Теория юнга гельмгольца кратко

Обновлено: 30.06.2024

Теории цветового зрения

Существует ряд различных теорий цветового зрения . Небольшим признанием пользуется трехкомпонентная теория . Она допускает существование в сетчатке трех типов различных цветовоспринимающих фоторецепторов — колбочек.

О существовании трехкомпонентного механизма восприятия цветов говорил еще М. В. Ломоносов. В дальнейшем эта теория была сформулирована Т. Юнгом и Г. Гельмгольцем. Согласно этой теории колбочки содержат различные светочувствительные вещества. Одни колбочки содержат вещество, чувствительное к красному цвету, другие — к зеленому, третьи— к фиолетовому. Всякий цвет оказывает действие на все три вида цветоощущающих элементов, но в различной степени. Разложение светочувствительных веществ вызывает раздражение нервных окончаний. Возбуждения, дошедшие до коры мозга, суммируются и дают ощущение одного однородного цвета.

Трехкомпонентная теория получила в последнее время подтверждение в электрофизиологических исследованиях. В экспериментах на животных Р. Гранит отводил с помощью микроэлектродов импульсы от одиночных ганглиозных клеток сетчатки при освещении ее разными спектральными цветами. Оказалось, что электрическая активность в большинстве нейронов возникала при действии лучей видимого света любой длины волны. Так реагирующие элементы сетчатки названы доминаторами. В других же ганглиозных клетках сетчатки импульсы возникали лишь при освещении лучами только определенной длины волны.

Так реагировали элементы сетчатки, которые получили название модуляторов. По Р. Граниту, существуют 7 модуляторов, реагирующих на лучи, имеющие разную длину волны (от 400 до 600 ммк), Р. Гранит считает, что 3 компонента цветовосприятия, предполагавшиеся Т. Юнгом и Г. Гельмгольцем, получаются в результате усреднения кривых спектральной чувствительности модуляторов. Последние могут быть сгруппированы соответственно трем основным частям спектра: сине-фиолетовой, зеленой и оранжевой.

Согласно другой теории цветового зрения, предложенной Э. Герингом, в сетчатке существуют 3 гипотетических светочувствительных вещества: 1) бело-черное. 2) красно-зеленое, 3) желто-синее. Распад этих веществ (диссимиляция) происходит под влиянием световых лучей, при этом раздражаются нервные окончания и получается ощущение белого, красного или желтого цвета. Другие световые лучи вызывают синтез (ассимиляцию) этих гипотетических веществ, вследствие чего появляется ощущение черного, зеленого и синего цвета.

По теории Э. Геринга лучи, соответствующие тому или иному участку спектра, вызывают ассимиляцию или диссимиляцию красно-зеленого или желто-синего вещества и одновременно с этим диссимиляцию бело-черного вещества. Комбинацией указанных 4 цветов можно получить все остальные цвета. Если 2 каких-либо цвета вызывают одновременно и диссимиляцию и ассимиляцию одного и того же вещества и притом в равной степени, то, очевидно, оба эти процесса взаимно уравновешиваются и остается диссимиляция только бело-черного вещества, что вызывает ощущение белого цвета.

Г. Хартридж в недавнее время выдвинул полихроматическую теорию, допускающую наличие в сетчатке 7 типов рецепторов, реагирующих на различные цвета. Количество рецепторов, которое предполагается Картриджем, совпадает с числом модуляторов, описанных Гранитом, хотя отношение к лучам спектра этих рецепторов не точно соответствует кривым поглощения световых лучей модуляторами Гранита.

Наибольшим признанием пользуется трехкомпонентная теория. Она впрочем, как и другие перечисленные теорий цветового зрения , объясняет много фактов из физиологии и патологии цветного зрения. Однако некоторые факты не получают удовлетворительного разъяснения на основе всех этих теории.

Это прежде всего факт бинокулярного смешения цветов. Если, например, одним глазом смотреть через красный светофильтр, а другим через зеленый, то возникает ощущение желтого цвета, а не белого, как при монокулярном смешении. Желтый же и синий цвета при бинокулярном так же, как и при монокулярном, смешении дают бесцветное ощущение. По-видимому, процессы, определяющие ощущение цвета, протекают не только в сетчатке, но и в центральной нервной системе, что заставило некоторых исследователей построить более сложные теории цветоощущения, которые принимают во внимание, кроме процессов, протекающих в сетчатке, процессы, происходящие в нервных центрах.

Последовательные цветные образы. Если долго смотреть на окрашенный предмет, а затем перевести взор на белую поверхность, то виден тот же предмет, но окрашенный в дополнительный цвет.

По теории Гельмгольца, при длительном смотрении на какой-либо цвет происходит утомление одного какого либо компонента цветового восприятия; вследствие этого соответствующий цвет вычитается из последующего белого цвета; в итоге получается ощущение дополнительного цвета. По теории Геринга, усиленная диссимиляция одного из цветочувствительных веществ сменяется усиленной его ассимиляцией, когда на глаза начинает действовать бесцветный фон.

Согласно этой теории, в глазу имеются три вида приемников лучистой энергии (колбочек), воспринимающих соответственно красную (длинноволновую), желтую (средневолновую) и голубую (коротковолновую) части видимого спектра.

Все наши ощущения есть не что иное, как результат смешения в различных пропорциях этих трех цветов.

При одинаково сильном возбуждении трех видов колбочек создается ощущение белого цвета, при равном слабом — серого, а при отсутствии раздражения — черного. При этом глаз воспринимает яркость предметов путем суммирования ощущений, получаемых тремя видами колбочек, а цветность — как отношение этих ощущений.

Трехкомпонентная теория цветового зрения в настоящее время является почти общепринятой. Предполагается, что в каждом виде колбочек содержится соответствующий цветочувствительный пигмент (йодопсин), обладающий определенной спектральной чувствительностью (характеристикой поглощения). Химический состав пигментов еще не определен.

Но, рассмотрим вклад ученых разных стран в эту теорию:

Нидерландский механик, физик, математик, астроном и изобретатель Христиан Гюйгенс активно участвовал в современных ему спорах о природе света.

Сформулировал так называемый принцип Гюйгенса, позволяющий исследовать движение волнового фронта, впоследствии развитый Френелем и сыгравший важную роль в волновой теории света, и теории дифракции.

На основе многолетних исследований и многочисленных опытов Ломоносов разработал теорию света, с помощью которой объяснил физиологические механизмы цветовых явлений. По мысли Ломоносова, цвета вызываются действием трёх родов эфира и трёх видов цветоощущающей материи, составляющей дно глаза.

Теория цвета и цветового зрения, с которой Ломоносов выступил в 1756 году, выдержала проверку временем и заняла должное место в истории физической оптики.

Шотландский физик, математик и астроном Сэр Дэвид Брюстер внес огромный вклад в развитие оптики. Он известен по всему миру, и не только в научных кругах, как изобретатель калейдоскопа.

Оптические исследования Брюстера не имеют теоретического и математического характера; тем не менее он открыл опытным путем точный математический закон, за которым осталось его имя, относящийся к явлениям поляризации света: луч света, косвенно падающий на поверхность стеклянной пластинки, частью преломляется, частью отражается. Луч, отраженный под углом полной поляризации, составляет прямой угол с направлением, которое принимает при этом преломленный луч; это условие приводит к другому, математическому выражению закона Брюстера, а именно — тангенс угла полной поляризации равен показателю преломления.

Он показал, что неравномерное охлаждение сообщает стеклу способность обнаруживать цвета в поляризованном свете — открытие, важное для физики частичных сил; вслед за тем он обнаружил подобные же явления во многих телах животного и растительного происхождения.

В 1816 г. Брюстер объяснил причину образования цветов, играющих на поверхности перламутровых раковин. До его времени алмаз считался представителем самого сильного преломления света, а лед — самого слабого в твердых телах; его измерения расширили эти пределы, показав, что хромо-кислая соль свинца преломляет сильнее алмаза, а плавиковый пшат — слабее льда. Явления поглощения света различными телами, обнаруживающиеся тем, что в спектре (солнечного) света, через них проходящего, обнаруживается множество темных линий, также были предметом исследований Брюстера. Он показал, что многие из линий солнечного спектра происходят от поглощения некоторых частей света земной атмосферой; подробно исследовал поглощение света газом азотноватого ангидрида и показал, что это вещество в жидком виде не образует спектра поглощения. Впоследствии Б. открыл, что некоторые светлые линии спектров искусственных источников света совпадают с темными, фраунгоферовыми, линиями солнечного спектра, и выразил мнение, что и эти последние, может быть, суть линии поглощения в солнечной атмосфере. Сопоставляя высказанные им в различное время мысли об этом предмете, можно видеть, что Брюстер был на пути к великому открытию спектрального анализа; но эта честь во всяком случае принадлежит Бунзену и Кирхгофу.

Брюстер много пользовался поглощающими свет веществами для другой цели, а именно, он старался доказать, что число основных цветов в спектре не семь, как думал Ньютон, а только три: красный, синий и желтый ("New analysis of solar light, indicating three primary colours etc." ("Edinb. Transact.", том XII, 1834). Его громадная экспериментальная опытность дала ему возможность как будто довольно убедительно доказать это положение, но вскоре оно было опровергнуто, в особенности опытами Гельмгольца, неопровержимо доказавшими, что зеленый цвет есть несомненно простой, и что надо принять по меньшей мере пять основных цветов.

Шотландец по происхождению, британский физик, математик и механик Джеймс Максвелл в 1854 году предложению редактора Макмиллана начал писать книгу по оптике (она так и не была закончена).

Опыты Максвелла показали, что белый цвет не может быть получен смешением синего, красного и жёлтого, как полагали Дэвид Брюстер и некоторые другие учёные, а основными цветами являются красный, зелёный и синий . Для графического представления цветов Максвелл, следуя Юнгу, использовал треугольник, точки внутри которого обозначают результат смешения основных цветов, расположенных в вершинах фигуры.

Серьёзный интерес Максвелла к проблеме электричества позволил ему свормулировать волновую теорию света — одну из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории заключается в том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света).

Теория подтверждается многими опытами (в частности, опытом Т. Юнга), и данное поведение света (в виде электромагнитной волны) наблюдается в таких физических явлениях, как дисперсия, дифракция и интерференция света. Однако многие другие физические явления, связанные со светом, одной волновой теорией объяснить нельзя.

Теория Юнга-Гельмгольца

Немецкий физик, врач, физиолог и психолог Герман Гельмгольц способствует признанию теории трёхцветового зрения Томаса Юнга.

Теория цветоощущения Гельмгольца (теория цветоощущения Юнга-Гельмгольца, трёхкомпонентная теория цветоощущения) -теория цветоощущения, предполагающая существование в глазу особых элементов для восприятия красного, зелёного и синего цветов. Восприятие других цветов обусловлено взаимодействием этих элементов.

В 1959 году теория была экспериментально подтверждена Джорджом Уолдом и Полом Брауном из Гарвардского университета и Эдвардом Мак-Николом и Уильямом Марксом из Университета Джонса Гопкинса, которые обнаружили, что в сетчатке существует три (и только три) типа колбочек, которые чувствительны к свету с длиной волны 430, 530 и 560 нм, т. е. к фиолетовому, зелёному и жёлто-зелёному цвету.

Теория Юнга—Гельмгольца объясняет восприятие цвета только на уровне колбочек сетчатки и не может объяснить все феномены цветоощущения, такие как цветовой контраст, цветовая память, цветовые последовательные образы, константность цвета и др., а также некоторые нарушения цветового зрения, например, цветовую агнозию.

В 1868 году Леонард Гиршман занимался вопросами цветовосприятия, наименьшего угла зрения, ксантопсии при отравлении сантонином (болезнь, при которой человек видит все в желтом свете) и под руководством Гельмгольца защетил диссертацию "Материалы по физиологии цветоощущения".

Вместо того, чтобы постулировать три типа реакций колбочек, как в теории Юнга-Гельмгольца, Геринг постулирует наличие трёх типов противоположных пар процессов реакции на чёрный и белый, жёлтый и синий, красный и зелёный цвета. Эти реакции происходят на пострецепторной стадии действия зрительного механизма. Теория Геринга выдвигает на первый план психологические аспекты цветового зрения. Когда три пары реакций идут в направлении диссимиляции, возникают тёплые ощущения белого, жёлтого и красного цветов; когда они протекают ассимилятивно, им сопутствуют холодные ощущения чёрного, синего и голубого цветов. Использование четырёх цветов при синтезе цвета дает больше возможностей, чем использование трёх.

Гуревич и Джеймсон развили теорию противоположных процессов Геринга при цветовом зрении до степени, когда различные явления цветового зрения могут быть количественно объяснены как для наблюдателя с нормальным цветовым зрением, так и аномальным цветовым зрением .

Теория Геринга, развитая Гуревичем и Джеймсоном, известна также как оппонентная теория. В ней сохраняется три системы рецепторов: красно-зеленые, желто-голубые и черно-белые. Предполагается, что каждая система рецепторов функционирует, как антагонистическая пара. Как и в теории Юнга – Гельмгольца, считается, что каждый из рецепторов (или пар рецепторов) чувствителен к свету волн разной длины, но максимально чувствителен к волнам определенной длины.

Теория Юнга - Гельмгольца (1853 г.) была развитием гипотезы Т. Юнга, развитой немецким естествоиспытателем Германом Гельмгольцем, который, впрочем, не упоминает известной работы Максвелла [1] [2] и работа Грассмана [3] дали возможность Гельмгольцу [4] [5] придать теории цветового зрения Юнга форму, известную теперь под названием теории цветового зрения Юнга-Гельмгольца. Гельмгольц сделал вывод, что для получения цветов требуется 4 или более основных цветов и, естественно он полагал, что трёхкомпонентная гипотеза Юнга несостоятельна. Позже он предположил достаточность всего трёх основных механизмов исходя из предположения о том, что они обладают спектральной чувствительностью в широком, частично перекрывающемся диапазоне.

Около 80% информации об окружающем мире человек получает благодаря зрению.

Строение глаза

Глаз человека состоит из глазного яблока, соединенного зрительным нервом с головным мозгом, и вспомогательного аппарата (веки, слезные органы и мышцы, двигающие глазное яблоко). По форме глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Его размеры могут быть больше или меньше, что имеет значение для формирования преломляющей способности глаза - его рефракции.

Стенки глаза состоят из 3 оболочек - наружной, средней и внутренней. Они окружают содержимое глазного яблока - хрусталик, стекловидное тело, внутриглазную жидкость. Наружная оболочка глаза - непрозрачная склера, занимающая 5/6 его поверхности; в своем переднем отделе соединяется с прозрачной роговицей. Спереди склера покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой, которая сзади переходит на внутреннюю поверхность верхнего и нижнего век. По оптическим свойствам роговица - наиболее сильная преломляющая среда глаза. Она также является как бы окном, через которое в глаз проходят лучи света. Непосредственно за роговицей находятся передняя камера глаза - пространство, заполненное прозрачной жидкостью. Задней стенкой передней камеры является радужка; в центре ее расположен зрачок - круглое отверстие диаметром 3,5 мм. В радужке находятся 2 мышцы, расширяющие и сужающие зрачок. Радужка переходит в цилиарное тело. В нем заложена мышца непроизвольного действия, участвующего в аккомодации глаза. Радужная оболочка цилиарное тело составляют среднюю оболочку глаза. Внутренняя оболочка глаза - сетчатка - воспринимающий аппарат. Один из ее слоев - слой зрительных клеток, состоящий из световоспринимающих клеток - палочковых и колбочковых, осуществляющих восприятие цвета. В центре сетчатки расположена область желтого пятна. Полость глаза выполнена хрусталиком и стекловидным телом. Чечевицеобразный хрусталик расположен непосредственно за радужной оболочкой. Стекловидное тело - бесцветная студенистая масса - занимает большую часть полости глаза. Движение глазных яблок возможны благодаря аппарату, состоящему из 4 прямых и 2 косых мышц. Сокращение отдельных мышц глаза или же их групп обеспечивают координированные движения глаз.

Оптическая система глаза

Поступающие в глаз световые лучи, прежде чем оказаться на сетчатке, проходят через несколько преломляющих поверхностей:

водянистая влага передней и задней камер глаза;

В результате преломления на сетчатке возникает уменьшенное перевернутое изображение видимого предмета. Преломляющая способность глаза называется рефракция, и она зависит от 2/3 от преломляющей способности роговицы и на 1/3 от хрусталика. Глаз может приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся на различном расстоянии от него.

Эта способность глаза называется аккомодация. Она осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика.

Светочувствительный аппарат

Сетчатка представляет собой внутреннюю оболочку глаза, имеющую сложную, многослойную структуру. Здесь расположены фоторецепторы (палочки и колбочки). В сетчатой оболочке насчитывается приметно 125 млн. палочек и 6 млн. колбочек. Главная масса колбочек сосредоточена в центральной области сетчатки в желтом пятне. По мере удаления от центра число колбочек уменьшается, а палочек возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки. Колбочки предназначены для дневного зрения. Они малочувствительны к слабому освещению. Ими воспринимаются форма, цвет и детали предмета. Палочки воспринимают световые лучи в условиях сумеречного освещения.

Желтое пятно, особенно его центральная ямка, состоящая только из колбочек, является местом наилучшего видения. Такое зрение называется центральным. Остальные части сетчатки принимают участие в боковом, или периферическом, зрении. Задержите взгляд на какой-либо букве читаемой вами строки, и вы убедитесь в том, что эта буква видна хорошо, остальные буквы, особенно расположенные по краям строки, заметно хуже. Центральное зрение обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов, а периферическое зрение дает возможность ориентироваться в пространстве.




Трехкомпонентная теория цветового зрения

Человеческий глаз способен различать цвета. Возникновение того или иного цветового ощущения зависит от длины световых волн, действующих на глаз. Длинные волны вызывают ощущение красного цвета, короткие - фиолетового. Волны промежуточной длины вызывают ощущение остальных пяти цветов спектра. Если предмет одновременно отражает все волны спектра, он кажется нам белым; если поглощает - черным.

Иногда у человека частично или полностью нарушается восприятие цвета. Это цветовая слепота. При полной цветовой слепоте (ахромазии) человек видит все предметы одинаково окрашенными в серый цвет, других цветов он не воспринимает.

Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского ученого Д. Дальтона, у которого впервые было обнаружено это нарушение). Дальтоники обычно не различают красный и зеленый цвета (они им кажутся серыми разных оттенков). Около 4-5% всех мужчин страдают дальтонизмом. У женщин он встречается реже (до 5%). Для обнаружения дальтонизма пользуются специальными цветовыми таблицами.

Бинокулярное зрение

Нормальное зрение осуществляется двумя глазами (бинокулярное зрение). Это позволяет ощущать рельефное изображение предметов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза.

При зрение двумя глазами на сетчатке каждого глаза получается свое изображение рассматриваемого предмета. Однако человек воспринимает предмет одиночным. Это происходит от того, что изображение предмета возникает на идентичных точках сетчатки. Идентичными точками сетчатки двух глаз называют области центральных ямок и все точки, расположенные от нее на одинаковом расстоянии. Несовпадающие точки в сетчатке называют неидентичными.

Если лучи от рассматриваемого предмета попадут на идентичные точки сетчаток, то изображение предмета будет раздвоенным.

Зрение двумя глазами отличает восприятие пространства и глубины расположения предметов, дает представление о форме, объеме рассматриваемого предмета. При рассматривании предмета поочередно то одним, то другим глазом, мы видим разные стороны его, что дает представление об объемности предмета.

Восприятие движения предмета в случае неподвижного глаза зависит от передвижения, перемещения его изображения на сетчатке. Восприятие движущихся предметов при одновременном движении глаз и головы и определении скорости движения предметов обусловлено не только зрительными, но и центростремительными импульсами от глазных и шейных мышц.

Зрительный анализатор

Значение зрительного анализатора

Около 80% информации об окружающем мире человек получает благодаря зрению.

Строение глаза

Глаз человека состоит из глазного яблока, соединенного зрительным нервом с головным мозгом, и вспомогательного аппарата (веки, слезные органы и мышцы, двигающие глазное яблоко). По форме глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Его размеры могут быть больше или меньше, что имеет значение для формирования преломляющей способности глаза - его рефракции.

Стенки глаза состоят из 3 оболочек - наружной, средней и внутренней. Они окружают содержимое глазного яблока - хрусталик, стекловидное тело, внутриглазную жидкость. Наружная оболочка глаза - непрозрачная склера, занимающая 5/6 его поверхности; в своем переднем отделе соединяется с прозрачной роговицей. Спереди склера покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой, которая сзади переходит на внутреннюю поверхность верхнего и нижнего век. По оптическим свойствам роговица - наиболее сильная преломляющая среда глаза. Она также является как бы окном, через которое в глаз проходят лучи света. Непосредственно за роговицей находятся передняя камера глаза - пространство, заполненное прозрачной жидкостью. Задней стенкой передней камеры является радужка; в центре ее расположен зрачок - круглое отверстие диаметром 3,5 мм. В радужке находятся 2 мышцы, расширяющие и сужающие зрачок. Радужка переходит в цилиарное тело. В нем заложена мышца непроизвольного действия, участвующего в аккомодации глаза. Радужная оболочка цилиарное тело составляют среднюю оболочку глаза. Внутренняя оболочка глаза - сетчатка - воспринимающий аппарат. Один из ее слоев - слой зрительных клеток, состоящий из световоспринимающих клеток - палочковых и колбочковых, осуществляющих восприятие цвета. В центре сетчатки расположена область желтого пятна. Полость глаза выполнена хрусталиком и стекловидным телом. Чечевицеобразный хрусталик расположен непосредственно за радужной оболочкой. Стекловидное тело - бесцветная студенистая масса - занимает большую часть полости глаза. Движение глазных яблок возможны благодаря аппарату, состоящему из 4 прямых и 2 косых мышц. Сокращение отдельных мышц глаза или же их групп обеспечивают координированные движения глаз.

Оптическая система глаза

Поступающие в глаз световые лучи, прежде чем оказаться на сетчатке, проходят через несколько преломляющих поверхностей:

водянистая влага передней и задней камер глаза;

В результате преломления на сетчатке возникает уменьшенное перевернутое изображение видимого предмета. Преломляющая способность глаза называется рефракция, и она зависит от 2/3 от преломляющей способности роговицы и на 1/3 от хрусталика. Глаз может приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся на различном расстоянии от него.

Эта способность глаза называется аккомодация. Она осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика.

Светочувствительный аппарат

Сетчатка представляет собой внутреннюю оболочку глаза, имеющую сложную, многослойную структуру. Здесь расположены фоторецепторы (палочки и колбочки). В сетчатой оболочке насчитывается приметно 125 млн. палочек и 6 млн. колбочек. Главная масса колбочек сосредоточена в центральной области сетчатки в желтом пятне. По мере удаления от центра число колбочек уменьшается, а палочек возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки. Колбочки предназначены для дневного зрения. Они малочувствительны к слабому освещению. Ими воспринимаются форма, цвет и детали предмета. Палочки воспринимают световые лучи в условиях сумеречного освещения.

Желтое пятно, особенно его центральная ямка, состоящая только из колбочек, является местом наилучшего видения. Такое зрение называется центральным. Остальные части сетчатки принимают участие в боковом, или периферическом, зрении. Задержите взгляд на какой-либо букве читаемой вами строки, и вы убедитесь в том, что эта буква видна хорошо, остальные буквы, особенно расположенные по краям строки, заметно хуже. Центральное зрение обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов, а периферическое зрение дает возможность ориентироваться в пространстве.

Трехкомпонентная теория цветового зрения

Человеческий глаз способен различать цвета. Возникновение того или иного цветового ощущения зависит от длины световых волн, действующих на глаз. Длинные волны вызывают ощущение красного цвета, короткие - фиолетового. Волны промежуточной длины вызывают ощущение остальных пяти цветов спектра. Если предмет одновременно отражает все волны спектра, он кажется нам белым; если поглощает - черным.

Иногда у человека частично или полностью нарушается восприятие цвета. Это цветовая слепота. При полной цветовой слепоте (ахромазии) человек видит все предметы одинаково окрашенными в серый цвет, других цветов он не воспринимает.

Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского ученого Д. Дальтона, у которого впервые было обнаружено это нарушение). Дальтоники обычно не различают красный и зеленый цвета (они им кажутся серыми разных оттенков). Около 4-5% всех мужчин страдают дальтонизмом. У женщин он встречается реже (до 5%). Для обнаружения дальтонизма пользуются специальными цветовыми таблицами.

Бинокулярное зрение

Нормальное зрение осуществляется двумя глазами (бинокулярное зрение). Это позволяет ощущать рельефное изображение предметов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза.

При зрение двумя глазами на сетчатке каждого глаза получается свое изображение рассматриваемого предмета. Однако человек воспринимает предмет одиночным. Это происходит от того, что изображение предмета возникает на идентичных точках сетчатки. Идентичными точками сетчатки двух глаз называют области центральных ямок и все точки, расположенные от нее на одинаковом расстоянии. Несовпадающие точки в сетчатке называют неидентичными.

Если лучи от рассматриваемого предмета попадут на идентичные точки сетчаток, то изображение предмета будет раздвоенным.

Зрение двумя глазами отличает восприятие пространства и глубины расположения предметов, дает представление о форме, объеме рассматриваемого предмета. При рассматривании предмета поочередно то одним, то другим глазом, мы видим разные стороны его, что дает представление об объемности предмета.

Восприятие движения предмета в случае неподвижного глаза зависит от передвижения, перемещения его изображения на сетчатке. Восприятие движущихся предметов при одновременном движении глаз и головы и определении скорости движения предметов обусловлено не только зрительными, но и центростремительными импульсами от глазных и шейных мышц.

  • Тео́рия цветоощуще́ния Гельмго́льца (теория цветоощущения Юнга-Гельмгольца, трёхкомпонентная теория цветоощущения) — теория цветоощущения, предполагающая существование в глазу особых элементов для восприятия красного, зелёного и синего цветов. Восприятие других цветов обусловлено взаимодействием этих элементов. Сформулирована Томасом Юнгом и Германом Гельмгольцем.

В 1959 году теория была экспериментально подтверждена Джорджом Уолдом и Полом Брауном из Гарвардского университета и Эдвардом Мак-Николом и Уильямом Марксом из Университета Джонса Гопкинса, которые обнаружили, что в сетчатке существует три (и только три) типа колбочек, которые чувствительны к свету с длиной волны 430, 530 и 560 нм, т. е. к фиолетовому, зелёному и жёлто-зелёному цвету.

Связанные понятия

Цветовая агнозия (корковая ахроматопсия) — тип зрительных гностических расстройств, при котором утрачивается способность восприятия и использования цвета как одного из сложных свойств объекта. Больные с этим нарушением правильно различают отдельные цвета и правильно их называют, имеют сохранное цветоощущение, однако не могут соотнести цвет с определенным предметом. При данном расстройстве возникают трудности категоризации и сортировки цветов, связанные с тем, что у больных отсутствует обобщенное.

Зрение человека (зрительное восприятие) — способность человека воспринимать информацию путём преобразования энергии электромагнитного излучения светового диапазона, осуществляемая зрительной системой.

Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия, индивидуальные наследственные.

Метамери́я (или метамери́зм) — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета. В более узком смысле, метамерией называют явление, когда два окрашенных образца воспринимаются одинаково окрашенными под одним источником освещения, но теряют сходство при других условиях освещения (с другими спектральными характеристиками излучаемого света).

Зри́тельная агнози́я, или опти́ческая агнози́я, — нарушение зрительного восприятия, при котором теряется возможность узнавать и определять информацию, поступающую через зрительный анализатор.

Спектральные цвета — цвета, которым по зрительному ощущению человека можно поставить в соответствие видимый свет, имеющий определённую длину волны. Их можно интерпретировать, как узкие (вплоть до монохроматичности) участки непрерывного спектра видимого светового излучения.

Тетрахрома́тия — восприятие видимого диапазона спектра электромагнитного излучения комбинациями четырёх основных цветов. В глазах тетрахроматов содержатся четыре типа световых рецепторов с разными степенями восприятия разных поддиапазонов видимого спектра. Тетрахроматы способны видеть излучения, выходящие за пределы видимого человеческим глазом спектра и различают цвета, которые для обычного человека воспринимаются как идентичные. Такой структурой строения глаза обладают отдельные виды птиц, рыб.

Аддитивное смешение цветов — метод синтеза цвета, основанный на сложении цветов непосредственно излучающих объектов.

Окра́ска — свойство предметов отражать, переизлучать и рассеивать свет, определяющее их визуальное восприятие в определённых условиях — ощущаемый человеком цвет.

Предметная агнозия (зрительная апперцептивная агнозия) — одна из самых распространенных форм нарушений зрительного гнозиса, которая в той или иной степени встречается у большинства больных с поражением затылочно-теменных отделов мозга.

Цветовой центр - это область мозга, которая в первую очередь отвечает за визуальное восприятие и кортикальную обработку цветовых сигналов, полученных глазом, результатом чего в конечном итоге является цветоощущение. Цветовой центр у людей, как полагают, расположен в вентральной затылочной доли как часть зрительной системы, в дополнение к другим областям, ответственным за распознавание и обработку определенных зрительных стимулов, таких как лица, слова и объекты. Многие исследования функциональной.

Инвариантность восприятия — это основное свойство восприятия, которое имеет жизненно важное значение. Если бы не инвариантность восприятия, то люди не смогли бы легко ориентироваться в пространстве, появилась бы проблема в распознавании ранее знакомых предметов при изменении физических условий (н-р, ракурс, цвет, свет и т. д.).

Глаз (лат. oculus) — сенсорный орган (орган зрительной системы) животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира.

Ощуще́ние, чу́вственный о́пыт — психический процесс, представляющий собой психическое отражение отдельных свойств и состояний внешней среды, субъектом внутренних или внешних стимулов и раздражителей, поступающих в виде сигналов посредством сенсорной системы, при участии нервной системы в целом.

Цветопостоянство (цветовая константность) — особенность человеческого восприятия цвета, которая заключается в том, что воспринимаемый цвет объекта остается примерно одинаковым при изменении цвета освещения. Например, глаз (а точнее, мозг) видит зелёное яблоко зелёным как в середине дня, при белом освещении, так и на закате, когда освещение красное.

Восприятие пространства — способность человека воспринимать пространственные характеристики окружающего мира: величину и форму предметов, а также их взаимное расположение.

Су́меречное зре́ние — механизм восприятия света зрительной системой человека, действующий в условиях освещённости, промежуточной по отношению к тем, при которых действуют ночное и дневное зрение.

Эффект Трокслера или феномен Трокслера — физиологический феномен в области визуального восприятия. Впервые описан швейцарским врачом, философом и политиком Игнацом Трокслером в 1804 году.

Мода́льность (от лат. modus — способ) — принадлежность отражаемого раздражителя к определённой сенсорной системе; качественность определённости ощущений. Модальность обусловлена строением органов чувств и особенностями среды, воздействующей на них.

Тон (англ. hue) — одна из трёх основных характеристик цвета наряду с насыщенностью и светлотой. В строгом колориметрическом смысле тон - это направление вектора цветности (вектора на диаграмме цветности с началом в точке белого и концом в данной цветности). Направление может быть задано углом (это и есть цветовой тон), в то время как удаленность от точки белого задается в процентах и называется насыщенностью (степенью смешивания наиболее насыщенных цветов - спектральных или крайних пурпурных с белым.

Сенсо́рная систе́ма — совокупность периферических и центральных структур нервной системы, ответственных за восприятие сигналов различных модальностей из окружающей или внутренней среды. Сенсорная система состоит из рецепторов, нейронных проводящих путей и отделов головного мозга, ответственных за обработку полученных сигналов. Наиболее известными сенсорными системами являются зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. С помощью сенсорной системы можно почувствовать такие физические свойства, как температура.

Агнозия (от др.-греч. ἀ- — отрицат. частица + γνῶσις — знание) — нарушение различных видов восприятия (зрительного, слухового, тактильного) при сохранении чувствительности и сознания.

Ночно́е зре́ние — механизм восприятия света зрительной системой человека, действующий в условиях относительно низкой освещённости. Осуществляется с помощью палочек при яркости фона менее 0,01 кд/м2, что соответствует ночным условиям освещения. Колбочки в этих условиях не функционируют, поскольку для их возбуждения не хватает интенсивности света. Синонимы: скотопическое (от др.-греч. σκότος — темнота и ὤψ — взгляд, вид) и палочковое зрение.

Теория ретинекса (англ. retinex theory; от retina — сетчатка и cortex — кора головного мозга) — теория цветовой константности зрения, сформулированная Эдвином Г. Лэндом в 1971 году.

Эффе́кт Макка́лоу — оптическая иллюзия, впервые открытая и исследуемая американским психологом Селестой Маккалоу в 1965 году. Эта иллюзия относится к иллюзиям последействия и заключается в том, что черно-белые горизонтальные и вертикальные полоски на тестовой картинке начинают казаться цветными.

Рецептивное поле (англ. receptive field) сенсорного нейрона — участок с рецепторами, которые при воздействии на них определённого стимула приводят к изменению возбуждения этого нейрона.

Фоторецепторы — светочувствительные сенсорные нейроны сетчатки глаза. Фоторецепторы содержатся во внешнем зернистом слое сетчатки. Фоторецепторы отвечают гиперполяризацией (а не деполяризацией, как другие нейроны) в ответ на адекватный этим рецепторам сигнал — свет. Фоторецепторы размещаются в сетчатке очень плотно, в виде шестиугольников (гексагональная упаковка).

Дневно́е зре́ние — механизм восприятия света зрительной системой человека, действующий в условиях относительно высокой освещённости. Осуществляется с помощью колбочек при яркости фона, превышающей 10 кд/м2, что соответствует дневным условиям освещения. Палочки в этих условиях не функционируют. Синонимы: фотопическое (от др.-греч. φῶς — свет и ὤψ — взгляд, вид) и колбочковое зрение.

Монохромазия — (греч. monos chroma) — врождённая полная цветовая слепота. Человек, страдающий монохромазией, различает цвета только по их яркости.

Восприя́тие, перце́пция (от лат. perceptio) — чувственное познание предметов окружающего мира, субъективно представляющееся непосредственным.

Послеобраз — феномен зрительного восприятия, состоящий в том, что после продолжительной зрительной фиксации на каком-либо объекте (например, на источнике яркого света), либо после яркой вспышки человек (или другие животные) продолжает видеть след изображения, даже если объект уже исчез из поля зрения.

Графемно-цветовая синестезия — это форма синестезии, при которой индивидуальное восприятие графем — цифр и букв — ассоциируется с ощущением цвета. Как и все формы синестезии, графемно-цветовая синестезия непроизвольна, постоянна и неизменна в памяти. Графемно-цветовая синестезия является одной из самых распространённых форм синестезии и, благодаря обширным знаниям о зрительной системе, одной из наиболее изученных.

Цветовая модель — математическая модель описания представления цветов в виде кортежей чисел (обычно из трёх, реже — четырёх значений), называемых цветовыми компонентами или цветовыми координатами. Все возможные значения цветов, задаваемые моделью, определяют цветовое пространство.

Негативность рассогласования (сокр. НР; англ. Mismatch Negativity, MMN) — термин когнитивной нейробиологии. НР представляет собой разновидность вызванных потенциалов, связанных с событием. Данный феномен был открыт Ристо Наатаненом в 1978 году.

Эффект контраста — это увеличение или уменьшение, по сравнению с привычными, воспринимаемых параметров объектов (людей, явлений или процессов), если непосредственно до этого аналогичный воспринимаемый параметр был меньшего или большего значения. (Под привычными параметрами здесь понимается такие, которые выводятся без сравнения, например, из накопленного опыта.) Эффект контраста проявляется как для человека, так и для остальных животных, и распространяется на восприятие, когнитивную способность и.

Цветовой круг — способ представления цветов видимого спектра в условной форме, обозначающей различные цветовые модели. Секторы круга представляют определяемые цвета, размещённые в порядке условно близком к расположению в спектре видимого света, причем в круг добавлен условный пурпурный цвет, который связывает крайние спектральные цвета.

Иррадиация (лат. irradio — освещаю лучами) — в оптике — явление зрительного восприятия человеком трехмерных объектов и плоских фигур на контрастном фоне, при котором происходит оптический обман зрения, заключенный в том, что наблюдаемый предмет кажется иного размера, нежели его истинный размер.

Бинокулярная конкуренция — феномен зрительного восприятия, возникающий при предъявлении различных изображений правому и левому глазу. При этом испытуемый видит не смесь двух изображений, но вместо этого поочередно то одно, то другое изображение, сами фазы восприятия могут сменять друг друга нерегулярно. Поскольку зрительный стимул при этом не меняется, бинокулярная конкуренция служит экспериментальным доказательством того, что мозг не просто отображает внешнюю зрительную информацию, но активно создаёт.

Дополнительные цвета (взаимодополнительные) — пары цветов, оптическое смешение которых приводит к формированию психологического ощущения ахроматического цвета (чёрного, белого или серого). Синоним понятия — противоположные цвета. Понятие тесно связано с введённым в колориметрию понятием Основные цвета. Дополнительные цвета при смешивании дают ахроматические цвета.

Дихромазия (греч. dichromasia; ди- + chroma - цвет) – это расстройство цветовосприятия ввиду нарушений функций колбочковой системы. Дихромазия может нести как врождённый (генетический механизм, встречается у 8% представителей мужского пола и у 0,4% представителей женского пола), так и приобретённый характер.Больной дихромазией способен различить лишь два главных цвета. Впервые расстройство цветовосприятия было упомянуто учёным – Дальтоном.

Па́лочки (англ. rod cells) — один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою цилиндрическую форму. В сетчатке глаза человека содержится приблизительно около 120 миллионов палочек. Размеры их невелики: длина палочек 0,06 мм, диаметр 0,002 мм. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение.

Сенсорный порог (порог физиологического ощущения) — то количество раздражителя, которое вызывает едва заметное ощущение, его утрату или смену ощущений.

Дихроматическое зрение — тип зрения, при котором восприятие цвета основано на двух независимых каналах, получаемых соответствующими типами колбочек. Тех, кто обладает дихроматическим зрением, называют дихроматами.

Читайте также: