Характеристики зрительного анализатора человека применительно к условиям наблюдения киноизображений

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 13Следующая ⇒

На рис. 2а дана схема поперечного разреза через сетчатку глаза [3], а на рисунке 2б – увеличенный фрагмент сетчатки с указанием относительного расположения основных типов клеток [20]. Во внешнем слое 1, непосредственно примыкающим к сосудистой оболочке, расположены клетки, окрашенные черным пигментом. Затем идут основные элементы зрительного восприятия 2, называемые по внешнему виду палочками и колбочками. Слои 3 – 5 соответствуют нервным волокнам, подходящим к палочкам и колбочкам. За этими слоями расположены так называемые зернистые слои, также связанные нервными волокнами. Слой 8 – это ганглиозные клетки, каждая из которых соединена с нервными волокнами, расположенными в слое 9. Слой 10 – внутренняя ограничивающая оболочка. Каждое нервное волокно заканчивается либо колбочкой, либо группой палочек. Светочувствительным слоем служит второй, где находятся палочки и колбочки. Общее число палочек и колбочек в сетчатке одного глаза достигает примерно 140 млн., из них около 7 млн. колбочек [4].

Рис. 2 – Схема разреза через сетчатку глаза (а) [3] и увеличенный фрагмент сетчатки с указанием относительного расположения основного типов клеток (б) [20]

Распределение палочек и колбочек по сетчатке не равномерно. В месте сетчатки, через которое проходит зрительная линия глаза, расположены одни колбочки. Этот участок сетчатки, несколько углубленный, диаметром примерно 0, 4 мм, что соответствует углу 1, 2°, называется центральной ямкой – fovea centralis (лат.) – сокращенно, фовеола или фовеа. В центральной ямке находятся только колбочки, их число здесь достигает 4 – 5 тыс. Фовеола располагается в середине горизонтально расположенного овального участка сетчатки размером от 1, 4 до 2 мм (что соответствует угловым размерам, равным 5 – 7°), известного под названием желтого пятна или macula ( macula – по лат. «пятно»), В этом пятне содержится придающий ему соответствующую окраску пигмент, а помимо колбочек встречаются уже и палочки, однако число колбочек здесь значительно превышает число палочек.

Желтое пятно (по новой классификации – «пятно сетчатки») и особенно его углубление – фовеа, являются областью наиболее ясного видения. Эта область обеспечивает высокую остроту зрения: здесь от каждой колбочки к зрительному нерву отходит отдельное волокно; в периферической же части сетчатки одно зрительное волокно соединяется с рядом элементов (колбочек и палочек).

В сетчатке есть участок, совсем лишенный палочек и колбочек и поэтому нечувствительный к свету. Это место сетчатки, где ствол зрительного нерва, идущий к мозгу, выходит из глаза. Этот круглый участок сетчатки на дне глаза, диаметром около 1, 5 мм, называют диском зрительного нерва. Соответственно ему в поле зрения можно обнаружить слепое пятно.

Колбочки и палочки различаются по своим функциям: палочки более светочувствительны, но не различают цветов, колбочки различают цвета, но менее чувствительны к свету. Цветные объекты при слабом освещении, когда весь зрительный процесс осуществляется палочками, отличаются только яркостью, цвет же объектов в этих условиях не ощущается.

В палочках имеется особое вещество, разлагающееся под действием света, – зрительный пурпур, или родопсин. В колбочках существует зрительный пигмент, называемый иодопсином. Разложение зрительного пурпура и зрительного пигмента под действием света представляет собой фотохимическую реакцию, в результате которой в нервных волокнах появляется электрическая разность потенциалов. Световое раздражение в виде нервных импульсов передается от глаза в мозг, где и воспринимается нами в виде света.

В последнем слое сетчатки, прилегающем к сосудистой оболочке, в виде отдельных зерен находится черный пигмент. Существование пигмента имеет большое значение для приспособления глаза к работе при различных уровнях освещенности, а также для уменьшения рассеяния света внутри глаза.

Таким образом, одно из существенных отличий оптической системы глаза от фотокамеры – частичная проницаемость оболочек глаза для света, вызывающая в некоторых условиях помехи в виде вуали и снижающая контрастность основного сетчаточного изображения

Падающий через зрачок и преломленный средами глаза свет формирует изображение объекта на соответствующем участке сетчатки. При этом большая часть световой энергии, сконцентрированной в изображении, поглощается пигментом, трансформируется в нервные импульсы и превращается в зрительное ощущение. Таким образом изображение воспринимается и анализируется высшими центрами. Однако вследствие того, что пигмент не является абсолютно черным телом, некоторая доля световой энергии (около 5 – 10%) диффузно отражается на неосвещенную поверхность глазного дна. Этот отраженный свет вновь поглощается пигментным эпителием, создавая слабую вуаль. Примерно 1% света вторично отражается и вновь попадает на поверхность глазного дна.

В целях упрощения последующего анализа была предложена упрощенная модель глаза, так называемый приведенный или редуцированный глаз. В табл.2 приведены данные редуцированного глаза по Вербицкому [4].

Таблица 2 – Данные редуцированного глаза

Параметры глаза	Значение при покое аккомодации
Оптическая сила, дптр	58, 82
Длина глаза, мм	23, 40
Радиус кривизны роговицы, мм	6, 80
Показатель преломления стекловидного тела	1, 40
Радиус кривизны поверхности сетчатки, мм	10, 20
Местоположение* главных точек, мм	0, 00
Местоположение* узловых точек, мм	6, 80
Переднее фокусное расстояние, мм	-17, 00
Заднее фокусное расстояние, мм	23, 80

ЗРАЧОК ГЛАЗА

Важнейшей характеристикой оптической системы является диаметр входного зрачка. У глаза этот диаметр непостоянен и зависит от яркости картины, воспринимаемой глазом. Зрачок – это отверстие в непрозрачной радужной оболочке, через которое световой поток проникает внутрь глаза.

Диаметр входного зрачка глаза D_P – это диаметр наблюдаемого через роговицу изображения истинного зрачка глаза [14]. Изменение диаметра зрачка осуществляется благодаря сокращению одних и расслаблению других мышц радужной оболочки и происходит без участия воли человека.

Зрачковый рефлекс может вызываться различными причинами, но прежде всего – изменением яркости фона. По мере увеличения яркости фона происходит уменьшение диаметра зрачка. В общем виде эта зависимость выражается формулой [1]:

Где: D_P - диаметр зрачка глаза, мм;

L – яркость фона, кд/м²;

th – гиперболический тангенс.

ПОЛЕ ЗРЕНИЯ ГЛАЗА

Различают: поле зрения неподвижного глаза, бинокулярное поле зрения и поле зрения с учетом возможности вращения глаз.

Полем зрения неподвижного глаза называют пространство, которое одновременно видит глаз (или оба глаза), фиксируя определенную точку неподвижным взором при неподвижном положении головы.

На рис. 16, изображено поле зрения каждого из глаз: справа – правого (зеленый цвет), слева – левого (голубой цвет). Синее поле видимо обоими глазами одновременно, т.е. это бинокулярное поле зрения.

Рис. 16 – Поле зрения глаз

Нормальные границы поля зрения одного глаза таковы [11]: по горизонтали: к виску – 90 – 100°, к носу – 50 – 60° (всего 140 – 160°); по вертикали: вверх – 50 – 60°, вниз 60 – 75° (всего 110 – 135°).

Поле, одновременно охватываемое двумя глазам, по горизонтали несколько больше 180° и по вертикали около 120°. При вращении глаз наибольшее отклонение зрительных осей составляет ±45 – 50°.

На рис.17 показаны области ясного видения, острого зрения (макула) и наибольшего разрешения (фовеола).

Рис.17

На рис.18 приведены кривые, иллюстрирующие изменение остроты зрения при смещении изображения на сетчатке относительно оптической оси глаза.

Рис.18

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 91011 12 13 Следующая ⇒