Удивительные способности человеческого глаза: космическое зрение и невидимые лучи. Физиология цветоощущения

Глаза - один из самых важных органов восприятия человеком окружающего мира. В повседневной жизни мы часто забываем об этом и не придаем этому значения. И напрасно. Ведь «глаз и зрение» - тема не только важная, но еще и очень интересная. Именно о ней мы и поговорим.

Глаз - это зрительный орган, которым обладает человек и животное. Человеческий глаз имеет свои особенности.

Он состоит из:
Глазного яблока.
Зрительного нерва - связующего звена между глазным яблоком и головным мозгом.
Дополнительных частей. Сюда относятся мышцы, помогающие яблоку вращаться, веки, а также слезные органы.

Одной из вспомогательных составляющих глаза является склера - оболочка, которая защищает глазное яблоко. К таковым относится и роговица - наиболее чувствительная зона тела человека в целом. За ней находится радужная оболочка. У каждого человека радужка обладает своим оттенком. Между ней и роговицей «полость» для водянистой жидкости, а в самой оболочке располагается зрачок. Он являет собой отверстие маленького размера, его диаметр варьируется в пределах 2-8 мм. При свете он уменьшается, в темноте наоборот - увеличивается.

За зрачком находится хрусталик. Такое название он получил из-за своей схожести с прозрачной двояковыпуклой линзой. Наружная часть хрусталика мягкая, напоминающая студень, внутренняя - более упругая и твердая. Вокруг хрусталика расположены мышцы, которые крепят его к уже упомянутой склере.
За хрусталиком, в свою очередь, находится стеклообразное тело. Его структура также схожа со студенистой массой.
И, наконец, задняя область склеры называется глазным дном. Оно покрыто сетчатой оболочкой, которое очень часто называют просто «сетчатка». Это - тончайшие волокна, которые являют собою разветвленные окончания зрительного нерва.

Теперь, когда мы знаем, из чего состоит наш орган зрения, перейдем к следующему секрету – каким образом происходит процесс восприятия глазами окружающих предметов?

Особенности глаз как органа зрения

Каким образом мы воспринимаем картинку

Глаза - один из самых важных органов восприятия человеком окружающего мира

Восприятие зрением окружающих предметов - многосложный процесс.

Происходит он таким образом:
Световой луч, попадая в глаз, преломляется в, так называемой, оптической системе, состоящей из роговицы, хрусталика и стеклообразного тела.
С помощью преломленного луча сетчатка создает реальную, уменьшенную, а также обратную картинку, на которой сосредоточен взгляд.
Световой луч становится раздражителем для окончаний зрительного нерва.
С помощью нервных волокон эти раздражители поступают в мозг. Так возникают зрительные ощущения - вырисовывается цельная картинка.

Интересный факт : картинка, появляющаяся на сетчатке, на самом деле, обратная, то есть, перевернутая. Первооткрывателем данного факта стал И. Кеплер. А ученый Р. Декарт (Франция), желая убедиться, так ли это, провел эксперимент с бычьим глазом. Он снял с задней части глаза слой и разместил в щели у окна. Буквально сразу ученый обнаружил следующее: полупрозрачная стенка дна глаза «показывала» изображение, наблюдаемое из окна, в перевернутом виде.

Почему глаза воспринимают картинку в неперевернутом виде

На фото: именно так происходит преобразование картинки, воспринимаемой глазом

Зрение - процесс, беспрестанно корректирующийся мозгом, который получает как посредством глаз, так и с помощью других органов чувств.
Интересный опыт был проведен Дж. Стреттоном - психологом из Америки (1896 г.). Ученый надел на себя очки, которые действовали на сетчатку так, что окружающая картинка на ней становилась не перевернутой, а «нормальной».

Вследствие произошло следующее: мир перевернулся в прямом смысле слова, предметы расположились вверх тормашками. Это вызвало дисбаланс в функционировании органов зрения и иных органов чувств. Будучи в этих очках, Дж. Стреттон три дня испытывал тошноту.

И только на четвертый день ученый пришел в себя - его мозг принял новые нестандартные условия и картинка нормализовалась.

Однако, когда он снял очки, изображение снова перевернулось. Восстановилось нормальное восприятие уже по истечения полтора часа.

Интересно то, что приспособиться подобным образом может лишь мозг человека. Когда такой эксперимент проводили на обезьяне, животное получило мощнейший психологический улар и впало в кому.

Глаза и

На фото: объяснение особенностей аккомодации

Когда человек переводит взгляд с далеко находящегося на близко расположенный предмет - изображение не теряет свою четкость. Почему это происходит? Потому, что мышцы, которым окружен хрусталик, влияют на кривизну поверхностей хрусталика, а, соответственно, и на оптическую силу органа.

При сосредоточенности взгляда наотдаленных объектах, мышцы расслабляются, а искривление хрусталика - относительно небольшое. Когда же человек переводит глаза на близлежащие предметы, те самые мышцы сжимают хрусталик, отчего кривизна увеличивается, а вместе с ней и оптическая сила.

Навык такого приспособления носит название «аккомодация».

Важно помнить: слишком близкое рассматривание объекта усиливает работу мышц и деформацию хрусталика, глаза утомляются. Потому оптимальным расстоянием от глаза до предмета (книга, компьютер) считается не менее 25 см.

Функции наших глаз

Благодаря тому, что человек имеет два, а не один орган зрения, он может давать оценку расположению предметов: насколько близко или далеко наблюдаемый объект.
А все потому, что сетчатки обеих глаз воспринимают одно и то же изображение по-разному (с разных сторон).

Чем ближе объект, тем более явственны различия. Такая способность глаз дает возможность воспринимать объемную (а не плоскую) картинку.

И еще одно преимущество двух глаз - увеличение поля зрения, то есть, возможность видеть больше вокруг себя.

Описание основных функций глаз

Можно ли видеть и при этом быть невидимым

Зрение - процесс, беспрестанно корректирующийся мозгом, который получает как посредством глаз, так и с помощью других органов чувств

Это, пожалуй, самый интересный вопрос, касающийся глаз и зрения. Первым на него попытался дать ответ Герберт Уэлс - английский писатель, произведший на свет роман «Человек-невидимка». Какова же суть ответа?

Человек может стать невидимым при условии, что его вещество превратится в прозрачную оптическую плоскость, такую же, как воздух. Так, световое отражение и преломление, которое возникает на границах абриса человека с воздухом, исчезнет. Появится человек-невидимка.
Чтобы было понятней, приведем пример: толченое стекло, похожее на белый порошок, моментально исчезает из поля зрения при помещении в воду. Почему? Потому, что вода имеет аналогичную стеклу оптическую плотность.

Еще один интересный эксперимент провел ученый Шпальтегольц (Германия). Он взял препарат мертвой ткани животного и напитал ее специальным веществом собственного приготовления. Затем опустил препарат в емкость, наполненную таким же веществом. Препарат стал невидимым.

Но с человеком такой эксперимент будет невозможен. Ведь ему необходимо быть незаметным на воздухе, но не находясь в емкости с каким-то веществом.

И даже если представить, что человек стал прозрачным, все равно возникнет вопрос: сможет ли видеть этот человек других? По всей видимости, нет, поскольку его органы зрения не смогут больше преломлять лучи света. Таким образом, сетчатка не воспринимет никаких картинок.

К тому же, чтобы в человеческом сознании сформировывались зримые образы, сетчатка должна поглощать свет, питаясь его энергией. Последняя нужна, чтобы возникали сигналы, доставляемые зрительным нервом в мозг. А поскольку невидимка станет обладателем прозрачных глаз, вышеописанный процесс не произойдет, он лишится восприятия через органы зрения - попросту ослепнет.

Этого факта писатель не учел, потому герой романа - обладатель вполне видящих глаз, и зрение остается с ним, даже несмотря на то, что сам он невидимый.

Итак, теперь мы знаем о глазах и зрении все. И совсем необязательно стремиться быть невидимкой. Ведь самой важной особенностью человек уже обладает - он может видеть и воспринимать окружающую красоту. Главное условие сохранения зрения: посещение окулиста для проведения и .

Цветовое зрение, как способность к различению цветов, функционирует за счет трех разновидностей колбочек, которые находятся в сетчатке и выполняют роль независимых приемников. У каждого типа таких рецепторов имеется своя спектральная чувствительность. Одни воспринимают красный цвет, вторые – зеленый, третьи – синий. У некоторых людей присутствует дихромазия, то есть они страдают врожденным расстройством цветоощущения.

Одна из человеческих способностей – различение цветов. Зрительный анализатор воспринимает разные по длине электромагнитные волны. Их световая часть является цветовой гаммой, которая отличается наличием постепенного перехода от красного к фиолетовому. То есть речь идет о цветовом спектре.

Основные составляющие спектра:

• красный;
• оранжевый;
• желтый;
• зеленый;
• голубой;
• синий;
• фиолетовый.

Первые два обладают длинными волнами, два вторых – средними, оставшиеся – короткими. Есть оттенки промежуточные, которые глаз вполне может различать. Подобное свойство является очень важным для повседневной деятельности. Цветовыми сигналами пользуются, к примеру, в промышленной отрасли и транспортной.

Основных цвета – три. Перемеш ивая красный, зеленый и синий, получаются все существующие тона. Томас Юнг в своей работе заявил о том, что цветовое зрение существует благодаря присутствию в сетчатке трех важных элементов. Каждый воспринимает один из основных тонов, хотя могут раздражаться и двумя другими.

О трехкомпонентности цветоощущения говорили также М. Ломоносов и Г. Гельмгольц. Колбочки, находящиеся в сетчатке глаза, обладают пигментом, который оказывается под влиянием определенного монохроматического излучения. Световая волна любой длины будет по-разному воздействовать на три рецептора. Если раздражение присутствует одинаковое, все будет восприниматься в белом цвете.

Цвета могут быть хроматическими и ахроматическими.

1. Цветовой тон (имеет значение то, насколько длинной является волна светового излучения).
2. Насыщенность.
3. Яркость.

Вторая группа отличается лишь яркостью.

Диагностика нарушений цветовосприятия

Расстройства могут иметь как врожденный характер, так и приобретенный. Зачастую врожденные дефекты цветоощущения наблюдаются у мужчин. Женщины от этого страдают намного реже.

Приобретенной патология становится, если возникают проблемы нарушения:

• сетчатки;
• зрительного нерва;
• ЦНС (центральная нервная система).

Когда человек нормально воспринимает 3 основных цвета, его называют трихроматом, если только 2 из них – дихроматом. Тот, кто различает только один цвет, является монохроматом.

Крайне редко удается диагностировать ахромазию, то есть восприятие окружающего мира в черно-белых тонах. Подобное состояние провоцируется тяжелой патологией колбочкового аппарата.

При наличии врожденных нарушений цветоощущения никаких других изменений в зрительных органах обычно не бывает. Человек может узнать о том, что у него нарушено зрение цветное случайно, когда будет проходить медицинское обследование. Медосмотр в обязательном порядке назначается водителям и людям, работа которых связана с движущимися механизмами, а также представителям тех профессий, где нужно уметь отличать один тон от другого.

Наиболее серьезное нарушение – монохромазия. Какую бы окраску предмет ни имел, больной видит все серым. При этом отмечается сильное понижение зрительных функций. Монохроматы страдают от низкой световой адаптации. В дневное время у них практически не получается различать формы предметов, из-за чего возникает фотофобия. Поэтому такие люди вынуждены пользоваться солнцезащитными очками даже при дневном свете.

Гистологическое обследование зачастую никаких аномальных изменений в сетчатке страдающих от монохромазии не выявляет. Существует мнение, что в колбочках монохромата присутствует родопсин, а не зрительный пигмент.

Что касается дихромазии, то, когда происходит выпадение красного компонента, говорят о наличии протанопии. Если не воспринимается зеленый – дейтеранопия. Не различается синий – тританопия.

Оценивается цветоразличительная способность при помощи:

• специальных приборов – аномалоскопов;
• полихроматических таблиц.

Зачастую при обследовании пользуются методом Е. Рабкина, суть которого – применение основных цветовых свойств (тон, насыщенность, яркость).

Таблица для диагностики представляет собой совокупность различных по яркости и насыщенности цветных кружков. Ими производится обозначение геометрических фигур, а также цифр, которые необходимо увидеть или прочитать.

Если человек является цветоаномалом, он будет не в состоянии различить определенную фигуру либо цифру, которая выводится кружками одного оттенка.

В процессе тестирования обследуемый сидит, повернувшись спиной к окну. Расстояние от глаз к таблице – от 0,5 до 1 м. На чтение таблицы дается не более 5 секунд. Если таблица сложная, тогда времени отводится больше.

Когда будут обнаружены расстройства цветоощущения, врач заполняет специальную форму. Нормальному трихромату удастся справиться со всеми 25 таблицами, а дихромату только с 7-9.

Следует сказать, что встречается аномальная трихромазия, то есть ослабленное различение основных тонов светового спектра. Человек с аномальной трихромазией справляется минимум с 12 таблицами.

Когда возникает потребность в обследовании большого количества людей, специалисты пользуются самыми трудными для распознавания таблицами. Так можно проверить наличие расстройств сразу у многих людей. Нормальная трихромазия диагностируется в том случае, когда обследуемые правильно распознают используемые тесты при троекратных повторах. Если человек не может пройти даже один тест, тогда диагноз уточняется при помощи имеющихся в запасе таблиц.

Лечение хромотерапией

Цвет может использоваться в качестве лечебного средства. Благодаря хромотерапии в организме происходит много положительных изменений.

Если правильно подобрать оттенки, можно достичь:

1. Нормализации вещественного обмена и различных физиологических процессов.
2. Укрепления иммунных сил.

Метод показан для применения в любых условиях – и в больнице, и дома. Если назначается лечение в домашних условиях, понадобится запастись цветными бумажными листами. Необходимо расположить лист на расстоянии 1,5 м и сконцентрироваться на нем. Достаточно 10 минут для одной процедуры, чтобы появились улучшения в эмоциональном и гормональном фонах. Подобное состояние отобразится на внутренних органах.

Если для занятий взять разноцветные лампочки, то процедура может длиться намного дольше – от часа до двух.

Домашняя хромотерапия предполагает использование ванн и душевых кабин, которые отличаются наличием разнообразных цветов. Метод хорош тем, что комбинируется с гидротерапией.

Когда пациент обращается в лечебное учреждение, специалисты применяют специальное оборудование, при этом сами принимают решение, какие оттенки на данный момент будут уместными.

Врач-психотерапевт также может помочь пациенту справиться с определенной проблемой. Для этого используется метод визуализации. Пациент в воображении рисует картины, которые озвучивает врач. Успокоение наступает, если мысленно представить, к примеру, зеленый лес, а над ним голубое небо. Когда нужна активизация, пациент рисует в мыслях предметы красных тонов.

Со временем человек самостоятельно сможет заниматься подобными упражнениями.

Не зря врачи прибегают к хромотерапии. Множественные исследования показали, насколько эффективным может быть воздействие определенного цвета, если его правильно подобрать. Каждый из трех основных цветов дает свои положительные эффекты.

Благодаря влиянию красного происходит:

• активизация организма в стрессовых ситуациях;
• повышенная работоспособность;
• улучшение настроения;
• нормализация вещественного обмена;
• налаживание функций сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем;
• усиление защитных сил;
• повышение артериального давления;
• улучшение аппетита;
• усиление полового влечения и волевых качеств.

Действие синего приводит к таким эффектам:

• уменьшению возбужденности;
• успокоению, расслаблению;
• исчезновению тревожности;
• подавлению активности инфекции;
• уменьшению сердцебиения;
• понижению давления, в том числе и внутриглазного;
• устранению расстройств нервного характера;
• уменьшению эпилептических припадков, а также воспалительных процессов.

Результат влияния зеленого:

• внутреннее спокойствие;
• уменьшение сердцебиения;
• понижение давления;
• устранение спазматических явлений;
• исчезновение возбуждения и эмоционального напряжения.

Как показывает практика, при любой болезни хромотерапия благоприятным образом сказывается на самочувствии пациента.

У большинства людей цветовое зрение находится в нормальном состоянии, что существенно облегчает выполнять ту или иную работу. Однако следует регулярно появляться на консультацию к офтальмологу, чтобы исключить вероятность возникновения приобретенного расстройства цветоощущения. Эффективные методы помогут выявить имеющуюся аномалию.

Цвет — одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как зрительное ощущение. Зрительные ощущения возникают под действием на органы зрения света — электромагнитного излучения видимого диапазона спектра. Диапазон длины волны зрительных ощущений (цвета) находится в пределах 380-760 мкм. Физические свойства света тесно связаны со свойствами вызываемого ими ощущения: с изменением мощности света меняется яркость цвета излучателя или светлота цвета окрашенных поверхностей и сред. С изменением длины волны меняется цветность, которая идентична с понятием цвета, ее мы определяем словами «синий», «желтый», «красный», «оранжевый» и пр.

Характер ощущения цвета зависит как от суммарной реакции чувствительных к цвету рецепторов глаза человека, так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция чувствительных к цвету рецепторов глаза определяет светлоту, а соотношение ее долей — цветность (цветовой тон и насыщенность). Характеристиками цвета являются цветовой тон, насыщенность и яркость или светлота.

А.С.Пушкин определил цвет как «очей очарованье», а ученый Шредингер — как «интервал излучений в световом диапазоне, который глаз воспринимает одинаково и определяет как цвет словами “красный”, “зеленый”, “синий” и т.д.».

Таким образом, глаз интегрирует (суммирует) определенный интервал световых излучений и воспринимает их как единое целое. Ширина этого интервала зависит от множества факторов, в первую очередь — от уровня адаптации глаза.

Цвет как феномен зрения и объект изучения

Цвет — деяние света,
деяние и страдательные состояния.

И.В.Гёте

Цвет сообщает вещам и явлениям форму, объем и эмоциональность при их восприятии. У большинства биологических видов световые рецепторы локализованы в области сетчатки глаза. Усложнение светового анализатора происходило по мере развития биологической линии. Высшее достижение природы — зрение человека.

С возникновением цивилизации роль цвета возросла. Искусственные источники света (излучатели с ограниченным спектром электромагнитного излучения энергии) и краски (чистый бесконечный цвет) можно рассматривать как искусственные средства синтеза цвета.

Человек всегда пытался овладеть способностью влиять на свое душевное состояние через цвет и использовать цвет для создания комфортной среды обитания, а также в различных изображениях. Первые способы применения цвета в ритуальной практике связаны с их символической функцией. Позже с помощью цветов стали отображать воспринимаемую реальность и визуализировать абстрактные понятия.

Наивысшим достижением в овладении цветом является изобразительное искусство, использующее экспрессивные, импрессивные и символические цвета.

Глаз и ухо человека воспринимают излучения по-разному

По гипотезе Юнга-Гельмгольца наши глаза обладают тремя независимыми светочувствительными рецепторами, реагирующими соответственно на красный, зеленый и синий цвета. Когда окрашенный свет попадает в глаз, эти рецепторы возбуждаются в соответствии с интенсивностью действующего на них цвета, содержащегося в наблюдаемом свете. Любая комбинация возбужденных рецепторов вызывает определенное цветовое ощущение. Области чувствительности трех этих рецепторов частично перекрываются. Поэтому одно и то же цветовое ощущение может быть вызвано различными комбинациями окрашенных световых излучений. Глаз человека постоянно суммирует раздражения, и конечным результатом восприятия оказывается суммарное действие. Необходимо также отметить, что человеку очень трудно, а иногда и невозможно определить, видит он источник света или объект, отражающий свет.

Если глаз можно считать совершенным сумматором, то ухо является совершенным анализатором и обладает фантастической способностью разлагать и анализировать колебания, образующие звук. Ухо музыканта без малейшего затруднения различает, на каком инструменте берется определенная нота, например на флейте или на фаготе. Каждый из этих инструментов имеет четко выраженный, свой тембр. Однако если звуки этих инструментов подвергнуть анализу с помощью соответствующего акустического устройства, то обнаружится, что комбинации обертонов, испускаемые этими инструментами, незначительно отличаются друг от друга. На основе только приборного анализа сложно безошибочно сказать, с каким инструментом мы имеем дело. На слух инструменты различаются безошибочно.

По своей чувствительности глаз и ухо значительно превосходят самые современные электронные устройства. При этом глаз сглаживает мозаичность структуры света, а ухо различает шорохи (вариации тона).

Если бы глаз был таким же анализатором, как и ухо, то, например, белая хризантема представлялась бы нам хаосом цветов, фантастической игрой всех цветов радуги. Объекты представали бы перед нами в различных оттенках (тембрах цвета). Зеленый бере т и зеленый лист, которые обычно кажутся нам одинакового зеленого цвета, были бы окрашенными в различные цвета. Дело в том, что глаз человека дает одно и то же ощущение зеленого цвета от различных комбинаций исходных окрашенных световых пучков. Гипотетический глаз, обладающий аналитической способностью, немедленно обнаружил бы эти различия. Но реальный глаз человека суммирует их, а одна и та же сумма может иметь множество различных слагаемых.

Известно, что белый свет состоит из целой гаммы цветов — спектров излучения. Мы называем его белым потому, что глаз человека не в состоянии разложить его на отдельные цвета.

Поэтому в первом приближении можно считать, что объект, например красная роза, имеет такую окраску потому, что отражает только красный цвет. Какой-то другой предмет, например зеленый лист, видится зеленым потому, что выделяет из белого света зеленый цвет и отражает только его. Однако на практике ощущение цвета связано не только с избирательным (селективным) отражением (пропусканием) объектом падающего или излучаемого света. Воспринимаемый цвет сильно зависит от цветового окружения объекта, а также от сущности и состояния воспринимающего.

Цвет можно только видеть

Когда человек не имеет отношения к видению, вещи выглядят в основном одними и теми же в то время, когда он смотрит на мир. С другой стороны, когда он научится видеть, ничто не будет выглядеть тем же самым все то время, что он видит эту вещь, хотя она остается той же самой.

Карлос Кастанеда

Цвета, являющиеся результатом действия физических световых стимулов, обычно видятся по-разному при различном составе стимула. Однако цвет зависит также от целого ряда других условий, таких как уровень адаптации глаза, структура и степень сложности поля зрения, состояние и индивидуальные особенности смотрящего. Количество возможных комбинаций из отдельных стимулов мозаичности излучений света значительно больше количества различных цветов, которое приблизительно оценивается в 10 млн.

Из этого следует, что любой воспринятый цвет может быть генерирован большим числом стимулов с различным спектральным составом. Это явление называется метамеризм цвета. Так, ощущение желтого цвета может быть получено под действием либо монохроматического излучения с длиной волны около 576 нм, либо сложного стимула. Сложный стимул может состоять из смеси излучения с длиной волны более 500 нм (цветная фотография, полиграфия) или из сочетания излучения с длиной волны, соответствующей зеленому либо красному цветам, при этом желтая часть спектра полностью отсутствует (телевидение, монитор компьютера).

Как человек видит цвет, или Гипотеза C (B+G) + Y (G+R)

Человечеством создано много гипотез и теорий о том, как человек видит свет и цвет, некоторые из которых были рассмотрены выше.

В этой статье сделана попытка на базе изложенных выше технологий цветоделения и печати, применяемых в полиграфии, дать объяснение цветовому зрению человека. В основе гипотезы лежит положение о том, что глаз человека не является источником излучения, а работает как окрашенная поверхность, освещаемая светом, и спектр света разделен на три зоны — синюю, зеленую и красную. Сделано допущение, что в глазу человека имеется множество приемников света одного типа, из которых состоит мозаичная поверхность глаза, воспринимающая свет. Принципиальная структура одного из приемников показана на рисунке.

Приемник состоит из двух частей, работающих как единое целое. Каждая из частей содержит пару рецепторов: синий и зеленый; зеленый и красный. Первая пара рецепторов (синий и зеленый) завернута в пленку голубого цвета, а вторая (зеленый и красный) — в пленку желтого цвета. Эти пленки работают как светофильтры.

Рецепторы связаны между собой проводниками световой энергии. На первом уровне синий рецептор связан с красным, синий — с зеленым, а зеленый — с красным. На втором уровне эти три пары рецепторов связаны в одной точке («соединение звездой», как при трехфазном токе).

Схема работает по следующим принципам:

Голубой светофильтр пропускает синие и зеленые лучи света и поглощает красные;

Желтый светофильтр пропускает зеленые и красные лучи и поглощает синие;

Рецепторы реагируют только на одну из трех зон спектра света — на синие, зеленые или красные лучи;

На зеленые лучи реагируют два рецептора, которые находятся за голубым и желтым светофильтрами, поэтому чувствительность глаза в зеленой зоне спектра выше, чем в синей и красной (это соответствует экспериментальным данным о чувствительности глаза;

В зависимости от интенсивности падающего света в каждой из трех связанных между собой пар рецепторов возникнет энергетический потенциал, который может быть положительным, отрицательным или нулевым. При положительном или отрицательном потенциале пара рецепторов передает информацию об оттенке цвета, в котором преобладает излучение одной из двух зон. Когда энергетический потенциал создан только за счет световой энергии одного из рецепторов, то должен воспроизводиться один из однозональных цветов — синий, зеленый или красный. Нулевой потенциал соответствует равным долям излучений каждой из двух зон, что дает на выходе один из двухзональных цветов: желтый, пурпурный или голубой. Если все три пары рецепторов имеют нулевой потенциал, то должен воспроизводиться один из уровней серого (от белого до черного) в зависимости от уровня адаптации;

Когда энергетические потенциалы в трех парах рецепторов разные, то в точке серого должен воспроизводиться цвет с преобладанием одного из шести цветов — синего, зеленого, красного, голубого, пурпурного или желтого. Но этот оттенок будет или разбеленным, или зачерненным, в зависимости от общего уровня световой энергии для всех трех рецепторов. Таким образом, воспроизведенный цвет будет всегда содержать ахроматическую составляющую (уровень серого). Этот уровень серого, усредненный для всех приемников глаза, и будет определять адаптацию (чувствительность) глаза к условиям восприятия;

Если в большинстве приемников глаза в течение долгого времени возникают небольшие энергетические потенциалы (соответствующие слабым оттенкам цвета или слабохроматическим цветам, близким к ахроматическим), то они будут выравниваться и дрейфовать к серому или к преобладающему памятному цвету. Исключением являются случаи, когда используется сравнительный эталон цвета или эти потенциалы соответствуют памятному цвету;

Нарушения в цвете фильтров, в чувствительности рецепторов или в проводимости цепей будут приводить к искажению восприятия световой энергии, а следовательно, к искажению воспринимаемого цвета;

Сильные энергетические потенциалы, возникающие при длительном воздействии световой энергии большой мощности, могут вызвать восприятие дополнительного цвета при переводе взгляда на серую поверхность. Дополнительные цвета: к желтому — синий, к пурпурному — зеленый, к голубому — красный и наоборот. Эти эффекты возникают вследствие того, что должно произойти быстрое выравнивание энергетического потенциала в одной из трех точек схемы.

Таким образом, при помощи простой энергетической схемы, включающей три разных рецептора, один из которых дублируется, и два пленочных светофильтра, можно моделировать восприятие любого оттенка окрашенного спектра света, который видит человек.

В данной модели восприятия цвета человеком учитывается только энергетическая составляющая спектра света и не принимаются в расчет индивидуальные особенности человека, его возраст, профессия, эмоциональное состояние и многие другие факторы, которые влияют на восприятие света.

Цвет без света

Открыла мне моя душа и научила прикасаться к тому, что не облеклось плотью и не кристаллизовалось. И позволила она уразуметь, что чувственное есть половина мысленного и то, что мы держим в руках, — часть вожделенного нами.

Дж. Х. Джебран

Цвет возникает в результате восприятия глазом светового электромагнитного излучения и преобразования информации об этом излучении человеческим мозгом. Хотя и считается, что электромагнитное световое излучение — единственный возбудитель ощущения цвета, но цвет можно увидеть и без непосредственного воздействия света — цветовые ощущения свободно могут возникать в мозге человека. Пример — цветные сны или галлюцинации, вызванные воздействием на организм химических веществ. В абсолютно темном помещении мы видим перед глазами разноцветное мерцание, словно наше зрение вырабатывает в отсутствие внешних стимулов какие-то случайные сигналы.

Следовательно, как уже было замечено, цветовой стимул определен как адекватный стимул восприятия цвета или света, но он — не единственно возможный.

Как видит человек?

Зрение человека - очень сложный многоуровневый процесс обработки изображений окружающих объектов, дающий возможность получить информацию об их форме, величине, цвете и расположении. Зрение следует рассматривать с точки зрения оптики, физиологии и психологии. Поэтому в двух словах объяснить, как видит человек, вряд ли возможно. Рассмотрим этот процесс подробно.

Оптическая природа зрения человека

Основными оптическими органами зрительной системы человека являются глаза, которые имеющимися в них фоторецепторами воспринимают лучи света, отраженные от различных предметов. Происходит это следующим образом: попадая в глаз через зрачок, лучи преломляются в хрусталике и падают на сетчатку, которая выстилает глазное дно. Именно в сетчатке и находятся особые клетки, которые способны воспринимать свет. Попадая на них, фотоны света вызывают в рецепторах ряд химических изменений, создавая тем самым нервные импульсы, которые по зрительным нервам передаются в головной мозг. В зрительном центре, который расположен в коре мозга, полученная закодированная информация расшифровывается, обрабатывается, в результате этого процесса и формируется изображение, которое мы видим.

Как видит человек: физиологическая точка зрения

• Хрусталик располагается напротив зрачка внутри глазного яблока и является маленькой двояковыпуклой биологической линзой, в которой преломляются лучи света. У здорового человека хрусталик очень эластичен и может менять свою преломляющую способность на целых 14 диоптрий. Это позволяет человеку одинаково четко видеть те предметы, что находятся у него буквально под носом, и те, которые удалены на большое расстояние. Минимальное расстояние, на котором мы можем хорошо рассмотреть предмет, приблизительно равно пяти сантиметрам, а максимальное сильно зависит от количества света, испускаемого объектом. Ученые утверждают, что фигуру человека можно различить на расстоянии трех километров, а пламя горящей свечи видно аж за семь километров. Иногда бывает так, что хрусталик теряет свою способность к аккомодации и не может правильно фокусировать изображение на сетчатке глаза. Если фокус изображения оказывается позади сетчатки, у человека диагностируют дальнозоркость, а если перед сетчаткой - то близорукость. Сейчас эти дефекты легко корректируются с помощью очков или контактных линз.
• Сетчатка глаза покрывает примерно 70% всей площади внутренней поверхности глазного яблока. Именно в ней расположены все светочувствительные клетки, подразделяющиеся на колбочки и палочки. Палочки ответственны за работу механизма ночного зрения. С помощью них человек может видеть в полутьме, но изображение, которое они обеспечивают, лишено цвета и напоминает картинку на экране черно-белого телевизора. Колбочки же активны при более интенсивном освещении и отвечают за дневное зрение, которое позволяет нам видеть цвет всех предметов.;

Как человек видит мир в цвете

В сетчатке находится три вида колбочек - рецепторов цвета, максимально чувствительных соответственно к красному, синему и зеленому участкам спектра. Соответствие колбочек этим трем основным цветам обеспечивает человеку возможность распознавать тысячи различных оттенков цвета. Если же в сетчатке из-за недостатка определенного вида палочек появляется проблема с восприятием одного из базовых цветов, у человека возникает недостаток зрения, называемый дальтонизмом. Он не видит определенную группу оттенков, и все они ему кажутся серыми. Теперь, когда мы рассказали о том, как видит человек, настало время поговорить об основных свойствах его зрения.

Основные свойства зрения человека

Стереоскопическое зрение

Помимо цвета, человек также способен видеть объем пространства. Достигается это за счет эффекта слияния изображения при взгляде на предмет двумя глазами. Такое зрение по-научному называется бинокулярным.

Световая чувствительность

Способность человеческого глаза распознавать различные степени яркости светового излучения называют светоощущением. Максимальная чувствительность глаза к свету достигается после длительной адаптации к темноте. Считается, что продолжительный взгляд на красный свет может повысить световую чувствительность глаз на некоторое время.

Острота зрения

Способность разных людей видеть различное количество деталей одного и того же предмета с одинакового расстояния называется остротой зрения. Острота зрения в основном предопределена генетически и зависит от возраста человека, ширины его зрачка, эластичности хрусталика и количества и величины колбочек, расположенных в сетчатке глаза.