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

O odjeljku

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:
Informativni. Sadrže korisne informacije za istraživače iz različitih područja znanja.
Analitički. Oni uključuju analizu prikupljenih informacija o verzijama ili fenomenima, kao i opise rezultata eksperimenata.
tehnički. Oni prikupljaju informacije o tehničkim rješenjima koja se mogu koristiti u području proučavanja neobjašnjivih činjenica.
Metode. Sadrže opise metoda koje koriste članovi grupe u istraživanju činjenica i proučavanju pojava.
Mediji. Sadrže informacije o odrazu pojava u industriji zabave: filmovi, crtići, igrice itd.
Poznate zablude. Otkrivanje poznatih neobjašnjivih činjenica, prikupljenih uključujući i iz izvora trećih strana.

Vrsta artikla:

Informativni

Značajke ljudske percepcije. Vizija

Osoba ne može vidjeti u potpunom mraku. Da bi čovjek vidio predmet, potrebno je da se svjetlost reflektira od predmeta i udari u mrežnicu oka. Izvori svjetlosti mogu biti prirodni (vatra, sunce) i umjetni (razne svjetiljke). Ali što je svjetlost?

Prema suvremenim znanstvenim konceptima, svjetlost su elektromagnetski valovi određenog (prilično visokog) frekvencijskog raspona. Ova teorija potječe od Huygensa i potvrđena je mnogim eksperimentima (osobito iskustvom T. Junga). Istodobno, u prirodi svjetlosti u potpunosti se očituje karpuskularno-valni dualizam, koji uvelike određuje njezina svojstva: kada se širi, svjetlost se ponaša kao val, kada se emitira ili apsorbira, kao čestica (foton). Tako se svjetlosni efekti koji se javljaju tijekom širenja svjetlosti (interferencija, difrakcija itd.) opisuju Maxwellovim jednadžbama, a efekti koji se javljaju tijekom njezine apsorpcije i emisije (fotoelektrični efekt, Comptonov efekt) opisuju se kvantnim jednadžbama teorija polja.

Jednostavno rečeno, ljudsko oko je radio prijamnik koji može primati elektromagnetske valove određenog (optičkog) frekvencijskog raspona. Primarni izvori ovih valova su tijela koja ih emitiraju (sunce, svjetiljke i sl.), sekundarni izvori su tijela koja reflektiraju valove primarnih izvora. Svjetlost iz izvora ulazi u oko i čini ih vidljiv čovjeku. Dakle, ako je tijelo prozirno za valove vidljivog frekvencijskog područja (zrak, voda, staklo itd.), onda se ono ne može registrirati okom. Istodobno, oko je, kao i svaki drugi radio prijamnik, "podešeno" na određeni raspon radiofrekvencija (u slučaju oka, to je područje od 400 do 790 teraherca), te ne percipira valove koji viših (ultraljubičastih) ili nižih (infracrvenih) frekvencija. To se "ugađanje" očituje u cijeloj strukturi oka - od leće i staklastog tijela, koji su prozirni u ovom frekvencijskom području, do veličine fotoreceptora, koji su u ovoj analogiji slični antenama radioprijemnika i imaju dimenzije koje omogućuju najučinkovitiji prijem radiovalova ovog određenog raspona.

Sve to zajedno određuje frekvencijski raspon u kojem čovjek vidi. Naziva se opseg vidljive svjetlosti.

Vidljivo zračenje - percipirani elektromagnetski valovi ljudsko oko, koji zauzimaju dio spektra s valnom duljinom od približno 380 (ljubičasto) do 740 nm (crveno). Takvi valovi zauzimaju frekvencijsko područje od 400 do 790 teraherca. Elektromagnetsko zračenje s takvim frekvencijama također se naziva vidljivo svjetlo, ili samo svjetlo (u užem smislu riječi). Ljudsko oko je najosjetljivije na svjetlost na 555 nm (540 THz), u zelenom dijelu spektra.

Bijela svjetlost razdvojena prizmom u boje spektra

Kada se bijela zraka razloži u prizmi, nastaje spektar u kojem se zračenje različitih valnih duljina lomi pod različitim kutovima. Boje uključene u spektar, odnosno one boje koje se mogu dobiti svjetlosnim valovima jedne valne duljine (ili vrlo uskog raspona), nazivaju se spektralnim bojama. Glavne spektralne boje (koje imaju svoje ime), kao i karakteristike emisije ovih boja, prikazane su u tablici:

Što se vidi

Zahvaljujući vidu primamo 90% informacija o svijetu oko nas, stoga je oko jedan od najvažnijih osjetilnih organa.
Oko se može nazvati složenim optičkim uređajem. Njegov glavni zadatak je "prenijeti" ispravnu sliku na vidni živac.

Građa ljudskog oka

Rožnica je prozirna membrana koja prekriva prednji dio oka. Nedostaje krvne žile, ima veliku lomnu moć. Uključen u optički sustav oči. Rožnica graniči s neprozirnom vanjskom ljuskom oka - bjeloočnicom.

Prednja očna komora je prostor između rožnice i šarenice. Ispunjena je intraokularnom tekućinom.

Šarenica ima oblik kruga s rupom iznutra (zjenica). 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 stanica, ako je smeđa, ima ih mnogo). Obavlja istu funkciju kao otvor blende u fotoaparatu, prilagođavajući svjetlosni izlaz.

Zjenica je rupa u šarenici. Njegove dimenzije obično ovise o razini osvjetljenja. Što je više svjetla, zjenica je manja.

Leća je "prirodna leća" oka. Proziran je, elastičan - može promijeniti svoj oblik, "fokusirati" se gotovo trenutno, zbog čega osoba dobro vidi i blizu i daleko. Nalazi se u kapsuli koju drži cilijarni pojas. Leća je, kao i rožnica, dio optičkog sustava oka. Prozirnost leće ljudskog oka je izvrsna - propušta se većina svjetlosti valnih duljina između 450 i 1400 nm. Svjetlost valne duljine iznad 720 nm se ne percipira. Leća ljudskog oka pri rođenju je gotovo bezbojna, ali stječe žućkaste boje s godinama. Time se mrežnica oka štiti od izlaganja ultraljubičastim zrakama.

Staklasto tijelo je gelasta prozirna tvar koja se nalazi u stražnjem dijelu oka. Staklasto tijelo održava oblik očne jabučice i uključeno je u intraokularni metabolizam. Uključeno u optički sustav oka.

Mrežnica – sastoji se od fotoreceptora (osjetljivi su na svjetlost) i živčanih stanica. Receptorske stanice koje se nalaze u mrežnici dijele se u dvije vrste: čunjići i štapići. U tim stanicama, koje proizvode enzim rodopsin, energija svjetlosti (fotona) se pretvara u električnu energiju. živčanog tkiva, tj. fotokemijska reakcija.

Sclera - neprozirna vanjska ljuska očne jabučice, koja ispred očne jabučice prelazi u prozirnu rožnicu. Za bjeloočnicu je pričvršćeno 6 okulomotorni mišići. U njemu je mala količina živčanih završetaka i posude.

Žilnica - sluznica stražnji odjel bjeloočnica, uz nju je mrežnica, s kojom je usko povezana. Žilnica je odgovorna za opskrbu krvlju intraokularnih struktura. U bolestima mrežnice vrlo je često zahvaćena patološki proces. U žilnici nema živčanih završetaka, stoga, kada je bolesna, bol se ne pojavljuje, obično signalizirajući neku vrstu kvara.

Vidni živac - uz pomoć optički živac signali sa živčanih završetaka prenose se u mozak.

Čovjek se ne rađa sa razvijeno tijelo vid: u prvim mjesecima života dolazi do formiranja mozga i vida, a oko 9 mjeseci sposobni su obraditi pristigle vizualne informacije gotovo trenutno. Da biste vidjeli, potrebna vam je svjetlost.

Osjetljivost ljudskog oka na svjetlo

Sposobnost oka da opaža svjetlost i prepoznaje različitim stupnjevima njegovu svjetlinu nazivamo percepcijom svjetla, a sposobnost prilagodbe različitoj svjetlini osvjetljenja prilagodbom oka; svjetlosna osjetljivost procjenjuje se vrijednošću praga svjetlosnog podražaja.
Čovjek sa dobar vid u stanju vidjeti svjetlo svijeće na udaljenosti od nekoliko kilometara noću. Maksimalna svjetlosna osjetljivost postiže se nakon dovoljno duge prilagodbe na tamu. Određuje se pod djelovanjem svjetlosnog toka u čvrstom kutu od 50 ° na valnoj duljini od 500 nm (maksimalna osjetljivost oka). Pod tim uvjetima, prag energije svjetlosti je oko 10–9 erg/s, što je ekvivalentno protoku nekoliko kvanta optičkog raspona u sekundi kroz zjenicu.
Doprinos zjenice prilagodbi osjetljivosti oka krajnje je beznačajan. Cijeli raspon svjetline koji je naš vizualni mehanizam sposoban percipirati je ogroman: od 10-6 cd m² za oko potpuno prilagođeno mraku do 106 cd m² za oko potpuno prilagođeno svjetlu. Mehanizam za tako širok raspon osjetljivosti leži u razgradnji i obnovi fotoosjetljivih pigmenata.u fotoreceptorima mrežnice – čunjićima i štapićima.
Ljudsko oko sadrži dvije vrste stanica (receptora) osjetljivih na svjetlost: visokoosjetljive štapiće odgovorne za vid u sumrak (noć) i manje osjetljive čunjiće odgovorne za vid boja.

Normalizirani grafikoni svjetlosne osjetljivosti čunjića ljudskog oka S, M, L. Isprekidana linija prikazuje sumračnu, "crno-bijelu" osjetljivost štapića.

U ljudskoj mrežnici postoje tri vrste čunjića, čiji maksimumi osjetljivosti padaju na crveni, zeleni i plavi dio spektra. Distribucija vrsta čunjića u mrežnici je neravnomjerna: "plavi" čunjići su bliže periferiji, dok su "crveni" i "zeleni" čunjići nasumično raspoređeni. Usklađivanje tipova stožaca s trima "primarnim" bojama omogućuje prepoznavanje tisuća boja i nijansi. Krivulje spektralne osjetljivosti tri vrstečešeri se djelomično preklapaju, što pridonosi pojavi metamerizma. Vrlo jako svjetlo pobuđuje sve 3 vrste receptora, pa se percipira kao zasljepljujuće bijelo zračenje.

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

Geni koji kodiraju proteine ​​opsin osjetljive na svjetlo odgovorni su za ljudski vid boja. Prema pristašama trokomponentne teorije, prisutnost tri različita proteina koji reagiraju na različite valne duljine dovoljan je za percepciju boja.

Većina sisavaca ima samo dva ova gena, pa imaju crno-bijeli vid.

Opsin osjetljiv na crveno svjetlo kod ljudi je kodiran genom OPN1LW.
Ostali ljudski opsini kodiraju gene OPN1MW, OPN1MW2 i OPN1SW, od kojih prva dva kodiraju proteine ​​koji su osjetljivi na svjetlost srednjih valnih duljina, a treći je odgovoran za opsin koji je osjetljiv na kratkovalni dio spektra.

vidno polje

Vidno polje je prostor koji oko istovremeno opaža fiksiranim pogledom i fiksiranim položajem glave. Ima određene granice koje odgovaraju prijelazu 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 ovise o položaju očne jabučice u orbiti. Osim toga, u svakom oku zdrave osobe postoji dio mrežnice koji nije osjetljiv na svjetlost, a naziva se slijepa pjega. Živčana vlakna od receptora do slijepe pjege idu preko mrežnice i skupljaju se u vidnom živcu koji prolazi kroz mrežnicu na njenu drugu stranu. Dakle, na ovom mjestu nema svjetlosnih receptora.

Na ovoj konfokalnoj mikrofotografiji, optički disk prikazan je crnom bojom, stanice koje oblažu krvne žile su crvenom bojom, a sadržaj krvnih žila je zelenom bojom. Stanice retine izgledaju kao plave mrlje.

Slijepe pjege na oba oka su prisutne razna mjesta(simetrično). Ta činjenica, kao i činjenica da mozak ispravlja opaženu sliku, objašnjava zašto su, uz normalnu upotrebu oba oka, nevidljiva.

Da biste promatrali svoju slijepu pjegu, zatvorite desno oko i lijevim okom pogledajte desni križ koji je zaokružen. Držite lice i monitor uspravno. Ne skidajući pogled s desnog križa, približite (ili odmaknite) svoje lice od monitora i istovremeno pratite lijevi križ (bez gledanja u njega). U nekom trenutku će nestati.

Ova metoda također može procijeniti približnu kutnu veličinu mrtve točke.

Prijem za detekciju mrtvog kuta

Postoje i paracentralne podjele vidnog polja. Ovisno o sudjelovanju u vidu jednog ili oba oka, razlikuju se monokularna i binokularna vidna polja. U kliničkoj praksi obično se ispituje monokularno vidno polje.

Binokularni i stereoskopski vid

Vizualni analizator osobe u normalnim uvjetima omogućuje binokularni vid, odnosno vid s dva oka s jednom vizualnom percepcijom. Glavni refleksni mehanizam binokularni vid je refleks fuzije slike - refleks fuzije (fuzije), koji nastaje uz istovremenu stimulaciju funkcionalno različitih živčanih elemenata retine oba oka. Kao rezultat toga, postoji fiziološko udvostručenje objekata koji su bliže ili dalje od fiksne točke (binokularno fokusiranje). Fiziološko udvostručenje (fokus) pomaže u procjeni udaljenosti predmeta od očiju i stvara osjećaj olakšanja, odnosno stereoskopski vid.

Kod gledanja jednim okom, percepcija dubine (reljefne udaljenosti) provodi se po Ch. arr. zbog sekundarnih pomoćnih znakova udaljenosti (prividna veličina predmeta, linearna i zračna perspektiva, zaklanjanje jednih predmeta drugima, akomodacija oka itd.).

Putevi vizualnog analizatora
1 - Lijeva polovica vidno polje, 2 - Desna polovica vidnog polja, 3 - Oko, 4 - Mrežnica, 5 - Vidni živci, 6 - Okulomotorni živac, 7 - Chiasma, 8 - Vidni trakt, 9 - Lateralno genikulatno tijelo, 10 - Gornji kolikuli, 11 - Nespecifičan vizualni put, 12 - Vidni korteks.

Osoba ne vidi svojim očima, već svojim očima, odakle se informacije prenose kroz optički živac, kijazmu, optičke puteve u određena područja okcipitalni režnjevi cerebralni korteks, gdje se formira slika vanjskog svijeta koju vidimo. Svi ti organi čine naš vizualni analizator ili vizualni sustav.

Promjena vida s godinama

Elementi retine počinju se formirati u 6-10 tjednu prenatalni razvoj, konačno morfološko sazrijevanje događa se za 10-12 godina. U procesu razvoja tijela, percepcija boja djeteta značajno se mijenja. U novorođenčadi u mrežnici funkcioniraju samo štapići koji omogućuju crno-bijeli vid. Broj češera je mali i još nisu zreli. Prepoznavanje boja u ranoj dobi ovisi o svjetlini, a ne o spektralnim karakteristikama boje. Kako češeri sazrijevaju, djeca prvo razlikuju žutu, zatim zelenu, a zatim crvenu (već od 3 mjeseca bilo je moguće razviti uvjetovani refleksi za te boje). Čunjići počinju u potpunosti funkcionirati do kraja 3. godine života. NA školske dobi povećana je razlikovna osjetljivost oka na boje. Osjet boja dostiže svoj maksimalni razvoj do 30. godine života, a zatim postupno opada.

U novorođenčeta je promjer očne jabučice 16 mm, a težina 3,0 g. Rast očne jabučice se nastavlja i nakon rođenja. Najintenzivnije raste tijekom prvih 5 godina života, manje intenzivno - do 9-12 godina. U novorođenčadi, oblik očne jabučice je više sferičan nego u odraslih, kao rezultat toga, u 90% slučajeva, oni imaju dalekovidnu refrakciju.

Zjenice u novorođenčadi su uske. Zbog prevlasti tonusa simpatičkih živaca koji inerviraju mišiće šarenice, zjenice se šire u dobi od 6-8 godina, što povećava rizik opekline od sunca Mrežnica. U dobi od 8-10 godina zjenica se sužava. U dobi od 12-13 godina brzina i intenzitet reakcije zjenica na svjetlo postaju isti kao kod odrasle osobe.

U novorođenčadi i djece predškolska dob leća je konveksnija i elastičnija nego u odraslog čovjeka, veća joj je lomna moć. To omogućuje djetetu da jasno vidi predmet na kraćoj udaljenosti od oka od odrasle osobe. A ako je kod bebe prozirna i bezbojna, onda kod odrasle osobe leća ima blagu žućkastu nijansu, čiji se intenzitet može povećati s godinama. To ne utječe na oštrinu vida, ali može utjecati na percepciju plave i ljubičaste boje.

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

Reakcija na oblik predmeta primjećuje se već kod petomjesečnog djeteta. Kod djece predškolske dobi prva reakcija je oblik predmeta, zatim njegova veličina i na kraju, ali ne manje važno, boja.
Oštrina vida raste s godinama, a stereoskopski vid se poboljšava. Stereoskopski vid postiže optimalnu razinu u dobi od 17-22 godine, a od 6. godine djevojčice imaju veću stereoskopsku vidnu oštrinu od dječaka. Vidno polje je znatno povećano. Do dobi od 7 godina njegova veličina iznosi otprilike 80% veličine vidnog polja odrasle osobe.

Nakon 40 godina dolazi do pada razine perifernog vida, odnosno do suženja vidnog polja i pogoršanja bočnog vida.
Nakon otprilike 50 godina smanjena je proizvodnja suzne tekućine pa su oči manje hidratizirane nego u mlađoj dobi. Pretjerana suhoća može se izraziti u crvenilu očiju, grčevima, suzenju pod utjecajem vjetra ili jakog svjetla. Ovo možda ne ovisi o obični faktori (česte napetosti onečišćenje očiju ili zraka).

S godinama ljudsko oko počinje mutnije opažati okolinu, sa smanjenjem kontrasta i svjetline. Sposobnost prepoznavanja nijansi boja, osobito onih bliskih boja, također može biti narušena. To je izravno povezano sa smanjenjem broja stanica mrežnice koje percipiraju nijanse boja, kontrast i svjetlinu.

Neka oštećenja vida povezana sa starošću uzrokovana su presbiopijom, koja se očituje nejasnošću, 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 promatrača) u djece, do 10 dioptrija u dobi od 25 godina (100 mm) i razine od 0,5 do 1 dioptrije na dob od 60 godina (mogućnost fokusiranja na subjekt na 1-2 metra). Vjeruje se da je to zbog slabljenja mišića koji reguliraju zjenicu, dok se reakcija učenika na svjetlosni tok koji ulazi u oko također pogoršava. Stoga postoje poteškoće s čitanjem pri slabom svjetlu, a vrijeme prilagodbe se povećava s promjenama osvjetljenja.

Također se brže razvija s godinama. vizualni umor pa čak i glavobolje.

Percepcija boja

Psihologija percepcije boja je ljudska sposobnost opažanja, prepoznavanja i imenovanja boja.

Percepcija boje ovisi o nizu fizioloških, psiholoških, kulturnih i društvenih čimbenika. U početku su istraživanja percepcije boja provođena u okviru znanosti o bojama; kasnije su se problemu pridružili etnografi, sociolozi i psiholozi.

Vizualni receptori se s pravom smatraju "dijelom mozga iznesenim na površinu tijela". Nesvjesna obrada i korekcija vizualna percepcija osigurava "ispravnost" vida, a također je i uzrok "pogreški" u procjeni boje u određenim uvjetima. Dakle, uklanjanje "pozadinskog" osvjetljenja oka (na primjer, kada gledate udaljene predmete kroz usku cijev) značajno mijenja percepciju boje tih objekata.

Istodobno promatranje istih nesvjetlećih objekata ili izvora svjetlosti od strane nekoliko promatrača s normalnim vidom boja, pod istim uvjetima gledanja, omogućuje uspostavljanje korespondencije jedan na jedan između spektralni sastav uspoređivali zračenja i osjećaje boja uzrokovane njima. Na tome se temelje mjerenja boja (kolorimetrija). Takva korespondencija je nedvosmislena, ali ne jedan-na-jedan: isti osjećaji boje mogu uzrokovati tokove zračenja različitog spektralnog sastava (metamerizam).

Postoje mnoge definicije boje kao fizikalne veličine. Ali čak iu najboljima od njih, s kolorimetrijskog gledišta, često se izostavlja napomena da se navedena (ne međusobna) jednoznačnost postiže samo u standardiziranim uvjetima promatranja, osvjetljenja itd., promjena percepcije boje s promjenom u intenzitetu zračenja istog spektralnog sastava ne uzima se u obzir.(fenomen Bezold - Brucke), tzv. prilagodba boja oka itd. Dakle, raznolikost osjeta boja koji nastaju u uvjetima stvarnog osvjetljenja, varijacije u kutnim veličinama elemenata u usporedbi u boji, njihova fiksacija u različitim dijelovima mrežnice, različita psihofiziološka stanja promatrača itd. , uvijek je bogatiji od kolorimetrijske raznolikosti boja.

Na primjer, neke boje (kao što su narančasta ili žuta) definirane su na isti način u kolorimetriji, koje se u svakodnevnom životu percipiraju (ovisno o svjetlini) kao smeđa, "kesten", smeđa, "čokolada", "maslina" itd. ., jedan od najboljih pokušaja definiranja pojma boje, zahvaljujući Erwinu Schrödingeru, poteškoće su uklonjene jednostavnim nedostatkom naznaka ovisnosti osjeta boja o brojnim specifičnim uvjetima promatranja. Prema Schrödingeru, Boja je svojstvo spektralnog sastava zračenja, zajedničko svim zračenjima koja su za ljude vizualno nerazlučiva.

Zbog prirode oka, svjetlost koja izaziva osjet iste boje (npr. bijele), odnosno istog stupnja ekscitacije triju vidnih receptora, može imati različit spektralni sastav. U većini slučajeva, osoba ne primjećuje ovaj učinak, kao da "razmišlja" o boji. To je zato što iako temperatura boje različitog osvjetljenja može biti ista, spektri prirodnog i umjetnog svjetla reflektirani istim pigmentom mogu se značajno razlikovati i uzrokovati drugačiji osjećaj boje.

Ljudsko oko opaža mnogo različitih nijansi, ali postoje "zabranjene" boje koje su mu nedostupne. Primjer je boja koja se istovremeno poigrava žutim i plavim tonovima. To se događa jer je percepcija boja u ljudskom oku, kao i mnoge druge stvari u našem tijelu, izgrađena na principu suprotnosti. Mrežnica oka ima posebne neurone-protivnike: neki od njih se aktiviraju kada vidimo crveno, a potiskuju ih zeleno. Ista stvar se događa i sa žuto-plavim parom. Dakle, boje u crveno-zelenim i plavo-žutim parovima imaju suprotne učinke na iste neurone. Kada izvor emitira obje boje iz para, njihov učinak na neuron se kompenzira i osoba ne može vidjeti nijednu od tih boja. Štoviše, osoba ne samo da ne može vidjeti te boje u normalnim okolnostima, već ih niti može zamisliti.

Takve se boje mogu vidjeti samo kao dio znanstvenog eksperimenta. Na primjer, znanstvenici Hewitt Crane i Thomas Pyantanida s Instituta Stanford u Kaliforniji izradili su posebne vizualne modele u kojima su se pruge "svađajućih" nijansi izmjenjivale brzo zamjenjujući jedna drugu. Ove slike, fiksirane posebnim uređajem u razini očiju osobe, prikazane su desecima volontera. Nakon eksperimenta, ljudi su tvrdili da su u određenom trenutku granice između nijansi nestale, stapajući se u jednu boju s kojom se nikada prije nisu susreli.

Razlike između ljudskog i životinjskog vida. Metamerizam u fotografiji

Ljudski vid je analizator tri podražaja, odnosno spektralne karakteristike boje izražavaju se u samo tri vrijednosti. Ako uspoređeni tokovi zračenja različitog spektralnog sastava proizvode isti učinak na čunjiće, boje se percipiraju kao iste.

U životinjskom carstvu postoje analizatori boja s četiri, pa čak i s pet podražaja, pa se boje koje ljudi percipiraju kao iste mogu životinjama izgledati drugačije. Konkretno, ptice grabljivice vide tragove glodavaca na stazama jazbina isključivo kroz ultraljubičastu luminiscenciju komponenti svog urina.
Slična se situacija razvija i sa sustavima za registraciju slika, digitalnim i analognim. Iako su najvećim dijelom tropodražajni (tri sloja filmske emulzije, tri vrste stanica matriksa Digitalna kamera ili skener), njihov se metamerizam razlikuje od onog ljudskog vida. Stoga se boje koje oko percipira kao iste mogu izgledati drugačije na fotografiji i obrnuto.

Izvori

O. A. Antonova, Dobna anatomija i fiziologija, ur.: Više obrazovanje, 2006. (enciklopedijska natuknica).

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., Osnove gerontologije i gerijatrije. Proc. Allowance, Rostov-on-Don, Ed. Feniks, 2007. - 253 str.

percepcija boja(osjetljivost za boje, percepcija boja) - sposobnost vida da opaža i pretvara svjetlosno zračenje određenog spektralnog sastava u osjet različite boje nijansi i tonova, tvoreći holistički subjektivni osjećaj („kroma“, „boja“, boja).

Boju karakteriziraju tri kvalitete:

• ton boje, koji je glavno obilježje boje i ovisi o valnoj duljini svjetlosti;
• zasićenost, određena udjelom glavnog tona među nečistoćama različite boje;
• svjetlina, ili lakoća, koja se očituje stupnjem blizine bijele (stupanj razrjeđivanja s bijelom).

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

Fizička suština svjetla i boje

Vidljive elektromagnetske vibracije nazivamo svjetlo ili svjetlosno zračenje.

Emisije svjetlosti dijele se na kompleks i jednostavan.

Bijela sunčeva svjetlost- složeno zračenje, koje se sastoji od jednostavnih komponenti boje - monokromatsko (jednobojno) zračenje. Boje monokromatskog zračenja nazivaju se spektralne.

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

Boja zračenja određena je valnom duljinom. Cjelokupni vidljivi spektar zračenja nalazi se u području valnih duljina od 380 do 720 nm (1 nm = 10 -9 m, tj. milijarditi dio metra).

Cijeli vidljivi dio spektra može se podijeliti u tri zone

• Zračenje valne duljine 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 obojane različitim bojama jer se monokromatska zračenja od njih reflektiraju na različite načine, u različitim omjerima.

Sve boje su podijeljene na bezbojan i kromatski

• Akromatske (bezbojne) su sive boje različite svjetline, bijele i crne boje. Akromatske boje karakterizira lakoća.
• Sve ostale boje su kromatske (obojene): plava, zelena, crvena, žuta itd. Kromatske boje karakteriziraju nijansa, svjetlina i zasićenost.

Ton boje- ovo je subjektivna karakteristika boje, koja ne ovisi samo o spektralnom sastavu zračenja koje ulazi u oko promatrača, već i o psihološke osobine individualna percepcija.

Lakoća subjektivno karakterizira svjetlinu boje.

Svjetlina određuje intenzitet svjetlosti emitirane ili reflektirane od jedinice površine u smjeru okomitom na nju (jedinica svjetline je kandela po metru, cd/m).

Zasićenost 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, potrebno je razmotriti neke osnovne informacije o fizičkoj prirodi procesa percepcije boja.

Percepcija boje očiju

Poznato je da je oko slično kameri u kojoj mrežnica ima ulogu sloja osjetljivog na svjetlost. Emisije različitog spektralnog sastava bilježe živčane stanice mrežnice (receptori).

Receptori koji osiguravaju vid boja podijeljeni su u tri vrste. Svaki tip receptora apsorbira zračenje tri glavne zone spektra - plave, zelene i crvene na drugačiji način, tj. ima različitu spektralnu osjetljivost. Ako zračenje plave zone uđe u mrežnicu oka, tada će ga percipirati samo jedna vrsta receptora, koji će prenijeti informaciju o snazi ​​ovog zračenja u mozak promatrača. Kao rezultat toga, bit će osjećaj plave boje. Proces će se odvijati slično u slučaju izlaganja mrežnice zračenju zelene i crvene zone spektra. Uz istodobnu ekscitaciju dva ili tri tipa receptora, pojavit će se osjećaj boje, ovisno o omjeru snaga zračenja različitih zona spektra.

Uz istodobnu ekscitaciju receptora koji detektiraju zračenje, na primjer, plavu i zelenu zonu spektra, može doći do osjeta svjetlosti, od tamnoplave do žutozelene. Osjećaj više plavih nijansi boje javit će se u slučaju veće snage zračenja plave zone, a zelenih nijansi - u slučaju veće snage zelene zone spektra. Plava i zelena zona, jednake snage, izazvat će osjet plave, zelena i crvena zona - osjet žute, crvena i plava zona - osjet magenta. Cijan, magenta i žuta se stoga nazivaju dvozonskim bojama. Zračenje jednake snage sve tri zone spektra izaziva senzaciju siva boja različita lakoća, koja se pretvara u bijelu boju s dovoljnom snagom zračenja.

Aditivnu sintezu svjetla

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

Te se boje nazivaju primarnim ili primarnim zračenjima adaptivne sinteze.

Na ovaj način se mogu dobiti razne boje, primjerice, na bijelom platnu pomoću tri projektora s plavim (Blue), zelenim (Green) i crvenim (Red) filterima boja. Na površinama zaslona koje su istovremeno osvijetljene različitim projektorima mogu se dobiti bilo koje boje. Promjena boje postiže se u ovom slučaju promjenom omjera snage glavnih zračenja. Dodavanje zračenja događa se izvan oka promatrača. Ovo je jedna od varijanti aditivne sinteze.

Drugi tip aditivne sinteze je prostorni pomak. Prostorni pomak temelji se na činjenici da oko ne razlikuje zasebno smještene male raznobojne elemente slike. Kao što su, na primjer, rasterske točke. Ali u isto vrijeme, mali elementi slike kreću se duž mrežnice oka, tako da su isti receptori pod stalnim utjecajem različitog zračenja susjednih rasterskih točaka različitih boja. Zbog činjenice da oko ne razlikuje brze promjene u zračenju, percipira ih kao boju smjese.

Subtraktivna sinteza boja

Ovo je proces dobivanja boja apsorpcijom (oduzimanjem) zračenja od bijele boje.

U suptraktivnoj sintezi nova boja se dobiva pomoću slojeva boje: cijan (Cyan), magenta (Magenta) i žuta (Yellow). To su primarne ili primarne boje suptraktivne sinteze. Cijan boja apsorbira (oduzima od bijele) crveno zračenje, magenta - zeleno, a žuta - plavo.

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

• Osnovne boje aditivne sinteze su plava, zelena i crvena
• primarne boje suptraktivne sinteze - žuta, magenta i cijan čine parove komplementarnih boja.

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

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

Razmotrena načela oblikovanja boja također su u osnovi proizvodnje slika u boji u tisku. Za dobivanje ispisnih slika u boji koriste se takozvane procesne tiskarske boje: cijan, magenta i žuta. Te su boje prozirne i svaka od njih, kao što je već spomenuto, oduzima zračenje jednog od spektralnih pojaseva.

Međutim, zbog nesavršenosti komponenti subaktivne sinteze u proizvodnji tiskani materijal upotrijebite četvrtu dodatnu crnu boju.

Iz dijagrama je vidljivo da ako se na bijeli papir nanose procesne boje u raznim kombinacijama, tada se mogu dobiti sve primarne (primarne) boje i aditivnom i suptraktivnom sintezom. Ova okolnost dokazuje mogućnost dobivanja boja potrebnih karakteristika u proizvodnji proizvoda za tisak u boji procesnim bojama.

Karakteristike reprodukcije boja različito se mijenjaju ovisno o načinu ispisa. U dubokom tisku, prijelaz sa svijetlih područja slike na tamna područja provodi se promjenom debljine sloja tinte, što vam omogućuje podešavanje glavnih karakteristika reproducirane boje. U dubokom tisku formiranje boje se odvija subtraktivno.

U visokom i ofsetnom tisku boje različitih područja slike prenose se rasterskim elementima različitih područja. Ovdje se karakteristike reproducirane boje reguliraju veličinama rasterskih elemenata različitih boja. Već je ranije navedeno da se boje u ovom slučaju formiraju aditivnom sintezom - prostornim miješanjem boja malih elemenata. Međutim, tamo gdje se rasterske točke različitih boja međusobno poklapaju i boje naliježu jedna na drugu, subtraktivnom sintezom nastaje nova boja točaka.

Ocjena boja

Za mjerenje, prijenos i pohranu informacija o boji potreban je standardni mjerni sustav. Ljudski vid se može smatrati jednim od najpreciznijih mjernih instrumenata, ali nije u stanju bojama pripisati određene boje. brojčane vrijednosti niti ih točno zapamtiti. Većina ljudi ne shvaća koliko je značajan učinak boje na njih svakidašnjica. Kada je u pitanju ponovljena reprodukcija, boja koja se jednoj osobi čini "crvena", drugi doživljavaju kao "crvenkasto-narančastu".

Metode kojima se provodi objektivna kvantitativna karakterizacija boje i razlika u boji nazivaju se kolorimetrijske metode.

Teorija trobojnog vida omogućuje 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 rasvjetu - CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) predložila je matematički izračunat prostor boja XYZ, u kojem se nalazi cijeli spektar vidljiv ljudskom oku. Kao osnova odabran je sustav stvarnih boja (crvena, zelena i plava), a slobodna konverzija jednih koordinata u druge omogućila je izvođenje razne vrste mjerenja.

Nedostatak novog prostora bio je neujednačen kontrast. Shvativši to, znanstvenici su proveli daljnja 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. Vyshetskog, uveden prostor U*V*W* (CIE-64).
Suprotno očekivanjima stručnjaka, predloženi sustav nije bio dovoljno savršen. U nekim slučajevima formule korištene u izračunu koordinata boja dale su zadovoljavajuće rezultate (uglavnom s aditivnom sintezom), u drugima (s subtraktivnom sintezom) pogreške su se pokazale pretjeranima.

To je prisililo CIE da usvoji novi sustav jednakog kontrasta. Godine 1976. sve su nesuglasice otklonjene i rođeni su prostori Luv i Lab, temeljeni na istom XYZ-u.

Ovi prostori boja uzeti su kao osnova za neovisne kolorimetrijske sustave CIELuv i CIELab. Vjeruje se da prvi sustav u većoj mjeri ispunjava uvjete aditivne sinteze, a drugi - subtraktivne.

Trenutno služi prostor boja CIELab (CIE-76). međunarodni standard rad u boji. Glavna prednost prostora je neovisnost kako o uređajima za reprodukciju boja na monitorima tako i o uređajima za unos i izlaz informacija. Pomoću CIE standarda mogu se opisati sve boje koje ljudsko oko percipira.

Količina izmjerene boje karakterizirana je s tri broja koji pokazuju relativne količine miješanog zračenja. Ti se brojevi nazivaju koordinatama boja. svi kolorimetrijske metode na temelju 3D tj. na svojevrsnoj volumetrijskoj boji.

Ove metode daju istu pouzdanu kvantitativnu karakterizaciju boje kao, na primjer, mjerenja temperature ili vlažnosti. Razlika je samo u broju karakterizirajućih vrijednosti i njihovom odnosu. Ovaj međuodnos tri primarne koordinate boja rezultira dosljednom promjenom kako se mijenja boja osvjetljenja. Stoga se "trobojna" mjerenja provode u strogo određenim uvjetima pri standardiziranom bijelom osvjetljenju.

Dakle, boja je u kolorimetrijskom smislu jednoznačno određena spektralnim sastavom mjerenog zračenja, dok osjet boje nije jednoznačno određen spektralnim sastavom zračenja, već ovisi o uvjetima promatranja, a posebno o boji osvjetljenje.

Fiziologija retinalnih receptora

Percepcija boja povezana je s funkcijom čunjića u mrežnici. Pigmenti sadržani u čunjevima apsorbiraju dio svjetlosti koja pada na njih, a ostatak reflektiraju. Ako se neke spektralne komponente vidljive svjetlosti apsorbiraju bolje od drugih, tada taj objekt percipiramo kao obojen.

Primarno razlikovanje boja događa se u mrežnici; kod štapića i čunjića 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 uobičajeni naziv za vidne pigmente u čunjićima. Postoje tri vrste jodopsina:

• klorolab ("zeleno", GCP),
• eritrolab ("crveni", RCP) i
• cijanolab ("plavo", BCP).

Sada je poznato da pigment jodopsin osjetljiv na svjetlo, koji se nalazi u svim čunjićima oka, uključuje pigmente kao što su klorolab i eritrolab. Oba ova pigmenta osjetljiva su na cijelo područje vidljivog spektra, međutim, prvi od njih ima apsorpcijski maksimum koji odgovara žuto-zelenom (apsorpcijski maksimum oko 540 nm.), A drugi žuto-crveni (narančasti) (apsorpcijski maksimum oko 570 nm.) dijelovima spektra. Skreće se pozornost na činjenicu da se njihovi apsorpcijski maksimumi nalaze u blizini. To ne odgovara prihvaćenim "primarnim" bojama i nije u skladu s osnovnim načelima trokomponentnog modela.

Treći, hipotetski pigment osjetljiv na ljubičasto-plavo područje spektra, prethodno zvan cijanolab, do danas nije pronađen.

Osim toga, nije bilo moguće pronaći nikakvu razliku između čunjića u mrežnici, a nije bilo moguće dokazati prisutnost samo jedne vrste pigmenta u svakom čunjiću. Štoviše, prepoznato je da su pigmenti klorolab i eritrolab istovremeno prisutni u češeru.

Nealelni geni za klorolab (kodiran genima OPN1MW i OPN1MW2) i eritrolab (kodiran genom OPN1LW) nalaze se na X kromosomima. Ti su geni odavno dobro izolirani i proučeni. Stoga su najčešći oblici sljepoće za boje deuteronopija (kršenje stvaranja klorolaba) (6% muškaraca pati od ove bolesti) i protanopija (kršenje stvaranja eritolaba) (2% muškaraca). U isto vrijeme, neki ljudi koji imaju oslabljenu percepciju nijansi crvene i zelene, bolji ljudi s normalnom percepcijom boja percipiraju nijanse drugih boja, kao što je kaki.

Gen cyanolalab OPN1SW nalazi se na sedmom kromosomu pa je tritanopija (autosomni oblik sljepoće za boje kod kojeg je poremećeno stvaranje cijanolalaba) rijetka bolest. Osoba s tritanopijom vidi sve u zelenim i crvenim bojama i ne razlikuje predmete u sumrak.

Nelinearna dvokomponentna teorija vida

Prema drugom modelu (nelinearna dvokomponentna teorija vida S. Remenka), treći "hipotetski" pigment cijanolab nije potreban, šipka služi kao prijemnik za plavi dio spektra. To se objašnjava činjenicom da kada je svjetlina osvjetljenja dovoljna za razlikovanje boja, maksimalna spektralna osjetljivost štapića (zbog blijeđenja rodopsina sadržanog u njemu) pomiče se iz zelene regije spektra u plavu. Prema ovoj teoriji, čunjić bi trebao sadržavati samo dva pigmenta sa susjednim maksimumima osjetljivosti: klorolab (osjetljiv na žuto-zeleno područje spektra) i eritrolab (osjetljiv na žuto-crveni dio spektra). Ova dva pigmenta odavno su pronađena i pažljivo proučavana. U isto vrijeme, konus je nelinearni senzor omjera koji ne daje samo informacije o omjeru crvenog i Zelena boja, ali i naglašavanje razine žute u ovoj mješavini.

Činjenica da s anomalijom boje trećeg tipa (tritanopija) ljudsko oko ne samo da ne percipira plavi dio spektra, već i ne razlikuje objekte u sumrak ( noćno sljepilo), a to ukazuje upravo na nedostatak normalnog rada palica. Zagovornici teorija o tri komponente objašnjavaju zašto uvijek, u isto vrijeme kada plavi prijemnik prestane raditi, palice i dalje ne mogu raditi.

Osim toga, ovaj mehanizam potvrđuje i odavno poznati Purkinjeov efekt čija je bit u tome u sumrak, kad svjetlost padne, crvene boje postaju crne, a bijele plavkaste. Richard Phillips Feynman primjećuje da: "To je zato što štapići vide plavi dio spektra bolje od čunjića, ali čunjići vide, na primjer, tamnocrvenu boju, dok je štapići uopće ne vide."

Noću, kada je tok fotona nedovoljan za normalno funkcioniranje oka, vid osiguravaju uglavnom štapići, pa noću čovjek ne razlikuje boje.

Do danas još nije bilo moguće doći do konsenzusa 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 duljina koje oko percipira u obliku različitih boja.

vid u boji zbog zajedničkog rada nekoliko prijemnika svjetlosti, tj. fotoreceptora (Vidi Fotoreceptori) mrežnice različitih vrsta, koji se razlikuju u spektralnoj osjetljivosti. Fotoreceptori pretvaraju energiju zračenja u fiziološku ekscitaciju, koju živčani sustav percipira kao različite boje, jer. Zračenja pobuđuju prijemnike u različitim stupnjevima. Spektralna osjetljivost fotoreceptora različitih vrsta je različita i određena je apsorpcijskim spektrom vizualnih pigmenata (vidi Vidni pigment).

Svaki detektor svjetlosti pojedinačno nije sposoban razlikovati boje: sva zračenja za njega razlikuju se samo u jednom parametru - prividnoj svjetlini ili svjetlosti, jer. Svjetlost bilo kojeg spektralnog sastava ima kvalitativno identičan fiziološki učinak na svaki od fotopigmenata. S tim u vezi, bilo koje zračenje u određenom omjeru njihovih intenziteta može biti potpuno nerazlučivo jedno od drugog na jednom prijemniku. Ako postoji nekoliko prijemnika u mrežnici (vidi mrežnicu), tada će uvjeti jednakosti za svaki od njih biti različiti. Stoga se za kombinaciju više prijamnika mnoga zračenja ne mogu izjednačiti nikakvim odabirom njihovih intenziteta.

Osnove suvremene ideje o ljudskom kolornom vidu razvili su u 19. stoljeću engleski fizičar T. Jung i njemački znanstvenik Hermann Helmholtz u obliku tzv. trokomponentna ili trikromatska teorija percepcije boja. Prema ovoj teoriji, postoje tri vrste fotoreceptora u retini (stanice čunjića (vidi Stanice čunjića)), osjetljive na različite stupnjeve na crvenu, zelenu i plavu svjetlost. Međutim, fiziološki mehanizam percepcije boja omogućuje razlikovanje ne svih zračenja. Stoga se mješavine crvenog i zelenog u određenim omjerima ne mogu razlikovati od žuto-zelenog, žutog i narančastog zračenja; mješavine plave i narančaste mogu se izjednačiti s mješavinama crvene i cijan ili plavo-zelene. Nekim ljudima nasljedno nedostaje jedan (vid) ili dva od tri svjetlosna detektora, u potonjem slučaju nema vida u boji.

Vid u boji karakterističan je za mnoge životinjske vrste. Kod kralješnjaka (majmuni, mnoge vrste riba, vodozemci), a među kukcima kod pčela i bumbara vid boja je trikromatski, kao i kod ljudi. Kod tetuljaka i mnogih vrsta insekata je dikromatski, odnosno temelji se na radu dviju vrsta svjetlosnih detektora, kod ptica i kornjača možda četiri. Kod insekata je vidljivo područje spektra pomaknuto prema kratkovalnom zračenju i uključuje ultraljubičasto područje. Stoga se svijet boja kukaca bitno razlikuje od ljudskog.

Glavni biološki značaj kolornog vida za ljude i životinje koje postoje u svijetu nesvjetlećih objekata je ispravno prepoznavanje njihove boje, a ne samo razlikovanje zračenja. Spektralni sastav reflektirane svjetlosti ovisi i o boji objekta i o upadnom svjetlu i stoga je podložan značajnim promjenama s promjenom uvjeta osvjetljenja. Sposobnost vidni aparat ispravno prepoznavanje (identificiranje) boje predmeta prema njihovim reflektirajućim svojstvima u promjenjivim uvjetima osvjetljenja naziva se postojanost percepcije boje (vidi Boja).

vid u boji - važna komponenta vizualna orijentacija životinja. Tijekom evolucije, mnoge životinje i biljke stekle su različita signalna sredstva, dizajnirana za sposobnost životinjskih "promatrača" da percipiraju boje. Takvi su jarko obojeni vjenčići cvjetova biljaka koji privlače kukce i ptice oprašivače; svijetle boje voća i bobica, privlačeći životinje - distributere sjemena; upozoravajuća i zastrašujuća obojenost otrovnih životinja i vrsta koje ih oponašaju; "poster" kolorit mnogih tropskih riba i guštera, koji ima signalnu vrijednost u teritorijalnim odnosima; svijetla svadbena odjeća, koja je sezonska ili stalna, karakteristična za mnoge vrste riba, ptica, gmazova, insekata; konačno, posebna sredstva signalizacija koja olakšava odnos između roditelja i potomaka kod riba i ptica.

Pročitajte više o kolornom vidu u literaturi:

• Nyuberg N. D., Tečaj znanosti o boji, M. - L., 1932.;
• Kravkov S. V., Vid u boji, M., 1951;
• Kanaev II, Eseji o povijesti problema fiziologije vida boja od antike do 20. stoljeća, L., 1971;
• Fiziologija senzornih sustava, 1. dio, L., 1971. (Vodič za fiziologiju);
• Orlov O. Yu., O evoluciji vida boja u kralješnjaka, u knjizi: Problemi evolucije, svezak 2, Novosibirsk, 1972. O. Yu. Orlov.

VIZIJA U BOJI(sinonim: percepcija boja, razlikovanje boja, kromatopsija) - sposobnost osobe da razlikuje boju vidljivih predmeta.

Boja utječe na opće psihofiziološko stanje čovjeka te u određenoj mjeri utječe na njegovu radnu sposobnost. Zato veliki značaj dati kolor dizajn prostorija, opreme, instrumenata i drugih predmeta koji okružuju ljude na poslu i kod kuće. Najviše povoljan utjecaj na vid utječu slabo zasićene boje srednjeg dijela vidljivog spektra (žuto-zeleno-plave), takozvane optimalne boje. Za signaliziranje boja, naprotiv, koriste se zasićene (sigurnosne) boje.

Boja - svojstvo svjetlosti da uzrokuje određeni vizualni osjet u skladu sa spektralnim sastavom reflektiranog ili emitiranog zračenja. Postoji sedam osnovnih boja: crvena, narančasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. Ovisno o valnoj duljini svjetlosti razlikuju se tri skupine boja: dugovalne (crvena, narančasto-crvena, narančasta), srednjevalne (žuta, žuto-zelena, zelena) i kratkovalne (plava, indigo, ljubičasta). .

Boje se dijele na kromatske i akromatske. Kromatske boje imaju tri glavne kvalitete: ton boje, koji ovisi o valnoj duljini svjetlosnog zračenja; zasićenost, ovisno o udjelu glavnog tona boje i nečistoća drugih tonova boje; svjetlina boje, odnosno stupanj njezine blizine bijeloj. Različita kombinacija ovih kvaliteta daje široku paletu nijansi kromatskih boja. Akromatske boje (bijela, siva, crna) razlikuju se samo po svjetlini.

Kada se pomiješaju dvije spektralne boje različitih valnih duljina, nastaje rezultirajuća boja. Svaka od spektralnih boja ima dodatnu boju, kada se pomiješa s kojom nastaje akromatska boja - bijela ili siva. Različiti tonovi i nijanse mogu se dobiti optičkim miješanjem samo tri osnovne boje - crvene, zelene i plave. Broj boja i njihovih nijansi koje percipira ljudsko oko neobično je velik i iznosi nekoliko tisuća.

Fiziologija vida boja nije dobro shvaćena. Od predloženih hipoteza i teorija vida boja, najrasprostranjenija je trokomponentna teorija, čije je glavne odredbe prvi izrazio M. V. Lomonosov 1756. godine. Kasnije su te odredbe potvrdili i razvili Jung (T. Young, 1802.) i G. Helmholtz (1866.). Prema Lomonosov-Jung-Helmholtzovoj teoriji tri komponente, u mrežnici oka postoje tri percipirajuća aparata (receptora, elementa) koji se u različitim stupnjevima pobuđuju pod djelovanjem svjetlosnih podražaja različitih valnih duljina (spektralna osjetljivost oko). Svaki tip receptora pobuđuje uglavnom jedna od primarnih boja - crvena, zelena ili plava, ali u određenoj mjeri reagira i na druge boje. Stoga se krivulje spektralne osjetljivosti pojedinih vrsta receptora za percepciju boja djelomično preklapaju. Izolirana ekscitacija jedne vrste receptora uzrokuje osjet primarne boje. Pri podjednakom podražaju sve tri vrste receptora javlja se osjećaj bijele boje. U oku se odvija primarna analiza spektra zračenja razmatranih objekata s odvojenom procjenom sudjelovanja crvenih, zelenih i plavih područja spektra u njima. U cerebralnom korteksu odvija se konačna analiza i sinteza osvjetljenja, koje se provode istovremeno. Zahvaljujući takvom uređaju vizualnog analizatora, osoba može prilično dobro razlikovati mnoge nijanse boja.

Trokomponentna teorija vida boja potvrđena je podacima morfofizioloških studija. Spektrofotometrijska istraživanja omogućila su određivanje apsorpcijskih spektara različite vrste pojedinačne fotoreceptorske stanice. Prema Dowu (N. W. Daw, 1981.), vizualni pigmenti(vidi) čunjići ljudske retine imaju sljedeće maksimume apsorpcijskog spektra: osjetljivi na crveno - 570-590 nm, osjetljivi na zeleno - 535-555 nm i osjetljivi na plavo - 440-450 nm. Suvremena elektrofiziološka istraživanja organa vida, koja su proveli L. P. Grigorieva i A. E. Fursova (1982.), također su potvrdila trokomponentnu teoriju vida u boji. Pokazali su da svaki od tri podražaja u boji odgovara određenoj vrsti biopotencijala mrežnice i vidnog područja moždane kore.

Postoje i druge teorije o viđenju 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 mrežnici odgovara posebnim - crveno-zelenim, žuto-plavim i bijelo-crnim tvarima. Pod djelovanjem svjetla ove tvari se uništavaju (disimilacija), au mraku - obnova (asimilacija). Razne kombinacije procesi disimilacije i asimilacije stvaraju različite dojmove boja. Heringova teorija ne objašnjava niz fenomena, posebice poremećaje vida boja. Ionska teorija Lazareva (1916.) povezuje percepciju boja s otpuštanjem iona koji pobuđuju receptore za raspoznavanje boja. Prema njegovoj teoriji, čunjići mrežnice sadrže tri tvari osjetljive na svjetlost: jedna od njih apsorbira uglavnom crveno svjetlo, druga - zelena, treća - plava; kada se svjetlost apsorbira, te se tvari razgrađuju uz oslobađanje iona koji pobuđuju receptore za prepoznavanje boja. Hartridgeova polikromatska teorija sugerira da postoji sedam vrsta receptora.

Osoba razlikuje noćni ili skotopski vid, sumrak ili mezopski i dnevni ili fotopski vid (vidi). To je prije svega zbog prisutnosti u retini (vidi) ljudskog oka dvije vrste fotoreceptora - čunjića i štapića, koji su poslužili kao osnova za potvrđivanje teorije dualnosti vida koju je iznio Schultze (M. J. Schultze, 1866.) a dalje razvili M. M. Voinov (1874), Parino (H. Pari-naud, 1881) i Chris (J. Kries, 1894). Čunjići se nalaze uglavnom u središnjem dijelu mrežnice i osiguravaju fotopski vid - percipiraju oblik i boju predmeta u vidnom polju; štapići se nalaze u perifernom području, omogućuju skotopni vid i detektiraju slabe svjetlosne signale na periferiji vidnog polja.

Maksimalna spektralna osjetljivost za čunjiće 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 uvjetima slabog osvjetljenja zelena i plava boja izgledaju svjetlije od crvene i narančaste, dok su pri dnevnom svjetlu te boje približno iste svjetline.

Na percepciju boja utječu jačina podražaja boje i kontrast boja. Za razlikovanje boja bitna je svjetlina (svjetlina) okolne pozadine. Crna pozadina pojačava svjetlinu polja u boji, budući da izgledaju svjetlije, ali u isto vrijeme malo smanjuje boju. Na percepciju boja objekata također značajno utječe 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 svjetiljke, bijeli papir isprva izgleda crvenkasto obojen. Duljim izlaganjem boji na oku primjećuje se smanjenje osjetljivosti na boje, zbog "zamora" mrežnice bojama, sve do stanja kada se dvije različite boje percipiraju kao iste. Ovaj fenomen se opaža kod osoba s normalnim vidom boja i fiziološki je. Međutim, s oštećenjem makule mrežnice, neuritisom i atrofijom vidnog živca, brže se javljaju fenomeni zamora boja.

U skladu s trokomponentnom teorijom kolornog vida, normalna percepcija boja naziva se normalni trikromat, a osobe s normalnim kolornim vidom normalni trikromati. Kvantitativno, kolorni vid karakterizira prag percepcije boja, odnosno najmanja vrijednost (jačina) podražaja boje koji se percipira kao određena boja.

Poremećaji raspoznavanja boja

Poremećaji raspoznavanja boja mogu biti urođeni ili stečeni. Urođeni poremećaji raspoznavanja boja češći su kod muškaraca. Ovi poremećaji, u pravilu, su stabilni i javljaju se u oba oka, osjetljivost se češće smanjuje na crvenu ili zelenu boju. S tim u vezi, skupina s početnim oštećenjima vida boja uključuje osobe, iako razlikuju sve glavne boje spektra, ali imaju smanjenu osjetljivost na boje, odnosno povećane pragove percepcije boja.

Chris-Nagelova klasifikacija kongenitalnih poremećaja vida boja predviđa tri vrste poremećaja vida boja: 1 - abnormalna trikromazija, 2 - dikromazija, 3 - monokromazija. Ovisno o valnoj duljini svjetlosnog podražaja i njegovom položaju u spektru, receptori za opažanje boja označavaju se grčkim riječima: crveni - protos (prvi), zeleni - deuteros (drugi), plavi - tritos (treći). U skladu s tim, s abnormalnom trikromazijom, razlikuje se slabljenje percepcije primarnih boja: crvena - protanomalija, zelena - deuteranomalija, plava - tritanomalija. Dihromaziju karakterizira dublje oštećenje vida boja, pri čemu potpuno izostaje percepcija jedne od tri boje: crvene (protanopija), zelene (deuteranopija) ili plave (tritanopija). Monokromazija (akromazija, ahromatopsija) označava odsutnost vida boja, daltonizam; zadržavajući samo crno-bijelu percepciju. Osim ove klasifikacije, E. B. Rabkin (1937.) je identificirao tri stupnja (tipa) poremećaja kolornog vida kod protanomalije i deuteranomalije: teško oštećenje - tip A, umjereno - tip B i blago - tip C.

Urođeni poremećaji vida boja obično se nazivaju sljepoća za boje, po engleskom znanstveniku J. Daltonu, koji je patio od kršenja percepcije crvene boje i opisao ovaj fenomen.

Među urođenim poremećajima raspoznavanja boja najčešći (do 70%) je anomalna trikromazija. Urođeni poremećaji raspoznavanja boja nisu popraćeni poremećajem drugih vidnih funkcija. Osobe s urođenim poremećajem raspoznavanja boja obično se ne žale, a poremećaji raspoznavanja boja otkrivaju se tek posebnom studijom.

U bolestima se javljaju stečeni poremećaji kolornog vida Mrežnica(cm.), optički živac(vidi) ili središnji živčani sustav; mogu se promatrati u jednom ili oba oka, obično su popraćeni kršenjem percepcije sve 3 boje, javljaju se u kombinaciji s drugim vizualnim poremećajima. Stečeni poremećaji raspoznavanja boja mogu se očitovati kao ksantopsija(vidi), cijanopsija i eritropsija(cm.). Ksantopsija - viđenje predmeta u žutoj boji, opaženo kod žutice, trovanja određenim tvarima i lijekovi(pikrinska kiselina, santonin, kinakrin, amil nitrit). Cyanopsia - percepcija objekata u plavoj boji, promatrana nakon uklanjanja katarakta(cm.). Eritropsija je kršenje vizualne percepcije, u kojoj se čini da su vidljivi predmeti obojeni u crvenkastu boju. Primjećuje se kod osoba s normalnom percepcijom boja kao rezultat dugotrajne fiksacije oka na jak izvor svjetlosti bogat UV zrakama, kao i nakon operacije katarakte. Za razliku od urođeni poremećaji vid boja koji je trajan, vid boja promijenjen kao posljedica gore navedenih bolesti normalizira se nakon što se izliječe.

Budući da niz profesija zahtijeva očuvanje normalne percepcije boja, na primjer, za osobe zaposlene u svim vrstama prometa, u nekim industrijama, vojno osoblje određenih vojnih grana, oni prolaze obveznu studiju vida boja. U tu svrhu koriste se dvije skupine metoda - pigmentne i spektralne. Pigmentne studije uključuju studije koje koriste tablice boja (pigmenta) i razne ispitne objekte (setovi raznobojnih pramenova vune, komadi kartona itd.), spektralne studije uključuju studije koje koriste spektralne anomaloskope. Načelo proučavanja vida boja pomoću tablica boja predložio je J. Stilling. Od tablica boja najviše se koriste Rabkinove polikromatske tablice. Glavna skupina tablica namijenjena je diferencijalnoj dijagnozi oblika i stupnja kongenitalnih poremećaja vida boja i njihove razlike od stečenih; kontrolna skupina tablica - za razjašnjenje dijagnoze u složenim slučajevima. U tablicama, među pozadinskim krugovima iste boje, nalaze se krugovi iste svjetline, ali različitog tona boje, koji čine neku figuru ili figuru koju ljudi koji normalno vide lako mogu razlikovati. Osobe s poremećajem raspoznavanja boja ne razlikuju boju ovih krugova od boje krugova na pozadini i stoga ne mogu razlikovati kovrčave ili digitalno snimanje(boja. sl. 1-2). Ishiharine tablice služe istoj svrsi, koriste se za otkrivanje sljepoće za boje u crvenoj i zelenoj boji.

Suptilnija metoda za dijagnosticiranje poremećaja kolornog vida je anomaloskopija - studija koja koristi poseban uređaj- anomaloskop. U SSSR-u, uređaj masovne proizvodnje je anomaloskop AN-59 (sl.) U inozemstvu, za proučavanje vida u boji, Nagelov anomaloskop je raširen.

Princip rada uređaja temelji se na trokomponentnoj viziji boja. Bit metode leži u jednadžbi boja dvobojnih probnih polja od kojih je jedno osvijetljeno monokromatskim žuta boja, a drugi, osvijetljen crvenom i zelenom bojom, može promijeniti boju od čisto crvene do čisto zelene. Subjekt mora odabrati, optičkim miješanjem crvene i zelene, žutu boju koja odgovara kontroli (Rayleighova jednadžba). Osoba s normalnim vidom boja ispravno odabire par boja miješanjem crvene i zelene. Osoba s poremećajem vida u boji ne može se nositi s ovim zadatkom. Metoda anomaloskopije omogućuje određivanje praga (oštrine) vida boja zasebno za crvenu, zelenu, plavu, za prepoznavanje poremećaja vida u boji, za dijagnosticiranje anomalija boja.

Stupanj poremećaja percepcije boja izražava se koeficijentom anomalije, koji pokazuje omjer zelene i crvene boje kada je kontrolno polje uređaja izjednačeno s testnim. U normalnim trikromatima koeficijent anomalije kreće se od 0,7 do 1,3, s protanomalijom je manji od 0,7, s deuteranomalijom je veći od 1,3.

Rabkinov spektralni anomaloskop omogućuje vam istraživanje vida boja u svim dijelovima vidljivog spektra. Pomoću uređaja moguće je odrediti urođene i stečene poremećaje raspoznavanja boja, pragove raspoznavanja boja i stupanj funkcionalne stabilnosti raspoznavanja boja.

Za dijagnosticiranje poremećaja kolornog vida koristi se i Farnsworth-Menzell stotonski test. Test se temelji na slaboj diskriminaciji boja protanopa, deuteranopa i tritanopa u određenim područjima kotača boja. Ispitanik je dužan posložiti u redoslijed nijansi niz komada kartona različite boje u obliku kotača boja; u kršenju vida boja, komadi kartona nisu pravilno raspoređeni, odnosno ne redoslijedom kojim bi trebali slijediti jedan za drugim. Test ima visoka osjetljivost te daje podatke o vrsti oštećenja kolornog vida. Također se koristi 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, ur. V. N. Arkhangelsky, sv. 1, knj. 1, str. 425, M., 1962; PadhamCh. i Sonder s J. Percepcija svjetla i boje, prev. s engleskog, M., 1978.; Senzorski sustavi, Vizija, ur. G. V. Gershuni i drugi, str. 156, JI., 1982.; S 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 boja, Sunderland, 1981.; Sustav oftalmologije, ur. S. Duke Elder, v. 4, str. 617, L.* 1968.

A. A. Jakovljev-Budnikov.