Zašto ljudi imaju vid u boji? Razvoj percepcije boja. Razlike između ljudskog i životinjskog vida. Metamerizam u fotografiji

O rubrici

Ovaj odjeljak sadrži članke posvećene fenomenima ili verzijama koje na ovaj ili onaj način mogu biti zanimljive ili korisne istraživačima neobjašnjivog.
Članci su podijeljeni u kategorije:
Informativno. Sadrže korisne informacije za istraživače iz različitih oblasti znanja.
Analitički. Oni uključuju analizu akumuliranih informacija o verzijama ili fenomenima, kao i opise rezultata eksperimenata.
Technical. Oni akumuliraju informacije o tehničkim rješenjima koja se mogu koristiti u području proučavanja neobjašnjivih činjenica.
Metode. Oni sadrže opise metoda koje koriste članovi grupe u istraživanju činjenica i proučavanju fenomena.
Mediji. Sadrže informacije o odrazu fenomena u industriji zabave: filmovi, crtani filmovi, igrice itd.
Poznate zablude. Otkrivanja poznatih neobjašnjivih činjenica, prikupljenih uključujući i iz izvora trećih strana.

Vrsta članka:

Informativno

Osobine ljudske percepcije. Vision

Osoba ne može vidjeti u potpunom mraku. Da bi osoba mogla vidjeti predmet potrebno je da se svjetlost reflektuje od predmeta i pogodi mrežnicu oka. Izvori svjetlosti mogu biti prirodni (vatra, sunce) i umjetni (razne svjetiljke). Ali šta je svetlost?

Prema savremenim naučnim konceptima, svetlost je elektromagnetski talas određenog (prilično visokog) frekvencijskog opsega. Ova teorija potiče od Huygensa i potvrđena je mnogim eksperimentima (posebno iskustvom T. Junga). Istovremeno, u prirodi svjetlosti u potpunosti se manifestira karpuskularno-valni dualizam, koji u velikoj mjeri određuje njegova svojstva: kada se širi, svjetlost se ponaša kao val, kada se emituje ili apsorbira, kao čestica (foton). Dakle, svjetlosni efekti koji se javljaju pri širenju svjetlosti (interferencija, difrakcija itd.) opisuju se Maxwellovim jednadžbama, a efekti koji se javljaju prilikom njene apsorpcije i emisije (fotoelektrični efekat, Comptonov efekat) opisuju se kvantnim jednačinama. teorija polja.

Jednostavno rečeno, ljudsko oko je radio prijemnik sposoban da primi elektromagnetne valove određenog (optičkog) frekvencijskog opsega. Primarni izvori ovih talasa su tela koja ih emituju (sunce, lampe, itd.), sekundarni izvori su tela koja reflektuju talase primarnih izvora. Svjetlost iz izvora ulazi u oko i stvara ih vidljivo čovjeku. Dakle, ako je tijelo providno za valove vidljivog frekvencijskog opsega (vazduh, voda, staklo, itd.), onda ga oko ne može registrirati. Istovremeno, oko je, kao i svaki drugi radio prijemnik, „podešeno“ na određeni opseg radio frekvencija (u slučaju oka, ovaj raspon je od 400 do 790 teraherca), i ne percipira talase koji imaju više (ultraljubičaste) ili niže (infracrvene) frekvencije. Ovo „podešavanje“ se manifestuje u čitavoj strukturi oka – od sočiva i staklastog tela, providnog u ovom frekventnom opsegu, pa do veličine fotoreceptora, koji su u ovoj analogiji slični radio antenama i imaju dimenzije koje obezbeđuju najefikasniji prijem radio talasa ovog opsega.

Sve to zajedno određuje frekvencijski raspon u kojem osoba vidi. Zove se opseg vidljive svjetlosti.

Vidljivo zračenje - percipirani elektromagnetski talasi ljudsko oko, koji zauzimaju dio spektra s talasnom dužinom od približno 380 (ljubičasta) do 740 nm (crvena). Takvi valovi zauzimaju frekvencijski raspon od 400 do 790 teraherca. Elektromagnetno zračenje sa takvim frekvencijama se još naziva vidljivo svetlo, ili samo svjetlost (u užem smislu riječi). Ljudsko oko je najosjetljivije na svjetlost na 555 nm (540 THz), u zelenom dijelu spektra.

Bijela svjetlost podijeljena prizmom na boje spektra

Kada se bijeli snop razloži u prizmu, formira se spektar u kojem se zračenje različitih valnih dužina lomi pod različitim uglovima. Boje uključene u spektar, odnosno one boje koje se mogu dobiti svjetlosnim valovima jedne valne dužine (ili vrlo uskog raspona), nazivaju se spektralnim bojama. Glavne spektralne boje (koji imaju svoje ime), kao i karakteristike emisije ovih boja, prikazane su u tabeli:

Šta se vidi

Zahvaljujući vidu, primamo 90% informacija o svijetu oko nas, pa je oko jedan od najvažnijih čulnih organa.
Oko se može nazvati složenim optičkim uređajem. Njegov glavni zadatak je da "prenese" ispravnu sliku do optičkog živca.

Struktura ljudskog oka

Rožnjača je prozirna membrana koja prekriva prednji dio oka. Nedostaje krvni sudovi, ima veliku moć prelamanja. Uključeno u optički sistem oči. Rožnica se graniči s neprozirnom vanjskom školjkom oka - sklerom.

Prednja očna komora je prostor između rožnjače i šarenice. Ispunjen je intraokularnom tečnošću.

Šarenica je u obliku kruga sa rupom unutra (zenica). Šarenica se sastoji od mišića čijim se kontrakcijom i opuštanjem mijenja veličina zjenice. Ulazi u žilnicu oka. Šarenica je odgovorna za boju očiju (ako je plava, znači da u njoj ima malo pigmentnih ćelija, ako je smeđa, ima mnogo). Obavlja istu funkciju kao i otvor blende u kameri, prilagođavajući izlaz svjetlosti.

Zjenica je rupa u šarenici. Njegove dimenzije obično zavise od nivoa osvjetljenja. Što je više svjetla, to je zenica manja.

Sočivo je "prirodno sočivo" oka. Proziran je, elastičan - može promijeniti svoj oblik, "fokusirajući" se gotovo trenutno, zbog čega osoba dobro vidi i blizu i daleko. Nalazi se u kapsuli, koju drži cilijarni pojas. Sočivo je, kao i rožnjača, dio optičkog sistema oka. Transparentnost sočiva ljudskog oka je odlična - većina svjetlosti s valnim dužinama između 450 i 1400 nm se prenosi. Svjetlost s talasnom dužinom iznad 720 nm se ne percipira. Sočivo ljudskog oka je skoro bezbojno pri rođenju, ali dobija žućkaste boje sa godinama. Ovo štiti mrežnicu oka od izlaganja ultraljubičastim zracima.

Staklosto tijelo je providna tvar nalik gelu koja se nalazi u stražnjem dijelu oka. Staklasto tijelo održava oblik očne jabučice i uključeno je u intraokularni metabolizam. Uključen u optički sistem oka.

Retina - sastoji se od fotoreceptora (osetljivi su na svetlost) i nervnih ćelija. Receptorske ćelije koje se nalaze u retini dijele se na dvije vrste: čunjeve i štapiće. U ovim ćelijama, koje proizvode enzim rodopsin, svetlosna energija (fotoni) se pretvara u električnu energiju. nervnog tkiva, tj. fotohemijska reakcija.

Sclera - neprozirna vanjska ljuska očne jabučice, koja prelazi ispred očne jabučice u prozirnu rožnicu. Za bjeloočnicu je pričvršćeno 6 okulomotornih mišića. U njemu je mala količina nervnih završetaka i plovila.

Koroid - obloga stražnji odjel bjeloočnice, uz nju je mrežnica, s kojom je usko povezana. Horoid je odgovoran za dotok krvi u intraokularne strukture. Kod oboljenja mrežnjače vrlo je često zahvaćena patološki proces. U žilnici nema nervnih završetaka, stoga, kada je bolestan, bol se ne javlja, što obično signalizira neku vrstu kvara.

Očni nerv - uz pomoć optički nerv signali iz nervnih završetaka se prenose u mozak.

Čovek se ne rađa sa njim razvijeno telo vid: u prvim mjesecima života dolazi do formiranja mozga i vida, a do oko 9 mjeseci su u stanju da gotovo trenutno obrađuju dolazne vizualne informacije. Da biste videli, potrebna vam je svetlost.

Svetlosna osetljivost ljudskog oka

Sposobnost oka da percipira svjetlost i prepoznaje različitim stepenima njegova svjetlina naziva se percepcija svjetlosti, a sposobnost prilagođavanja različitoj svjetlini osvjetljenja naziva se adaptacija oka; osjetljivost na svjetlost se procjenjuje vrijednošću praga svjetlosnog stimulusa.
Čovjek sa dobar vid sposoban da vidi svjetlost iz svijeće na udaljenosti od nekoliko kilometara noću. Maksimalna osjetljivost na svjetlo se postiže nakon dovoljno duge adaptacije na tamu. Određuje se pod dejstvom svetlosnog toka u čvrstom kutu od 50° na talasnoj dužini od 500 nm (maksimalna osetljivost oka). U ovim uslovima, prag energije svetlosti je oko 10–9 erg/s, što je ekvivalentno protoku nekoliko kvanta optičkog opsega u sekundi kroz zenicu.
Doprinos zenice prilagođavanju osetljivosti oka je krajnje neznatan. Cijeli raspon svjetline koji je naš vizualni mehanizam sposoban da percipira je ogroman: od 10-6 cd m2 za potpuno prilagođeno oko do 106 cd m2 za potpuno prilagođeno oko. Mehanizam tako širokog raspona osjetljivosti leži u razgradnji i obnavljanju fotosenzitivnih pigmenata.u fotoreceptorima retine – čunjićima i štapićima.
Ljudsko oko sadrži dvije vrste ćelija (receptora) osjetljivih na svjetlost: visoko osjetljive štapiće odgovorne za sumračni (noćni) vid i manje osjetljive čunjeve odgovorne za vid boja.

Normalizovani grafikoni svetlosne osetljivosti čunjića u ljudskom oku S, M, L. Isprekidana linija prikazuje sumračnu, "crno-belu" osetljivost štapića.

U ljudskoj retini postoje tri vrste čunjića, čiji maksimumi osjetljivosti padaju na crveni, zeleni i plavi dio spektra. Raspodjela tipova čunjića u retini je neravnomjerna: "plavi" čunjići su bliže periferiji, dok su "crveni" i "zeleni" čunjići nasumično raspoređeni. Usklađivanje tipova čunjeva sa tri "primarne" boje omogućava prepoznavanje hiljada boja i nijansi. Krive spektralne osjetljivosti tri vrstečunjevi se djelomično preklapaju, što doprinosi fenomenu metamerizma. Vrlo jaka svjetlost pobuđuje sve 3 vrste receptora, te se stoga doživljava kao zasljepljujuće bijelo zračenje.

Ujednačena stimulacija sva tri elementa, koja odgovara ponderiranoj prosječnoj dnevnoj svjetlosti, također izaziva osjećaj bijele boje.

Geni koji kodiraju opsin proteine osjetljive na svjetlost odgovorni su za ljudski vid boja. Prema pristašama trokomponentne teorije, prisustvo tri različita proteini koji reaguju na različite talasne dužine dovoljan je za percepciju boja.

Većina sisara ima samo dva od ovih gena, tako da imaju crno-bijeli vid.

Opsin osjetljiv na crveno svjetlo kod ljudi je kodiran genom OPN1LW.
Drugi ljudski opsini kodiraju gene OPN1MW, OPN1MW2 i OPN1SW, od kojih prva dva kodiraju proteine koji su osjetljivi na svjetlost na srednjim talasnim dužinama, a treći je odgovoran za kratkotalasni opsin osjetljiv na svjetlost.

linija vida

Vidno polje je prostor koji oko istovremeno percipira fiksiranim pogledom i fiksiranim položajem glave. Ima određene granice koje odgovaraju tranziciji optički aktivnog dijela mrežnice u optički slijepi.
Vidno polje je umjetno ograničeno izbočenim dijelovima lica - stražnjim dijelom nosa, gornjim rubom orbite. Osim toga, njegove granice zavise od položaja očne jabučice u orbiti. Osim toga, u svakom oku zdrave osobe postoji dio mrežnjače koji nije osjetljiv na svjetlost, a koji se naziva slijepa mrlja. Nervna vlakna od receptora do slepe tačke prelaze preko mrežnjače i skupljaju se u optički nerv, koji prolazi kroz mrežnjaču na njenu drugu stranu. Dakle, na ovom mjestu nema svjetlosnih receptora.

Na ovoj konfokalnoj mikrografiji optički disk je prikazan crnom bojom, ćelije koje oblažu krvne sudove su crvenom, a sadržaj krvnih sudova zelenom bojom. Ćelije retine izgledaju kao plave mrlje.

Slepe tačke na oba oka su prisutne različitim mjestima(simetrično). Ova činjenica, kao i činjenica da mozak ispravlja percipiranu sliku, objašnjava zašto su, uz normalno korištenje oba oka, nevidljiva.

Da biste uočili svoju slijepu tačku, zatvorite desno oko i gledajte lijevim okom u desni krst koji je zaokružen. Držite lice i monitor uspravno. Ne skidajući pogled sa desnog krsta, sklonite (ili udaljite) lice od monitora i istovremeno pratite levi krst (ne gledajući u njega). U nekom trenutku će nestati.

Ova metoda također može procijeniti približnu ugaonu veličinu mrtve tačke.

Prijem za detekciju mrtvog ugla

Postoje i paracentralne podjele vidnog polja. U zavisnosti od učešća u vidu jednog ili oba oka, razlikuje se monokularna i binokularna vidna polja. U kliničkoj praksi obično se ispituje monokularno vidno polje.

Binokularni i stereoskopski vid

Vizuelni analizator osobe u normalnim uslovima pruža binokularni vid, odnosno vid sa dva oka sa jednom vizuelnom percepcijom. Main refleksni mehanizam binokularni vid je refleks fuzije slike - refleks fuzije (fuzije), koji se javlja uz istovremenu stimulaciju funkcionalno različitih nervnih elemenata retine oba oka. Kao rezultat, dolazi do fiziološkog udvostručavanja objekata koji su bliže ili dalje od fiksne tačke (binokularni fokus). Fiziološko udvostručavanje (fokus) pomaže u procjeni udaljenosti objekta od očiju i stvara osjećaj olakšanja, odnosno stereoskopski vid.

Kada se gleda jednim okom, percepciju dubine (reljefne udaljenosti) vrši Ch. arr. zbog sekundarnih pomoćnih znakova udaljenosti (prividna veličina objekta, linearna i zračna perspektiva, opstrukcija nekih objekata od strane drugih, akomodacija oka itd.).

Putevi vizuelnog analizatora
1 - Lijevo poluvrijeme vidno polje, 2 - Desna polovina vidnog polja, 3 - Oko, 4 - Retina, 5 - Očni nervi, 6 - Okulomotorni nerv, 7 - Hijazma, 8 - Očni trakt, 9 - Lateralno koljeno telo, 10 - Gornji kolikuli, 11 - Nespecifičan vizuelni put, 12 - Vizualni korteks.

Osoba ne vidi očima, već očima, odakle se informacije prenose preko optičkog živca, hijazme, optičkih puteva do određenih područja okcipitalni režnjevi cerebralni korteks, gde se formira slika spoljašnjeg sveta koju vidimo. Svi ovi organi čine naš vizuelni analizator ili vizuelni sistem.

Promjena vida s godinama

Elementi retine počinju da se formiraju sa 6-10 nedelja prenatalni razvoj, konačno morfološko sazrijevanje nastupa za 10-12 godina. U procesu razvoja tijela, percepcija boja djeteta značajno se mijenja. Kod novorođenčeta, u mrežnjači funkcionišu samo štapići koji pružaju crno-bijeli vid. Broj češera je mali i još nisu zreli. Prepoznavanje boja u rane godine zavisi od svjetline, a ne od spektralnih karakteristika boje. Kako češeri sazrijevaju, djeca prvo razlikuju žutu, zatim zelenu, a zatim crvenu (već od 3 mjeseca bilo je moguće razviti uslovljeni refleksi za te boje). Češeri počinju u potpunosti funkcionirati do kraja 3. godine života. AT školskog uzrasta povećana je karakteristična osjetljivost na boju oka. Osjet boje dostiže svoj maksimalni razvoj do 30. godine, a zatim se postepeno smanjuje.

Kod novorođenčeta prečnik očne jabučice je 16 mm, a težina 3,0 g. Rast očne jabučice se nastavlja i nakon rođenja. Najintenzivnije raste tokom prvih 5 godina života, manje intenzivno - do 9-12 godina. Kod novorođenčadi je oblik očne jabučice sferičniji nego kod odraslih, zbog čega u 90% slučajeva imaju dalekovidnu refrakciju.

Zjenice kod novorođenčadi su uske. Zbog prevladavanja tonusa simpatičkih nerava koji inerviraju mišiće šarenice, zjenice postaju široke u dobi od 6-8 godina, što povećava rizik opekotine od sunca retina. U dobi od 8-10 godina, zjenica se sužava. U dobi od 12-13 godina, brzina i intenzitet reakcije zjenica na svjetlost postaju isti kao kod odrasle osobe.

Kod novorođenčadi i djece predškolskog uzrasta leća je konveksnija i elastičnija nego kod odrasle osobe, njena lomna moć je veća. To omogućava djetetu da jasno vidi predmet na manjoj udaljenosti od oka nego odrasloj osobi. A ako je kod bebe prozirna i bezbojna, onda kod odrasle osobe leća ima blagu žućkastu nijansu, čiji se intenzitet može povećati s godinama. Ovo ne utiče na oštrinu vida, ali može uticati na percepciju plave i ljubičaste boje.

Dodirnite i motoričke funkcije istovremeno se razvija i vid. Prvih dana nakon rođenja, pokreti očiju nisu sinhroni, uz nepokretnost jednog oka, možete promatrati kretanje drugog. Sposobnost fiksiranja predmeta pogledom formira se u dobi od 5 dana do 3-5 mjeseci.

Već kod petomjesečnog djeteta primjećuje se reakcija na oblik predmeta. Kod predškolske djece prva reakcija je oblik predmeta, zatim njegova veličina i na kraju, ali ne i najmanje važno, boja.
Oštrina vida se povećava s godinama, a stereoskopski vid se poboljšava. Stereoskopski vid dostiže svoj optimalni nivo do 17-22 godine, a od 6. godine devojčice imaju veću stereoskopsku oštrinu vida od dečaka. Vidno polje je znatno povećano. Do 7. godine, njegova veličina je otprilike 80% veličine vidnog polja odrasle osobe.

Nakon 40 godina dolazi do pada nivoa perifernog vida, odnosno do sužavanja vidnog polja i pogoršanja bočnog vida.
Nakon oko 50 godina života smanjuje se proizvodnja suzne tekućine, pa su oči manje hidratizirane nego u mlađoj dobi. Pretjerana suhoća može se izraziti crvenilom očiju, grčevima, suzenjem pod utjecajem vjetra ili jakog svjetla. Ovo možda ne zavisi od obični faktori (česte tenzije zagađenje očiju ili vazduha).

S godinama, ljudsko oko počinje sve slabije opažati okolinu, sa smanjenjem kontrasta i svjetline. Sposobnost prepoznavanja nijansi boja, posebno onih bliskih boja, također može biti narušena. Ovo je direktno povezano sa smanjenjem broja stanica retine koje percipiraju nijanse boja, kontrast i svjetlinu.

Neka oštećenja vida povezana sa godinama uzrokovana su prezbiopijom, koja se manifestuje zamućenošću, zamućenjem slike pri pokušaju da se vide objekti koji se nalaze blizu očiju. Sposobnost fokusiranja na male objekte zahtijeva akomodaciju od oko 20 dioptrija (fokusiranje na predmet 50 mm od posmatrača) kod djece, do 10 dioptrija u dobi od 25 godina (100 mm) i nivoe od 0,5 do 1 dioptrije na starost od 60 godina (mogućnost fokusiranja na subjekt na 1-2 metra). Vjeruje se da je to zbog slabljenja mišića koji reguliraju zenicu, a pogoršava se i reakcija zenica na svjetlosni tok koji ulazi u oko. Zbog toga postoje poteškoće s čitanjem pri slabom svjetlu i vrijeme adaptacije se povećava s promjenama u osvjetljenju.

Takođe se brže razvija sa godinama. vizuelni zamor pa čak i glavobolje.

Percepcija boja

Psihologija percepcije boja je ljudska sposobnost da percipira, identifikuje i imenuje boje.

Percepcija boje zavisi od kompleksa fizioloških, psiholoških, kulturnih i društvenih faktora. U početku su se studije percepcije boja provodile u okviru nauke o bojama; problemu su se pridružili kasniji etnografi, sociolozi i psiholozi.

Vizuelni receptori se s pravom smatraju "dijelom mozga koji je doveden na površinu tijela". Nesvjesna obrada i korekcija vizuelna percepcija osigurava "ispravnost" vida, a ujedno je i uzrok "greške" u procjeni boje u određenim uslovima. Dakle, eliminacija "pozadinskog" osvjetljenja oka (na primjer, kada se gledaju udaljeni objekti kroz usku cijev) značajno mijenja percepciju boje ovih objekata.

Istovremeno posmatranje istih nesvetlećih objekata ili izvora svetlosti od strane više posmatrača sa normalnim vidom boja, pod istim uslovima gledanja, omogućava uspostavljanje korespondencije jedan na jedan između spektralni sastav upoređivali zračenja i senzacije u boji uzrokovane njima. Mjerenja boja (kolorimetrija) se zasnivaju na tome. Takva korespondencija je nedvosmislena, ali nije jednoznačna: isti osjećaji boje mogu uzrokovati tok zračenja različitog spektralnog sastava (metamerizam).

Postoje mnoge definicije boje kao fizičke veličine. Ali čak iu najboljim od njih, sa kolorimetrijskog stanovišta, često se izostavlja pominjanje da se navedena (nerecipročna) jednoznačnost postiže samo pod standardizovanim uslovima posmatranja, osvetljenja itd., promene percepcije boja sa promjena intenziteta zračenja istog spektralnog sastava se ne uzima u obzir.(fenomen Bezold – Brucke), tzv. prilagođavanje boja oka, itd. Dakle, različitost osjeta boja koji nastaju pod realnim svjetlosnim uvjetima, varijacije ugaonih veličina elemenata u poređenju u boji, njihova fiksacija u različitim dijelovima mrežnjače, različita psihofiziološka stanja posmatrača itd. , uvijek je bogatiji od kolorimetrijskog varijeteta boja.

Na primjer, u kolorimetriji se na isti način definiraju neke boje (poput narančaste ili žute), koje se u svakodnevnom životu (u zavisnosti od svjetline) percipiraju kao smeđa, „kesten“, smeđa, „čokoladna“, „maslinasta“ itd. Jedan od najboljih pokušaja da se definiše pojam boje, zbog Erwina Schrödingera, poteškoće se otklanjaju jednostavnim odsustvom naznaka zavisnosti osjeta boja od brojnih specifičnih uslova posmatranja. Prema Schrödingeru, boja je svojstvo spektralnog sastava zračenja, zajedničko svim zračenjima koja se vizualno ne razlikuju za ljude.

Zbog prirode oka, svjetlost koja izaziva osjećaj iste boje (na primjer, bijele), odnosno isti stepen ekscitacije tri vidna receptora, može imati različit spektralni sastav. U većini slučajeva, osoba ne primjećuje ovaj efekat, kao da "razmišlja" o boji. To je zato što, iako temperatura boje različitog osvjetljenja može biti ista, spektri prirodnog i umjetnog svjetla koje reflektira isti pigment mogu se značajno razlikovati i uzrokovati drugačiji osjećaj boje.

Ljudsko oko percipira mnogo različitih nijansi, ali postoje "zabranjene" boje koje su mu nedostupne. Primjer je boja koja se istovremeno poigrava i žutim i plavim tonovima. To se događa jer je percepcija boje u ljudskom oku, kao i mnoge druge stvari u našem tijelu, izgrađena na principu suprotnosti. Retina oka ima posebne neurone-protivnike: neki od njih se aktiviraju kada vidimo crveno, a potiskuju ih zelena. Ista stvar se dešava i sa žuto-plavim parom. Dakle, boje u crveno-zelenim i plavo-žutim parovima imaju suprotne efekte na iste neurone. Kada izvor emituje obe boje iz para, njihov efekat na neuron se kompenzuje i osoba ne može da vidi nijednu od ovih boja. Štaviše, osoba ne samo da nije u stanju da vidi ove boje u normalnim okolnostima, već i da ih zamisli.

Takve boje se mogu posmatrati samo kao dio naučnog eksperimenta. Na primjer, naučnici Hewitt Crane i Thomas Pyantanida sa Instituta Stanford u Kaliforniji stvorili su posebne vizualne modele u kojima su se pruge "svađanih" nijansi smjenjivale brzo mijenjajući jedna drugu. Ove slike, fiksirane posebnim uređajem u nivou očiju osobe, pokazane su desetinama volontera. Nakon eksperimenta, ljudi su tvrdili da su u određenom trenutku granice između nijansi nestale, spajajući se u jednu boju koju nikada prije nisu sreli.

Razlike između ljudskog i životinjskog vida. Metamerizam u fotografiji

Ljudski vid je trostimulusni analizator, odnosno spektralne karakteristike boje izražene su u samo tri vrijednosti. Ako upoređeni tokovi zračenja različitog spektralnog sastava proizvode isti učinak na čunjeve, boje se percipiraju kao iste.

U životinjskom carstvu postoje analizatori boja sa četiri, pa čak i pet stimulusa, tako da boje koje ljudi percipiraju kao iste mogu životinjama izgledati drugačije. Posebno, ptice grabljivice vide tragove glodavaca na stazama rupa isključivo kroz ultraljubičastu luminiscenciju njihovih komponenti urina.
Slična situacija se razvija i sa sistemima za registraciju slike, digitalnim i analognim. Iako su najvećim dijelom trostimulativni (tri sloja filmske emulzije, tri vrste ćelija matriksa digitalna kamera ili skener), njihov metamerizam je drugačiji od ljudskog vida. Stoga se boje koje oko percipira kao iste mogu na fotografiji izgledati drugačije i obrnuto.

Izvori

O. A. Antonova, Starosna anatomija i fiziologija, ur.: Više obrazovanje, 2006

Lysova N. F. Dobna anatomija, fiziologija i školska higijena. Proc. dodatak / N. F. Lysova, R. I. Aizman, Ya. L. Zavyalova, V.

Pogodina A.B., Gazimov A.Kh., Osnovi gerontologije i gerijatrije. Proc. Allowance, Rostov-on-Don, Ed. Phoenix, 2007. - 253 str.

percepcija boja(osjetljivost boja, percepcija boja) - sposobnost vida da percipira i pretvara svjetlosno zračenje određenog spektralnog sastava u osjet razne boje nijansama i tonovima, formirajući holistički subjektivni osjećaj ("kroma", "boja", boja).

Boju karakterišu tri kvaliteta:

ton boje, koji je glavna karakteristika boje i zavisi od talasne dužine svetlosti;
zasićenost, određena udjelom glavnog tona među nečistoćama različite boje;
svjetlina, ili svjetlina, koja se manifestuje stepenom blizine bijeloj (stepen razrjeđenja bijelom).

Ljudsko oko primjećuje promjene boje samo kada se prekorači takozvani prag boje (minimalna promjena boje vidljiva oku).

Fizička suština svjetlosti i boje

Vidljive elektromagnetne vibracije nazivaju se svjetlošću ili svjetlosnim zračenjem.

Svetlosne emisije se dele na kompleks i jednostavno.

Bijelo sunčeva svetlost- složeno zračenje, koje se sastoji od jednostavnih komponenti boja - monohromatsko (jednobojno) zračenje. Boje monohromatskog zračenja nazivaju se spektralnim.

Ako se bijeli snop razloži u spektar pomoću prizme, tada se može vidjeti niz boja koje se neprestano mijenjaju: tamnoplava, plava, cijan, plavo-zelena, žuto-zelena, žuta, narančasta, crvena.

Boja zračenja određena je talasnom dužinom. Čitav vidljivi spektar zračenja nalazi se u opsegu talasnih dužina od 380 do 720 nm (1 nm = 10 -9 m, tj. jedan milijarditi deo metra).

Čitav vidljivi dio spektra može se podijeliti u tri zone

Zračenje s talasnom dužinom od 380 do 490 nm naziva se plava zona spektra;
od 490 do 570 nm - zelena;
od 580 do 720 nm - crvena.

Čovjek vidi različite predmete obojene u različite boje jer se monokromatska zračenja od njih reflektiraju na različite načine, u različitim omjerima.

Sve boje su podeljene na akromatski i hromatski

Ahromatske (bezbojne) su sive boje različite svjetline, bijele i crne boje. Ahromatske boje karakteriše lakoća.
Sve ostale boje su hromatske (obojene): plava, zelena, crvena, žuta itd. Hromatske boje karakterišu nijansa, lakoća i zasićenost.

Ton boje- ovo je subjektivna karakteristika boje, koja ne zavisi samo od spektralnog sastava zračenja koje ulazi u oko posmatrača, već i od psihološke karakteristike individualna percepcija.

Lakoća subjektivno karakterizira svjetlinu boje.

Osvetljenost određuje intenzitet svjetlosti koja se emituje ili odbija od jedinične površine u smjeru okomitom na nju (jedinica svjetline je kandela po metru, cd/m).

Saturation subjektivno karakterizira intenzitet osjeta tona boje.
Budući da u pojavu vizualnog osjeta boje nisu uključeni samo izvor zračenja i obojeni predmet, već i oko i mozak promatrača, treba uzeti u obzir neke osnovne informacije o fizičkoj prirodi procesa vida boja.

Percepcija boje očiju

Poznato je da je oko slično kameri u kojoj retina igra ulogu sloja osjetljivog na svjetlost. Emisije različitog spektralnog sastava bilježe nervne ćelije (receptori) retine.

Receptori koji pružaju vid boja dijele se u tri tipa. Svaki tip receptora apsorbuje zračenje tri glavne zone spektra - plave, zelene i crvene na različit način, tj. ima različitu spektralnu osjetljivost. Ako zračenje plave zone uđe u retinu oka, tada će ga percipirati samo jedna vrsta receptora, koji će prenijeti informaciju o snazi ovog zračenja u mozak promatrača. Kao rezultat toga, postojaće osećaj plave boje. Slično će se proces odvijati i u slučaju izlaganja retini zračenju zelene i crvene zone spektra. Uz istovremenu ekscitaciju dva ili tri tipa receptora, javit će se osjećaj boje, ovisno o odnosu snaga zračenja različitih zona spektra.

Uz istovremenu ekscitaciju receptora koji detektuju zračenje, na primjer, plavu i zelenu zonu spektra, može se javiti svjetlosni osjećaj, od tamnoplave do žuto-zelene. Osjećaj više plavih nijansi boja javlja se u slučaju veće snage zračenja plave zone, a zelenih nijansi - u slučaju veće snage zelene zone spektra. Plava i zelena zona, jednake po snazi, će uzrokovati osjećaj plave boje, zelena i crvena zona - osjećaj žute, crvena i plava zona - osjećaj magenta. Cijan, magenta i žuta se stoga nazivaju dvozonske boje. Jednake snage zračenja sve tri zone spektra izazivaju senzaciju sive boje različite lakoće, koja prelazi u bijelu boju uz dovoljnu snagu zračenja.

Sinteza aditiva svetlosti

Ovo je proces dobijanja različitih boja mešanjem (dodavanjem) zračenja tri glavne zone spektra - plave, zelene i crvene.

Ove boje se nazivaju primarnim ili primarnim zračenjem adaptivne sinteze.

Na ovaj način se mogu dobiti različite boje, na primjer, na bijelom platnu pomoću tri projektora sa filterima plave (plave), zelene (zelene) i crvene (crvene) boje. Na površinama ekrana koje se istovremeno osvjetljavaju različitim projektorima mogu se dobiti bilo koje boje. Promjena boje postiže se promjenom omjera snage glavnog zračenja. Dodavanje zračenja se dešava izvan oka posmatrača. Ovo je jedna od varijanti aditivne sinteze.

Druga vrsta aditivne sinteze je prostorno pomicanje. Prostorni pomak se temelji na činjenici da oko ne razlikuje odvojeno smještene male raznobojne elemente slike. Kao što su, na primjer, rasterske tačke. Ali u isto vrijeme, mali elementi slike kreću se duž mrežnjače oka, pa na iste receptore uzastopno djeluje različito zračenje susjednih rasterskih tačaka različito obojenih. Zbog činjenice da oko ne razlikuje brze promjene zračenja, ono ih percipira kao boju mješavine.

Subtraktivna sinteza boja

Ovo je proces dobijanja boja apsorbovanjem (oduzimanjem) zračenja od belog.

U subtraktivnoj sintezi, nova boja se dobija upotrebom slojeva boje: cijan (Cyan), magenta (Magenta) i žuta (Yellow). Ovo su primarne ili primarne boje subtraktivne sinteze. Cijan boja apsorbuje (odbija od belog) crveno zračenje, magenta - zeleno, a žuto - plavo.

Da biste dobili, na primjer, crvenu boju na subtraktivan način, trebate postaviti žute i magenta filtere na put bijelog zračenja. Oni će apsorbirati (oduzeti), odnosno plavo i zeleno zračenje. Isti rezultat će se dobiti ako se na bijeli papir nanese žuta i ljubičasta boja. Tada će do bijelog papira doći samo crveno zračenje koje se odbija od njega i ulazi u oko posmatrača.

Primarne boje sinteze aditiva su plava, zelena i crvena i
primarne boje subtraktivne sinteze - žuta, magenta i cijan čine parove komplementarnih boja.

Dodatne boje su boje dva zračenja ili dvije boje koje u mješavini čine ahromatsku boju: W + C, P + W, G + K.

U aditivnoj sintezi dodatne boje daju sivu i bijelu boju, budući da u zbiru predstavljaju zračenje cijelog vidljivog dijela spektra, a u subtraktivnoj sintezi mješavina ovih boja daje sivu i crnu boju, u obliku da slojevi od ovih boja apsorbuju zračenje iz svih zona spektra.

Razmatrani principi formiranja boja također su u osnovi proizvodnje slika u boji u štampi. Za štampanje slika u boji koriste se takozvane procesne štamparske boje: cijan, magenta i žuta. Ove boje su prozirne i svaka od njih, kao što je već spomenuto, oduzima zračenje jedne od spektralnih traka.

Međutim, zbog nesavršenosti komponenti subaktivne sinteze u proizvodnji štampani materijal koristite četvrtu dodatnu crnu boju.

Iz sheme se može vidjeti da ako se procesne boje nanose na bijeli papir u različitim kombinacijama, onda se sve primarne (primarne) boje mogu dobiti i za aditivnu i za subtraktivnu sintezu. Ova okolnost dokazuje mogućnost dobijanja boja traženih karakteristika u proizvodnji kolor štamparskih proizvoda procesnim bojama.

Karakteristike reprodukcije boja različito se mijenjaju ovisno o načinu tiska. U dubokoj štampi, prijelaz sa svijetlih područja slike na tamna područja vrši se promjenom debljine sloja tinte, što vam omogućava da prilagodite glavne karakteristike reproducirane boje. U dubokoj štampi, formiranje boje se odvija subtraktivno.

U visokoj i ofset štampi, boje različitih područja slike prenose se rasterskim elementima različitih područja. Ovdje su karakteristike reprodukovane boje regulirane veličinama rasterskih elemenata različitih boja. Već je ranije napomenuto da se boje u ovom slučaju formiraju aditivnom sintezom - prostornim miješanjem boja malih elemenata. Međutim, tamo gdje se rasterske tačke različitih boja poklapaju jedna s drugom, a boje se preklapaju jedna s drugom, nova boja tačaka nastaje subtraktivnom sintezom.

Ocjena boja

Za mjerenje, prijenos i pohranjivanje informacija o bojama potreban je standardni sistem mjerenja. Ljudski vid se može smatrati jednim od najpreciznijih mjernih instrumenata, ali ne može bojama dodijeliti određene boje. numeričke vrijednosti niti ih tačno zapamtiti. Većina ljudi ne shvata koliko je značajan uticaj boje na njih svakodnevni život. Kada je u pitanju ponovljena reprodukcija, boja koja se jednoj osobi čini "crvena", drugi percipiraju kao "crvenkasto-narandžastu".

Metode kojima se vrši objektivna kvantitativna karakterizacija boja i razlika u boji nazivaju se kolorimetrijskim metodama.

Teorija vida tri boje omogućava nam da objasnimo pojavu osjeta različitih tonova boja, svjetline i zasićenosti.

Prostori boja

Koordinate boja
L (Lightness) - svjetlina boje se mjeri od 0 do 100%,
a - raspon boja na kotaču boja od zelene -120 do crvene +120,
b - raspon boja od plave -120 do žute +120

Godine 1931. Međunarodna komisija za iluminaciju - CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) predložila je matematički izračunat prostor boja XYZ, u kojem se nalazi cijeli spektar vidljiv ljudskom oku. Za osnovu je izabran sistem realnih boja (crvena, zelena i plava), a slobodna konverzija jednih koordinata u druge omogućila je izvođenje razne vrste mjerenja.

Nedostatak novog prostora bio je njegov neujednačen kontrast. Shvativši to, naučnici su sproveli dalja istraživanja, a 1960. godine McAdam je napravio neke dodatke i promjene u postojećem prostoru boja, nazvavši ga UVW (ili CIE-60).

Zatim je 1964. godine, na prijedlog G. Vyshetskyja, uveden prostor U*V*W* (CIE-64).
Suprotno očekivanjima stručnjaka, predloženi sistem nije bio dovoljno savršen. U nekim slučajevima formule korištene u proračunu koordinata boja dale su zadovoljavajuće rezultate (uglavnom s aditivnom sintezom), u drugim (sa subtraktivnom sintezom) greške su se pokazale pretjeranim.

Ovo je primoralo CIE da usvoji novi sistem jednakog kontrasta. 1976. godine su eliminisane sve nesuglasice i rođeni su prostori Luv i Lab, zasnovani na istom XYZ-u.

Ovi prostori boja uzeti su kao osnova za nezavisne kolorimetrijske sisteme CIELuv i CIELab. Smatra se da prvi sistem u većoj meri ispunjava uslove aditivne sinteze, a drugi - suptraktivan.

Trenutno služi CIELab (CIE-76) prostor boja međunarodni standard rad u boji. Glavna prednost prostora je nezavisnost kako od uređaja za reprodukciju boja na monitorima, tako i od uređaja za unos i izlaz informacija. Sa CIE standardima mogu se opisati sve boje koje ljudsko oko percipira.

Količina izmjerene boje karakterizirana je sa tri broja koja pokazuju relativne količine miješanog zračenja. Ovi brojevi se nazivaju koordinate boja. Sve kolorimetrijskim metodama baziran na 3D tj. na neku vrstu volumetrijske boje.

Ove metode daju istu pouzdanu kvantitativnu karakterizaciju boje kao, na primjer, mjerenje temperature ili vlažnosti. Razlika je samo u broju karakterizirajućih vrijednosti i njihovom odnosu. Ovaj međusobni odnos tri primarne koordinate boje rezultira dosljednom promjenom kako se mijenja boja osvjetljenja. Stoga se "trobojna" mjerenja izvode pod strogo određenim uvjetima pod standardiziranim bijelim osvjetljenjem.

Dakle, boja u kolorimetrijskom smislu je jednoznačno određena spektralnim sastavom izmjerenog zračenja, dok osjećaj boje nije jedinstveno određen spektralnim sastavom zračenja, već ovisi o uvjetima promatranja i, posebno, o boji osvetljenja.

Fiziologija retinalnih receptora

Percepcija boja povezana je s funkcijom stanica čunjića u mrežnici. Pigmenti sadržani u čunjićima apsorbiraju dio svjetlosti koja pada na njih, a ostatak reflektuje. Ako se neke spektralne komponente vidljive svjetlosti apsorbiraju bolje od drugih, onda ovaj objekt doživljavamo kao obojen.

Primarna diskriminacija boja javlja se u retini; u štapićima i čunjićima svjetlost uzrokuje primarnu iritaciju, koja se pretvara u električne impulse za konačno formiranje percipirane nijanse u moždanoj kori.

Za razliku od štapića koji sadrže rodopsin, češeri sadrže protein jodopsin. Jodopsin je uobičajeno ime za vizuelne pigmente u čunjevima. Postoje tri vrste jodopsina:

chlorolab ("zeleni", GCP),
eritrolab ("crveni", RCP) i
cyanolab ("plavo", BCP).

Sada je poznato da pigment jodopsin osjetljiv na svjetlost, koji se nalazi u svim čunjićima oka, uključuje pigmente kao što su klorolab i eritrolab. Oba ova pigmenta su osjetljiva na cijelo područje vidljivog spektra, međutim, prvi od njih ima maksimum apsorpcije koji odgovara žuto-zelenom (maksimum apsorpcije od oko 540 nm.), a drugi žuto-crveni (narandžasti) (apsorpcioni maksimum od oko 570 nm.) delova spektra. Skreće se pažnja na činjenicu da se njihovi maksimumi apsorpcije nalaze u blizini. Ovo ne odgovara prihvaćenim "primarnim" bojama i nije u skladu sa osnovnim principima trokomponentnog modela.

Treći, hipotetički pigment osjetljiv na ljubičasto-plavo područje spektra, ranije nazvan cijanolab, do danas nije pronađen.

Osim toga, nije bilo moguće pronaći nikakvu razliku između čunjića u retini, a nije bilo moguće dokazati ni prisustvo samo jedne vrste pigmenta u svakom konusu. Štaviše, uočeno je da su pigmenti hlorolab i eritrolab istovremeno prisutni u konusu.

Nealelni geni za hlorolab (kodirani geni OPN1MW i OPN1MW2) i eritrolab (kodirani genom OPN1LW) nalaze se na X hromozomima. Ovi geni su dugo bili dobro izolovani i proučavani. Stoga su najčešći oblici sljepoće za boje deuteronopija (poremećaj formiranja hlorolaba) (6% muškaraca pati od ove bolesti) i protanopija (poremećaj formiranja eritolaba) (2% muškaraca). U isto vrijeme, neki ljudi koji imaju poremećenu percepciju nijansi crvene i zelene, bolji ljudi sa normalnom percepcijom boja percipiraju nijanse drugih boja, kao što je kaki.

Gen za cijanolalab OPN1SW nalazi se na sedmom hromozomu, pa je tritanopija (autozomni oblik daltonizma kod kojeg je poremećeno stvaranje cijanolalaba) retka bolest. Osoba s tritanopijom sve vidi u zelenoj i crvenoj boji i ne razlikuje predmete u sumrak.

Nelinearna dvokomponentna teorija vizije

Prema drugom modelu (nelinearna dvokomponentna teorija vida S. Remenka), treći “hipotetički” pigment cijanolab nije potreban, štap služi kao prijemnik za plavi dio spektra. To se objašnjava činjenicom da kada je svjetlina osvjetljenja dovoljna za razlikovanje boja, maksimalna spektralna osjetljivost štapa (zbog blijeđenja rodopsina koji se nalazi u njemu) prelazi iz zelenog područja spektra u plavo. Prema ovoj teoriji, konus treba da sadrži samo dva pigmenta sa susjednim maksimumima osjetljivosti: hlorolab (osjetljiv na žuto-zeleno područje spektra) i eritrolab (osjetljiv na žuto-crveni dio spektra). Ova dva pigmenta su dugo pronađena i pažljivo proučavana. U isto vrijeme, konus je senzor nelinearnog omjera koji pruža ne samo informacije o odnosu crvene i Zelena boja, ali i naglašavajući nivo žute u ovoj mješavini.

Dokaz da je prijemnik plavog dijela spektra u oku štap može biti i činjenica da kod anomalije boje trećeg tipa (tritanopije) ljudsko oko ne samo da ne percipira plavi dio spektra, već ali isto tako ne razlikuje objekte u sumrak ( noćno sljepilo), a to upravo ukazuje na nedostatak normalnog rada štapova. Zagovornici trokomponentnih teorija objašnjavaju zašto uvek, u isto vreme kada plavi prijemnik prestane da radi, štapovi i dalje ne mogu da rade.

Osim toga, ovaj mehanizam potvrđuje i odavno poznati Purkinjeov efekat, čija je suština u tome u sumrak, kada svjetlost pada, crvene boje postaju crne, a bijele izgledaju plavkasto. Richard Phillips Feynman primjećuje: "To je zato što štapići vide plavi kraj spektra bolje od čunjeva, ali čunjići vide, na primjer, tamnocrvenu, dok je štapići uopće ne vide."

Noću, kada je tok fotona nedovoljan za normalno funkcionisanje oka, vid obezbjeđuju uglavnom štapići, pa noću čovjek ne može razlikovati boje.

Do danas još nije bilo moguće postići konsenzus o principu percepcije boja okom.

Čovjek i mnoge vrste životinja s dnevnom aktivnošću razlikuju boje, odnosno osjećaju razlike u spektralnom sastavu vidljivog zračenja i u boji predmeta. Vidljivi dio spektra uključuje zračenje različitih valnih dužina, koje oko percipira u obliku različitih boja.

vid u boji zbog zajedničkog rada nekoliko prijemnika svjetlosti, odnosno fotoreceptora (vidi Fotoreceptori) mrežnjače različitih tipova, koji se razlikuju po spektralnoj osjetljivosti. Fotoreceptori pretvaraju energiju zračenja u fiziološku ekscitaciju, koju nervni sistem percipira kao različite boje, jer. Zračenja pobuđuju prijemnike u različitim stepenima. Spektralna osjetljivost fotoreceptora različitih tipova je različita i određena je spektrom apsorpcije vidnih pigmenata (vidi Vizualni pigment).

Svaki detektor svjetlosti pojedinačno nije sposoban razlikovati boje: sva zračenja za njega razlikuju se samo po jednom parametru - prividnoj svjetlini, odnosno svjetlini, jer. Svjetlost bilo kojeg spektralnog sastava ima kvalitativno identičan fiziološki učinak na svaki od fotopigmenata. U tom smislu, bilo koje zračenje u određenom omjeru njihovih intenziteta može se u potpunosti ne razlikovati jedno od drugog od strane jednog prijemnika. Ako postoji nekoliko prijemnika u mrežnjači (vidi retinu), tada će uvjeti jednakosti za svakog od njih biti različiti. Stoga, za kombinaciju više prijemnika, mnoga zračenja se ne mogu izjednačiti nikakvim odabirom njihovih intenziteta.

Osnove savremene ideje o ljudskom vidu boja razvili su u 19. veku engleski fizičar T. Jung i nemački naučnik Herman Helmholc u obliku tzv. trokomponentna, ili trihromatska, teorija percepcije boja. Prema ovoj teoriji, postoje tri tipa fotoreceptora u mrežnjači (čelije čunjeva (vidi Konusne ćelije)), osjetljivih u različitom stepenu na crvenu, zelenu i plavu svjetlost. Međutim, fiziološki mehanizam percepcije boja omogućava razlikovanje ne svih zračenja. Tako se mješavine crvene i zelene u određenim omjerima ne razlikuju od žuto-zelenih, žutih i narančastih zračenja; mješavine plave i narandže mogu se izjednačiti sa mješavinama crvene i cijan ili plavo-zelene. Nekim ljudima nasledno nedostaje jedan (vidi) ili dva od tri detektora svetlosti, u drugom slučaju nema vida boja.

Vid u boji karakterističan je za mnoge životinjske vrste. U kičmenjaka (majmuni, mnoge vrste riba, vodozemci), te kod insekata kod pčela i bumbara, vid boja je trobojan, kao i kod ljudi. Kod vjeverica i mnogih vrsta insekata ona je dihromatska, odnosno bazirana je na radu dvije vrste svjetlosnih detektora, kod ptica i kornjača, možda četiri. Kod insekata, vidljivo područje spektra je pomaknuto prema kratkotalasnom zračenju i uključuje ultraljubičasti opseg. Stoga se svijet boja insekata bitno razlikuje od ljudskog.

Glavni biološki značaj vida boja za ljude i životinje koji postoje u svijetu nesvjetlećih objekata je ispravno prepoznavanje njihove boje, a ne samo diskriminacija zračenja. Spektralni sastav reflektovane svetlosti zavisi i od boje objekta i od upadne svetlosti i stoga je podložan značajnim promenama sa promenom uslova osvetljenja. Sposobnost vizuelni aparat ispravno prepoznavanje (identifikacija) boje objekata po njihovim reflektivnim svojstvima u promjenjivim svjetlosnim uvjetima naziva se konstantnost percepcije boja (vidi Boja).

vid boja - važna komponenta vizuelna orijentacija životinja. U toku evolucije, mnoge životinje i biljke su stekle razna signalna sredstva, dizajnirana za sposobnost životinjskih "promatrača" da percipiraju boje. Takvi su jarko obojeni vjenčići cvjetova biljaka koji privlače insekte i ptice oprašivače; svijetle boje voća i bobica, privlačeći životinje - distributere sjemena; upozoravajuća i zastrašujuća obojenost otrovnih životinja i vrsta koje ih oponašaju; "poster" bojanje mnogih tropskih riba i guštera, što ima signalnu vrijednost u teritorijalnim odnosima; svijetla svadbena odjeća, koja je sezonska ili trajna, karakteristična za mnoge vrste riba, ptica, gmizavaca, insekata; konačno, specijalnim sredstvima signalizacija koja olakšava odnos između roditelja i potomstva kod riba i ptica.

Više o viziji boja pročitajte u literaturi:

Nyuberg N. D., Kurs nauke o boji, M. - L., 1932;
Kravkov S. V., Vid u boji, M., 1951;
Kanaev II, Ogledi o istoriji problema fiziologije vida boja od antike do 20. veka, L., 1971;
Fiziologija senzornih sistema, dio 1, L., 1971 (Vodič za fiziologiju);
Orlov O. Yu., O evoluciji vida boja kod kičmenjaka, u knjizi: Problemi evolucije, tom 2, Novosibirsk, 1972. O. Yu. Orlov.

VIZIJA BOJE(sinonim: percepcija boja, diskriminacija boja, hromatopsija) - sposobnost osobe da razlikuje boju vidljivih predmeta.

Boja utiče na opšte psihofiziološko stanje osobe i u određenoj meri utiče na njegovu radnu sposobnost. Zbog toga veliki značaj daju dizajn u boji prostorija, opreme, instrumenata i drugih objekata koji okružuju ljude na poslu i kod kuće. Većina povoljan uticaj na vid utiču nisko zasićene boje srednjeg dela vidljivog spektra (žuto-zeleno-plavo), tzv. optimalne boje. Za signalizaciju boja, naprotiv, koriste se zasićene (sigurnosne) boje.

Boja - svojstvo svjetlosti da uzrokuje određenu vizualnu senzaciju u skladu sa spektralnim sastavom reflektiranog ili emitiranog zračenja. Postoji sedam osnovnih boja: crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. U zavisnosti od talasne dužine svetlosti razlikuju se tri grupe boja: dugotalasna (crvena, narandžasto-crvena, narandžasta), srednje talasna (žuta, žuto-zelena, zelena) i kratkotalasna (plava, indigo, ljubičasta) .

Boje se dijele na hromatske i ahromatske. Hromatske boje imaju tri glavna svojstva: ton boje, koji zavisi od talasne dužine svetlosnog zračenja; zasićenost, ovisno o udjelu glavnog tona boje i nečistoća drugih tonova boja; svjetlina boje, odnosno stepen njene blizine bijeloj boji. Različita kombinacija ovih kvaliteta daje širok izbor nijansi hromatskih boja. Ahromatske boje (bijela, siva, crna) razlikuju se samo po svjetlini.

Kada se pomešaju dve spektralne boje različitih talasnih dužina, formira se rezultujuća boja. Svaka od spektralnih boja ima dodatnu boju, kada se pomiješa s kojom se formira ahromatska boja - bijela ili siva. Različiti tonovi i nijanse boja mogu se dobiti optičkim miješanjem samo tri osnovne boje - crvene, zelene i plave. Broj boja i njihovih nijansi koje percipira ljudsko oko je neobično velik i iznosi nekoliko hiljada.

Fiziologija vida boja nije dobro shvaćena. Od predloženih hipoteza i teorija vida boja, najraširenija je trokomponentna teorija, čije je glavne odredbe prvi iznio M. V. Lomonosov 1756. godine. Kasnije su ove odredbe potvrdili i razvili Jung (T. Young, 1802) i G. Helmholtz (1866). Prema trokomponentnoj teoriji Lomonosov-Jung-Helmholtz, u mrežnjači oka postoje tri aparata za opažanje (receptori, elementi) koji se u različitom stepenu pobuđuju pod dejstvom svetlosnih nadražaja različitih talasnih dužina (spektralna osetljivost oko). Svaki tip receptora pobuđuje se uglavnom jednom od primarnih boja - crvenom, zelenom ili plavom, ali u određenoj mjeri reagira i na druge boje. Zbog toga se krive spektralne osjetljivosti određenih tipova receptora za percepciju boja djelomično preklapaju. Izolovana ekscitacija jedne vrste receptora uzrokuje osjećaj primarne boje. Uz jednaku stimulaciju sve tri vrste receptora, javlja se osjećaj bijele boje. U oku se odvija primarna analiza spektra zračenja predmetnih objekata uz odvojenu procjenu učešća crvene, zelene i plave regije spektra u njima. U moždanoj kori odvija se konačna analiza i sinteza izlaganja svjetlosti, koje se provode istovremeno. Zahvaljujući takvom uređaju vizualnog analizatora, osoba može prilično dobro razlikovati mnoge nijanse boja.

Trokomponentnu teoriju vida boja potvrđuju i podaci morfofizioloških studija. Spektrofotometrijske studije omogućile su određivanje apsorpcionih spektra razne vrste pojedinačnih fotoreceptorskih ćelija. Prema Dowu (N. W. Daw, 1981), vizuelni pigmenti(vidi) ljudske retinalne čunjeve imaju sljedeće maksimume spektra apsorpcije: crvenu osjetljivost - 570-590 nm, zelenu osjetljivu - 535-555 nm i plavu osjetljivu - 440-450 nm. Moderne elektrofiziološke studije organa vida, koje su proveli L. P. Grigorieva i A. E. Fursova (1982), također su potvrdile trokomponentnu teoriju vida boja. Pokazali su da svaki od tri stimulusa u boji odgovara određenoj vrsti biopotencijala retine i vidnog područja moždane kore.

Postoje i druge teorije vida boja, koje, međutim, nisu dobile široko priznanje. Prema Heringovoj teoriji vida boja razlikuju se tri para suprotnih boja: crvena i zelena, žuta i plava, bijela i crna. Svaki par boja u retini odgovara posebnim - crveno-zelenim, žuto-plavim i bijelo-crnim supstancama. Pod djelovanjem svjetlosti ove tvari se uništavaju (disimilacija), au mraku - obnavljanje (asimilacija). Razne kombinacije procesi disimilacije i asimilacije stvaraju različite utiske boja. Heringova teorija ne objašnjava brojne fenomene, posebno poremećaje vida boja. Jonska teorija Lazareva (1916) povezuje percepciju boja sa oslobađanjem jona koji pobuđuju receptore koji prepoznaju boju. Prema njegovoj teoriji, čunjići retine sadrže tri fotoosjetljive tvari: jedna od njih apsorbira uglavnom crvenu svjetlost, druga - zelenu, treća - plavu; kada se svjetlost apsorbira, ove tvari se razgrađuju uz oslobađanje jona koji pobuđuju receptore koji prepoznaju boju. Hartridgeova polihromatska teorija sugerira da postoji sedam tipova receptora.

Osoba razlikuje noćni, ili skotopični, vid, sumrak ili mezopik, i dnevni, ili fotopični vid (vidi). To je prvenstveno zbog prisustva u mrežnjači (vidi) ljudskog oka dva tipa fotoreceptora - čunjeva i štapića, koji su poslužili kao osnova za potkrepljivanje teorije dualnosti vida koju je iznio Schultze (M. J. Schultze, 1866.) a dalje su ga razvili M. M. Voinov (1874), Parino (H. Pari-naud, 1881) i Chris (J. Kries, 1894). Čunjići se nalaze uglavnom u središnjem dijelu mrežnice i pružaju fotopičnu viziju - percipiraju oblik i boju objekata u vidnom polju; štapići se nalaze u perifernoj regiji, pružaju skotopski vid i detektuju slabe svjetlosne signale na periferiji vidnog polja.

Maksimalna spektralna osjetljivost za čunjeve je u zoni od 556 nm, a za štapiće - u zoni od 510 nm. Ova razlika u spektralnoj osjetljivosti čunjića i štapića objašnjava Purkinjeov fenomen, koji se sastoji u tome da u uslovima slabog osvjetljenja zelena i plava boja izgledaju svjetlije od crvene i narandžaste, dok su u uslovima dnevne svjetlosti ove boje približno iste po svjetlini.

Percepcija boja je pod uticajem jačine stimulusa boja i kontrasta boja. Za razlikovanje boja bitna je svjetlina (svjetlina) okolne pozadine. Crna pozadina pojačava svjetlinu polja boja, jer izgledaju svjetlije, ali u isto vrijeme blago smanjuje boju. Na percepciju boja objekata značajno utiče i boja okolne pozadine. Figure iste boje na žutoj i plavoj pozadini izgledaju drugačije. Ovo je fenomen istovremenog kontrasta boja.

Konzistentan kontrast boja pojavljuje se kao vizija komplementarne boje nakon izlaganja primarnoj boji na oku. Na primjer, nakon pregleda zelenog abažura lampe, bijeli papir isprva izgleda da je obojen crvenkasto. Kod dužeg izlaganja boji na oku dolazi do smanjenja osjetljivosti boja zbog "zamora" retine, do stanja u kojem se dvije različite boje percipiraju kao iste. Ova pojava se opaža kod osoba sa normalnim vidom boja i fiziološka je. Međutim, s oštećenjem makule mrežnice, neuritisom i atrofijom vidnog živca, brže se javljaju fenomeni zamora boja.

U skladu s trokomponentnom teorijom vida boja, normalna percepcija boja naziva se normalna trikromatija, a osobe s normalnim vidom boja nazivaju se normalnim trihromatima. Kvantitativno, vid boja karakterizira prag percepcije boja, odnosno najmanja vrijednost (jačina) stimulusa boje koji se percipira kao određena boja.

Poremećaji vida boja

Poremećaji vida boja mogu biti urođeni ili stečeni. Kongenitalni poremećaji vida boja češći su kod muškaraca. Ove smetnje su po pravilu stabilne i javljaju se na oba oka, osjetljivost je češće spuštena na crvenu ili zelenu boju. S tim u vezi, u grupu s početnim oštećenjima vida boja spadaju osobe koje, iako razlikuju sve glavne boje spektra, imaju smanjenu osjetljivost boja, odnosno povećane pragove percepcije boja.

Chris-Nagel klasifikacija kongenitalnih poremećaja vida boja predviđa tri tipa poremećaja vida boja: 1 - abnormalna trihromazija, 2 - dihromazija, 3 - monohromazija. U zavisnosti od talasne dužine svetlosnog stimulusa i njegove lokacije u spektru, receptori za percepciju boja se označavaju grčkim rečima: crvena - protos (prva), zelena - deuteros (druga), plava - tritos (treći). U skladu s tim, s abnormalnom trihromazijom, razlikuje se slabljenje percepcije primarnih boja: crvena - protanomalija, zelena - deuteranohmalija, plava - tritanomalija. Dihromaziju karakterizira dublje oštećenje vida boja, pri čemu je percepcija jedne od tri boje potpuno odsutna: crvene (protanopija), zelene (deuteranopija) ili plave (tritanopija). Monohromazija (akromazija, ahromatopsija) znači odsustvo vida boja, daltonizam; zadržavajući samo crno-bijelu percepciju. Pored ove klasifikacije, E. B. Rabkin (1937) je identificirao tri stupnja (tipa) poremećaja vida boja u protanomaliji i deuteranomaliji: teško oštećenje - tip A, umjereno - tip B i blago - tip C.

Kongenitalni poremećaji vida boja obično se nazivaju daltonizmom, po engleskom naučniku J. Daltonu, koji je patio od povrede percepcije crvene boje i opisao ovaj fenomen.

Najčešći među kongenitalnim poremećajima vida boja (do 70%) je anomalna trihromazija. Kongenitalni poremećaji vida boja nisu praćeni poremećajem drugih vidnih funkcija. Osobe s urođenim poremećajem vida boja obično se ne žale, a poremećaji vida boja otkrivaju se samo posebnom studijom.

Poremećaji stečenog vida boja javljaju se kod bolesti retina(cm.), optički nerv(vidi) ili centralni nervni sistem; mogu se primijetiti na jednom ili oba oka, obično su praćeni kršenjem percepcije sve 3 boje, javljaju se u kombinaciji s drugim poremećajima vida. Poremećaji stečenog vida boja mogu se manifestovati kao ksantopsija(vidi), cijanopsiju i eritropsija(cm.). Ksantopsija - vizija predmeta u žutoj boji, posmatrano sa žuticom, trovanjem određenim supstancama i lijekovi(pikrinska kiselina, santonin, kinakrin, amil nitrit). Cijanopsija - percepcija objekata u plavoj boji, promatrana nakon uklanjanja katarakte(cm.). Eritropsija je poremećaj vizualne percepcije, u kojem se čini da su vidljivi objekti obojeni u crvenkastu boju. Uočava se kod osoba sa normalnom percepcijom boja kao rezultat dugotrajne fiksacije oka na jakom izvoru svjetlosti bogatom UV zracima, kao i nakon operacije katarakte. Za razliku od kongenitalni poremećaji vid u boji koji je trajni, vid boja promijenjen kao rezultat gore navedenih bolesti se normalizuje kako se izliječe.

Budući da niz profesija zahtijeva očuvanje normalne percepcije boja, na primjer, za osobe zaposlene u svim vrstama transporta, u pojedinim industrijama, vojno osoblje određenih vojnih rodova, oni prolaze obaveznu studiju vida boja. U tu svrhu koriste se dvije grupe metoda - pigmentne i spektralne. Pigmentarne studije uključuju studije pomoću tablica boja (pigmenta) i raznih testnih objekata (setovi raznobojnih vune, komadi kartona, itd.), spektralne studije uključuju studije pomoću spektralnih anomaloskopa. Princip proučavanja vida boja pomoću tablica boja predložio je J. Stilling. Od tablica boja najviše se koriste Rabkinovi polikromatski stolovi. Glavna grupa tabela je namenjena diferencijalnoj dijagnostici oblika i stepena urođenih poremećaja vida boja i njihove razlike od stečenih; kontrolna grupa tablica - za pojašnjenje dijagnoze u složenim slučajevima. U tabelama, među kružićima pozadine iste boje, nalaze se krugovi iste svjetline, ali drugačijeg tona boje, koji čine neku figuru ili figuru koju je lako razlikovati uobičajenim gledanjem ljudi. Osobe s poremećajem vida boja ne razlikuju boju ovih krugova od boje krugova pozadine i stoga ne mogu razlikovati kovrčavu ili digitalno snimanje(boja. sl. 1-2). Ishihara tablice služe istoj svrsi, koriste se za otkrivanje sljepoće za boje u crvenoj i zelenoj boji.

Suptilnija metoda za dijagnosticiranje poremećaja vida boja je anomaloskopija - studija koja koristi specijalni uređaj- anomaloskop. U SSSR-u, uređaj koji se masovno proizvodi je anomaloskop AN-59 (Sl.). U inostranstvu je za proučavanje vida boja široko rasprostranjen Nagelov anomaloskop.

Princip rada uređaja baziran je na trokomponentnom vidu boja. Suština metode leži u jednadžbi boja dvobojnih testnih polja, od kojih je jedno osvijetljeno monokromatskim žuta, a drugi, osvijetljen crvenom i zelenom bojom, može promijeniti boju iz čisto crvene u čisto zelenu. Ispitanik mora optičkim miješanjem crvene i zelene odabrati žutu boju koja odgovara kontroli (Rayleighova jednačina). Osoba sa normalnim vidom boja pravilno bira par boja miješanjem crvene i zelene. Osoba s poremećajem vida boja ne može se nositi s ovim zadatkom. Metoda anomaloskopije vam omogućava da odredite prag (oštrinu) vida boja odvojeno za crvenu, zelenu, plavu, za identifikaciju poremećaja vida boja, za dijagnosticiranje anomalija boja.

Stepen narušavanja percepcije boja izražava se koeficijentom anomalije, koji pokazuje odnos zelene i crvene boje kada se kontrolno polje uređaja izjednači sa testnim. U normalnim trihromatima koeficijent anomalije kreće se od 0,7 do 1,3, kod protanomalije je manji od 0,7, kod deuteranomalije je veći od 1,3.

Rabkin spektralni anomaloskop omogućava vam da istražite vid boja u svim dijelovima vidljivog spektra. Pomoću uređaja moguće je odrediti i urođene i stečene poremećaje vida boja, pragove diskriminacije boja i stepen funkcionalne stabilnosti kolornog vida.

Za dijagnozu poremećaja vida boja koristi se i Farnsworth-Menzell stotonski test. Test se temelji na slaboj diskriminaciji boja protanopa, deuteranopa i tritanopa u određenim područjima kotača boja. Od subjekta se traži da rasporedi po nijansama niz komada kartona različite boje u obliku kotača u boji; zbog kršenja vida boja, komadi kartona nisu pravilno raspoređeni, odnosno ne onim redom kojim bi trebali da slijede jedan za drugim. Test ima visoka osjetljivost i pruža informacije o vrsti oštećenja vida boja. Koristi se i pojednostavljeni Farnsworthov test koji se sastoji od 15 obojenih testnih objekata.

Bibliografija: Kravkov S. V. Vid u boji, M., 1951, bibliogr.; Višetomni vodič za očne bolesti, ed. V. N. Arkhangelsky, tom 1, knj. 1, str. 425, M., 1962; PadhamCh. i Sonder sa J. Percepcija svjetla i boja, trans. sa engleskog, M., 1978; Senzorski sistemi, Vizija, ur. G. V. Gershuni i drugi, str. 156, JI., 1982; Sa oko do oko l o u E. N. i Iz m i y l o u Ch. A. Vizija boja, M., 1984, bibliogr.; Adlerova fiziologija oka, ur. od R. A. Mosesa, str. 545, St Louis a. o., 1981; H u r v i c h L. M. Vizija u boji, Sunderland, 1981; Sistem oftalmologije, ur. od S. Duke Eldera, v. 4, str. 617, L.* 1968.

A. A. Yakovlev-Budnikov.