Как мы видим цвета, особенности зрительной системы человека. Свет изменяет цвет.

Электромагнитное излучение, изменяющееся по длине волны от гамма-лучей до микроволн, постоянно бомбардирует нас со всех сторон. Наши глаза способны обнаружить сколько излучения входит в них и с какого направления, только если это излучение находится в пределах видимого спектра. Находится примерно между 380 и 780 нанометрами (Нм).

Полезные статьи:

Что такое индекс цветопередачи? Как он влияет на освещение

Что такое мерцание (пульсация) светового потока?

Все статьи

Спектральное распределение мощности (SPD) источника света представляет собой графические или табличные данные. Это количество излучения источником света на каждой длине волны только в видимом спектре. Например, на рис.2 показан SPD лампы накаливания. SPD предоставляет основные физические данные, необходимые для расчета цвета источника света.

Ахромазия

Нарушение цветовосприятия, причиной которого является полное отсутствие пигментов в колбочках. Пациент видит только черные, серые, белые оттенки. Цветное зрение для него недоступно.

Это наследственная форма дальтонизма, которая проявляется крайне редко. Возможно небольшое восприятие при чрезмерно насыщенном, ярком цвете.

Что мы знаем о цвете?

Со школьных уроков физики мы знаем что свет — это разновидность электромагнитного излучения с определенной длиной волны. Это может быть прямое излучение (собственно свет) или отраженное излучение (свет упал на предмет, отразился и мы его видим).

Так вот, ЦВЕТ, который мы видим когда свет попадает нам на сетчатку глаза, это ОЩУЩЕНИЕ, которое возникает у нас из-за этого процесса.

Механика процесса такая:

• световые лучи, отраженные или излученные, попадают в глаз
• в глазу чувствительные рецепторы колбочки и палочки возбуждаются, и сигнал передается по глазному нерву в мозг
• в мозге сигнал обрабатывается и каким-то образом интерпретируется

Монохромазия

Нарушенное восприятие цвета, которое возникает при наличии одного пигмента в колбочках. В данном случае глаза человека воспринимают все оттенки, как один световой фон. Он чаще всего красный.

Головной мозг пациента воспринимает абсолютно все оттенки этого цвета, что недоступно для обычного человека.

Три фоторецептора, влияющие на восприятие цвета

Когда люди говорят о цвете, они обычно обсуждают внешний вид объекта (красный, розовый, фиолетовый, коричневый, белый) или источника света (например, теплый-белый, холодный-белый). Хотя внешний вид цвета по-видимому, исходя из физических характеристик электромагнитного излучения, достигающего сетчатки глаза человека, оно на самом деле является результатом обработки сигналов, выполняемой зрительной системой. Более конкретно, появление цвета является результатом вычислений, выполняемых тремя отдельными «цветовыми каналами». Каждый канал принимает одну и ту же излучающую энергию, падающую на сетчатку, и обрабатывает ее немного по-разному. В результате исследований была получена общая модель зрительной системы, которая дает базовое объяснение цветового облика.

Чтобы свет стимулировал мозг, он должен быть поглощен фоторецепторами в сетчатке глаза. Существует три типа колбочковых фоторецепторов, отвечающих за цветовое зрение, каждый из которых в значительной степени определяется фотопигментом, содержащимся в этом фоторецепторе. На рис. 3 показана спектральная чувствительность трех конических фоторецепторов L, M и S. Буквы символизируют пиковую спектральную чувствительность фоторецепторов к длинноволновому, среднему и коротковолновому излучению соответственно.

Дихромазия

Патологическое состояние в колбочках, в которых находится только два пигмента. Дихромазия подразделяется на подвиды.

Их важно определить, чтобы объяснить человеку, какой род деятельности ему подходит. Запрещается водить автотранспортное средство при отсутствии восприятия красного или зеленого оттенка. Дальтоникам не рекомендуется работать на предприятии, требующем различия цветов.

Протанопия

В колбочках расположены только пигменты, которые ответственны за восприятие синего и зеленого цвета. Красный оттенок не воспринимается полностью. При данной патологии не рекомендуется водить автотранспортное средство, так как человек не сможет разобрать сигнал светофора. Красный цвет не воспринимается, все предметы с таким оттенком человек видит в желтом цвете. Желтые фигуры воспринимаются нормально.

В редких случаях красный цвет пациент видит серым. Например, протанопия была у Дальтона, который описал заболевание.

Дейтераномалия

В клубочках отсутствует пигмент, ответственный за восприятие зеленого оттенка. Дейтеранопия наблюдается крайне редко. После получения сигнала, колбочки передают его в головной мозг.

Он воспринимает окружающий мир совершенно по-другому. Цвета смешиваются неопределенно. Поэтому красное яблоко выглядит синим, а зеленая трава — коричневой.

Тританопия

Отсутствие в колбочках пигмента, ответственного за восприятие синего оттенка. Человек не воспринимает не только его, но также сине-желтые и фиолетово-красные цвета. Они выглядят для пациента одинаково. Фиолетовый оттенок, состоящий из синего и красного спектра, выглядит, как просто красный.

Важно, что тританопия не является противопоказанием к вождению автотранспортного средства. Это связано с тем, что восприятие зеленого и красного цветов остается нормальным. Минус в том, что при наступлении сумерек пациент утрачивает остроту зрения.

Причины

Причины разного восприятия оттенков носят врожденный или приобретенный характер. При наследственной патологии поражаются оба глаза. В случае приобретенного дальтонизма наблюдается одностороннее прогрессирование заболевания. Развиваются нарушения цветового восприятия на фоне патологического состояния в организме:

• заболевания сетчатки глаза;
• атрофия зрительного нерва;
• нарушения в функциональности центральной нервной системы;
• желтуха;
• неправильное применение медикаментов;
• отравление химическими компонентами или их соединениями;
• вследствие удаления катаракты;
• длительное воздействие на зрительный аппарат ультрафиолетовых лучей.

Приобретенное нарушение цветопередачи от глаз к мозгу существует нескольких типов:

• Ксантопсия. Окружающие предметы приобретают желтизну.
• Цианопсия. Картинка воспринимается в синих оттенках.
• Эритропсия. Зрение окрашено в красные оттенки.

Появление приобретенных нарушений в восприимчивости цветовой картинки носит временный характер. Устранение патологического состояния происходит после уменьшения воздействия провоцирующих факторов.

Полная потеря восприятия органами зрения цветов характеризуется дополнительными патологическими состояниями:

• светобоязнью;
• понижение уровня зрения;
• центральная скотома.

Встречается неполная слепота на некоторые оттенки цветов. Классифицируют такое цветовое восприятие согласно оттенкам:

• Протанопия. Не восприимчивость глаз к красному цвету.
• Дейтеранопия. Органы зрения не распознают зеленые оттенки.
• Тританопия. Затрудненно распознавание синего цвета зрительным аппаратом.

Возможно появление комплексного дальтонизма. Например, не воспринимаются только синие или зеленные оттенки.

Распространенными патологическими состояниями выступают протанопия и дейтеранопия.

Аномальная трихромазия

При нормальном уровне зрения в колбочках расположены все три пигмента. Если какого-либо из них не хватает, возникают аномалии. Дефектом зрения считается недостаток пигментации, вследствие чего пациент различает цвета, но не может ощущать их достаточно ярко. Это редкий вид заболевания, который встречается у небольшого процента дальтоников.

Так видят светофор дальтоники:

Цианопсия

Нарушение восприятия оттенков, при котором человек не видит зеленый и красный фильтр. Пациент воспринимает мир в синих тонах.

Отличительной чертой патологии является отсутствие наследования. Она встречается только при наличии заболевания или повреждении глаз, головного мозга. Проявляется при нарушениях в хрусталике, его повреждении. Он перестает выполнять свою функцию, вследствие чего сетчатка получает множество световых лучей.

Хлоропсия

Нарушение восприятия поступающих световых лучей, вследствие чего человек не видит весь спектр. Мир ощущается в зеленых тонах. Заболевание не передается по наследству. Возникает при нарушении питания тканей глаз, воспалительных заболеваниях сетчатки, остром отравлении.

Характерной чертой состояния является ухудшение самочувствия пациента. Постепенно острота зрения снижается. Появляется светобоязнь. Человек начинает видеть меньше оттенков. На этом этапе рекомендовано обратиться к врачу, чтобы избежать осложнений в виде повреждения тканей.

Эритропсия

Восприятие мира в красных тонах. Синий, зеленый фильтры не видны. Сильно изменяется восприятие белого оттенка, который становится желтым. Эритропсия не возникает при наследственном дальтонизме. Оно начинается после перенесенной операции на глазном яблоке, при действии яркого света на сетчатку глаз, особенно при осмотре белого снега.

Если нет явных повреждений тканей глаз, состояние быстро проходит. Терапевтических мер не проводят. Офтальмолог может назначить солнцезащитные очки, при использовании которых сетчатка глаз будет защищена. Рекомендуется носить их в любое время года, особенно, если глаза сильно чувствительны к действию яркого света.

Дальтонизм – достаточно редкое заболевание. Многие считают, что при нем нарушается восприятие зеленого и красного оттенков. Но это не так. Существует множество подтипов болезни, которые важно вовремя диагностировать. Некоторые его проявления осуществляются только при наличии повреждения или заболевания. Такое состояние поддается терапии. Своевременное выявление болезни повышает успешность коррекционных процедур.

Рейтинг автора

Автор статьи

Александрова О.М.

Написано статей

2029

Об авторе

Была ли статья полезной?

Оцените материал по пятибалльной шкале!
Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом — напишите комментарий ниже.

Сколько цветов различает человек

Здоровый человек с нормально функционирующими глазными яблоками различает только четыре цвета:

• желтый;
• синий;
• зеленый;
• красный.

Благодаря слиянию этих цветов образуются разные оттенки. Человек способен различать до 100 оттенков. Если его профессия сопряжена с искусством, эта способность увеличивается, достигает до 150 оттенок.

Существуют заболевания, при которых нормальное цветовосприятие снижается. Чаще всего пациент не может выделить красные и зеленые тона. В этом случае повреждаются колбочки сетчатого аппарата. Если у пациента нарушается восприятие объектов при сумерках, это означает, что есть нарушения в палочках сетчатки. Заболевание различаются по количеству воспринимаемых цветов:

• трихромазия (три цвета из четырех);
• дихромазия (восприятие двух цветов);
• монохромия (распознание только одного цвета).

Луч света, поступающий в глаза, имеет определенные длины волны, которые различает человек. Эти показатели находятся в пределах 370-710 нм. Все что выше или ниже, человек и не распознает.

Глаз

Мы воспринимаем свет, и как следствие цвет, глазами. Глаза не очень точные приборы измерения силы света и цвета, но они и не должны были ими быть.

В те времена, когда предки млекопитающих вылезли из воды, они имели 4-хцветное зрение. Дальше эволюция разделилась на 2 ветки, часть животных начала наращивать массу, мускулы и зубы и стала динозаврами, а часть перешла в ночной образ жизни. В последствии динозавры вымерли, а ночные существа вернулись к дневному образу жизни и со временем эволюционировали в нас с вами. В тот период, когда наши предки во мраке ночи спасались от громадных хищников, 2 цветовых рецептора из 4х исчезли за ненадобностью. Наши предки видели мир в сине-зеленых цветах, зато невероятно хорошо различали запахи и звуки.

Вернувшись к дневному образу жизни, будущим млекопитающим вновь потребовалось хорошее зрение, и благодаря мутациям гены в ДНК, отвечающие за восприятие зеленого задвоились, и вскоре мозг приспособился использовать это для распознавания красного цвета. Так мы начали воспринимать красный, цвет спелых фруктов и молодой листвы в экваториальных джунглях. Это оказалось нашим эволюционным преимуществом в вопросах добычи пищи и положительно повлияло на развитие.

Забавный факт, у современных обезьян ген, отвечающий за восприятие красного, передается только самке, и то не каждой. Но если в стае обезьян есть несколько таких самок, все племя более успешно добывает пищу.

Из-за того что «красные гены» произошли из «зеленых генов», чаще всего дальтонизм и разные особенности восприятия встречаются именно на этих цветах.

Дальтонизм бывает разной степени и страдают им 2—8 % мужчин, и только 0,4 % женщин. Некоторые виды дальтонизма следует считать не заболеванием, а скорее — особенностью зрения. Например, люди, которым трудно различать красные и зелёные цвета, могут различать множество других оттенков. В частности, оттенков цвета хаки, которые кажутся одинаковыми людям с нормальным зрением. Возможно, в прошлом такая особенность давала её носителям эволюционные преимущества, например, помогала находить пищу в сухой траве и листьях.

В связи с особенностями строения глаза, разные люди могут по-разному воспринимать и различать одинаковые цвета. Что уже делает бессмысленным все споры об оттенках цвета, ведь никто не гарантирует, что ваш собеседник обладает какими-нибудь случайными особенностями, позволяющие ему различать оттенки цвета, а все остальное человечество никогда даже не сможет воспользоваться этой его особой чувствительностью.

Более того, если у человека врожденно или после операции нет хрусталика, его глаз начинает воспринимать ультрафиолет. А еще есть женщины — тетрахоматы, у который генетическая мутация привела к образованию 4-го вида колбочек и их зрение качественно лучше обычного.

Также, на восприятие цветов влияет степень и качество освещения. Цветочувствительные колбочки могут хорошо воспринимать цвет только в условиях хорошей освещенности. Чем темнее, тем хуже мы различаем цвета. «Если освещенность снижается (сумеречное состояние), то красный, зеленый и синий цвета сохраняют свой цветовой тон, а промежуточные между ними изменяются в направлении сближения с основными. Так, оранжевый становится краснее, желтый приближается к оранжевому, голубой и фиолетовый синеют; желто-зеленые и зелено-голубые теряют свои оттенки и приближаются к спектральному зеленому. Если яркость световых потоков снижается почти до состояния темноты — различаются только три основных цвета — красный, зеленый и синий. В сгущающихся сумерках последним исчезает синий цвет, превращаясь в белесый, а красный превращается в черный. Изменение цветов при уменьшении их яркости называют явлением Бецольда — Брюкке.»

Получается, что если даже один и тот же человек посмотрит на один и тот же цвет в условиях разной освещенности, то сам цвет он различит (поймет что это оранжевый), но вот конкретный оттенок скорее всего будет разный.

Плюс, цвет может меняться в зависимости от источников освещения. Солнце, считающееся эталонным источником, светит намного более холодным светом, чем лампы накаливания. А галогенные лампы дают неестественно зеленый свет. И все предметы, попадающие под такое освещение, приобретают определенный оттенок, чуть более теплый, или холодный. У нас в голове есть механизм, компенсирующий разные условия освещения, но он прекрасно справляется только с основными цветами, а с оттенки уже могут меняться.

Мозг

Когда колбочки и палочки возбуждаются, они передают сигнал по зрительному нерву к мозгу. Мозг эти сигналы принимает и каким-то образом интерпретирует. Вот некоторые моменты, которые влияют на интерпретацию сигнала:

• наш цветовой опыт, как часто и внимательно мы работаем с цветами. Он позволяет различать разные оттенки цвета и знает какими словами лучше цвет описать, чтобы собеседник понял.
• наше физическое и психологическое состояние (при депрессии все цвета кажутся блеклыми)
• наши вкусовые или эмоциональные предпочтения

Когда я училась живописи, мы в нашей группе достаточно быстро заметили, что один и тот же натюрморт или пейзаж, одними и теми же красками, разные люди пишут по-разному. Кто-то в более холодной гамме, кто-то в более теплой. Каждый натюрморт сам по себе был гармоничен, все светотеневые нюансы хорошо разобраны, но вот по общему тону отличались. Даже тонко чувствующие цвет художники имели разное цветовосприятие.