Зрительное восприятие

Введение.

Восприятие  человека, в задачу которого входит формирование правильных образов окружающей действительности, подчиняется определенным законам.

Многие  факты указывают на большую роль, которую в восприятии играют движения, причем это относится в основном к главным видам восприятия: зрительному, слуховому, осязательному. Без движения внешних органов чувств или заменяющего его внутреннего движения формирование адекватного образа, по-видимому, не происходит, причем характер движений, совершаемых в перцептивной системе, играет важную роль в точном определении реальной картины воспринимаемого нами мира.

Основным  источником информации об окружающем мире для человека, несомненно, является зрительное восприятие. Достаточно сказать, что более 80 процентов ее поступает через глаза. В коре головного мозга зона, воспринимающая и анализирующая сведения об окружающем мире, поступающие через «зеркало души», намного превосходит ассоциативные зоны других органов чувств (обоняния, слуха и др.)

Строение  и функции оптического аппарата глаза

Глазное яблоко имеет шарообразную форму, что  облегчает его повороты для наведения  на рассматриваемый объект и обеспечивает хорошую фокусировку изображения  на всей светочувствительной оболочке глаза - сетчатке. На пути к сетчатке лучи света проходят через несколько прозрачных сред роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Определённая кривизна и показатель преломления роговицы и в меньшей мере хрусталика определяют преломление световых лучей внутри глаза. На сетчатке получается изображение, резко уменьшенное и перевернутое вверх ногами и справа налево (рис. 1 а). Преломляющую силу любой оптической системы выражают в диоптриях (D). Одна диоптрия равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см. Преломляющая сила здорового глаза составляет 59D при рассматривании далеких и 70,5D при рассматривании близких предметов.

Рис. 1. Ход лучей от объекта и построение изображения на сетчатке глаза (а). Схема рефракции в нормальном (б), близоруком (в) и дальнозорком (г} глазу. Оптическая коррекция близорукости (д) и дальнозоркости (е)

Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению объектов, расположенных на разном расстоянии (подобно фокусировке в фотографии). Для ясного видения объекта необходимо, чтобы его изображение было сфокусировано на сетчатке (рис. 1 б). Главную роль в аккомодации играет изменение кривизны хрусталика, т.е. его преломляющей способности. При рассматривании близких предметов хрусталик становится более выпуклым. Механизмом аккомодации является сокращение мышц, изменяющих выпуклость хрусталика.

Две главные  аномалии рефракции глаза близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия). Эти аномалии обусловлены не недостаточностью преломляющих сред глаза, а изменением длины глазного яблока (рис. 1 в, г). Если продольная ось глаза слишком длинна (рис. 4.1 в), то лучи от далёкого объекта сфокусируются не на сетчатке, а перед ней, в стекловидном теле. Такой глаз называется близоруким. Чтобы ясно видеть вдаль, близорукий должен поместить перед глазами вогнутые стекла, которые отодвинут сфокусированное изображение на сетчатку (рис. 4.1 д). В отличие от этого, в дальнозорком глазу (рис. 4.1 г) продольная ось укорочена, и поэтому лучи от далёкого объекта фокусируются за сетчаткой, Этот недостаток может быть компенсирован увеличением выпуклости хрусталика. Однако при рассматривании близких объектов аккомодационные усилия дальнозорких людей недостаточны. Именно поэтому для чтения они должны надевать очки с двояковыпуклыми линзами, усиливающими преломление света (рис. 4.1 е). 

Зрительные  пигменты. В палочках сетчатки человека содержится пигмент родопсин, или зрительный пурпур, максимум спектра поглощения которого находится в области 500 нанометров (нм). В наружных сегментах трёх типов колбочек (сине-, зелено- и красночувствительных) содержатся три типа зрительных пигментов, максимумы спектров поглощения которых находятся в синей (420 нм), зеленой (531 нм) и красной (558 нм) областях спектра. Красный колбочковый пигмент получил название йодопсин. Молекула зрительного пигмента состоит из белковой части (опсина) и хромофорной части (ретиналь, или альдегид витамина "А"). Источником ретиналя в организме служат каротиноиды; при их недостатке нарушается сумеречное зрение ("куриная слепота").

Зрительные  ощущения

Роль  зрительных ощущений в познании мира особенно велика. Они доставляют человеку исключительно богатые и тонко  дифференцированные данные, притом огромного  диапазона. Зрение дает нам наиболее совершенное, подлинное восприятие предметов. Зрительные ощущения наиболее дифференцированы от аффективности, в них особенно силен момент чувственного созерцания. Зрительные восприятия – наиболее "опредмеченные", объективированные восприятия человека. Именно поэтому они имеют очень большое значение для познания и для практического действия.

Зрительные  ощущения вызываются воздействием на глаз света, т.е., по воззрениям современной  физики, электромагнитных волн длиною от 390 до 780 нм.

Световые волны различаются, во-первых, длиною или числом колебаний в секунду. Чем число колебаний больше, тем длина волны меньше, и, наоборот, чем меньше число колебаний, тем больше длина волны.

Длина световой волны обусловливает цветовой тон. Световые волны различаются, во-вторых, амплитудой их колебаний, т.е. их энергией. Она определяет яркость цвета.

Световые  волны отличаются, в-третьих, формою световой волны, получающейся в результате смешения между собой световых волн различных длин. Форма световой волны обусловливает насыщенность цвета.

Предметы, не испускающие собственного света, отражают некоторую часть падающего  на них света и поглощают остальную  его часть. Если все световые лучи поглощаются в тех же отношениях, в каких они даны в спектре, то такое поглощение называется неизбирательным. Если световые лучи поглощаются в иных отношениях, чем они представлены в спектре, то такое поглощение называется избирательным.

Число, выражающее отношение количества поглощенных  поверхностью световых лучей к количеству падающих на нее лучей, называется коэффициентом поглощения. Число, выражающее отношение количества отраженных поверхностью световых лучей к количеству падающих на нее лучей, называется коэффициентом отражения. Поверхность, почти не отражающая падающего на нее света, имеет черный цвет. Поверхность, почти целиком отражающая падающий на нее свет, имеет цвет белый. Цветная поверхность отражает волны различной длины. Поэтому каждая цветная поверхность имеет свой спектр отражения.

Зрительное  ощущение, возникающее в результате воздействия на глаз света, всегда обладает тем или иным цветовым качеством. Но обычно нами воспринимается не цвет "вообще", а цвет определенных предметов. Предметы эти находятся от нас на определенном расстоянии, имеют ту или иную форму, величину и т.д. Зрение дает нам отражение всех этих многообразных свойств объективной действительности. Но отражение предметов в их пространственных и иных свойствах относится уже к области восприятия, в основе которого частично лежат также специфические зрительные ощущения.

Восприятие  пространства

Остротой  зрения называется максимальная способность различать отдельные детали объектов. Её определяют по наименьшему расстоянию между двумя точками, которые различает глаз, т.е. видит отдельно, а не слитно. Нормальный глаз различает две точки, расстояние между которыми составляет 1 угловую минуту. Максимальную остроту зрения имеет центр сетчатки - жёлтое пятно. К периферии от него острота зрения намного меньше. Острота зрения измеряется при помощи специальных таблиц, которые состоят из нескольких рядов букв или незамкнутых окружностей различной величины. Острота зрения, определённая по таблице, выражается в относительных величинах, причём нормальная острота принимается за единицу. Встречаются люди, обладающие сверхостротой зрения (visus больше 2).  

Поле  зрения. Если фиксировать взглядом небольшой предмет, то его изображение проецируется на жёлтое пятно сетчатки. В этом случае мы видим предмет центральным зрением. Его угловой размер у человека составляет всего 1,5-2 угловых градуса. Предметы, изображения которых падают на остальные участки сетчатки, воспринимаются периферическим зрением. Пространство, видимое глазом при фиксации взгляда в одной точке, называется полем зрения. Измерение границы поля зрения производят по периметру. Границы поля зрения для бесцветных предметов составляют книзу 70, кверху - 60, внутрь - 60 и кнаружи - 90 градусов. Поля зрения обоих глаз у человека частично совпадают, что имеет большое значение для восприятия глубины пространства. Поля зрения для различных цветов неодинаковы и меньше, чем для чёрно-белых объектов.

Бинокулярное  зрение - это зрение двумя глазами. При взгляде на какой-либо предмет у человека с нормальным зрением не возникает ощущения двух предметов, хотя и имеется два изображения на двух сетчатках. Изображение каждой точки этого предмета попадает на так называемые корреспондирующие, или соответственные участки двух сетчаток, и в восприятии человека два изображения сливаются в одно. Если надавить слегка на один глаз сбоку, то начнёт двоиться в глазах, потому что нарушилось соответствие сетчаток. Если же смотреть на близкий предмет, то изображение какой-либо более отдалённой точки попадает на неидентичные (диспаратные) точки двух сетчаток. Диспарация играет большую роль в оценке расстояния и, следовательно, в видении глубины пространства. Человек способен заметить изменение глубины, создающее сдвиг изображения на сетчатках на несколько угловых секунд. Бинокулярное слитие или объединение сигналов от двух сетчаток в единый нервный образ происходит в первичной зрительной коре мозга.

Оценка  величины объекта. Величина знакомого предмета оценивается как функция величины его изображения на сетчатке и расстояния предмета от глаз. В случае, когда расстояние до незнакомого предмета оценить трудно, возможны грубые ошибки в определении его величины.

Оценка  расстояния. Восприятие глубины пространства и оценка расстояния до объекта возможны как при зрении одним глазом (монокулярное зрение), так и двумя глазами (бинокулярное зрение). Во втором случае оценка расстояния гораздо точнее. Некоторое значение в оценке близких расстояний при монокулярном зрении имеет явление аккомодации. Для оценки расстояния имеет значение также то, что образ знакомого предмета на сетчатке тем больше, чем он ближе.

Роль  движения глаз для зрения. При рассматривании любых предметов глаза двигаются. Глазные движения осуществляют 6 мышц, прикреплённых к глазному яблоку. Движение двух глаз совершается одновременно и содружественно. Рассматривая близкие предметы, необходимо сводить (конвергенция), а рассматривая далекие предметы - разводить зрительные оси двух глаз (дивергенция). Важная роль движений глаз для зрения определяется также тем, что для непрерывного получения мозгом зрительной информации необходимо движение изображения на сетчатке. Импульсы в зрительном нерве возникают в момент включения и выключения светового изображения. При длящемся действии света на одни и те же фоторецепторы импульсация в волокнах зрительного нерва быстро прекращается и зрительное ощущение при неподвижных глазах и объектах исчезает через 1-2 с. Если на глаз поставить присоску с крохотным источником света, то человек видит его только в момент включения или выключения, так как этот раздражитель движется вместе с глазом и, следовательно, неподвижен по отношению к сетчатке. Чтобы преодолеть такое приспособление (адаптацию) к неподвижному изображению, глаз при рассматривании любого предмета производит неощущаемые человеком непрерывные скачки (саккады). Вследствие каждого скачка изображение на сетчатке смещается с одних фоторецепторов на другие, вновь вызывая импульсацию ганглиозных клеток. Продолжительность каждого скачка равна сотым долям секунды, а амплитуда его не превышает 20 угловых градусов. Чем сложнее рассматриваемый объект, тем сложнее траектория движения глаз. Они как бы "прослеживают" контуры изображения (рис. 4.6), задерживаясь на наиболее информативных его участках (например, в лице это глаза). Кроме

Ощущение  цвета

Все воспринимаемые глазом цвета могут быть подразделены на две группы: ахроматические и хроматические. Ахроматическими цветами называется белый, черный и все располагающиеся между ними оттенки серого цвета; они отличаются друг от друга только светлотой. Все остальные цвета – хроматические; они отличаются друг от друга цветовым тоном, светлотой и насыщенностью.

Цветовой  тон – это то специфическое качество, которым один цвет, например красный, отличается от любого другого – синего, зеленого и т.д. при равной светлоте и насыщенности. Цветовой тон зависит от длины воздействующей на глаз световой волны.

Светлота – это степень отличия данного цвета от черного. Наименьшей светлотой обладает черный, наибольшей – белый цвет. Светлота зависит от коэффициента отражения. Коэффициент отражения равен единице минус коэффициент поглощения. (Например, поверхность черного бархата поглощает 0,98 световых лучей и отражает 0,02 световых лучей). Чем больше коэффициент поглощения световых лучей какой-нибудь поверхностью и чем соответственно меньше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе ее цвет к черному; чем меньше коэффициент поглощения какой-нибудь поверхности и соответственно больше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе ее цвет к белому.