Функции зрения и свойства зрительного анализатора

Зрение - это сложная система, выполняет несколько функций: светоощущение, цветное ощущение, восприятие формы предметов (количественной мерой этой функции является острота зрения), способность видеть большое пространство при неподвижном взгляде (поле зрения), способность сочетать изображение двух глаз в одно (бинокулярность зрения). Все функции зависят от предыдущего опыта и обучения (светоощущение и цветное ощущение - в меньшей степени, острота зрения и бинокулярное зрение - больше).

Светоощущение - сложный процесс трансформации физической энергии света в биологическую. Светоощущение представляет собой самую раннюю функцию зрительного анализатора и связано с восприятием ахроматических серого цвета, расположенных между белым и черным. Светоощущение дает возможность ориентироваться в условиях незначительной освещенности в сумерках и в ночное время.

Чувствительность зрительного анализатора к свету определяют с помощью уровней порогов светоощущение. Слабое световое раздражение, что вызывает ощущение света, называют абсолютным световым порогом (J). Величина, обратная световом порога, характеризует световую чувствительность (Е).

Контрастная, или отличительная, световая чувствительность позволяет определить разницу яркости двух или нескольких объектов. Глаз человека различает изменение яркости относительно начальной в пределах 0,5%.

Острота зрения - мера способности глаза выявлять, различать и узнавать объекты в окружающем фоне. Острота зрения определяется величиной, обратной углу зрения, под которым рассматривается наименьший видимый предмет. Еще в ХVII в. Р. Гук установил, что две звезды видны невооруженным глазом, если расстояние между ними составляет 1 минуту или больше. Если глаз различает детали предметов, видимые под углом 1 минута, то острота зрения равна 1.

Поле зрения - пространство, которое одновременно воспринимается глазом при неподвижном взгляде и фиксированном положении головы. В поле зрения можно выделить периферические и центральные отделы. Периферические отделы характеризует периферическое зрение и позволяют видеть объекты на периферии поля зрения, примерно определить его размеры и форму. Центральные отделы относятся к центральному зрения и дают возможность не примерно, а точно установить форму, размер и цвет объекта. В центральной части поля зрения мы наиболее четко различаем цвет и форму предмета. По мере приближения к периферии поля зрения ощущения светлоты и выразительность зрительного образа, а также способность различать цвета уменьшаются.

Красный цвет, ярко светится и возбуждает внимание в центре поля зрения, на периферии теряет свою силу и кажется серым. Желтый цвет и на периферии поля зрения воспринимается как действующий (желтый) цвет. Поэтому его используют как предупредительный цвет. Синий цвет также на периферии воспринимается как действующий, но, будучи пассивным кулером, он не способен привлекать к себе внимание.

Благодаря разности углов, под которыми рассматривается тот же объект обоими глазами, бинокулярность приводит стереоскопичность восприятия, является одним из средств оценки объемности предметов и расстояния до них.

Цветное зрение - способность глаза человека различать цвета, то есть чувствовать различия в спектральном составе видимых излучений и окраске предметов. Цветное зрение обусловлен совместной работой нескольких светоприёмников.

Из многочисленных теорий цветового зрения наиболее признана трехкомпонентная теория, впервые высказана М.В. Ломоносовым (1756), получившая дальнейшее развитие в трудах Г. Юнга и Г. Гельмгольца. Сущность ее сводится к тому, что в глазу есть три типа фоторецепторов, каждый из которых имеет максимальную чувствительность в определенной области спектра: один - в красной, второй - в зеленой, третий - в синий. Свет любого спектрального состава может быть разложено на эти три составные части. Белый цвет состоит из семи цветов радуги: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового.

Цветное зрение зависит не только от чувствительности сетчатки, но и от определенных автономных процессов, происходящих в головном мозге.

Константа цвета - особая способность зрительного анализатора, несмотря на разное освещение, оценивать цвет предмета на основе знания его цвета в условиях дневного света.

Правильная оценка достигается произвольной изменением чувствительности сетчатки и сужением или расширением зрачка. В окончательной оценке видимого цвета участвует очень много факторов, влияющих на деятельность головного мозга. Эта приближенная константа цвета видимых предметов, несмотря на значительные качественные и количественные изменения в освещении поля зрения, - один из лучших и самых важных факторов физиологической оптики. Без этой способности ком мела в течение дня принимала бы всех возможных оттенков цвета между белым и черным. Если бы наше зрение не имел константности, то не существовало бы восприятие предмета, а наблюдалось бы непрерывное мерцание разноцветных пятен и световых бликов.

Трансформация - способность нашего зрения постепенно привыкать к слабому освещению и судить о цвете предмета так, как и при нормальном освещении.

Аккомодация (свойство близка к адаптации) - приспособление глаза к ясному видению предметов, находящихся на разном расстоянии. Это достигается изменением кривизны хрусталика. Чем ближе предмет, тем более выпуклым становится хрусталик, и наоборот, чем дальше предмет, тем больше сплющивается хрусталик. С возрастом эластичность хрусталика меняется, и он в значительной степени теряет способность менять форму.

Цвета, воспринимаемые человеческим глазом, можно разделить на две основные группы: хроматические (имеющие цветной тон) и ахроматические (черный, белый и все оттенки серого). Серого цвета в спектре нет, и он не может быть охарактеризован длиной волны электромагнитного спектра. Этот цвет определяется только показателем яркости.

Человеческий глаз может различать в спектре около 150 цветовых тонов. Здоровый глаз при нормальном освещении различает более 100 тыс. цветных стимулов.