LÁTÁS FIZIOLÓGIA II.RÉSZ Dr Wenzel Klára egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2008
Jan 02, 2016
LÁTÁS FIZIOLÓGIAII.RÉSZ
Dr Wenzel Klára egyetemi magántanár
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Budapest, 2008
A 2. részartalma:
A látás 3 fázisa: inger, érzet, észleletA látás pigment-folyamatai
Világos-adaptáció, sötét adaptációA kontraszt jelenségekSpektrális érzékenységAz adaptáció képesség határai
A látási információ idegrendszeri feldolgozásaSerkentés és gátlás. Összegzés.A retina idegi struktúrájaA szemtől az agyigLátóközpontok az agyban
Ajánlott irodalom
A látás 3 fázisa:
• Inger (a fizikai környezet fényei, hangjai, illatai)• Érzet (az élő szervezetből kiváltott reakció)• Észlelet (az ingerület idegrendszeri feldolgozása
után létrejött tudatos eredmény)
A színinger függvény kialakulása
A () színinger függvény
A () színinger függvényt
• a fényforrás színe (e() spektrális teljesítmény eloszlása),
• a fényforrás által megvilágított színes felületek színe (() spektrális reflexiója) és
• a fény útjába kerülő színszűrők színe (() spektrális transzmissziója) együttesen alakítja ki.
A () színinger
váltja ki a szemben a szín ingerületet és végül agyunkban a szín észleletet:
() = e() * () * ()
A színérzet kialakulása
• A színérzet szemünkben, a retina érzékelő elemeiben (a receptorokban) alakul ki.
• A receptorok:– A csapok (nappali, fotopikus látás) kb 6.8 millió
• Vörös érzékeny (protos P, long wave sensitive L)
• Zöld érzékeny (deuteros D, middle wave sensitive M)
• Kék érzékeny (tritos T, short wave sensitive S)
– A pálcikák (esti, scotopikus látás) kb 106 millió– Alkonyatkor szürkületi (mezopikus) látás
Pálcika és csap képe
A retina elektronmikroszkópos képe
L, M és S csapok a retina centrumában
Mi a fiziológia?
A szem
A látvány képe a retinán
A látás pigment-folyamatai
1. A kontraszt jelenség1. Szukcesszív és szimultán kontraszt
2. Az utó-képek
3. A Benham-effektus
2. Világos adaptáció – sötét adaptáció
3. Szín adaptáció
A kontraszt
–Élkontraszt és felületi kontraszt
–Szín kontraszt és világosság kontraszt
–Szimultán és szukcesszív kontraszt
–Világosság-, színezet- és színezetdússág
kontraszt
Szín kontraszt és világosság kontraszt; az él-kontraszt
Felület-kontraszt(Nemcsics után)
Példa szimultán kontraszt jelenségre(Nemcsics után)
A szimultán kontraszt megváltoztatja a színérzetet
(Nemcsics után)
Két kisérlet
a szukcessziv kontraszt jelenség
bemutatására
Példa a színezet kontrasztra(Nemcsics után)
Példa a világosság kontrasztra(Nemcsics után)
A Benham-effektus
A Benham-tárcsa
másodpercenként 8 – 12 fordulata esetén virtuális színek jelennek meg a szemünk előtt.
A Benham - effektus
A Benham-effektust szukcesszív és szimultán kontraszt jelenségek váltják ki.
További szép tárcsák(Kucsera Itala tervei)
Az adaptáció
• Alapja: a látópigmentek dinamikus egyensúlya
• Fajtái: – Világosság adaptáció (2 foton...100 000 lx)– Színadaptáció (Színkonstancia)
• Von Kries törvény– Inger * érzékenység = const (adaptációs idő!)– A hárm csap-típus egymástól függetlenül adaptál
Az adaptáció: a szem alkalmazkodása a változó fény-viszonyokhoz.
• A szem adaptációs mechanizmusai:– A pupilla méretének változása (2…10 mm átmérő: kb 25-
szörös fénymennyiség változás)
– A nappali receptorok (csapok) és az éjszakai receptorok (pálcikák) átváltása (kb 1000-szeres érzékenység változás)
• Fotopikus látás: csak a csapok működnek
• Scotopikus látás: csak a pálcikák működnek
• Mezopikus látás: a csapok és a pálcikák is működnek
– A pigmentek mennyiségének változása (egyensúlyi állapot a folytonos bomlás és termelődés során, mintegy 12 nagyságrendnyi érzékenység változás)
A csapok és pálcikák spektrális érzékenységi tartománya eltérő. A pálcikák kb 1000-szer
érzékenyebbek.
A csapok spektrális érzékenysége
• Protos (L)
• Deuteros (M)
• Tritos (S)
Világos adaptáció - sötét adaptáció
Adaptációs görbék1 Troland (Td) a megvilágítása a retinának, ha 1 cd/m2 fénysűrűségű
felületet nézünk 1 mm2 felületű pupillán kereszutül)
Az adaptáció-képesség határai
• Felső határ: vakítás– A protos és a deuteros telítésbe megy: sárga színészlelet
(Bezold-Brücke jelenség: kék-sárga látás)
– Mindhárom receptor telítésbe megy: fehér színészlelet
• Alsó határ: a protos-deuteros összegzés nem működik– Nincs sárga színészlelet, csak vörös és zöld
(Bezold-Abney jelenség: vörös-zöld látás)
– A tritos nem működik: nincs kék színészlelet
Tovább csökkenő megvilágítás: mezopikus látás– Purkinje-jelenség: „a kék óra”
A Purkinje - jelenség
A „kék óra”
A színészlelet kialakulása
• A színészlelet az agyban, az idegrendszeri kiértékelés során alakul ki.
• Lépései:– Páronkénti összehasonlítás– Ellentét-párok kialakulása– Összegzések– Tanulás– Emlékek, asszociációk
A csapok R, G és B érzetét az idegrendszer 3 ellentét-párrá alakítja át:
A színérzékelés második szintje
Az opponencia elmélet:
CRG = L – M
CBY = S - (L + M)
V() = 1,7*L + M-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
400 450 500 550 600 650 700(nm)
CYB
CRG
V()
Relatív jelerősség a hullámhossz függvényében
A három ellentét-pár
A látási információ idegrendszeri feldolgozása
A színek pszichofizikai jellemzői
Érzetek: L, M, S
-------------------------------------------------------------
Pszichofizikai jellemzők: –Világosság (Lightness, brightness)–Színezet (Hue)–Színezetdússág (Saturation, telítettség)
-------------------------------------------------------------
Hogyan lesz az érzetből észlelet
(pszichofizikai jellemző)?
A retina felépítése
A retina felépítése
A retina vastagsága kb. 0.5 mm.Öt rétegből áll:
– Receptor-réteg (Csapok és pálcák)– Bipoláris sejtek rétege (A csapok és pálcák idegi jeleit továbbítják
a ganglion sejtekhez)– Horizontális sejtek rétege (A csapok illetve a pálcák között
létesítenek összeköttetést)– Ganglion sejtek rétege (A bipoláris sejtektől a látóideghez
továbbítják az idegi jeleket)– Amacrine sejtek rétege (A ganglion sejtek között létesítenek
kapcsolatot)Axon: hosszú ideg nyúlvány, amely az idegi jeleket továbbítjaSzinapszis: kapcsoló felület az idegsejtek közöttDendrit: fogadja a bemeneti jeleket a többi idegsejttől
A retina idegsejt típusai
Az érzeteket a neurális hálózat dolgozza át.
Az átdolgozás már a retinán elkezdődik.
Az idegi jelek „matematikai” feldolgozása:
– Serkentés – pozitív előjelű jel továbbítás ( „on” ganglion és bipolár sejtek)
– Gátlás – negatív előjelű jel továbbítás („off” ganglion és bipolár sejtek)
– Összegzés – a horizontális és az amacrine sejtek által)
Neumann János: A számítógép és az agy
A neurális hálózatok elmélete
A retina rétegei
A szemtől az agyig
A látóközpontok az agyban
Az alakfelismerésre szakosodott területek
Ajánlott irodalom
• B.A. Wandell: Fundations of Vision, Sinauer Associates, Inc.1995
• Gegenfurtner-Sharpe: Color Vision from Genes to Perception, Cambridge University Press, 1999
• Julesz: Dialógusok az észlelésről, Typotex, 2000
• Gregory: The Intelligent Eye, McGraw Hill, 1971
• Alberth Béla: Szemészet, Medicina, 1995
• Commission Internationale de lEclairage: Colorimetry, 2000
• MSz 9620 Világítástechnika, Színtechnika
Ajánlott irodalom
• Ábrahám: Optika, McGraw Hill, 1998
• Ferenczy: Video- és hangrendszerek, Tankönyvkiadó, 1986
• Kardos: Tárgy és árnyék, Akadémiai Kiadó, 1984
• Goethe: Színtan, Corvina, 1983
• Lukács: Színmérés, Műszaki Könyvkiadó, 1982
• Bernolák: A fény, Műszaki Könyvkiadó, 1981
• Hurvich: Color Vision, Sinauer, 1981
• Itten: A színek művészete, Corvina, 1978
• Neumann János: A számológép és az agy, Gondolat, 1972
• Ulric Neisser: Megismerés és valóság, Gondolat, 1984
VÉGEa 2. résznek