Кольоровий зір.

Людина може розрізняти приблизно 7 млн різних кольорових відтінків. Весь цей набір можна розбити на 2 групи – хроматичні відтінки (пов’язані із забарвленням поверхонь предметів і характеризуються 3 якостями – кольоровим тоном, що визначається довжиною світлових хвиль), насиченістю і світлістю) і ахроматичні відтінки (утворюють природну послідовність від найяскравішого білого через різні градації сірого до глибокого чорного, який відповідає відчуттю чорного у явищі одночасного контрасту.

Коли світло падає на певний об'єкт, то найчастіше відбувається один з трьох процесів: 1) світло поглинається і його енергія перетворюється на теплоту; 2) світло проходить крізь об'єкт; 3) світло відбивається від поверхні об'єкта. Часто можуть відбуватися два або три процеси одночасно. Для багатьох об'єктів відносна кількість світла, що поглинається і відбивається, залежить від довжини хвилі. Так, зелений листок рослини поглинає довгі й короткі хвилі сонячного світла і відбиває світло проміжної ділянки спектра, що сприймається нами як зелений колір.

Проте який саме колір ми бачимо, залежить не тільки від довжини хвилі, а й від розподілу енергії (інтенсивності) між різними частинами спектра і від неоднакової стимуляції фоторецепторів колірного зору — колбочкових фоторецепторів.

Теорії колірного зору. З погляду трикомпонентної теорії кольоросприйняття Юнга —Гельмгольца, у сітківці є три види колбочкових рецепторів, які функціонують як незалежні оптичні приймачі (кожний з яких реагує на промені одного з трьох основних кольорів видимого спектра): колбочкові фоторецептори, які максимально поглинають червоно-оранжеві (575 нм), зелені (535 нм) і сині (430 нм) промені. Зоровий пігмент колбочкових фоторецепторів йодопсин об'єднує три пігменти — еритролаб, хлоролаб і ціанолаб. Кожен з них має максимальну спектральну чутливість, що відповідає трьом основним кольорам спектра. Справедливість трикомпонентної теорії кольоросприйняття також підтверджується законами змішування кольорів і багатьма психофізичними даними. При подразненні колбочок різного типу однаковою мірою виникає відчуття білого кольору. А якщо різною мірою – всі кольори веселки. Слід зазначити, що 3-хкомпонентна теорія кольорового зору була запропонована М.Ю. Ломоносовим.

Електрофізіологічні дослідження показали, що електрична активність деяких гангліозних нейронів шару сітківки виникає під впливом проміння будь-якої довжини хвилі у видимій частині спектра. Такі елементи сітківки називають домінаторами (Р. Граніт). Одні домінатори отримують сигнали від паличкових фоторецепторів і називаються скотопічними, інші — від колбочкових і називаються фотопічними. В інших гангліозних нейронах, що називаються модуляторами, ПД виникають лише при освітленні їх промінням певної довжини хвилі. Виявлено 7 видів таких модуляторів, які оптимально реагують на світло різної довжини хвилі (від 400 до 600 нм). Три компоненти кольоросприйняття виникають унаслідок усереднення кривих спектральної чутливості модуляторів, які можна згрупувати відповідно до трьох основних частин спектра: синьо-фіолетової, зеленої, жовтогарячої.

У XIX ст. Герінг запропонував теорію опонентних кольорів, відповідно до якої існує 4 основних кольори — червоний, жовтий, зелений і синій. Вони попарно пов’язані за допомогою двох антагоністичних механізмів: червоно-зеленого та жовто-синього і називаються опонентними, оскільки в певний момент збуджується тільки один колір з кожної пари. Отже, теорія Герінга постулює наявність антагоністичних нейронних механізмів: якщо нейрон збуджується під впливом зеленого стимулу, то червоний стимул викликає його гальмування. Сучасні мікроелектродні дослідження показали, що у деяких хребетних, що мають колірний зір, існують "червоно-зелені" нейрони, в яких виникає гіперполяризація, коли його рецептивне поле освітлюється короткохвильовим світлом у діапазоні 400 — 600 нм, а при освітленні світлом довжиною хвилі понад 600 нм виникає деполяризація мембрани. Припускають, що такі нейрони найефективніше кодують інформацію про колір. Справедливість теорії опонентних кольорів підтверджується й наявністю кольорових послідовних образів.

Можна зробити висновок, що 3-хкомпонентна теорія підходить для опису функціонування рівня рецепторів, а опонентна – для опису нейронних систем вищого рівня зорової системи.

Колірний просторовий зір розв'язує два основних завдання: опис кольору (барви) предмета чи його частин і впізнання предмета за допомогою кольору. На світлове випромінювання певної довжини хвилі колбочкові фоторецептори трьох різних типів відповідають сигналами, які відрізняються за своєю амплітудою. Якісно усі сигнали однакові і кольорових відчуттів у собі не несуть.

У проекційній зоровій зоні кори півкуль великого мозку існують рецептивні поля, які реагують на забарвлені певним чином розміщені смужки, а також звичайні концентричні колірні поля. Також, у зоровій зоні кори мозку людини існують червоно-зелені і синьо-жовті канали, які чітко відрізняються від ахроматичних. Надзвичайно важливою особливістю зорової системи є можливість пізнавати забарвлення предметів незалежно від умов освітлення. Це явище називають константністю кольоросприйняття. Воно зумовлене наявністю у зоровій зоні кори нейронів, які реагують у вузькій смузі частот незалежно від спектра, відбитого від поверхні об'єкта.

Крім спектральних кольорів існують і неспектральні кольори. Так, при змішуванні спектральних кольорів не можна отримати таких кольорів, як брунатний, хакі, маслиновий. Вважають, що неспектральні кольори виникають тільки при змішуванні пігментів, зокрема їх можна отримати шляхом додавання до спектральних кольорів "чорного кольору". Це здійснюється не лише за допомогою пігментів, а й приладів: колірної телевізійної установки, багатоканального колірного стимулятора. Так, жовтогаряча пляма в оточенні білого фону буде жовтогарячою лише за умови, що яскравість самої плями не менша яскравості фону. Якщо ж зробити яскравість фону більшою, ніж яскравість плями, то отримаємо насичений брунатний колір.

Отже, це доводить, що "чорна" половина колірного простору реально існує. Власне кажучи, на цьому ґрунтується кольорове телебачення: ті ділянки екрана, освітленість яких вища за середній рівень, сприймаються забарвленими у спектральні кольори, а ті ділянки, освітленість яких нижча за середній рівень, сприймаються забарвленими у неспектральні кольори.

Протягом першого року життя у дитини спостерігається повна колірна сліпота. Відчуття червоного з'являється у дівчаток у 14, зеленого — у 16 і синього — у 18 місяців. У хлопчиків цей процес відбувається на 2 місяці пізніше. Діти віком 2,5 — З років досить добре визначають червоний колір, гірше — зелений і ще гірше синій. Формування кольоросприйняття завершується у дівчаток у 7,5, у хлопчиків — у 8 років.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Світлова чутливість і зорова адаптація.	\|	Сприйняття простору.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.