Хроматическая аберрация (ошибка по цвету).

ЗРИТЕЛЬНАЯ ПЕРЦЕПТИВНАЯ СИСТЕМА

В XVII веке были сформированы оптические закономерности формирования изображения в глазу. Й. Кеплер (1615), затем Р.Декарт (1664).

Молино – первый трактат по оптике. В нем было несколько схем оптической системы глаза.

Физические характеристики света.

Белый свет – набор колебаний с различной длиной волны – 380-770 нм.

Синий цвет – 500нм.

Зеленый – 550 нм.

Желтый – 600 нм.

Оранжевый – 625 нм.

Красный – 660 нм. По частоте ниже красного цвета лежит инфракрасный цвет.

Выше синего по частоте лежат фиолетовый и ультрафиолетовый цвета.

Хроматические цвета вызывают цветовые ощущения.

Существуют ахроматические цвета - белый, черный и все оттенки серого. Они отличаются светлотой, а не частотой. Светлота зависит от свойств поверхностей. Физическое свойство поверхности, соответствующее воспринимаемому нейтральному цвету – есть ее отражающая способность. Поверхность белого цвета отражает 80% падающего на нее света, черного – 5%. Большую роль в восприятии цвета играет интенсивность, зависящая от силы света источника и отражающей способности поверхности. Субъективная характеристика хроматических цветов – цветовой фон, зависящий от доминирования отдельных длин волн в спектре цвета.

ГЛАЗ.

Сферическая аберрация – искажения, связанные со сферической формой оптической системы глаза. Строение некоторых структур глаза помогает компенсировать эти искажения:

1. Роговица имеет по краям меньшую кривизну, чем в центре.

2. Хрусталик в центре обладает большей плотностью, чем по краям.

Хроматическая аберрация (ошибка по цвету).

Для устранения хроматической аберрации служит хроматическая окраска (желтая) хрусталика глаза. То есть он пропускает только те лучи, которые составляют видимую часть спектра. Подстилающая хрусталик поверхность (ретина) также окрашена в желтоватый цвет.

Люди к старости начинают хуже видеть синюю часть спектра.

Кроме коррекции, которая присутствует в оптике, еще существует коррекция в центральных структурах. Ретинальное изображение корректируется окончательно в коре головного мозга.

В ретине присутствуют пять родов клеток.

1. Клетки рецепторы (палочки, колбочки).

2. Биполярные клетки.

3. Горизонтальные клетки.

4. Амокриловые клетки.

5. Ганглиозные клетки.

К одной биполярной клетке присоединяется множество и несколько (или одна) колбочек. При попадании света на сетчатку идет обесцвечивание пигмента содержащегося в палочках или колбочках. От палочек или колбочек идет информация в биполярную клетку, которая отзывается генерацией импульсов нервной активности, которые передаются ганглиозной клетке.

БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ.

Мы видим мир двумя глазами, то есть посредством двух сетчаточных изображений, которые не одинаковы. Это явление носит название сетчаточной диспарантности.

Аккомодация – изменение кривизны хрусталика.

Конвергенция – сведение зрительных осей.

Эта регуляция вокруг точки фиксации взора происходит автоматически и позволяет нам получить два изображения одного объекта, то есть точки фиксации.

Дивергенция – разведение зрительных осей - когда точка фиксации очень удалена от нас.

Бинокулярное соревнование– эффект, связанный с резко отличимым друг от друга изображением на каждой ретине двух глаз. В этом случае либо воспринимаются оба изображения (слегка сдвинутые по глубине), либо части одного комбинируются с частями другого. В любом случае восприятие остается неустойчивым и неточным.

Слияние двух разных сетчаточных изображений одного объекта связано с проблемой, решение которой предложил Гюйгенс: Природа позаботилась о том, чтобы мы не видели двоящегося объекта. Каждая точка глазного дна имеет корреспондирующую точку на другом глазном дне, так что когда некая точка объекта проецируется на какую-либо из этих двух точек, она кажется нам простой, какова она есть на самом деле.

Мюллер высказал и постарался обосновать предположение, что такими точками являются те точки сетчатки, одновременное раздражение которых дает единое или слитное изображение. Если же проекция осуществляется на не корреспондирующие точки сетчатки, то имеет место диплопия – двоение.

Эксперименты показали, что существует диплопия двух видов:

1. Перекрестная.

2. Омонимная.

Гороптер. При данном положении глаз, гороптером называется такое место точек объектов, изображение которых проецируется на корреспондирующие точки сетчатки.

Все точки сетчатки не являющиеся корреспондирующими, называются диспарантными точками сетчатки. Если взять сетчатки и сложить их, то корреспондирующие точки сойдутся. То есть корреспондирующие точки симметричны.

Теоретический продольный гороптер (круг Вьет-Мюллера).

Этот круг, проходящий через точку фиксации и центры зрачков глаз. Круг Вьет-Мюллера является частным случаем общего гороптера.

Реальный продольный гороптер, измеряемый отсутствием диплопии не совпадает с ним. Его определяют следующим образом: испытуемый фиксирует точку F или точку M. Экспериментатор двигает нить вперед или назад, тем самым, определяя момент исчезновения диплопии или линию гороптера. Вычленяется ряд омонимных или перекрестных порогов диплопии. Реальный продольный гороптер при малых расстояниях имеет вид эллипса, проходящего через центры зрачков глаз. При больших расстояниях, чем дальше линия гороптера, тем более она выпрямляется, где-то она становится прямой и далее выгибается в обратную сторону.

Линия гороптера – линия, на которой находится точка фиксации.

Стереоскопия.

1. Базовая линия – воображаемая линия, соединяющая центры зрачков глаз. Ее длина определяет межзрачковое расстояние (60 мм, в среднем).

2. Венечная плоскость – плоскость перпендикулярная к оси тела, проходящая через голову. Особую роль играет венечная плоскость, проходящая через базовую линию.

3. Медиальная плоскость – вертикальная плоскость симметрии головы. Базовая линия к ней перпендикулярна и делится ей на равные части.

4. Фронтальная плоскость – вертикальная плоскость, перпендикулярная к медиальной плоскости и параллельная базовой линии.

СЕТЧАТОЧНАЯ ДИСПАРАТНОСТЬ И СТЕРЕОСКОПИЧЕСКАЯ ОСТРОТА.

Монокулярное изображение представляет собой плоскую проекцию реального трехмерного объекта, расположенного в точке фиксации на некотором расстоянии от субъекта. Несмотря на наличие монокулярных признаков глубины, основную информацию нам дает то минимальное различие в этих плоских проекциях об объемах, глубине, рельефе воспринимаемого нами мира. Это минимальное различие носит название сетчаточной диспарантности.

Пусть точки А и В расположены неподалеку друг от друга, по обе стороны от медиальной плоскости, причем точка А находится на расстоянии d от глаз, а точка В на расстоянии равном d-Dd. Отрезок АВ виден левым глазом под углом U2, а правым под углом U1. Если точки А и В не располагаются на одном гороптере, тоих изображения будут формироваться на некорреспондирующих точках сетчатки. Возникает бинокулярная диспарантность или стереоскопический параллакс, определяющийся разницей U1-U2. Можно измерить воспринимаемый порог параллакса - стереоскопическую остроту - в среднем 5 угловых секунд. Это означает, что человек способен воспринимать изменение глубины 0,4 миллиметра на расстоянии одного метра. Объект, расположенный на расстоянии 2600 метров воспринимается как один объект, стоящий впереди другого.

Экспериментальные исследования диспаратности. Наилучшие доказательства роли сетчаточной диспарантности были получены при использовании специальных аппаратов, которые были названы стереоскопами. Диспаратность с помощью этих аппаратов варьировалась от 0 до бесконечности (формировалось изображение либо на корреспондирующих, либо на диспаратных точках). Получали изображение от плоского до бинокулярного соревнования.

Первый стереоскоп был сконструирован Уинстоном в 1831 году, и в дальнейших опытах, с различными модификациями получил широкое распространение.

СТЕРЕОСКОПЫ

рис.1 рис.2 рис.3 рис.4

Призматический стереоскоп (рис. 1). Две призмы А и В, и два предъявляемых объекта f1 и f2. Призмы расположены так, что преломление лучей от двух разных объектов создает иллюзию единого объекта. Если призмы фокусируются на корреспондирующие точки сетчатки, - объект видится плоским и единым; если на диспаратные и корреспондирующие - объемным и единым.

Зеркальный телестереоскоп (рис. 2). Зеркала M и N. При изменении угла зеркал можно добиться максимальной степени диспаратности (от некоторой величины до бесконечности).

Иконоскоп (рис. 3). Этот аппарат позволяет изменять степень диспаратности от некоторой величины до нуля. (Икона - плоское изображение).

Зеркальный псевдоскоп (рис. 4). Левый глаз видит то, что должен видеть правый глаз и наоборот. Этот эффект носит название: обратная диспаратность (мы видим картинку перевернутую наизнанку. То, что ближе кажется дальше, что дальше кажется ближе). Но часто при работе с псевдоскопом прошлый опыт берет верх над диспаратностью. Это объясняется двумя свойствами восприятия: контрастностью и апперцепцией.

МОНОКУЛЯРНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ПРОСТРАНСТВА.

Наиболее важным при монокулярном восприятии рельефа является параллакс движений головы. Двигая головой справа налево или сверху вниз мы получаем различные изображения объекта. Таким образом, восприятие рельефа возникает из быстрой последовательности смены изображений на сетчатке одного глаза.

Другими явлениями такого рода являются изменение аккомодации и хроматическая аберрация. Глаз приспосабливается к средней зоне спектра частот, поблизости от желтого. Когда глаз фиксируется на объекте и аккомодируется так, чтобы видеть его как можно отчетливее, то всякое светлое пятно, расположенное немного впереди от точки фиксации будет иметь красный ореол, позади - зелено-голубой. (Полак, 1923).

К монокулярным признакам глубины так же относятся признаки, которые имеет действительность:

1. Перекрытие объектов.

2. Иллюзия сужения рельсов.

3. Относительные размеры объектов и т.д.

Эффект Пульфрика.

Вызывание искусственной диспаратности. Одному глазу предъявлялся объект через ровное чистое стекло, другому через затемненное. Маленький предмет на ниточке двигался по прямой вправо и влево во фронтальной плоскости. В обычных условиях это так и воспринималось, но стоило поставить к одному глазу темной стекло, то испытуемому казалось, что предмет проходит перед фронтальной плоскостью, а затем за ней. Механизм этой иллюзии основан на том, что возникает разность латентных периодов световых ощущений, возникающих в каждом глазу. Затемненный глаз воспринимает объект с запозданием. Два изображения одного объекта в один и ото же момент не попадают на корреспондирующие точки сетчатки, и эта диспаратность вызывает смещение объекта в глубину.