрасываемая предметом тень

Для нормального бинокулярного стереоскопического зрения необходима постоянная связь между аккомодацией и конвергенцией. Нарушение этой связи является одной из причин косоглазия. При косоглазии проекции рассматриваемого объекта не попадают на корреспондирующие точки двух сетчаток, что может препятствовать возникновению нормального стереоскопического эффекта. Косоглазие может приводить к снижению остроты зрения одного глаза.

Цветовое зрение

Природа и параметры цвета.Оценивая яркости предметов, глаз отмечает только количественные различия в интенсивности света. Но глаз способен воспринимать и качество света, зависящее от его спектрального состава, т.е. воспринимать цвет. Все многообразие зрительных ощущений можно разделить на две группы. К одной относятся ощущения ахроматических цветов — черного, белого и всех оттенков серого. Другую группу составляют ощущения хроматических цветов , в которую входят все наблюдаемые цвета, кроме черного, белого и серого.

Цветовое зрение повышает ценность зрительного восприятия, дает возможность по-новому рассмотреть предметы, не говоря уже о эстетическом компоненте. Цвет не только признак, присущий всем предметам окружающего мира и определяющий отличия одних поверхностей от других, для людей цвет является источником сильных эмоциональных впечатлений, основанных на ассоциациях и предпочтениях. Большинство людей прежде всего обращают внимание на цвет окружающих предметов. Цвет привлекает внимание, пробуждают эстетические чувства, является дополнительным источником информации. Благодаря цвету легче отличить одну поверхность от другой, что облегчает зрительное обнаружение предметов, их опознавание.

Известно, что солнечный свет, проходя через призму, расщепляется на несколько цветов, каждый из которых имеет свою длину волны. Цветовое зрение — это способность человека различать электромагнитные излучения разных длин волн в пределах так называемого видимого спектра т.е. приблизительно 370-760 нм.Известный из физики непрерывный спектр, получаемый разложением белого солнечного света, состоит из семи основных цветов – красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, фиолетового. Каждой длине волны соответствует ощущение определенного цвета. Примерное соотношение между длинами волн и цветами им соответствующими следующее: красный – 680 нм, оранжевый – 590 нм, желтый – 580 нм, зеленый — 525, голубой – 490 нм, синий – 430 нм, фиолетовый 400 нм. Свет одной длины волны называется монохроматическим. При смешении двух монохроматических лучей образуется новый цвет.

Восприятие цвета определяется доминирующей длиной волны света, стимулирующего зрительную систему. Говоря о синем или красном цвете имеет на самом деле коротко- или длинноволновый свет соответственно, который таким образом воздействует на зрительную систему, что вызывает ощущение синего или красного. Цветоощущение – это субъективный результат воздействия на зрительную систему светового луча, принадлежащего к видимой части спектра. Воспринимаемые цвета зависят от того как зрительная система интерпретирует световые лучи с разной длиной волны. Когда «белый» солнечный свет или свет от специального источника освещения попадает на поверхности или предметы, одни, входящие в его состав лучи поглощаются содержащимися в них пигментами, а другие отражаются от них. Цвет поверхности (предмета) зависит от длины волны того светового луча, который они отражают.

Любой цвет может быть определен тремя характеристиками: цветовым тоном (хроматичностью), яркостью (светлотой) и насыщенностью (степень выраженности цветового тона). Под цветовым тоном понимается то качество цвета, которым он отличается от ахроматического, Цветовой тон определяется доминирующей длиной волны. Под яркостью понимается интенсивность светового потока. В краске светлота – это степень разбавления белым. Насыщенность – это доля чистого спектрального света, имеющего определенную длину волны. Самые насыщенные – это чистые спектральные цвета. При работе с красками насыщенность определяется долей чистого пигмента данного цвета.

Первые научные исследования феномена цвета были проведены

И. Ньютоном. Он разложил солнечный свет с помощью призмы на основные цвета. И. Ньютон подчеркивал, что цвет — это атрибут восприятия, для которого нужен наблюдатель, способный воспринять лучи света и интерпретировать их как цвет, и отмечал, что видимый цвет зависит от длины волны света, попадающего в глаз. Все основные спектральные цвета И. Ньютон изображал в виде круга, разделенного на семь частей, соответственно красному, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему и фиолетовому цветам. На таком круге цвета, расположенные на противоположных концах диаметра являются дополнительными при их оптическом смешении получается ахроматический (серый или белый) цвет. Например, дополнительными цветами являются красный и голубовато-зеленый, синий и желтый и др.

Смешение цветов – это получение нового цвета из двух или более цветов, которые качественно отличаются как друг от друга, так и от полученного цвета. Известно, что чистые цвета с одной длиной волны (монохроматические) встречаются редко. Воздействующий на глаз свет обычно представляет собой смесь лучей с разной длиной волны. Результирующий цвет определяется совокупностью попадающих в глаз излучений, отличающихся по своим длинам волн. Исследования этого явления показало, что, смешивая цвета по определенным правилам, можно получить все цвета с помощью минимального числа исходных. Выделяют два типа смешения цветов: аддитивное ( смешение световых потоков) и субтрактивное (смешение красок).

Законы аддитивного (оптического) смещения цветов определяют, какой результирующий цвет мы видим при одновременном попадании в глаз световых лучей с различными длинами волн. Эти законы впервые были выведены Н. Грассманом (1853) на основе ньютоновской схемой цветового круга и экспериментально доказаны Дж. Максвеллом (1860),

Г. Гельмгольцем (1864) и др. Результаты исследований получили обобщение в форме законов аддитивного смешения цветов.

1.Для всех основных цветов существует другой, при их смешении получается ахроматический (белый, серый) цвет. Такие цвета называются дополнительным по цветовому тону. В круге Ньютона они располагаются на противоположных концах диаметра.

2.При смешении двух разных цветов результирующая смесь есть цвет, промежуточный между исходными.

3.Основные цвета – синий, красный, зеленый, при их смешении в разных пропорциях можно получить любой цвет.

Аддитивное (слагательное) смешение цветов – это смешение световых потоков. Этот эффект получается при одновременном освещении темного поля лучами разного цвета. При аддитивном смешении новый цвет получается в результате оптического сложения нескольких световых потоков, имеющих разный спектральный состав, при их попадании на один и тот же участок сетчатки глаза.

Субрактивное (вычитательное) смешение цветов имеет место при смешении красок. Оно обусловлено тем, что лучи различных длин волн поглощаются крупинками смешиваемых красок и в результате хроматическое тело отражает лучи своего цвета. При субтрактивном смешении новый цвет является результатом вычитания исходных из белого (солнечного) света. Его называют вычитательным, так как из луча часть энергии выделяется посредством поглощения. При субтрактивном смешении основными цветами, из которых могут быть получены все остальные, являются красный, желтый и синий. Это основные краски в живописи, полиграфии, текстильной промышленности.

Основные закономерности восприятия цвета.Как уже отмечалось, цвет объекта определяется прежде всего длиной волны света, отражающегося от его поверхности. Однако в реальных условиях цвет объекта зависит также и от того света который его освещает. При изменении спектрального состава падающего света, изменяется и отражаемый объектом цвет. Например, использование при освещении ламп накаливания (в их свете преобладают длинноволновые лучи) придает воспринимаемым цветам желтоватый оттенок, а свет люминесцентных ламп (с преобладанием коротковолновых лучей) может придавать голубовато-синеватый оттенок.

Воспринимаемая яркость одного и того же цвета изменяется при дневном и сумеречном освещении. В сумерках и при низком освещении красные и желтые оттенки становятся тусклыми, а голубые и зеленые – относительно более яркими. Иными словами, при слабом освещении голубые и синие цвета будут заметнее, чем красно- желтые. Такое явление впервые было изучено чешским ученым Я. Пуркинье и получило название эффекта Пуркинье. Этот феномен объясняется сдвигом максимума спектральной чувствительности наблюдателя при адаптации к слабому, сумеречному освещению в сторону голубовато-зеленых тонов (500нм) от точки максимума дневного зрения, лежащей на длинах волн желто-зеленых тонов (555 нм).

Восприятие цвета зависит от расстояния до наблюдателя: при удаленности на большое расстояние происходит снижение интенсивности света, и цвета перестают восприниматься. Прежде чем «утратится цветность», видимый спектр сводится к трем цветам – красному, зеленому и синему. Отсюда вытекает целесообразность использования этих цветов в качестве сигнальных на больших расстояниях. Особенно эффективно использование в этих целях красного цвета, так как он обладает высоким контрастом по отношению к окружению, и его лучи меньше рассеиваются, проходя через атмосферу, дым или туман.

На восприятие цвета предмета влияет соседство с другим цветом, т.е. цвет окружающего фона. Это явление называется цветовой контраст. Основные закономерности контрастного взаимодействия следующие:

1.Если цвет окружен другим более светлым, то он воспринимается как более темный

2. Если цвет окружен другим более темным, то он воспринимается как более светлый

3.Если цвет окружен другим хроматическим цветом, приблизительно равной яркости и насыщенности, то к нему примешивается цвет близкий к дополнительному цвету фона

4.Цвет, находящийся на фоне своего дополнительного цвета становится более насыщенным.

Для объяснения механизмов цветового зрения предлагались различные теории. Современному состоянию науки более других соответствуют две теории, которые можно назвать различными уровнями объяснения феномена цветовосприятия: трехкомпонентная теория цветового зрения (теория Т. Юнга и Г. Гельмгольца) и оппонентная теория цветовосприятия (Э.Геринга).

Трехкомпонентная теория цветового зрениябыла предложена в ХIХ веке. Исходя из того, что любой цвет можно получить при смешении трех цветов, взятых в качестве основных, ее авторы считали, что в зрительном анализаторе имеются три вида рецепторных аппаратов: изолированное возбуждение одного из них давало бы ощущение красного, второго – зеленого, третьего – синего. Обычно свет действует на все эти аппараты, но в разной степени и в итоге воспринимается результирующий цвет . Согласно трехкомпонентной теории , цвет- это результат неодинаковой стимуляции колбочек разного типа.

В XX веке было доказано существование в сетчатке трех типов колбочек с разными фотопигментами. Каждый фотопигмент разрушается под действием излучения определенной длины волны в различной степени . Эти фотопигменты называются: эритролаб , что в переводе с греческого означает «ловец красного», хлоролаб ( «ловец зеленого»), и цианолаб («ловец синего»). Колбочки с разными фотопигментами имеют максимумы чувствительности в длинноволновой (оранжево- красной), средневолновой (зеленой) или коротковолновой (синей) областях спектра. В то же время каждый фотопигмент поглощает относительно широкую часть лучей видимого спектра. Пигменты, максимально поглощающие средне- и длинноволновый свет, чувствительны по отношению к большей части видимого спектра, а пигмент, чувствительный к коротковолновому свету реагирует меньше, чем на половину волн, входящих в спектр. Следствием этого является способность волн разной длины стимулировать одновременно более одного вида колбочек.

Три вида колбочек отличаются друг от друга по количеству и местоположению в центральной ямке. Колбочек, чувствительных к коротковолновому свету меньше, чем чувствительных к средним и длинным волнам и они расположены в основном по периферии центральной ямки. Колбочки, чувствительные к средним и длинным волнам, сконцентрированы в середине центральной ямки. Иными словами, световые лучи с разными длинами волн активируют колбочки разных видов по-разному. Поступающая от рецепторов информация кодируется нейронами сетчатки и передается в мозг в виде сигналов от всех трех типов колбочек. Связав все цветоощущения с активностью трех типов колбочек, исследователи признают, что зрительная система основывается на том же трехкомпонентном принципе, который имеет место при аддитивном смешении цветов.

Согласно трехкомпонентной теории, цвет — это результат неодинаковой стимуляции колбочек разного типа. По этой модели восприятие цвета в основном определяется рецепторным уровнем. Интерпретация исходных сигналов о цвете – задача мозга. Трехкомпонентная теория зрения удовлетворительно объясняет не только многие закономерности нормального цветового зрения, но и явления нарушения цветового зрения.

Теория оппонентных процессов в цветовом зрении предложена в XIX век Э.Герингом. Согласно представлениям ее автора, существуют три независимых механизма в основе каждого из которых лежит пара оппонентных процессов цветовосприятия : сине-желтый, зелено-красный, черно-белый. Каждый процесс способен вызвать ощущения двух типов, являющихся антагонистами друг другу. Эту теорию подтверждают и психологические исследования. Например, известен феномен наведенного цветового контраста. Если смотреть на синее пятно, то в соседних участках поля зрения повышается чувствительность к желтому, Восприятие красного повышает чувствительность к зеленому, а восприятие белого – чувствительность к черному.

Теорию Э.Геринга долго считали дискуссионной. Однако во второй половине XX века нейрофизиологические исследования показали, что в НКТ и коре есть нейроны РП которых организованы по принципу оппонентности реакции к разным цветам. В настоящее время есть экспериментальные доказательства того, что оппонентные процессы протекают на различных этапах обработки информации о цвете. Установлено, что некоторые нейроны ЛКТ имеют рецептивные поля оппонентного типа. Данные нейроны активируются длинами волн, соответствующими одному концу спектра (например, красным), и тормозятся длинами волн, соответствующими противоположному концу спектра (например, зеленым), кодируя, таким образом, информацию о цвете. Показано существование клеток оппонентно реагирующих на стимуляцию красным и зеленым, а также желтым и синим. В результате нейроны сгруппировали в три цветовых канала: сине-желтый, зелено-красный и черно- белый.

Нейроны, реагирующие только на цветовые стимулы, обнаружены и в коре больших полушарий. Активность этих нейронов отличается от активности цветооппонентный клеток ЛКТ, в которых наблюдается простой оппонентный процесс ( один цвет возбуждает, а другой тормозит). Цветооппонентные клетки зрительной коры имеют дважды оппонентные РП и реагируют на дополнительные цвета следующим образом: если центр возбуждается под действием какого-либо цвета, то периферия при этом тормозится, а комплиментарный цвет оказывает на них противоположное действие. В коре обнаружены нейроны, реагирующие на сине-желтые, зелено-красные цветовые пары, а также нейроны , реагирующие только на определенные признаки цветовых стимулов (например, на определенный цветовой контур, движущийся объект на цветном фоне и т.п. ).

В настоящее время восприятие цвета рассматривается как двух стадийный процесс. На первой стадии информация о цвете обрабатывается тремя типами колбочек сетчатки, что соответствует представлениям трехкомпонентной теории, а на второй цветооппонентными клетками более высоких уровней зрительной системы. Анализ цветовой информации образует отдельный канал, который начинается на уровне колбочек, включает нейроны сетчатки, цветооппонентные нейроны ЛКТ и завершается спектрально-селективными нейронами зрительной коры. Далее эта информация распределяется в различные области коры, где используется для построения целостных образов и формирования сложных психических процессов.

Согласно современным представлениям, информация о форме, цвете, движении, удаленности и расположении объектов обрабатывается в зрительной системе как последовательно, так и параллельно. Формирование сложных образов связывают с участием ассоциативных областей коры. В интеграции результатов всех этапов переработки зрительной информации существенную роль играют процессы внимания и памяти, в результате возникает целостный зрительный образ окружающего мира.

Аномалии цветового зрения.Большинство людей имеет нормальное цветовое зрение, однако некоторым присущи некоторые аномалии. Таких людей называют цветоаномалами, воспринимаемые цвета ощущаются ими иначе, чем в норме.

Нарушения цветоощущения могут быть разделены на три большие группы – аномальный трихроматизм, дихроматизм и монохроматизм. К первой группе относятся лица, хотя и различающие все основные цвета спектра, но все же по свойствам своего цветового зрения, отличающиеся от лиц с нормальным зрением. У них снижена цветовая чувствительность, наблюдается ослабленное цветоощущение. Раздражитель должен быть сильнее ( ярче, насыщеннее, больше по площади, продолжительнее), чтобы вызвать соответствующее цветовое ощущение у лиц с такой аномалией.

Ко второй группе относятся более значительные расстройства цветового зрения. Субъекты, относящиеся к этой группе неспособны, различать некоторые цветовые тона спектра, поэтому можно говорить о частичной цветовой слепоте. Дихроматизмом страдают в основном мужчины (около 8%) и реже женщины (0,5%). Наблюдаются разные виды дихроматизма. Чаще всего – так называемая красно-зеленая слепота, страдающие ею люди не отличают оттенков красного от оттенков зеленого. Весь спектр для таких людей распадается на два цветовых тона — желтый, каким они видят всю красно-оранжево — желто-зеленую часть спектра и голубой, каким они видят всю голубовато сине-фиолетовую часть его. При этом в области голубовато-зеленого цвета эти цветоаномалы видят ахроматическое место, кажущееся им серым.

Различают две подгруппы красно-зелено слепых. Лиц, относящихся к первой подгруппе, называют красно-слепыми или протанопами, вторых – зеленослепыми или дейтеронопами. Разница между ними состоит в следующем. У протанопов красный участок спектра укорочен, место наибольшей яркости сдвинуто к фиолетовому концу спектра и лежит в области желтовато-зеленого, ахроматическое место в спектре находится приблизительно на 490 нм, что соответствует зелено-голубой области. Типичная ошибка протанопов – отождествление цветов светло-красных с темно-зелеными, а также голубых и синих с пурпурными и фиолетовыми. Протанопией страдал английский химик Д. Дальтон (1766-1844), впервые подробно описавший этот вид расстройства цветового зрения. Поэтому протонопию называют дальтонизмом. В обыденной жизни термином «дальтонизм» обозначают обычно все виды цветовой слепоты, что является неточным.

У дейтеронопов (в отличие от протанопов) спектр не укорочен с красного конца, место наибольшей светлоты лежит в области оранжевого, ахроматическая, нейтральная точка приходится приблизительно на 500нм ( голубовато-зеленая область). Характерные ошибки дейтеронопов – не различение светло-зеленого от темно-красного и фиолетового от голубого. В литературе описаны случаи, когда дейтеронопией страдал только один глаз, а другой имел нормальное цветовое зрение. Обследование показало, что все цвета спектра виделись как желтоватые (коричневые), как серые и как синий.

В целом дейтеронопия и протанопия, проявляется в резком снижении чувствительности к зеленому и красному цветам соответственно. Иными словами, чтобы протаноп различил красный цвет, интенсивность его должна быть значительно выше обычной. Дейтеранопы и протанопы воспринимают коротковолновую часть спектра как синий цвет и длинноволновую – как желтый. Кроме того и те и другие путают красный и зеленый, а при достаточной интенсивности эти цвета воспринимаются ими как ненасыщенный желтый. Зеленый цвет воспринимался как нейтральный серый.

Встречается также, хотя и чрезвычайно редко, еще один вид частичной цветовой слепоты – «слепота на фиолетовый цвет» или тританопия. При этом спектр несколько укорочен в фиолетовой части спектра. У тританопов в спектре есть два нейтральных (серых) пятна: одно в области желтого, другое в области синего цвета. Весь спектр для тританопов содержит лишь оттенки красного и голубовато-зеленого. Тританопы плохо различают синий и желтые цвета, они видят лишь красный и зеленый и путают желтые, серые и синие оттенки.

Третью группу составляют наиболее тяжелые случаи расстройства цветового зрения, характеризуемые полной потерей способности видеть цветовые оттенки. Это случаи полной цветовой слепоты, или монохромазии. Среди монохроматов женщин приблизительно столько же сколько мужчин.

Рассмотренные нарушения цветового зрения объясняют малой чувствительностью или нечувствительностью вообще одного или нескольких типов колбочек. Предполагается, что дихроматы воспринимают цвета только двумя типами колбочек, а у монохроматов колбочки совсем не функционируют, сохраняется только работа палочек. Цветовая слепота чаще всего – аномалия врожденная, хотя бывают случаи и приобретенной цветовой слепоты. Врожденная цветовая слепота передается по наследству как рецессивный признак и является пока неизлечимой. Приобретенные расстройства цветоощущения могут вызываться разными причинами: отслоением сетчатки, воспалительными процессами в ней, различными нарушениями в проводящих путях зрительной системы, мозговыми кровоизлияниями и пр.

Многие люди, имеющие дефекты цветового зрения, особенно те из них у кого эти дефекты выражены несильно, до определенного момента не сознают этого. Поскольку на глаз редко воздействует монохроматический свет ( одной определенной длины волны), колбочки человека с аномальным цветовосприятием могут оказаться чувствительными к некоторым длинам волн, отражающимся от поверхностей. У дихроматов сохраняется способность к различению интенсивности света, и поэтому они ориентируются в цветах, основываясь на разнице их интенсивности.

Дихроматы обычно различают знакомые световые сигналы определенных цветов, например, сигналы светофоров. Они могут понять какой сигнал светофора горит в данный момент не только потому, что зеленый отр

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-22

Пространственное зрение (острота и поле зрения)

На восприятии света и цвета основывают­ся другие функции зрения, такие как острота зрения и поле зрения.

Острота зрения — максимальная способность различать отдельные зри­тельные объекты, определяемая за наименьшим расстоянием между двумя точками, которые глаз видит отдельно. Остроту зрения измеряют с помощью известных вам таблиц с фигурами или буквами разной величины. Напротив каждой строки стоит число, означающее расстояние в метрах, с которого здо­ровый глаз должен чётко различить буквы или фигуры. Уменьшение остроты зрения ниже 0,8 (на одном или обоих глазах) означает, что вы должны обяза­тельно лечиться у окулиста. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Поле зрения — это пространство, которое воспринимает глаз, когда он фиксирует зрение на одной точке. Для обоих глаз он составляет почти 180°. Поставьте вазу с цветами на подоконник и с расстояния 30-50 см рассматри­вайте какой-нибудь один цветок. Его вы видите чётко, потому что этот цветок проектируется на сетчатке в месте наилучшего видения — на жёлтом пятне. Другие предметы вы видите периферическим зрением менее выразительно и нечётко. Образ предмета на сетчатке будет большим, если он находится вбли­зи. Определить расстояние и глубину пространства помогает аккомодация, которая приспосабливает глаз к чёткому видению предметов на разном рас­стоянии.

Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора

Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их месторасположением в пространстве. К ним относятся: острота зрения, поле зрения и объем зрительного восприятия.

Остротой зрения называется способность глаза различать мелкие детали предметов. Она определяет­ся величиной, обратной тому минимальному размеру предмета, при котором он различим глазом. Угол зре­ния, равный Г, соответствует единице остроты зрения. Острота зрения зависит от уровня освещенности, рас­стояния до рассматриваемого предмета и его положе­ния относительно наблюдателя, возраста. Так, напри­мер, острота зрения под углом 10° в 10 раз меньше, а под углом 30° в 23 раза меньше, чем прямо перед собой.

Размеры предметов выражаются в угловых величи­нах, которые связаны с линейными размерами (рис. 11.5) следующим соотношением:

(11.10)

где h и α — соответственно линейный и угловой разме­ры предмета; Ɩ — расстояние от глаза до предмета.

Острота зрения характеризует абсолютный прос­транственный порог восприятия. Минимально же допустимые размеры элементов изображения, предъяв­ляемого оператору, должны быть на уровне оператив­ного порога и составлять не менее 15′.

Рис. 11.5. Зависимость между угловыми (а) и линейными (h) размерами предметов.

Важной характеристикой зрительного восприя­тия является его объем: число объектов, которые может охватить человек в течение одной зрительной фиксации, т. е. при симультанном восприятии. Обна­ружено, что при предъявлении не связанных между собой объектов объем восприятия составляет 4 — 8 элементов. Последние исследования показывают, что объем воспроизведенного материала определяется не столько объемом восприятия, сколько объемом па­мяти. В зрительном образе может отражаться значи­тельно большее число объектов, однако они не могут быть воспроизведены из-за ограниченного объема памяти [44]. Следовательно, практически важно учи­тывать не столько объем восприятия, сколько объем памяти.

Условно все поле зрения можно разбить на три зоны: центрального зрения (= 4°), где возможно наибо­лее четкое различение деталей; ясного видения (30 — 35°), где при неподвижном глазе можно опознать предмет без различных мелких деталей; периферического зре­ния (75 — 90°), где предметы обнаруживаются, но не опознаются. Зона периферического зрения играет большую роль при ориентации во внешней обстанов­ке. Объекты, находящиеся в этой зоне, легко и быстро могут быть перемещены в зону ясного видения с помо­щью установочных движений (скачков) глаз.

Большую роль в процессе зрительного восприятия играют движения глаз. Они делятся на два больших класса: поисковые (установочные) и гностические (познавательные).

С помощью поисковых движений осуществляется поиск заданного объекта, установка глаза в исходную позицию и корректировка этой позиции. Длительность поисковых движений определяется углом, на который перемещается взор [62].

(11.11)

где — угол перемещения взора, град; tn — время пере­мещения взора, с.

К гностическим относятся движения, участвующие в обследовании объекта, в его опознании и различении его деталей. Основную информацию глаз получает во время фиксации, т. е. во время относительно неподвиж­ного положения глаза, когда взор пристально устрем­лен на объект. Во время скачка глаз почти не получает никакой информации. Если продолжительность скач­ка в среднем составляет 0,025 с, то продолжительность фиксации в зависимости от условий восприятия — 0,25 — 0,65 с и более. Результаты исследований показы­вают, что общее время фиксаций составляет 90 — 95 % от времени зрительного восприятия [62].

Фиксации неотделимы от микродвижений глаз. В ряде опытов при помощи специального устройства изображение объекта стабилизировалось относитель­но сетчатки глаза, т. е. изображение не перемещалось по сетчатке. Уже через 2 — 3 с после стабилизации человек переставал видеть объект. Следовательно, дви­жения глаз являются необходимым условием зритель­ного восприятия.

Временные характеристики зрительного анализато­ра определяются временем, необходимым для возникно­вения зрительного ощущения при тех или иных условиях работы оператора. К ним относятся: латентный (скрытый) период зрительной реакции, длительность инерции ощу­щения, критическая частота мельканий, время адаптации, длительность информационного поиска.

Латентным периодом называется промежуток вре­мени от момента подачи сигнала до момента возникно­вения ощущения. Это время зависит от интенсивности сигнала (так называемый закон силы: чем сильнее раздражитель, тем реакция на него короче), его значи­мости (реакция на значимый для оператора сигнал короче, чем на сигналы, не имеющие значения для оператора), сложности работы оператора (чем слож­нее выбор нужного сигнала среди остальных, тем ре­акция на него будет больше), возраста и других инди­видуальных особенностей человека. Подробнее эти вопросы рассматриваются в главе XIV при изучении сенсомоторных реакций человека. В среднем же для большинства людей латентный период зрительной реакции лежит в пределах 160 — 240 млс.

Если же возникает необходимость в последователь­ном реагировании оператора на дискретно появляю­щиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения, равного 0,2 — 0,5 с. В противном случае будут замедляться точ­ность и скорость реагирования, поскольку во время прихода нового сигнала в зрительной системе опера­тора еще будет оставаться образ предыдущего сигнала.

Критической частотой мельканий (КЧМ) называ­ется та минимальная частота проблесков, при которой возникает их слитное восприятие. Эта частота зависит от яркости, размеров и конфигурации знаков (рис. 11.6). Зависимость КЧМ от яркости подчинена основному психофизическому закону

(11.12)

где а и С — константы, зависящие от размеров и конфи­гурации знаков, а также от спектрального состава мель­кающего изображения.

Из формулы (11.12) и рис. 11.6 видно, что снижение величины f_кр, если это необходимо по каким-либо тех­ническим причинам, может быть достигнуто путем уменьшения яркости знака, сокращения его размеров или упрощения конфигурации. При обычных условиях наблюдения величина КЧМ лежит в пределах 15 — 25 Гц. При зрительном утомлении она несколько понижается.

К временным характеристикам зрительного ана­лизатора относится и время адаптации. В процессе адаптации в значительной степени (до 108 раз) меня­ется чувствительность зрительного анализатора. Раз­личают две формы адаптации: темновую (при перехо­де от света к темноте) и светловую (при обратном переходе).

Время адаптации зависит от ее вида и со­ставляет десятки минут при темновой адаптации и еди­ницы и даже доли минут — при Светловой.

Рис. 11.6. Зависимость критической частоты мельканий

а — от яркости; б — от размеров и конфигурации знаков

(1,2,3 — соответственно знаки сложной, средней и

Весьма тесно связано с временными характерис­тиками зрительного анализатора и восприятие движу­щихся объектов. Минимальная скорость движения, которая может быть замечена глазом, зависит от нали­чия в поле зрения фиксированной точки отсчета. При наличии такой точки абсолютный порог восприятия скорости равен 1—2 угл. мин/с, без нее — 15 — 30 угл. мин/с. Эти данные получены в условиях, когда время предъявления не ограничено и составляет не менее 10-15 с.

Для некоторых видов операторской деятельности процесс восприятия сводится к информационному поиску — нахождению на устройстве отображения объекта с заданными признаками. Такими признаками может быть проблесковое свечение, особая форма или цвет объекта, отклонение стрелки прибора за допустимое значение и т. д. Задача оператора заключается в нахождении такого объекта и характеризуется време­нем, затраченным на поиск [62].

Общее время информационного поиска равно

(11.13)

где t_п , t_ф, — соответственно время i-гo перемещения взора и i-й фиксации; n — число шагов поиска (число фиксаций), затраченных для нахождения нужного объекта.

Время перемещения определяется утлом скачка взора, время фиксации зависит от целого ряда факторов: свойств информационного поля, способа деятельности наблюдателя, степени сложности искомых элементов. Однако в условиях конкретного информационного поля (особенно при однородности его элементов) и конкрет­ной задачи величина относительно постоянна и являет­ся характеристикой данных условий работы (табл. 11.4).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 8919 — | 6984 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно