Сприйняття кольору завжди хвилювало вчених, змушувало шукати механізми його виникнення. Людське око розрізняє близько 10 млн кольорів, включаючи всі відтінки та 7 основних. Це вміння з'явилося в процесі еволюції людини, і існує завдяки наявності сітківки та специфічних клітин – колб. Ці клітинні структури містять пігмент йодопсин, що поділяється на види, що уловлюють кольори жовто-зеленого та жовто-червоного спектру. У 8% чоловіків і 0,5% жінок є спадкове порушення сприйняття кольору — дальтонізм.
Норми зору
Око людини розпізнає кілька мільйонів кольорів та відтінків. Основними є жовтий, червоний, синій та зелений. Всі інші кольори з'являються при злитті цих 4. Сприйняття відтінків залежить від культурологічних особливостей. Наприклад, у диких племенах люди розрізняють більше зелених квітів, оскільки їм життєво необхідно знати відмінності між рослинами. Існує індивіди, що бачать більше відтінків, ніж інші. Це вважається варіантом норми і зумовлено тим, що в їхній сітківці знаходиться більша кількість колбочкоподібних клітин, або самі клітинні структури містять більше йодопсину.
Скільки кольорів розрізняє око?
Людське очне яблуко сприймає 7 основних кольорів, без урахування ахроматичних. До останніх належать білий, чорний та сірий. Кожен промінь світла виражений по-різному. Це і зумовлює різноманітність відтінків. Орган зору може розрізняти приблизно 10 мільйонів кольорів. Що ж до ахроматичних відтінків, людина сприймає близько 300 відтінків сірого.Важливо пам'ятати, що очне яблуко у людей здатне бачити світлові хвилі завдовжки від 320 до 760 нм. Але інфракороткі (інфрачервоні) та ультрадовгі (ультрафіолетові) кольори людський орган зору розрізнити нездатний.
Які кольори бачить людина?
Дитина розрізняє лише основні кольори та розділяти їх на відтінки починає у міру дорослішання.
У дитини видимий спектр дещо звужений. Він сприймає лише основні кольори — жовтий, червоний, синій та зелений. Це є віковою та фізіологічною нормою. У міру дорослішання людина починає розрізняти більшу кількість відтінків. І всі вони різняться за довжиною хвилі:
- Довгохвильові. До них відносяться червоний та помаранчевий відтінки.
- Середньохвильові. До цієї групи належать жовті та зелені кольори.
- Короткохвильові. Серед них виділяють блакитний, синій та фіолетовий.
В рамках зеленого спектру здорова людина бачить салатовий, смарагдовий, колір морської хвилі та багато інших
Відхилення сприйняття кольору
Цю групу захворювань поєднують терміном «дальтонізм». Ці патології є спадковими та закладені в аутосомно-рецесивних генах. За кількістю «випалих» кольорів розрізняють моно-, бі- та трихромазію. Колірний спектр цих пацієнтів різко звужується. Вони плутають червоне та зелене світло світлофора. Таким хворим заборонено працювати водіями громадського транспорту, операторами будівельної техніки, військовими. Ці професійні обмеження обумовлені тим, що пацієнт, який страждає на колірну сліпоту, може ненароком переплутати кнопки або лампочки. Також на якість сприйняття кольору впливають такі офтальмологічні патології, як катаракта і глаукома. Вони ускладнюються потьмаренням зору та втратою яскравості, контрастності кольорів.
Спробуйте побачити темряву, заплющивши очі. Швидше за все, у вас нічого не вийде. Більшість людей у такому положенні спостерігають дивні відблиски, різнокольорові плями, візерунки, що змінюються. Саме час поставити питання, що відбувається і чому так виходить.
Кольоровий зір як результат взаємодії очей та мозку
Людина отримала здатність розрізняти кольори завдяки особливому обладнанню очного дна, яке вкрите сітківкою. Вона складається з маленьких колб різного виду. Кожен вид колб орієнтований на конкретний колір. Одні відповідають за сприйняття червоного спектру, інші – синього, треті – зеленого.
Колбочки передають інформацію про колір у мозок, який сублімує, зіставляє, інтерпретує дані, перетворюючи їх на цілісну картинку. У цьому інформація передає не прямолінійно. Інакше ми блукали б кольори. Мозок сам визначає інтенсивність колірної гами. Він може змінити яскравість освітлення або занадто інтенсивний колір більш спокійними. Занадто велике навантаження на колбочки повертає їх у вихідний стан.
Як виявити результат діяльності мозку
Еволюція нагородила людину здатністю розрізняти кольори за різних умов. Додаткові налаштування з боку мозку полегшують завдання. Окремі ділянки сітківки виявляються залученими до процесу регулювання. З розплющеними очима ми навіть не помічаємо зміни. Однак результат діяльності мозку легко виявити, заплющивши очі.
Наприклад, яскрава освітленість предмета, що розглядається, вимагає втручання. Якщо замружитися, то можна побачити щось на кшталт негативу.У цих областях сітківки мозок «вичитав» яскравість, щоб ми могли адаптуватися, детально розглянути яскравий колір.
Візерунки і плями на темному тлі виникають через нашу схильність у всьому знаходити порядок. Нерідко ми намагаємося впорядкувати те, чого насправді не існує.
Чи є привід для занепокоєння
Різнокольорові відблиски при закритих очах в тій чи іншій мірі характерні для всіх людей. Чутливі натури намагаються знайти прихований сенс у хаотичних візерунках. .Нерідко так проявляється спазм судин органів зору або мозку.
Існують ще так звані хибні зорові образи. Наприклад, ми можемо спостерігати рухомі чорні точки при втомі, слабкості.
Зір для людини – одне з найважливіших почуттів, що допомагає сприймати навколишній світ. Близько 90% інформації про навколишню реальність люди отримують за допомогою зору.
Зір дозволяє нам захоплюватись усіма фарбами світу.Дивно, але здатність розрізняти кольори у жінок вища, ніж у чоловіків: 1 із 12 представників сильної частини людства не розрізняє кольору, у прекрасної статі такий відсоток набагато нижчий: тільки 1 дівчина з 200 не наділена здатністю розрізняти кольори.
У цій статті мова піде про зорові компоненти, які дозволяють передавати картинку навколишнього світу в мозок, про те, як цей процес відбувається, які існують патології в сприйнятті кольору.
Будова та функції ока
Те, яким ми побачимо зображення, повністю залежить від того, наскільки точний сигнал надійде в клітини головного мозку, наскільки точно буде оброблена отримана інформація.
Першорядну роль цьому грає правильне будова очного яблука. У дорослих цей орган у нормальному стані є кулею діаметром 24-25 мм. Складається він із різних тканин і структур, які беруть участь у проектуванні зображення та передачі його на необхідну ділянку головного мозку.
Зовнішню частину ока захищає рогівка, яка у нормальному стані є прозорим і однорідним за своєю структурою покривом. Рогівка пропускає через себе світлові промені, внаслідок чого людина отримує можливість споглядати світ у тривимірному зображенні.
Рогівка не містить жодної кровоносної судини і практично безкровна. Рогівка складається з 6 шарів:
- Епітальний шар розташовується на зовнішній поверхні ока, регулює вологість очей. Цей шар має чудову здатність швидко відновлюватися. З цієї причини скринька, що потрапила в око або дрібні частинки не можуть завдати великої шкоди зоровому здоров'ю, за винятком тих випадків, коли стороннє тіло потрапляє в глибші шари ока.
- Боуменова мембрана знаходиться відразу за епітальним шаром, цей орган бере участь в обмінних процесах клітин і контролює харчування рогівки. Цей шар не має здатності до самовідновлення, тому його пошкодження неминуче позначиться на якості зору.
- Строма – Колагеновий шар, що заповнює собою простір.
- Десцементова мембрана – дуже тонкий елемент, який розмежовує строму та ендотеліальну масу.
- Ендотеліальний шар відповідає за видалення надлишків рідини з рогівкового шару та забезпечує пропускну здатність рогівки.
- Слізна плівка змиває мікрочастинки пилу та покращує проникність кисню в очі. Слізна рідина, що надходить зі слізної плівки, зволожує і пом'якшує очі.
Колбочки та палички
Розглядаємо ми чудові полотна в музеї або насолоджуємося яскравими фарбами тропічних країн десь на узбережжі теплого моря, нам навіть на думку не спадає думка, що вся ця зрима пишність — результат копіткої праці дрібних фоторецепторів — паличок і колб сітківки ока.
Людське око – оптична система, завдяки якій люди мають можливість повною мірою бачити картинки навколишнього світу. Відбувається це так: фотон, проходячи через кришталик, фокусується на сітківці ока.
Далі активізуються світлочутливі клітини, периферичними відростками яких є колбочки та палички. Роздратування від світла перетворюється на нервовий імпульс, а той, у свою чергу, перенаправляється для подальшої обробки в головний мозок.
Назву «колбочки» та «палички» ці невтомні трудівники отримали завдяки своїй формі. Розміри у фоторецепторів надзвичайно малі:
- палички мають довжину 0,06 мм, діаметр 0,02 мм;
- колбочки в діаметрі становлять приблизно 50 мкм, а довжину мають лише 2-4 мкм.
Мікроскопічні розміри з лишком компенсуються кількістю, що дозволяє їм успішно реалізовувати свої функції. Паличок у сітківці ока міститься понад сотню мільйонів, а колбочок близько 7 мільйонів.
Палички високочутливі до фотонів і їхня головна місія — забезпечення бачення в умовах темряви. Чутливий до світла пігмент – родопсин, що знаходиться в мембранах паличок, надає можливість бачити в чорно-білих тонах.
На світлі пігмент розпадається в область синього кольору, і тоді, у взаємодії з колбами з'являється кольорове сприйняття. Речовини, що утворюються після розпаду пігменту діють як подразник на зоровий нерв, так відбувається передача імпульсу.
Принагідно з розкладанням родопсин йде і його відновлення. На регенерацію потрібно близько 30 хвилин, саме цей факт і відбивається на здатності людини звикати до темряви через деякий час.
Паличка складається з чотирьох частин:
- Зовнішня – Тут у великій масі містяться мембранні диски. Родопсин знаходиться в молекулах на мембранному диску;
- Сполучна – Вія, що з'єднує зовнішні та внутрішні складові системи;
- Внутрішня — містить у собі енергетичне ядро (мітохондрії), і особливі частинки, які у живих клітинах — полирибосомы, які необхідні синтезу білків.
- Нервові закінчення – інтернейрони.
Чутливість зору на периферії підвищується за рахунок того, що всі сигнали з сітківки ока обробляються не єдиною паличкою, а цілою групою.
Світлочутливість колб значно слабше, ніж у паличок, у темряві вони працювати не можуть.Колбочки діляться на три види, кожен з яких реагує на свій основний, базовий колір:
- короткохвильові – синій;
- середньохвильові – зелений;
- довгохвильові – червоний.
Синіх, лише близько 2%, а червоних, близько 64%. Спосіб дії йодопсину, що знаходиться в мембранах колб, аналогічний роботі родопсину: в результаті впливу світлових хвиль йде розпад, це призводить до порушення нервових закінчень. Швидкість відновлення йодопсину у 500 разів перевищує швидкість регенерації родопсину.
Колбочки, як і палички теж складаються з 4-х основ:
- Зовнішня є сховищем для мембранних напівдисків з молекулами йодопсину;
- Сполучна – Цитоплазма і пара вій, службовці для зв'язки;
- Внутрішня – Ядро, мітохондрії, полірибосоми;
- Синаптична – місце, нейрон зв'язується з особливими гангліозними клітинами, що забезпечують єднання паличок та колб.
Палички та колбочки розміщуються на пігментному шарі клітин сітківки ока і завжди діють спільно, перенаправляючи роздратування нейронам. Сам пігментний шар містить особливий компонент – фуксин, що відповідає за світлопоглинання та забезпечення чіткого споглядання предметів.
Здатність до сприйняття квітів
Забезпечення здатності бачити в сутінках і при денному світлі – не єдина функція паличок і колб, і ті, й інші ще й дають людині можливість бачити зображення в цілому. Будова ока така, що людина може бачити у різний час доби, розрізняти кольори, об'єкти та зображення навколишнього світу у широкому просторі.
Норми зору
Як правильно зрозуміти такі фрази, як "стовідсотковий зір", або "-2". Ідеальний зір відповідає косплекту параметрів:
- рефракція дорівнює нулю;
- гострота, коли він норма — это1 чи 100%;
- внутрішньоочний тиск – 22-24 мм pт. у здорової дорослої людини.
Правильна рефракція ока – картинка, що точно потрапляє на сітківку. У цьому випадку в мозок відправляється правильний імпульс, і зображення бачиться чітко.
За одиницю виміру рефракції прийнято діоптрію. В ідеальному варіанті діоптрій має бути 0, але чомусь тоді в одних випадках за кращий показник приймають одиницю, а в інших +1.
Гострота зору — здатність ока бачити якнайкраще як вдалині, так і поблизу. Норма гостроти зору становить одиницю і визначається кутом між двома найменш віддаленими точками. Відмінний результат якщо цей кут відповідає 1 хвилині або 0,004 мм, що відповідає величині колбочки. Простіше кажучи, якщо між двох колб є хоч один роздільник, то зображення двох точок не може злитися в одне.
ДОВІДКА. Відхилення від норми можуть виникати з різних причин: вроджена схильність; порушення у період внутрішньоутробного розвитку; і найчастіший варіант – розлади під час життєдіяльності.
Серед таких розладів необхідно виділити:
- Надмірне навантаження на очі.
- Робота при поганому висвітленні.
- Раціон, бідний на поживні речовини.
- Порушення правил роботи зі зварювальним апаратом.
Що таке кольоровий зір
Кольоровий зір – це здатність зорової системи розрізняти об'єкти, освітлені денним світлом при впливі на них довжин хвиль (або частот) світла прямого або відбитого об'єктами навколишнього середовища.
Воно забезпечується наявністю трьох видів колб. До одного з кольорів спектру: зеленого, синього або червоного відзначається максимальна чутливість колб певного виду.
Але це зовсім не означає, що у кожного виду рецептора є чутливість тільки до одного «свого» кольору. Всі колбочки мають широку зону кольорочутливості. В результаті очей людини крім червоного, синього та зеленого кольорів, сприймає і масу відтінків. Колірний зір порушується, якщо хоча б один із фоторецепторів відсутній.
Око людини — складна та досконала зорова система. Людина має дивовижну здатність сприймати понад 150 тис. різних кольорів та їх відтінків. Ми вже раніше з'ясували, що сприймати кольори можна завдяки колбочкам. Допоміжну роль виконують палички.
Весь колірний діапазон можна відчувати за допомогою трьох видів колб, кожен з яких приймає певну ділянку колірної гами. У людини з повноцінним зором 6-7 млн. колб, при їх низькій кількості або наявності патологій у складі, виникають порушення сприйняття кольору.
Доведено, що зір чоловіків та жінок має суттєві відмінності:
- жінки методи розпізнавати більше різних відтінків кольорів;
- сильна підлога краще розпізнає предмети, що рухаються, довше здатний концентруватися на конкретному об'єкті.
Сприйняття кольору — процес абсолютно суб'єктивний, той самий освітлюваний об'єкт різні люди бачать по-різному.
Як людина сприймає кольори
Очі приймають інформацію про колір, світло, зображення в цілому за рахунок своєї будови, проте доведено, що насправді людина бачить все ж таки мозком. По нервовим закінченням у кору мозку перенаправляються всі відомості, одержувана від подразнення клітин. Там отримана інформація коригується і обробляється, а в результаті перед очима з'являється цілісне кольорове зображення.
Людина має й інші дивовижні здібності завдяки механізму передачі та обробки інформації від зорових аналізаторів аналізаторів у головний мозок.
- Кольорові об'єкти тісно пов'язані із колірною пам'яттю людини. В уяві ми пам'ятаємо, що листя зелене, а море блакитне.
- При відсутності нормального освітлення, кольори відчуваються когнітивно знебарвленими. Незалежно від освітлення, внаслідок обробки зорової інформації та колірної пам'яті, людина вміє «розуміти» кольори предметів.
- Незалежно від відтінку об'єкта та рівня освітлення, сприймати колір людині дозволяє колірна константа.
До кінця механізм сприйняття квітів ще вивчений. Певну роль у відчуття кольору відіграють соціальні, етнічні та психологічні обставини. Давно відомо та доведено вченими, що кольори можуть впливати на психомоційний та загальний стан людини.
Які кольори розрізняють очі людини
Дитина має звужений спектр і здатна відчувати тільки основні кольори – жовтий, червоний, синій і зелений. Це вікова та фізіологічна норма. У міру дорослішання він набуває здатності сприймати ширший спектр. Усі відтінки поділяються на 3 групи, виходячи з довжини хвилі:
- довгохвильові – червоний та помаранчевий відтінки;
- середньохвильові – жовтий та зелений кольори;
- короткохвильові – блакитний, синій та фіолетовий.
В рамках зеленого спектру здорова людина бачить салатовий, смарагдовий, колір морської хвилі та багато інших тонів.
Скільки кольорів розпізнає людське око
Людське око вловлює 7 базових кольорів і 3 ахроматичних: білий, чорний і сірий. Кожен промінь світла виражений по-різному. Це і зумовлює різноманітність відтінків.Око може «розуміти» до десятка мільйонів кольорів.
Особливо відрізняється сприйняття такого ахроматичного кольору, як сірий: людина може розрізняти до 500 відтінків. Людина бачить світлові хвилі довжиною від 320 до 760 нм і нездатна розрізняти інфрачервоні та ультрафіолетові кольори.
А якщо порівняти з фотоапаратом
Людське око справді можна порівняти з фотоапаратом і між ними багато спільного. Можна сміливо стверджувати, що роботу камери «скопійовано» з людського ока. Якщо порівняти технічно, то:
- об'єктив – виконує функцію зіниці людського ока;
- фокус об'єктива – працює, як кришталик;
- фронтальний елемент об'єктиву – це по суті справи рогівка ока, де вхідне світло заломлюється, а зіниця захищається від ультрафіолету;
- діафрагма – нагадує райдужку, яка повинна звужуватися і розширюватися, щоб визначити необхідний розмір зіниці об'єктива;
- процесор – Мозок. Обробляє та зберігає отримані дані
Скільки мегапікселів у людського ока
Кількість мегапікселів – той самий показник, на який ми звикли спиратися при виборі камери або смартфона. Але для очей обчислити цей показник не так просто, справа в тому, що картинка виникає в нашому мозку не відразу, а поступово, і вся інформація приймається і обробляється безперервно. Крім того, фотоапарат «видає на зображення цілком (від одного краю рамки до іншого), а око бачить лише те, що знаходиться у його полі зору. І останній фактор, який впливає на «кількість мегкпікселів» людського ока — вік суб'єкта та стан його здоров'я.
І все ж таки, узагальнено можна сказати, що у людського ока понад 100 мегапікселів, у хорошого фотоапарата — 22, у сучасного смартфона — всього 10-12.
Фокусна відстань
Фокусна відстань – довжина від точки фокусування до лінзи камери. Чим менша ця довжина, тим більше об'єктів міститься у кадрі. Що більше, то ближче бачаться віддалені предмети.
З урахуванням віку, здоров'я людини, освітлення та відстані до предмета фокусна відстань очей може бути від 17 до 24 мм. А у фотоапараті воно може сягати і 200 мм. Тут наші очі техніці явно програють.
Чутливість
Очі людини мають дивовижну здатність пристосовуватися до умов освітлення. Ми можемо бачити і за яскравого сонця, і в темряві. І тут людина явно обганяє техніку: при світлі чутливість становить одиницю, а у сутінках – 800. У фотоапаратів цей показник завжди лишається близько сотні.
Кут огляду
Стандартний кут огляду фотоапарата – 460. Людина може бачити до 1250 по вертикалі і 1500 по горизонталі, але якість зображення далеко не найвища. І незважаючи на те, що у людини всього 2 лінзи, а у автоапарата цілих 11, око все ж таки залишається більш точним і досконалим у плані сприйняття зорової інформації.
Відхилення сприйняття кольору
Людину, яка нормально сприймає всі три основні кольори – червоний, зелений і синій, називають трихроматом. Патологічні зміни, що стосуються сприйняття кольору, діляться на дві основні групи: вроджені порушення і набуті.
Як правило, вроджені відхилення поширюються відразу на обидва ока. Серед вроджених відхилень сприйняття кольору виділяють такі патології:
- Дальтонізм, який передається у спадок і ніяк не впливає на якість зору. Дальтоніки сприймають зазвичай всього 2 кольори.
- Дейтераномалія – Слабо відчувається зелений відтінок.
- Протаномалія – Червоний колір майже не відчувають.
- Тританомалія – Пропускають синій відтінок.
- Дихромазія – зорові рецептори зовсім не сприймають будь-який із трьох основних відтінків.
- Монохромазія – «Колірова сліпота», тільки чорно-біле сприйняття світу.
Але є ще й набуті патології, які лікуються, на відміну від уроджених. Достатньо просто знайти причину захворювання.
- Ксантопсія — людина бачить світ лише у жовтому кольорі.
- Еротропсія – У червоному.
- Ціанопсія – У синьому.
Професійні водії, працівники залізничного транспорту обов'язково проходять у офтальмолога на аномалоскопі для перевірки сприйняття кольору.
І на закінчення відзначимо, що сприйняття кольору людини набагато досконаліше, ніж у переважної більшості тварин. Основна частина тваринного світу здатна сприймати лише два основні кольори. Людське око відчуває 3 основні кольори і масу відтінків, які виходять при змішуванні цих трьох кольорів.
Здорове людське око здатне розрізняти мільйони відтінків кольору, просто далеко не всі знають, що цю здатність розрізняти кольори і відтінки, потрібно виховувати. Багато хто знає і чудово відрізняє один від одного кольори веселки (спектральні кольори), але мало хто бачить, як відрізняються відтінки білого, чорного, зеленого, синього.
У Японії діти вже у початковій школі починають вивчати «Квітознавство», де дітей вчать бачити та розрізняти найменші відтінки кольору. У результаті очі японців розрізняють кольори набагато краще, ніж очі європейців. Спробуйте знайти кілька предметів, які на вашу думку мають чисто білий колір, наприклад, аркуші паперу для друку від різних виробників. Порівняйте їх, і ви здивуєтеся, наскільки вони різні.