Bugetul municipal instituție educațională gimnazial
Test
Prezentare pe tema: „Percepția culorilor”
Kharitonov Lev
Introducere
Ce este culoarea
Percepția culorilor
Gamă. Tipuri de bază de culoare
Concluzii si concluzie
Literatură
Introducere
Lumina ne oferă posibilitatea de a vedea și studia tot ceea ce ne înconjoară pe pământ, precum și multe lucruri care se află în afara pământului în spațiul exterior nemărginit. Percepem lumina cu ajutorul organului vederii - ochiul. În același timp, simțim nu numai lumină, ci și culoare. Nu numai că vedem obiecte iluminate sau luminoase în jurul nostru, dar le putem judeca și culoarea. Proprietatea ochiului - nu numai de a vedea obiectele și fenomenele din jurul nostru, ci și de a le simți culoarea - ne oferă posibilitatea de a observa bogăția inepuizabilă a culorilor naturii și de a reproduce culorile de care avem nevoie în diferite domenii ale vieții și activitate.
Scopul muncii noastre este de a studia ce este culoarea, cum se formează și unde se aplică.
Pentru a atinge acest obiectiv, am stabilit următoarele sarcini:
Conform surselor și materialelor literare de pe Internet, familiarizați-vă cu definiția conceptului de culoare, tipurile de culoare, caracteristicile percepției culorii de către ochi și mecanismele de obținere a unei imagini color.
Efectuați experimente diverse metode compozitia florilor.
Luați în considerare utilizarea culorii în diferite domenii ale vieții noastre
În lucrare au fost utilizate următoarele metode de cercetare:
analiza surselor literare;
experiment;
fotografie și înregistrare video.
1. Ce este culoarea
Culoare - caracteristică luminii vizibile, gamă undele electromagnetice.
Culoarea poate fi asociată cu caracteristicile spectrale ale razelor de lumină având o anumită lungime de undă. Acțiunea luminii asupra fotoreceptorilor ochiului determină natura senzației de culoare. Lumina este o formă de energie. Surse de lumina - diverse corpuri emitând raze de lumină. Alte corpuri reflectă doar lumina. Datorită acesteia îi vedem (în întuneric absolut, corpurile nu reflectă lumina și nu vedem nimic).
Lumina este formată din raze de diferite culori. Puteți verifica acest lucru trecând lumina soarelui printr-o prismă. Isaac Newton a efectuat un experiment privind descompunerea luminii solare (Fig. 1). Obișnuia să descompună lumina piesa mica sticla sub forma unei prisme triedrice. Când razele soarelui trec prin picăturile de ploaie, fiecare picătură funcționează ca o prismă și apare un curcubeu. Culoarea obiectelor depinde de razele de culoare pe care le absorb și reflectă. Caracteristicile și caracteristicile culorii sunt legate de proprietățile fizice ale obiectului, materialului, surselor de lumină etc., cum ar fi, de exemplu: spectre de absorbție, reflexie sau emisie.
lumina spectrală de culoare
Orez. 1. Schema descompunerii unui fascicul de lumină albă într-un spectru folosind o prismă de sticlă.
Sticla transmite toate razele vizibile. Materialul alb reflectă toate razele vizibile. Materialul negru absoarbe toate razele. Frunză verde absoarbe razele roșii, reflectă verde. Materialul roșu reflectă razele roșii, altele absorb.
Percepția culorilor
Culoarea este una dintre proprietățile obiectelor lumii materiale, percepută ca o senzație vizuală conștientă. Aceasta sau acea culoare este „atribuită” de către o persoană obiectelor în procesul percepției lor vizuale.
În marea majoritate a cazurilor, senzația de culoare apare ca urmare a expunerii la fluxurile oculare. radiatie electromagnetica din intervalul de lungimi de undă în care această radiație este percepută de ochi (gamă vizibilă – lungimi de undă de la 380 la 760 nm). Uneori apare o senzație de culoare fără expunerea la fluxul radiant de pe ochi - cu presiune globul ocular, șoc, stimulare electrică etc., precum și prin asociere mentală cu alte senzații - sunet, căldură etc., și ca urmare a muncii imaginației. Diverse senzații de culoare sunt cauzate de obiectele colorate diferit, zonele lor iluminate diferit, precum și sursele de lumină și iluminarea pe care o creează. În acest caz, percepția culorilor poate diferi (chiar și cu aceeași compoziție spectrală relativă a fluxurilor de radiații) în funcție de faptul că radiația intră în ochi din surse de lumină sau de la obiecte neluminoase. În limbajul uman, totuși, aceiași termeni sunt folosiți pentru culoarea acestor două tipuri diferite obiecte. Principala proporție de obiecte care provoacă senzații de culoare sunt corpurile neluminoase care reflectă sau transmit doar lumina emisă de surse. În cazul general, culoarea unui obiect se datorează următorilor factori: culoarea acestuia și proprietățile suprafeței sale; proprietățile optice ale surselor de lumină și mediul prin care se propagă lumina; proprietățile analizatorului vizual și particularitățile procesului psihofiziologic încă insuficient studiat de procesare a impresiilor vizuale în centrii creierului.
În prezent, percepția culorilor este asociată cu ipoteza cu trei componente a vederii. Se bazează pe presupunerea că retina (organism, ochi) ar trebui să conțină trei tipuri de fotoreceptori (numiți celule conice) cu spectre de absorbție diferite, de exemplu, absorbția razelor de lumină „roșie”, unde, de exemplu, conurile sunt mai mult sensibil la razele de lumină roșie.răspunde mai activ. În mod similar, se întâmplă cu interacțiunile altor conuri care sunt mai sensibile la alte culori primare (de exemplu, albastru, verde). Există sugestii că numărul de astfel de tipuri de fotoreceptori poate fi mai mare de trei. Cu toate acestea, până în prezent, nu există nicio confirmare a acestor ipoteze.
Gamă. Tipuri de bază de culoare
Amintiți-vă unul dintre cele mai frumoase fenomene naturale - un curcubeu. Ploaia nu a trecut complet, razele soarelui sparg printre nori și pe cer apare un uriaș curcubeu multicolor, ale cărui culori se transformă lin una în alta.
Privind curcubeul, este imposibil să se indice limitele culorilor individuale; sunt denumite doar câteva zone caracteristice, situate în următoarea ordine de sus în jos: roșu, portocaliu, galben, galben-verde, verde, albastru, indigo și Violet. În realitate, fiecare dintre zonele de culoare specificate ale curcubeului, la rândul lor, constă din multe nuanțe de culoare, transformându-se fără probleme una în alta. Proprietățile ochiului nostru sunt astfel încât în cadrul fiecărei zone de culoare distingem doar un număr limitat de culori unele de altele. Newton a dat o explicație pentru apariția curcubeului. Razele soarelui sunt refractate în picături de ploaie, ca în prisme, iar lumina albă este descompusă în părțile sale componente. Ca urmare, vedem un curcubeu, format din multe culori spectrale, trecând una în alta.
Curcubeul este spectrul luminii solare. Dacă am trece lumina unei lămpi electrice obișnuite cu incandescență printr-o prismă triedră, am fi convinși că spectrul lămpii cu incandescență este similar cu spectrul razele de soare. Toate corpurile incandescente oferă un spectru de același fel. Trecerea de la o culoare la alta are loc continuu, de aceea un astfel de spectru se numeste continuu. Întregul spectru poate fi împărțit în două părți în funcție de nuanțe de culoare. O parte include culori roșu, portocaliu, galben și galben-verde, iar cealaltă parte include culori violet, albastru, albastru și verde. Culorile primei părți a spectrului sunt asociate cu ideea de culoare a corpurilor incandescente - foc, de aceea sunt numite culori calde. Și culorile celei de-a doua părți a spectrului sunt asociate cu culoarea apei, a gheții, a metalului și sunt numite culori reci.
Culori primare și secundare.
Conceptul de „culoare suplimentară” a fost introdus prin analogie cu „culoarea primară”. S-a constatat că amestecarea optică a anumitor perechi de culori poate da impresia de alb. Deci, la triada de culori primare Roșu - Verde - Albastru, culorile suplimentare sunt Cyan - Violet - Galben - culori. Pe roata culorilor, aceste culori sunt plasate în opoziție, astfel încât culorile ambelor triade să se alterneze. În practica tipăririi, diferite seturi de „culori primare” sunt folosite ca culori primare.
Culori primare și secundare.
Această diviziune se bazează pe o sinteză a ideilor multor oameni de știință (Lomonosov, Jung, Helmholtz, Goering). Culorile primare includ „culorile primare”, cele secundare se referă la toate celelalte care pot fi obținute prin amestecarea celor primare.
Culori cromatice și acromatice.
Toate culorile găsite în natură sunt împărțite în acromatice și cromatice. Culorile acromatice includ alb și negru, precum și gri, care este intermediar între alb și negru. Toate culorile gri pot fi obținute prin amestecarea negrului și flori albe luate în proporții diferite. De exemplu, dacă amesteci funingine cu cretă în proporții diferite, obții culori negru gri cu o luminozitate diferită. Culorile acromatice sunt absente în spectru - sunt incolore. Există nenumărate culori în natură. Cu toate acestea, ochiul uman este capabil să distingă doar un număr limitat dintre ele - aproximativ 300 de culori acromatice de la alb la negru.
Culorile cromatice sunt toate culorile care au o anumită nuanță de culoare. Acestea includ, de exemplu, toate culorile spectrale (verde, galben, roșu etc.)
Ceea ce determină culoarea obiectelor
Ce determină culoarea obiectelor din jurul nostru? Care sens fizic corespunde ideii noastre că iarba este verde, cerul este albastru, vopseaua este roșie etc.?
Lăsați un flux luminos al unei surse de lumină cu un spectru continuu sau de linie să cadă pe un corp translucid. O parte din acest flux de lumină va fi reflectată de la suprafața corpului, o parte din acesta va trece prin corp și o parte va fi absorbită de acesta. Raportul dintre fluxurile de lumină reflectate și transmise de corp și fluxul de lumină incidentă se numește coeficienți totali sau totali de reflexie și transmisie și este exprimat ca procent. Deci, de exemplu, zăpada proaspăt căzută are un coeficient de reflexie de 85, hârtie albă, 75, piele neagră - 1 - 2%. Aceasta înseamnă că zăpada reflectă 85, hârtia albă 75, iar pielea neagră reflectă 1 - 2% din fluxul de lumină care cade asupra lor.
Suprafețele care nu modifică compoziția spectrală a luminii care cade asupra lor și au un coeficient de reflexie de cel puțin 85% se numesc albe (zăpada). Corpurile sau mediile prin care trece fluxul luminos fără a-și modifica compoziția spectrală se numesc incolore. De exemplu, geam transparent.
Suprafata acoperita cu vopsea rosie iluminata cu alb lumina soarelui, ni se pare roșu. Dacă privim printr-un filtru de lumină albastră (sticlă albastră) filamentul luminos al unei lămpi cu incandescență, aceasta din urmă ne apare de culoare albastră. Aceasta înseamnă că suprafața acoperită cu vopsea, așadar vedem roșu, pentru că reflectă bine și rău razele roșii, portocalii și galbene toate celelalte. Privind printr-un filtru de lumină albastră la filamentul luminos al unei lămpi cu incandescență, îl vedem pe acesta din urmă albastru deoarece filtrul de lumină albastră al totalității razelor unei lămpi cu incandescență transmite doar raze albastre, violete și albastre, care ca urmare dau ne senzația de albastru.
Corpurile și mediile care reflectă sau transmit inegal lumina de lungimi de undă diferite, atunci când sunt iluminate cu lumină albă, au una sau alta culoare corespunzătoare proprietăților lor fizice și sunt numite colorate.
Astfel, culoarea obiectelor din jurul nostru depinde, în primul rând, de capacitatea lor de a reflecta sau transmite fluxul luminos care cade asupra lor și, în al doilea rând, de distribuția fluxului luminos în spectrul sursei de lumină care le iluminează.
Când spunem că o suprafață are culoarea verde (când este iluminată cu lumină albă), asta înseamnă că din întregul set de raze care alcătuiesc lumina albă, această suprafață reflectă predominant razele verzi. Razele reflectate de suprafață acționează asupra ochiului nostru și avem senzația de verde. Mediul (sticlă, lichid), care ne apare colorat în verde (când este iluminat cu lumină albă), transmite predominant raze verzi din întregul set de raze care alcătuiesc lumina albă.
Culoarea obiectelor pe care le vedem depinde și de luminozitatea culorii.
Să facem un experiment. Lasă o coală de hârtie, vopsită în orice culoare, să fie iluminată de lumina directă a soarelui. Acoperiți cu un obiect alb opac o jumătate de coală de hârtie de la lumina directă a soarelui. O parte a foii va fi umbrită, iar luminozitatea sa va fi mai mică decât cea de-a doua parte a acesteia. Și deși ambele jumătăți ale unei foi de hârtie, umbrite și neumbrite, reflectă în mod egal lumina, adică. calitativ la fel, dar culoarea lor este diferită. Diferența este că luminozitatea ambelor părți ale hârtiei nu este aceeași.
Deci, roz la luminozitate scăzută ne va apărea ca visiniu, galben - maro și albastru - albastru. Luminozitatea unei culori este parametrul ei cantitativ.
Amestecarea culorilor și a imaginii color
Culorile spectrale sunt cele mai pure culori pe care trebuie să le observăm, deoarece nu conțin impurități albe. Cu toate acestea, ele nu epuizează varietatea de culori care există în natură. Un set complet de culori naturale poate fi obținut prin amestecarea culorilor spectrale între ele în diferite proporții, precum și prin amestecarea culorilor spectrale cu cele acromatice - alb și negru.
Amestecarea culorilor este înțeleasă ca fenomenul de formare a noilor culori prin alcătuirea lor din două sau mai multe alte culori.
Numeroase experimente au stabilit că unele perechi de culori cromatice, amestecate într-o anumită proporție, formează o culoare acromatică. Două culori care formează o culoare acromatică atunci când sunt amestecate se numesc complementare. În natură, există nenumărate perechi de culori complementare, inclusiv cele spectrale. Astfel de culori sunt, de exemplu, roșu și cyan, albastru și galben, verde și magenta. Dacă una dintre cele două culori complementare este caldă, atunci cealaltă este rece. Acest lucru este complet de înțeles, deoarece în compoziția culorilor calde nu există aproape radiații albastre și albastre, iar în culorile reci nu există aproape radiații roșii și portocalii. În alb, există atât culori calde, cât și reci.
Adăugarea de culoare aditivă.
Amestecarea aditivă a culorilor este o metodă de sinteză a culorilor bazată pe adăugarea de culori aditive, adică culorile obiectelor care emit direct. Metoda se bazează pe caracteristicile structurale ale analizorului vizual uman, în special pe un fenomen precum metamerismul.
Amestecând cele trei culori primare - roșu, verde și albastru - într-un anumit raport, majoritatea culorilor percepute de oameni pot fi reproduse.
Un exemplu de utilizare a sintezei aditive este un monitor de computer a cărui imagine color se bazează pe spațiul de culoare RGB și este alcătuită din puncte roșii, verzi și albastre.
Orez. 2. Aditiv (a) și subtractiv (b) adaos de culoare
Spre deosebire de amestecarea aditivă a culorilor, există scheme de sinteză subtractivă. În acest caz, culoarea se formează prin scăderea anumitor culori din lumina reflectată de hârtie (sau trecerea prin mediul transparent). Cel mai comun model de sinteză subtractivă este CMYK, care este utilizat pe scară largă în tipărire.
Modul subtractiv de formare a culorilor este utilizat pe scară largă în cinematografia color și fotografia color. Formarea subtractivă a culorii are loc atunci când vopselele sunt aplicate pe suprafața hârtiei, pânzei sau a altor materiale. Vopseaua este granule de unul sau mai mulți pigmenți diferiți amestecați împreună și ținute împreună de un fel de liant. Liantul poate fi incolor și transparent sau poate avea transmisie selectivă și o oarecare împrăștiere.
Experiența în amestecarea aditivă a culorilor atunci când reflecta lumina este după cum urmează. Două discuri de culori diferite, tăiate de-a lungul razei, sunt introduse unul în celălalt astfel încât să se obțină un disc format din două sectoare. Culori diferite(Fig. 3). Împingând un disc pe altul, puteți modifica raportul dintre zonele sectoarelor culorilor luate.
Orez. 3. Discuri glisante pentru amestecarea culorilor în timpul rotației
Când discurile sunt rotite rapid în jurul centrelor lor cu ajutorul unui mic motor electric, nu distingem separat sectoarele colorate care alcătuiesc acest cerc. Sectoarele de culoare urmează rapid una după alta și creează în ochi senzația unei culori amestecate. Schimbând raportul sectoarelor multicolore, puteți obține tot felul de amestecuri, intermediare între culorile luate.
Astfel, amestecând culorile primare cu un mic motor electric, se pot obține multe nuanțe intermediare diferite.
În mod similar, prin adăugarea suplimentară a culorilor primare (roșu, verde și albastru), se obține și o imagine pe ecranul monitorului computerului, telefon mobil etc. Ne-am asigurat de acest lucru examinând imaginea de pe ecranul unui telefon mobil la microscop (Fig. 4). După cum puteți vedea în figură, este construit din cele mai mici dreptunghiuri - pixeli care strălucesc în roșu, albastru și verde.
Orez. 4. Un fragment al imaginii de pe ecranul unui telefon mobil sub microscop
Când vopsea este aplicată pe o foaie de hârtie albă, culorile sunt diferite, deoarece în acest caz există o amestecare subtractivă de culori.
Concluzii si concluzie
Pe baza rezultatelor lucrării, putem trage următoarele concluzii:
Culoarea este una dintre proprietățile obiectelor lumii materiale, percepută ca o senzație vizuală conștientă. Aceasta sau acea culoare este „atribuită” de către o persoană obiectelor în procesul percepției lor vizuale. Percepția culorilor depinde de mulți factori.
Culoarea obiectelor se datorează impactului asupra ochiului nostru al razelor dintr-un anumit spectru (verde, roșu etc.) reflectate de obiect.
În urma experimentelor noastre, am aflat cum are loc adăugarea aditivă și scădere a culorilor și cum se obține o imagine color pe un ecran luminos.
În lucrarea prezentată, nu sunt luate în considerare toate aspectele unui fenomen atât de interesant și cu mai multe fațete din viața noastră precum culoarea. Un studiu detaliat al tuturor caracteristicilor culorii, semnificația acesteia în natură și aplicație practicăîn viața umană este angajat într-un domeniu special al științei - știința culorii. Semnificația acestei lucrări constă în înțelegerea esenței generale a culorii și efectuarea unor experimente privind formarea, amestecarea și descompunerea culorilor. Perspectiva muncii poate fi studiul influenței culorii asupra psihologiei și stare functionala a corpului uman și dezvoltarea pe această bază a propriului proiect al școlii, ale cărui detalii nu au fost încă dezvăluite.
Literatură
1. Ashkenazi G.I. Culoarea în natură și tehnologie - ed. a 4-a, revizuită. si suplimentare - M.: Energoatomizdat, 1985. - 96 p., ill.
2. Bukvareva E.N., Chudinova E.V. Științele naturii. Clasa a III-a, 2000.
Îndrumare
Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?
Experții noștri vă vor sfătui sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.
De o importanță absolut excepțională în viața umană este organul vederii, care vă permite să cunoașteți clar și pe deplin toate obiectele din jurul corpului. Prin intermediul primim 90% din toate informațiile care intră în creier. Nu întâmplător, rolul viziunii în munca noastră este atât de mare.
Ochiul este adesea asemănat cu o cameră. Într-adevăr, aici există o asemănare considerabilă. Ochiul este mai alcătuit, în primul rând, dintr-o lentilă, adică o serie de lentile de refracție care colectează razele de lumină la un moment dat și fac posibilă plasarea unei imagini a obiectelor uriașe pe zone mici ale retinei. În al doilea rând, ochiul este echipat cu substanțe fotosensibile reale - substanțe speciale care se pot schimba chimic sub influența luminii și, prin urmare, trimit semnale către creier. Aceste substanțe sunt plasate în retine special aranjate, numite tije și conuri după forma lor. Conurile sunt situate doar în centrul retinei și provoacă vederea în culori. Fluctuații luminoase frecventa diferita, adică lungimi de undă diferite, afectează substanțele conurilor în moduri diferite, motiv pentru care apare percepția Culori diferite. Tijele sunt împrăștiate în întreaga retină și sunt sensibile doar la lumina albă, dar într-o măsură mult mai mare decât conurile la culorile individuale ale spectrului. Așadar, la amurg, când percepția culorilor nu mai este acolo, mai distingem contururile obiectelor, dar numai, ca să spunem așa, în alb-negru. Toate par să fie de același gri. Substanța care se descompune în tije sub influența luminii și care trimite semnale către creier este așa-numitul violet vizual. Natura a făcut din vitamina A o parte integrantă a acesteia. Prin urmare, vederea nocturnă are de suferit fără această vitamină. Degradând la lumină, rodopsina este restabilită în întuneric. Cu cât este mai mult în stare redusă, cu atât ochiul este mai sensibil la lumină. Prin urmare, după ce am fost în întuneric de ceva timp, datorită restaurării unei părți semnificative a rodopsinei, începem să distingem obiectele care anterior erau absolut imposibil de distins. O astfel de adaptare a ochiului la condițiile de iluminare se referă și la fenomenele de adaptare. După o oră de stat în întuneric, adaptarea crește sensibilitatea la lumină a ochiului de 200.000 de ori. Și cât de des ne gândim la această proprietate minunată a ochilor noștri! Să mai adăugăm că semnalul electric care apare în timpul dezintegrarii rodopsinei în tije, celulele nervoase ale retinei conectate la acestea, este amplificat de un milion de ori, abia atunci se obține energie care este capabilă să dea un impuls nervos care se grăbește. la creier.
Dacă luați un iepure și, după ce îl țineți timp de 3-4 ore în întuneric (pentru a restabili tot violetul vizual), arătați-i un obiect iluminat pentru o clipă, apoi, din nou în întuneric, îndepărtați ochiul și acționați asupra lui cu alaun care oprește degradarea ulterioară a rodopsinei, puteți o astfel de retină pentru a vedea imaginea obiectului arătat. Acolo unde lumina a acționat și violetul s-a dezintegrat, retina va fi palidă, în alte locuri va fi roz. Este clar că dacă iepurele reușește să privească mai multe obiecte, experimentul va eșua.
Să revenim acum la prima parte a ochiului - lentilele care colectează razele de lumină într-un fascicul îngust, cu accent pe retină. Obiectivul principal este lentila. Când privim un obiect îndepărtat, din care razele sunt aproape paralele, lentila devine mai plată. Razele divergente provin de la un obiect din apropiere, care trebuie refractat într-o măsură mai mare pentru a se focaliza în același punct. Prin urmare, la vizualizarea unui obiect apropiat, lentila devine mai convexă. Aceste modificări ale cristalinului se numesc acomodare. Ele sunt controlate de părțile superioare ale creierului. La unii oameni, cristalinul refractează prea mult și focalizarea nu este pe retină, ci în fața acesteia. Când vine vorba de obiecte apropiate, care necesită o refracție puternică a razelor care vin de la acestea, acest lucru nu interferează cu vederea. Obiectele îndepărtate par neclare, deoarece imaginea lor de pe retină nu este focalizată. Astfel de oameni sunt numiți miop. Acestea reduc umflarea excesivă a lentilelor lor datorită lentilelor biconcave - ochelari.
Există și o situație inversă. Cert este că odată cu vârsta lentila își pierde capacitatea de acomodare, adică devine mai convexă dacă este necesar. Pentru miopi, la care este deja prea convex, nu contează: ei rămân miopi toată viața. Cu vedere normală, capacitatea de a vedea obiectele mici de aproape scade odată cu vârsta. În astfel de cazuri, se vorbește despre hipermetropie și o corectează cu ochelari cu lentile biconvexe. Este clar că în depărtare acești oameni nu văd nimic mai bun decât. în tinerețe, dar cel puțin nu mult mai rău. Numai în acest sens ei pot fi numiți prevăzători.
percepția culorii(sensibilitatea la culoare, percepția culorii) - capacitatea vederii de a percepe și de a transforma radiația luminoasă a unei anumite compoziții spectrale într-o senzație de diferite nuanțe și tonuri de culoare, formând o senzație subiectivă holistică („croma”, „culoare”, culoare).
Culoarea se caracterizează prin trei calități:
- tonul de culoare, care este principala caracteristică a culorii și depinde de lungimea de undă a luminii;
- saturație, determinată de proporția tonului principal între impuritățile de altă culoare;
- luminozitate, sau luminozitate, care se manifestă prin gradul de apropiere de alb (gradul de diluare cu alb).
Ochiul uman observă schimbări de culoare numai atunci când așa-numitul prag de culoare (schimbarea minimă de culoare vizibilă pentru ochi) este depășită.
Esența fizică a luminii și a culorii
Vibrațiile electromagnetice vizibile se numesc lumină sau radiație luminoasă.
Emisiile de lumină sunt împărțite în complexși simplu.
Lumina albă a soarelui este o radiație complexă care constă din componente simple de culoare - radiații monocromatice (cu o singură culoare). Culorile radiațiilor monocromatice se numesc spectrale.
Dacă un fascicul alb este descompus într-un spectru folosind o prismă, atunci pot fi văzute o serie de culori în continuă schimbare: albastru închis, albastru, cyan, albastru-verde, galben-verde, galben, portocaliu, roșu.
Culoarea radiației este determinată de lungimea de undă. Întregul spectru vizibil al radiațiilor este situat în intervalul de lungimi de undă de la 380 la 720 nm (1 nm = 10 -9 m, adică o miliardime dintr-un metru).
Întreaga parte vizibilă a spectrului poate fi împărțită în trei zone
- Radiația cu o lungime de undă de la 380 la 490 nm se numește zona albastră a spectrului;
- de la 490 la 570 nm - verde;
- de la 580 la 720 nm - roșu.
Diverse obiecte pe care o persoană le vede colorate culori diferite deoarece radiațiile monocromatice sunt reflectate din ele în moduri diferite, în proporții diferite.
Toate culorile sunt împărțite în acromatic și cromatic
- Acromatice (incolore) sunt culorile gri de diverse luminozitate, culorile alb și negru. Culorile acromatice sunt caracterizate de lejeritate.
- Toate celelalte culori sunt cromatice (colorate): albastru, verde, roșu, galben etc. Culorile cromatice se caracterizează prin nuanță, luminozitate și saturație.
Nuanta de culoare- aceasta este o caracteristică subiectivă a culorii, care depinde nu numai de compoziția spectrală a radiației care intră în ochiul observatorului, ci și de caracteristici psihologice perceptia individuala.
Lejeritate caracterizează subiectiv luminozitatea unei culori.
Luminozitate determină intensitatea luminii emise sau reflectate de o suprafață unitară într-o direcție perpendiculară pe aceasta (unitatea de luminozitate este candela pe metru, cd/m).
Saturare caracterizează subiectiv intensitatea senzației unui ton de culoare.
Deoarece nu numai sursa de radiație și obiectul colorat, ci și ochiul și creierul observatorului sunt implicate în apariția senzației vizuale de culoare, ar trebui luate în considerare câteva informații de bază despre natura fizică a procesului. viziunea culorilor.
Percepția culorii ochilor
Se știe că ochiul este asemănător cu o cameră în care retina joacă rolul unui strat sensibil la lumină. Emisiile de compoziție spectrală diferită sunt înregistrate de celulele nervoase retiniene (receptori).
Receptorii care asigură viziunea colorată sunt împărțiți în trei tipuri. Fiecare tip de receptor absoarbe radiația celor trei zone principale ale spectrului - albastru, verde și roșu într-un mod diferit, adică. are sensibilitate spectrală diferită. Dacă radiația din zona albastră intră în retina ochiului, atunci va fi percepută de un singur tip de receptori, care vor transmite informații despre puterea acestei radiații către creierul observatorului. Rezultatul este o senzație de albastru. Procesul se va desfășura în mod similar în cazul expunerii la retină a radiației zonelor verzi și roșii ale spectrului. Odată cu excitarea simultană a receptorilor de două sau trei tipuri, va apărea o senzație de culoare, în funcție de raportul puterilor de radiație ale diferitelor zone ale spectrului.
Odată cu excitarea simultană a receptorilor care detectează radiații, de exemplu, zonele albastre și verzi ale spectrului, poate apărea o senzație de lumină, de la albastru închis la galben-verde. Senzația de mai multe nuanțe de culoare albastră va apărea în cazul unei puteri mai mari a radiației zonei albastre, iar nuanțe verzi - în cazul unei puteri mai mari a zonei verzi a spectrului. Puterea egală a radiației zonelor albastre și verzi va provoca senzație culoarea albastra, zonele verzi și roșii - senzația de zone galbene, roșii și albastre - senzația de magenta. Cyan, magenta și galben sunt, prin urmare, numite culori cu două zone. Radiația de putere egală a tuturor celor trei zone ale spectrului provoacă o senzație de culoare gri de luminozitate diferită, care se transformă în culoare albă cu o putere de radiație suficientă.
Sinteza aditivă a luminii
Acesta este procesul de obținere a diferitelor culori prin amestecarea (adăugarea) radiației celor trei zone principale ale spectrului - albastru, verde și roșu.
Aceste culori sunt numite radiații primare sau primare ale sintezei adaptive.
Se pot obține în acest fel diverse culori, de exemplu, pe un ecran alb folosind trei proiectoare cu filtre de culoare albastru (Albastru), verde (Verde) și roșu (Roșu). Pe zonele ecranului iluminate simultan de diferite proiectoare, se pot obține orice culoare. Schimbarea culorii se realizează în acest caz prin modificarea raportului dintre puterea radiațiilor principale. Adăugarea de radiații are loc în afara ochiului observatorului. Aceasta este una dintre varietățile de sinteză aditivă.
Un alt tip de sinteză aditivă este deplasarea spațială. Deplasarea spațială se bazează pe faptul că ochiul nu distinge elemente mici, multicolore, situate separat ale imaginii. Cum ar fi, de exemplu, puncte raster. Dar, în același timp, elemente mici ale imaginii se mișcă de-a lungul retinei ochiului, astfel încât aceiași receptori sunt afectați în mod constant de radiații diferite de la punctele raster colorate diferit învecinate. Datorită faptului că ochiul nu distinge între schimbările rapide ale radiațiilor, le percepe ca culoarea amestecului.
Sinteza subtractivă a culorilor
Acesta este procesul de obținere a culorilor prin absorbția (scăderea) radiației din alb.
In sinteza subtractiva se obtine o noua culoare folosind straturi de vopsea: cyan (cyan), magenta (magenta) si galben (galben). Acestea sunt culorile primare sau primare ale sintezei subtractive. Vopseaua cyan absoarbe (scăde din alb) radiația roșie, magenta - verde și galben - albastru.
Pentru a obține, de exemplu, culoarea roșie într-un mod subtractiv, trebuie să plasați filtre galbene și magenta în calea radiației albe. Acestea vor absorbi (scădea) radiația respectiv albastră și verde. Acelaşi rezultat se va obţine dacă hartie alba aplicați vopsea galbenă și violetă. Atunci doar radiația roșie va ajunge pe hârtia albă, care este reflectată de ea și intră în ochiul observatorului.
- Culorile primare ale sintezei aditive sunt albastru, verde și roșu și
- culorile primare ale sintezei subtractive - galben, magenta și cyan formează perechi de culori complementare.
Culorile suplimentare sunt culorile a două radiații sau două culori, care în amestec fac o culoare acromatică: W + C, P + W, G + K.
În sinteza aditivă, culorile complementare dau gri și culorile albe, deoarece în total reprezintă radiația întregii părți vizibile a spectrului, iar prin sinteză subtractivă, un amestec al acestor culori dă culori gri și negre, sub forma faptului că straturile acestor culori absorb radiația din toate zonele. a spectrului.
Principiile considerate ale formării culorii stau la baza producerii de imagini color în imprimare. Pentru a obtine imprimarea imaginilor color se folosesc asa-numitele cerneluri de tipar de proces: cyan, magenta si galben. Aceste culori sunt transparente și fiecare dintre ele, așa cum am menționat deja, scade radiația uneia dintre benzile spectrale.
Cu toate acestea, din cauza imperfecțiunii componentelor sintezei subactive, o a patra cerneală neagră suplimentară este utilizată la fabricarea produselor tipărite.
Se poate observa din diagramă că dacă vopselele de proces sunt aplicate pe hârtie albă, în diverse combinatii, atunci puteți obține toate culorile primare (primare) atât pentru sinteza aditivă, cât și pentru sinteza subtractivă. Această împrejurare dovedește posibilitatea obținerii de culori cu caracteristicile cerute în fabricarea produselor de imprimare color cu cerneluri de proces.
Caracteristicile de reproducere a culorilor se schimbă diferit în funcție de metoda de imprimare. În imprimarea gravurală, trecerea de la zonele luminoase ale imaginii la zonele întunecate se realizează prin modificarea grosimii stratului de cerneală, ceea ce vă permite să ajustați principalele caracteristici ale culorii reproduse. În imprimarea gravurală, formarea culorii are loc subtractiv.
În tipărirea tipărită și offset, culorile diferitelor zone ale imaginii sunt transmise prin elemente raster din diferite zone. Aici, caracteristicile culorii reproduse sunt reglementate de dimensiunile elementelor raster de diferite culori. S-a menționat deja mai devreme că culorile în acest caz sunt formate prin sinteza aditivă - amestecarea spațială a culorilor elementelor mici. Cu toate acestea, acolo unde punctele raster de diferite culori coincid unele cu altele și vopselele sunt suprapuse una peste alta, o nouă culoare a punctelor este formată prin sinteză subtractivă.
Evaluarea culorilor
Pentru a măsura, transmite și stoca informații despre culoare, aveți nevoie sistem standard măsurători. viziunea umană poate fi considerat unul dintre cele mai precise instrumente de măsurare, dar nu este capabil să atribuie anumite valori numerice culorilor și nici să le amintească exact. Majoritatea oamenilor nu realizează cât de semnificativ este impactul culorii în viața lor de zi cu zi. Când vine vorba de reproducerea repetată, o culoare care pare „roșie” unei persoane este percepută ca „portocaliu-roșiatic” de către ceilalți.
Metodele prin care se realizează o caracterizare cantitativă obiectivă a diferențelor de culoare și culoare se numesc metode colorimetrice.
Teoria vederii în trei culori ne permite să explicăm apariția senzațiilor de nuanță de culoare diferită, luminozitate și saturație.
Spații de culoare
Coordonatele culorii
L (luminozitate) - luminozitatea culorii este măsurată de la 0 la 100%,
a - gama de culori pe roata de culori de la verde -120 la roșu +120,
b - gama de culori de la albastru -120 la galben +120
În 1931, Comisia Internațională pentru Iluminare - CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) a propus un spațiu cromatic XYZ calculat matematic, în care se afla în interior întregul spectru vizibil de ochiul uman. Ca bază a fost ales sistemul de culori reale (roșu, verde și albastru), iar conversia liberă a unor coordonate în altele a făcut posibilă efectuarea diferitelor tipuri de măsurători.
Dezavantajul noului spațiu a fost contrastul său neuniform. Dându-și seama de acest lucru, oamenii de știință au efectuat cercetări suplimentare, iar în 1960 McAdam a făcut câteva completări și modificări la spațiul de culoare existent, numindu-l UVW (sau CIE-60).
Apoi, în 1964, la sugestia lui G. Vyshetsky, a fost introdus spațiul U*V*W* (CIE-64).
Contrar așteptărilor experților, sistemul propus nu a fost suficient de perfect. În unele cazuri, formulele utilizate în calculul coordonatelor de culoare au dat rezultate satisfăcătoare (în principal cu sinteza aditivă), în altele (cu sinteza subtractivă), erorile s-au dovedit a fi excesive.
Acest lucru a forțat CIE să adopte un nou sistem de contrast egal. În 1976, toate neînțelegerile au fost eliminate și s-au născut spațiile Luv și Lab, bazate pe același XYZ.
Aceste spații de culoare sunt luate ca bază pentru sistemele colorimetrice independente CIELuv și CIELab. Se crede că primul sistem îndeplinește condițiile sintezei aditive într-o măsură mai mare, iar cel de-al doilea - subtractiv.
În prezent, spațiul de culoare CIELab (CIE-76) servește drept standard internațional pentru lucrul cu culoarea. Principalul avantaj al spațiului este independența atât față de dispozitivele de reproducere a culorilor pe monitoare, cât și față de dispozitivele de intrare și ieșire a informațiilor. Cu standardele CIE, toate culorile pe care ochiul uman le percepe pot fi descrise.
Cantitatea de culoare măsurată este caracterizată de trei numere care arată cantitățile relative de radiație mixtă. Aceste numere se numesc coordonate de culoare. Toate metodele colorimetrice se bazează pe trei dimensiuni, adică pe un fel de culoare volumetrică.
Aceste metode oferă la fel de fiabile caracteristică cantitativă culori, cum ar fi măsurarea temperaturii sau umidității. Diferența este doar în numărul de valori caracterizatoare și relația lor. Această interrelație a celor trei coordonate de culoare primară are ca rezultat o schimbare consistentă pe măsură ce culoarea iluminării se schimbă. Prin urmare, măsurătorile „tricolor” sunt efectuate în condiții strict definite, sub iluminare albă standardizată.
Astfel, culoarea în sens colorimetric este determinată în mod unic de compoziția spectrală a radiației măsurate, în timp ce senzația de culoare nu este determinată în mod unic de compoziția spectrală a radiației, ci depinde de condițiile de observare și, în special, de culoarea iluminarea.
Fiziologia receptorilor retinieni
Percepția culorii este legată de funcția celulelor conice din retină. Pigmenții conținuți în conuri absorb o parte din lumina care cade asupra lor și reflectă restul. Dacă unele componente spectrale ale luminii vizibile sunt absorbite mai bine decât altele, atunci percepem acest obiect ca fiind colorat.
Discriminarea culorii primare are loc în retină; în tije și conuri, lumina provoacă iritații primare, care se transformă în impulsuri electrice pentru formarea finală a nuanței percepute în cortexul cerebral.
Spre deosebire de tijele, care conțin rodopsina, conurile conțin proteina iodopsină. iodopsină - denumirea comună pigmenți vizuali conici. Există trei tipuri de iodopsină:
- clorolab ("verde", GCP),
- erythrolab („roșu”, RCP) și
- cianolab („albastru”, BCP).
Acum se știe că pigmentul sensibil la lumină iodopsină, care se găsește în toate conurile oculare, include pigmenți precum chlorolab și erythrolab. Ambii acești pigmenți sunt sensibili la întreaga regiune a spectrului vizibil, cu toate acestea, primul dintre ei are un maxim de absorbție corespunzător galben-verde (maxim de absorbție de aproximativ 540 nm.), iar al doilea galben-roșu (portocaliu) (absorbție maximă de aproximativ 570 nm.) părți ale spectrului. Se atrage atenția asupra faptului că maximele lor de absorbție sunt situate în apropiere. Acest lucru nu corespunde culorilor „primare” acceptate și nu este în concordanță cu principiile de bază ale modelului cu trei componente.
Al treilea pigment, ipotetic sensibil la regiunea violet-albastru a spectrului, numit anterior cyanolab, nu a fost găsit până în prezent.
În plus, nu s-a putut găsi nicio diferență între conurile din retină și nu s-a putut dovedi prezența unui singur tip de pigment în fiecare con. Mai mult, s-a recunoscut că pigmenții chlorolab și erythrolab sunt prezenți simultan în con.
Genele non-alelice pentru chlorolab (codificat de genele OPN1MW și OPN1MW2) și erythrolab (codificat de gena OPN1LW) sunt localizate pe cromozomii X. Aceste gene au fost mult timp bine izolate și studiate. Prin urmare, cele mai frecvente forme de daltonism sunt deuteronopia (o încălcare a formării de chlorolab) (6% dintre bărbați suferă de această boală) și protanopia (o încălcare a formării de erytolab) (2% dintre bărbați). În același timp, unele persoane care au percepția afectată a nuanțelor de roșu și verde, oameni mai buni cu percepția normală a culorilor, percep nuanțe ale altor culori, cum ar fi kaki.
Gena cianolalab OPN1SW este situată pe al șaptelea cromozom, deci tritanopia (o formă autozomală de daltonism în care formarea cianolalabului este afectată) - boala rara. O persoană cu tritanopie vede totul în culorile verde și roșu și nu distinge obiectele la amurg.
Teoria neliniară cu două componente a vederii
Conform unui alt model (teoria neliniară a vederii cu două componente de S. Remenko), al treilea pigment „ipotetic” cianolab nu este necesar, tija servește ca receptor pentru partea albastră a spectrului. Acest lucru se explică prin faptul că, atunci când luminozitatea iluminării este suficientă pentru a distinge culorile, sensibilitatea spectrală maximă a tijei (datorită estompării rodopsinei conținute în ea) se schimbă de la regiunea verde a spectrului la albastru. Conform acestei teorii, conul ar trebui să conțină doar doi pigmenți cu maxime de sensibilitate adiacente: chlorolab (sensibil la regiunea galben-verde a spectrului) și erythrolab (sensibil la partea galben-roșie a spectrului). Acești doi pigmenți au fost găsiți de mult timp și studiati cu atenție. În același timp, conul este un senzor de raport neliniar care oferă nu numai informații despre raportul de roșu și Culoare verde, dar și separarea nivelului Culoarea galbenaîn acest amestec.
Dovada că receptorul părții albastre a spectrului din ochi este o tijă poate fi și faptul că, cu o anomalie de culoare de al treilea tip (tritanopia), ochiul uman nu numai că nu percepe partea albastră a spectrului, dar nici nu distinge obiectele la amurg (orbire nocturnă), iar acest lucru indică absența operatie normala bastoane. Susținătorii teoriilor cu trei componente explică de ce întotdeauna, în același timp în care receptorul albastru nu mai funcționează, stick-urile încă nu pot funcționa.
În plus, acest mecanism este confirmat de cunoscutul efect Purkinje, a cărui esență este aceea la amurg, când cade lumina, culorile roșii devin negre, iar albul par albăstrui. Richard Phillips Feynman notează că: „Acest lucru se datorează faptului că tijele văd capătul albastru al spectrului mai bine decât conurile, dar conurile văd, de exemplu, roșu închis, în timp ce tijele nu îl pot vedea deloc”.
Noaptea, când fluxul de fotoni este insuficient pentru funcționarea normală a ochiului, vederea este asigurată în principal de tije, astfel încât noaptea o persoană nu poate distinge culorile.
Până în prezent, nu a fost încă posibil să se ajungă la un consens asupra principiului percepției culorilor de către ochi.
„Culoarea este ceea ce vezi, nu ceea ce ai putea vedea”
Ralph M. Ivens
„Culoarea nu este niciodată singură, este întotdeauna percepută în mediul altor culori”
Johannes Itten
Împărțirea problemei culorii în fizică, psihofizică și aspecte psihologice nu este o tehnică artificială. Emisia de lumină vizibilă, evaluarea culorii de către un observator standard în condiții standard și percepția culorii care apare individual și în condiții reale, acestea sunt trei fenomene separate, fiecare dintre ele respectând propriile legi și având propriile diferențe specifice. . În niciun caz nu trebuie amestecate.
Percepția și discriminarea culorilor de către fiecare persoană este determinată de influența reciprocă procese fiziologice iar tradiţiile culturale în care această persoană a crescut depinde de sistemul de denumire a culorilor în limba sa maternă şi caracteristici individuale individual. Vederea culorii în condiții specifice este o combinație de atenție, concentrare, memorie și motive ale individului. Observatorul obișnuit va spune că frunza este verde, chiar dacă lumina care ajunge la ochi este albastră. S-ar putea să nu observe. Un artist care se uită prin frunziș verde va spune că vederea îndepărtată este roz: se uita la culoare, iar adaptarea sa la frunziș a provocat culoarea roz a ceții îndepărtate. Fiecare are dreptate în felul său și fiecare are dreptul la părerea sa.
Percepția culorilor se schimbă odată cu vârsta, depinde de acuitatea vizuală, de naționalitatea unei persoane, chiar și de culoarea părului său și de ceea ce a mâncat (după ce a mâncat, sensibilitatea ochiului la unda scurtă (partea albastră a spectrul) crește. Adevărat, astfel de diferențe se referă în principal la nuanțe subtile de culori, așa că, cu o oarecare presupunere, putem spune că majoritatea oamenilor percep culorile primare în același mod (cu excepția, desigur, daltonii).
Dean Judd a calculat că sub variații suficient de mari ale condițiilor de observație, numărul de culori percepute ajunge la 10 milioane, dar asta nu este tot. Diferența de calități fizice - proprietățile unei suprafețe sau material pot fi un obstacol în calea recunoașterii identității acestora. Imaginea lumii din jurul nostru este cauzată de variații nesfârșite de culoare și formă, create de multe tipuri și calități de obiecte în diferite tipuri de iluminare. În plus, percepția culorii depinde și de condițiile de observație: adaptarea culorii, fundalul pe care este privită o anumită culoare, starea de spirit a unei persoane, preferințele de culoare etc.
Există concepte de culoare percepută izolată și neizolat (Fig. 12).
Fig 12. Culoare izolată și culori percepute neizolate
Diferența dintre ele este că izolat este culoarea unei suprafețe sau a luminii colorate observată într-un mediu complet negru, neizolat este o culoare vizibilă pe un fundal care diferă de negru. În primul caz, observatorul evaluează culoarea pe baza în întregime a informațiilor vizuale din ochi (nu există context), în al doilea, când se introduce un fundal alb în jurul culorilor comparate, care poartă informații despre sursă, permite observator pentru a-i evalua luminozitatea și culoarea. În acest caz, culorile nu mai sunt izolate. Sunt expuși culorilor vecine și sursei de lumină.
Culoarea este o cantitate tridimensională și este folosită pentru a caracteriza fiecare dintre cele trei dimensiuni. caracteristicile subiective ale culorii(Fig. 13 ) :
· lejeritate(se aplică obiectelor neluminoase) - caracteristică de culoare, conform căreia suprafața este percepută ca reflectând difuz sau transmitend o proporție mai mare sau mai mică a luminii incidente;
· Nuanta de culoare- o caracteristică de culoare care servește la stabilirea asemănării unei culori date cu una sau alta culoare spectrală sau violetă, este determinată de denumirea de roșu, albastru, verde etc.
· saturare- o caracteristică de culoare care servește la evaluarea diferenței dintre o culoare dată și o culoare acromatică egală cu aceasta în luminozitate.
Orez. 13 O ilustrare a unei modificări a uneia dintre cele trei caracteristici de culoare: luminozitate, nuanță și saturație.
Senzația de culoare depinde într-o oarecare măsură de toate caracteristicile sale, deci totul parametrii de culoare ar trebui analizați în strânsă relație. Saturația și luminozitatea obiectelor neluminoase sunt interdependente, deoarece o creștere a absorbției spectrale selective cu o creștere a cantității (concentrației) de colorant este întotdeauna însoțită de o scădere a intensității luminii reflectate, ceea ce provoacă o senzație de scădere. în lejeritate. Astfel, un trandafir cu o culoare violet mai bogată este perceput ca fiind mai închis. , decât un trandafir cu aceeași nuanță de culoare, dar mai puțin pronunțată.
Este necesar să ne oprim în detaliu asupra legilor percepției luminii și culorii, în timp ce acestea joacă de mare valoareîn design de culoare.
Legile percepției luminii și culorii(Legea Weber-Fechner, adaptarea, constanța, contrastul) se datorează faptului că toți analizatorii umani (inclusiv ochii), cu ajutorul cărora energia unui stimul adecvat este transformată în procesul de excitație nervoasă și, în cele din urmă, duce la formarea senzației, au o serie de proprietăți psihofiziologice sau psihofizice. Aceste proprietăți sunt discutate în detaliu:
1. Sensibilitate extrem de mare la stimuli adecvati. Măsura cantitativă a sensibilității este intensitatea pragului, adică cea mai scăzută intensitate a stimulului, al cărui impact dă o senzație. Cu cât intensitatea pragului este mai mică sau, pur și simplu prag, cu atât sensibilitatea este mai mare.
2. Sensibilitate diferențială sau contrast. Toți analizatorii au capacitatea de a stabili o diferență de intensitate între stimuli. Principalul lucru este prezența unei relații cantitative între intensitatea senzației și intensitatea stimulului. Într-o serie de experimente (1830–1834), E. Weber a arătat că este percepută nu o creștere absolută, ci o creștere relativă a puterii stimulului (lumină, sunet, apăsare de sarcină pe piele etc.), adică , DI/I = const. Pragul vizibil este o parte constantă a stimulului. Dacă intensitatea stimulului crește, pragul crește. Pe baza acestor observații, G. Fechner a formulat în 1860 „legea psihofizică de bază”, conform căreia intensitatea senzațiilor noastre L proporţional cu logaritmul intensităţii stimulului eu : L = k log I/I 0 , Unde eu 0 - valoarea limită a intensităţii stimulului. Legea Weber-Fechner atunci când se descrie percepția luminozității luminii, aceasta este observată într-o gamă mică de luminozități și determină raportul dintre luminozitate și luminozitate în cele mai favorabile condiții de observare. Dacă, de exemplu, claritatea graniței dintre secțiunile comparate este redusă, pragul va crește. Se știe că în amurg, când iluminarea este scăzută, luminozitatea obiectelor diferă mai rău decât la iluminarea medie, iar pragul, în consecință, crește și el. În condiții de luminozitate prea mare, obiectele au un efect orbitor asupra ochiului, iar pragul crește din nou. Pentru luminanțele care se află la marginile intervalului de luminanță percepută, pragul este mult mai mare. Sensibilitatea la contrast a ochiului are un maxim la luminozitatea de adaptare.
Aparatul ochiului sensibil la lumină. Un fascicul de lumină, care trece prin mediul optic al ochiului, pătrunde în retină și intră în stratul său exterior (Fig. 51). Iată receptorii analizorului vizual. Acestea sunt celule speciale care sunt sensibile la lumină. bastoaneși conuri(vezi tabelul de culori). Sensibilitatea bețelor este neobișnuit de mare. Ele fac posibil să se vadă la amurg și chiar și noaptea, dar fără discriminare de culoare, deoarece sunt excitați de razele din aproape întregul spectru vizibil. Sensibilitatea conurilor este de cel puțin 1000 de ori mai mică. Ele intră într-o stare de entuziasm numai cu lumină suficient de puternică, dar vă permit să distingeți culorile.
Datorită sensibilității scăzute a conurilor, discriminarea culorilor devine din ce în ce mai dificilă seara și în cele din urmă dispare.
în retină ochiul uman pe o suprafață de aproximativ 6-7 mp cm există aproximativ 7 milioane de conuri și aproximativ 130 de milioane de tije. Sunt distribuite neuniform în retină. În centrul retinei, chiar vizavi de pupilă, se află așa-numitul pată galbenă cu o gaură în mijloc fosa centrală. Când o persoană examinează un detaliu al unui obiect, imaginea acestuia cade în centru pată galbenă. În fosa centrală există doar conuri (Fig. 52). Aici diametrul lor este de cel puțin jumătate față de cel al altor părți ale retinei și 1 mp mm numărul lor ajunge la 120-140 mii, ceea ce contribuie la o viziune mai clară și mai distinctă. Pe măsură ce te îndepărtezi de fosa centrală spre -. încep să se întâlnească și tije, mai întâi în grupuri mici, apoi în număr tot mai mare, iar conurile devin mai mici. Deci, deja la o distanță de 4 mm din fosa centrală până la 1 mp mm sunt aproximativ 6 mii de conuri și 120 de mii de tije.
Orez. 51< Схема строения сетчатки.
I - marginea coroidei adiacentă retinei;
II - strat de celule pigmentare; III- strat de tije și conuri; IV și V - două rânduri consecutive celule nervoase, la care trece excitația de la tije și conuri;
1 - bastoane; 2 - conuri; 3 - nuclee de tije și conuri;
4 - fibre nervoase.
Orez. 52. Structura retinei în macula (schemă):
/ - fosa centrală; 2 - conuri; 3 - bastoane; 4 - straturi de celule nervoase; 5 - fibrele nervoase care se îndreaptă către punctul orb,
În semiîntuneric, când conurile nu funcționează, o persoană distinge mai bine acele obiecte a căror imagine nu cade pe pata galbenă. Nu va observa un obiect alb dacă își îndreaptă privirea spre el, deoarece imaginea va cădea în centrul petei galbene, unde nu există tije. Cu toate acestea, obiectul va deveni vizibil dacă vă mutați privirea în lateral cu 10-15 °. Imaginea lovește acum o zonă a retinei bogată în tije. Prin urmare, cu mare imaginație, poate apărea impresia unui obiect „fantomatic”, apariția și dispariția lui inexplicabilă. Aceasta este baza ideilor superstițioase despre fantomele care rătăcesc noaptea.
La lumina zilei, o persoană distinge clar nuanțele de culoare ale obiectului pe care îl privește. Dacă imaginea cade pe zonele periferice ale retinei, unde există puține conuri, atunci discriminarea culorilor devine neclară și aspră.
În tije și conuri, precum și pe film fotografic, sub influența luminii, reacții chimice acţionând ca un iritant. Impulsurile rezultate vin din fiecare punct al retinei către anumite zone ale cortexului vizual emisfere.
Viziunea culorilor. Toată varietatea de nuanțe de culoare poate fi obținută prin amestecarea celor trei culori ale spectrului - roșu, verde și violet (sau albastru). Dacă rotiți rapid un disc format din aceste culori, acesta va apărea alb. S-a dovedit că aparatul de detectare a culorii constă din trei tipuri de conuri:
unele sunt preponderent sensibile la razele roșii, altele la verzi, iar altele la albastru.Viziunea culorilor depinde de raportul dintre puterea de excitație a fiecărui tip de con.
Observațiile reacțiilor electrice ale cortexului cerebral au permis stabilirea faptului că creierul unui nou-născut reacționează
nu numai pentru lumină, ci și pentru culoare. Capacitatea de a distinge culorile a fost găsită în bebelus metodă reflexe condiționate. Culorile distinctive devin din ce în ce mai perfecte pe măsură ce se formează noi conexiuni condiționate, dobândite în timpul jocului. ^ Daltonism. La sfârşitul secolului al XVIII-lea. faimoasa natură engleză-. testerul John Dalton a descris în detaliu o tulburare a vederii culorilor de care suferea el însuși. Nu a distins roșul. din verde și roșu închis i se păreau gri sau negru. Această încălcare, numită daltonism, apare la aproximativ 8% dintre bărbați și este foarte rar la femei. Se moștenește prin generație prin linia feminină, cu alte cuvinte, de la bunic la nepot prin mamă. Există și alte tulburări de vedere a culorilor, dar sunt foarte rare. Cei care suferă de daltonism pot să nu-și observe defectul timp de mulți ani. Uneori, o persoană învață despre asta în timpul unui test oftalmologic pentru admiterea la un loc de muncă care necesită o distincție clară între culorile roșii și cele verzi (de exemplu, un mașinist într-un transport feroviar).
Un copil care este daltonist își poate aminti că acest balon este roșu, iar celălalt, mai mare, este verde. Dar dacă îi oferi două bile identice care diferă doar prin culoare (roșu și verde), atunci nu le va putea distinge. Un astfel de copil confundă culorile atunci când culege fructe de pădure, la cursurile de desen, când selectează cuburi colorate din imaginile colorate. Văzând acest lucru, alții, inclusiv educatorii, acuză copilul de neatenție sau deliberat. farse, face-i comentarii, pedepseste-l, scade nota pentru munca depusa. O astfel de pedeapsă nemeritată se poate reflecta doar în sistem nervos copil, afectează-l dezvoltare ulterioarăși comportament. Prin urmare, în cazurile în care un copil confundă sau nu poate învăța anumite culori pentru o lungă perioadă de timp, ar trebui să fie prezentat unui medic specialist pentru a afla dacă acesta este rezultatul. defect din nastere viziune.
Acuitate vizuala. Acuitatea vizuală este capacitatea ochiului de a distinge cele mai mici detalii. Dacă razele care emană din două puncte adiacente excită unul și același sau două conuri adiacente, atunci ambele puncte sunt percepute ca unul mai mare. Pentru viziunea lor separată, este necesar ca între;
conuri excitate a fost alta. Prin urmare, acuitatea vizuală maximă posibilă: depinde de grosimea conurilor din macula foveei. Se calculează că unghiul la care razele din două puncte, cât mai aproape posibil, dar vizibile separat, cad pe retină este „/ în 0, adică un minut de arc. Acest unghi este considerat a fi norma acuității vizuale. acuitatea se modifică oarecum în funcție de puterea iluminării.-Cu toate acestea, chiar și cu aceeași iluminare, poate varia semnificativ.Se mărește sub influența antrenamentului, dacă, de exemplu, o persoană trebuie să se ocupe de o discriminare fină a obiectelor mici. Când este obosit, acuitatea vizuală scade.
