Ochiul ca sistem optic. Subiect: Mișcarea luminii în ochi
29-04-2012, 14:11
Descriere
Percepția obiectelor lumii exterioare efectuată de ochi prin analiza imaginii obiectelor de pe retină. În retină are loc un proces fotochimic complex, care duce la transformarea energiei luminoase perceputeîn impulsuri nervoase. Aceste impulsuri sunt transportate de-a lungul fibrelor nervoase către centrii vizuali ai cortexului cerebral, unde sunt transformate în senzație vizualăși percepția. În plus, este luată în considerare doar prima parte a procesului - formarea unei imagini de către sistemul optic al ochiului. Acest lucru ia în considerare interferența inerentă acestui sistem. Date despre structura morfologică ochii sunt dați numai în măsura în care este necesar pentru a înțelege caracteristicile sistemului optic al ochiului,Elementele optice ale ochiului
Sistemul optic al ochiului poate fi considerat ca un sistem de lentile format din diverse țesuturi și fibre transparente. Diferența de „material” a acestor lentile naturale provoacă o diferență în caracteristicile lor optice și, în primul rând, în indicele de refracție. Sistemul optic al ochiului creează o imagine reală a obiectului observat pe retină.
Forma unui ochi normal este apropiată de o sferă. Pentru un adult, diametrul sferei globului ocular este de aproximativ 25 mm. Masa sa este de aproximativ 78 g. Cu ametropie formă sferică de obicei încălcat. Dimensiunea anteroposterior a axei, numită și axul sagital, în miopie depășește de obicei pe verticală și orizontală (sau transversală). În acest caz, ochiul nu mai are formă sferică, ci eliptică. În hipermetropie, dimpotrivă, ochiul, de regulă, este oarecum turtit în direcția longitudinală; dimensiunea sagitală este mai mică decât verticală și transversală.
Măsurare intravitală axul anteroposterior ochii nu sunt în prezent o problemă. Pentru aceasta se foloseste ecobiometrie(metoda bazată pe utilizarea ultrasunetelor) sau metoda cu raze X. Determinarea acestei valori este importantă pentru rezolvarea unui număr de probleme de diagnosticare. De asemenea, este necesar să se determine valoare adevarata scara imaginii elementelor fundului de ochi.
Să luăm în considerare principalele elemente ale sistemului optic al ochiului din punctul de vedere al opticii geometrice și fizice.
Cornee. Diametrul corneei adulte variază de la 10 la 12 mm. Corneea este mai convexă decât restul globului ocular. Raza de curbură a suprafeței anterioare a corneei este în medie de 7,6-7,8 mm, suprafața sa posterioară este de aproximativ 6,8 mm, iar grosimea în partea centrală este de 0,5-0,9 mm. Forma suprafeței anterioare a corneei diferă de sferă. Aproape coincide doar cu sfera Partea centrală aproximativ 4 mm în diametru. Mai departe de centru, apar o serie de neregularități, curbura scade vizibil, ceea ce a dat motive să se ia în considerare forma corneei aproape de un elipsoid sau de o altă curbă de ordinul doi. Vom reveni la întrebarea formei corneei atunci când luăm în considerare aberațiile ochiului, deoarece forma suprafeței anterioare a corneei, care mărginește aerul, este cea care afectează cel mai mult. aberație sferică ochi.
Corneea este o înveliș de grosime aproape egală, doar ușor îngroșată spre periferie.
Aceasta înseamnă că corneea izolată funcționează ca un cristalin slab negativ (difuz), care la prima vedere pare oarecum neașteptat. După cum arată calculul, puterea de refracție a corneei izolate a ochiului mediu este de: 5,48 dioptrii, iar distanța sa focală față și spate f \u003d f "= -1825 mm. Aceste cifre se referă numai la corneea izolată, înconjurată. pe ambele părți prin aer.La un ochi viu, corneea se află în condiții complet diferite.Numai suprafața sa frontală se învecinează cu aerul, în timp ce spatele este în contact cu umor apos camera anterioară, al cărei indice de refracție diferă puțin de cel al corneei. Drept urmare, razele care incid asupra ochiului, trecând prin cornee, care le deviază spre axa optică, aproape că nu își schimbă direcția la intrarea în umoarea apoasă. În aceste condiții, corneea funcționează ca o lentilă puternică pozitivă (colectivă), în timp ce distanța focală față și spate diferă: f = -17,055 mm și f - 22,785 mm. Puterea de refracție a corneei ca componentă a sistemului optic al ochiului (Dp) este de 43,05 dioptrii. Ce este în față distanta focala negativ și posterior pozitiv indică faptul că lentila acționează ca un pozitiv. Modificarea puterii de refracție a corneei în funcție de mediul adiacent acesteia poate fi ilustrată prin exemplul unei persoane care înot sub apă. Pentru un înotător, toate obiectele își pierd contururile, par neclare. Acest lucru se datorează faptului că puterea de refracție a corneei devine mai mică atunci când este adiacentă nu aerului, care are un indice de refracție de 1, ci apei, care are un indice de refracție de 1,33. Ca urmare, puterea optică a ochiului în apă scade și imaginea obiectului nu se mai formează pe retină, ci în spatele acesteia. Ochiul devine ca hipermetrope. Pentru a obține o imagine clară a unui obiect pe retină, un înotător trebuie să poarte ochelari de protecție cu lentile pozitive atunci când este scufundat în apă. Având în vedere că diferența de indici de refracție ai sticlei și apei este mică, puterea optică a lentilelor trebuie să fie foarte mare - aproximativ 100 dioptrii, adică o distanță focală de 1 cm.
Pentru a înțelege unele caracteristici ale ochiului, în special reacția acestuia la lumina polarizată, este necesar să știm că unele grupuri de fibre corneene au diferite tipuri. anizotropie optică.
obiectiv. Lentila are forma unei lentile biconvexe cu margini rotunjite. La copii este incolor și elastic, la adulți este mai elastic, la bătrânețe devine tare, tulbure, capătă o nuanță gălbuie. Cristalinul este format din fibre transparente ale epiteliului, mai dense în partea centrală și mai moi la periferie. În acest sens, în mijlocul miezului, indicele de refracție este mai mare decât la periferie cu 1,5%. În mod convențional, ambele suprafețe ale lentilei sunt considerate a fi părți ale unei sfere obișnuite. De fapt, ele sunt mai aproape de curbele de ordinul doi; curbura ambelor suprafețe în centru este mai mare decât la periferie, adică, ca și în cornee, partea centrală a cristalinului este aproape sferică și se aplatizează de-a lungul marginilor.
puterea de refracție Obiectivul izolat este de 101,8 dioptrii, distanța sa focală este de 9,8 mm. Lentila înăuntru vivo, înconjurat de umoarea apoasă și corpul vitros, are o distanță focală de 69,908 mm și o putere optică de doar 19,11 dioptrii.
Deci, în ciuda faptului că cristalinul izolat este un cristalin pozitiv mai puternic decât corneea izolată, elementul celui mai mare putere optică Corneea servește în ochiul uman.
Transmisie spectrală răspândită pentru ochi diferiti destul de semnificativ. Depinde si de varsta. S-a observat că la bătrânețe, atunci când lentila devine galbenă și transmite mai puțină lumină albastră și verde, obiectele apar mai mult galbene pentru observator. Acest lucru se explică uneori prin schimbare culorileîn tablouri, în funcţie de vârsta artistului.
Camerele anterioare și posterioare sunt umplute cu umoare apoasă transparentă. Foarte asemănător în compoziție chimică cu umiditatea camerei corpul vitros, iar indicii lor de refracție sunt aceiași.
Tecile ochiului. Analogia dintre ochi și cameră este binecunoscută. La fel ca într-o cameră, în ochi departamentele a căror funcție este de a forma și primi o imagine sunt separate de lumina străină printr-o „carcasă” - pereții globului ocular. Acești pereți sunt formați din trei învelișuri: cel exterior - sclera, cel mijlociu - vascular (coroida) și cel interior - retina, care servește ca strat fotosensibil.
Cu toate acestea, spre deosebire de o cameră, ai cărei pereți sunt complet opaci și lumina pătrunde în stratul fotosensibil al filmului numai prin lentilă, membranele ochiului transmit o parte din lumină către retină nu prin pupilă, ci prin sclera. - o teaca conjunctiva tare de 0,5 pana la 1 mm grosime. Când este iluminată: sclera cu lumină foarte puternică (de exemplu, cu diafanoscopie) se vede clar cum strălucește suprafața interioară a globului ocular. Această lumină nu este de obicei suficientă pentru oftalmoscopie, dar este suficientă pentru a detecta tumorile și alte modificări ale densității, grosimii și pigmentării membranelor ochiului. O astfel de diferență în transparența „carcasei” ochiului și a camerei este foarte semnificativă atunci când se consideră ochiul ca un sistem optic. De asemenea, este interesant faptul că transparența scăzută a globului ocular se datorează în principal densității optice nu a sclerei, ci a coroidei.
coroidă este o membrană vasculară moale, formată dintr-o rețea vase de sânge hrănind ochiul. Pe partea orientată spre retină, este acoperit cu un strat de epiteliu pigmentar, care servește ca principală protecție a ochiului de lumina străină. Datorită absorbției în epiteliul pigmentar, suprafața interioară a globului ocular are o reflectanță foarte scăzută (5-10%). Restul luminii incidente este absorbit de acest strat. Pigmentarea variază în diferite părți ale coroidei. Deci, în regiunea polului posterior, unde vasele sunt mai dense, pigmentarea este mai puternică, astfel încât această parte a membranei apare cu ochiul liber ca pete maro. pată întunecată se remarcă şi în regiunea fosei centrale. Cu o creștere, de exemplu, cu oftalmoscopie, aici se observă o mică pată, cauzată de pigmentarea celulară inegală. Gradul de pigmentare depinde de colorație generală. La brunete, pigmentarea este mai puternică, la albinos este complet absentă, ceea ce duce la scădere bruscă vederea, deoarece o lumină strălucitoare străină care a trecut prin sclera este suprapusă imaginii unui obiect format de sistemul optic al ochiului.
Astfel, una dintre diferențele esențiale dintre sistemul optic al ochiului și aparatul foto este permeabilitate parțialăînvelișul ochiului pentru lumină, provocând, în unele condiții, interferențe sub formă de văl și reducând contrastul imaginea principală a retinei. Această caracteristică a ochiului are Partea pozitivă, este utilizat pe scară largă în oftalmologie pentru diagnosticare, de exemplu, cu diafanoscopie, cu localizarea leziunilor în fundus etc. Nu toate animalele au epiteliu pigmentar (de exemplu, crocodilul are fundul de ochi alb). Consecința unei astfel de diferențe în structura globului ocular devine clară din următorul raționament. În absența pigmentului, suprafața interioară a globului ocular este ușoară, adică are o reflectivitate ridicată. Drept urmare, lumina care intră în ochi printr-un mic orificiu - pupila, suferă reflexii multiple de pe suprafața interioară a globului ocular, iar iluminarea întregii sale suprafețe interioare devine aproape uniformă. Contrastul imaginii obiectului pe acest fundal deschis este redus brusc, percepția se deteriorează. Lucrarea ochiului, lipsită de epiteliu pigmentar, seamănă cu binecunoscuta tehnologie de iluminare Minge integratoare Ulbricht, a cărei suprafață interioară este acoperită cu vopsea albă mată. Lumina care intră în minge printr-o gaură mică suferă reflexii multiple, iar coeficientul de reflexie integral ajunge la 90%. Experiența arată că ochiul uman nu funcționează așa. La observarea unui obiect, vălul nu se simte. Acest lucru este facilitat de prezența epiteliului pigmentar.
Absorbția semnificativă a luminii de către epiteliul pigmentar este confirmată clar de oftalmoscopie. Dacă câmpul iluminat de oftalmoscop este limitat de diafragmă, atunci medicul vede un cerc puternic iluminat pe un câmp întunecat în fundul de ochi al pacientului. Nu există iluminare de fundal vizibilă.
Schema reală de iluminare a ochiului cu lumina care trece prin pupila ochiului este prezentată în figură. Lumina care cade prin pupilă și refractată de mediul transparent al ochiului formează o imagine a obiectului pe o parte a retinei N. În acest caz, cea mai mare parte a energiei luminoase concentrată în imagine este absorbită de pigment, transformată în impulsurile nervoase și se transformă într-o senzație vizuală. Astfel, imaginea este percepută și analizată de centrele superioare. Cu toate acestea, datorită faptului că pigmentul nu este un corp complet negru, o parte din energia luminii (aproximativ 5-10%) este reflectată difuz pe suprafața neiluminată a fundului de ochi. Această lumină reflectată este reabsorbită de epiteliul pigmentar, creând un văl slab. Aproximativ 1% din lumină este re-reflectată și reintră pe suprafața fundului de ochi. Reflexiile secundare au un efect foarte mic asupra calității imaginii, iar reflecțiile ulterioare nu au nicio importanță practică.
Astfel, efectul de iluminare a întregii suprafețe a retinei umane cu lumină reflectată datorită coeficient ridicat absorbția epiteliului pigmentar este nesemnificativă, dar, cu toate acestea, atunci când se ia în considerare activitatea ochiului, acestea nu trebuie neglijate.
Articol din carte: .
, cristalin și corp vitros. Combinația lor se numește aparat de dioptrie. LA conditii normale Are loc refracția (refracția) razelor de lumină de la ținta vizuală de către cornee și cristalin, astfel încât razele să fie focalizate pe retină. Puterea de refracție a corneei (elementul principal de refracție al ochiului) este de 43 dioptrii. Convexitatea lentilei poate varia, iar puterea sa de refracție variază între 13 și 26 dioptrii. Datorită acestui fapt, lentila oferă acomodare globului ocular obiectelor aflate la distanțe apropiate sau îndepărtate. Când, de exemplu, intră razele de lumină de la un obiect îndepărtat ochi normal(cu mușchiul ciliar relaxat), ținta este focalizată pe retină. Dacă ochiul este îndreptat către un obiect din apropiere, se concentrează în spatele retinei (adică imaginea de pe acesta este neclară) până când apare acomodarea. Mușchiul ciliar se contractă, slăbind tensiunea fibrelor centurii; curbura cristalinului crește și, ca urmare, imaginea este focalizată pe retină.
Corneea și cristalinul formează împreună o lentilă convexă. Razele de lumină de la un obiect trec prin punctul nodal al lentilei și formează o imagine inversată pe retină, ca într-o cameră. Retina poate fi comparată cu filmul fotografic, deoarece ambele captează imagini vizuale. Cu toate acestea, retina este mult mai complexă. Procesează o secvență continuă de imagini și, de asemenea, trimite creierului mesaje despre mișcările obiectelor vizuale, semne de avertizare, schimbarea periodică a luminii și întunericului și alte date vizuale despre mediul extern.
Deși axa optică a ochiului uman trece prin punctul nodal al cristalinului și punctul retinei dintre fovee și capul nervului optic (Fig. 35.2), sistemul oculomotor orientează globul ocular spre locul obiectului, numit punctul de fixare. Din acest punct, un fascicul de lumină trece prin punctul nodal și este focalizat fosa; astfel, merge de-a lungul axei vizuale. Razele de la restul obiectului sunt focalizate în zona retinei din jurul foveei (Fig. 35.5).
Focalizarea razelor pe retină depinde nu numai de cristalin, ci și de iris. Irisul acționează ca diafragma unei camere și reglează nu numai cantitatea de lumină care intră în ochi, ci, mai important, adâncimea câmpului vizual și aberația sferică a lentilei. Odată cu scăderea diametrului pupilei, adâncimea câmpului vizual crește, iar razele de lumină sunt direcționate prin partea centrală a pupilei, unde aberația sferică este minimă. Modificările în diametrul pupilei apar automat (adică în mod reflex) atunci când reglați (adaptați) ochiul la vizualizarea obiectelor apropiate. Prin urmare, în timpul citirii sau a altor activități oculare asociate cu discriminarea obiectelor mici, calitatea imaginii este îmbunătățită de sistemul optic al ochiului.
Calitatea imaginii este afectată de un alt factor - împrăștierea luminii. Este minimizat prin limitarea fasciculului de lumină, precum și absorbția acestuia de către pigment. coroidăși stratul de pigment retinian. În acest sens, ochiul seamănă din nou cu o cameră. Și acolo, împrăștierea luminii este împiedicată prin limitarea fasciculului de raze și absorbția acestuia de acoperirea cu vopsea neagră. suprafata interioara camere de luat vederi.
Focalizarea imaginii este perturbată dacă dimensiunea pupilei nu se potrivește cu puterea de refracție a aparatului de dioptrie. La miopie (miopie), imaginile obiectelor îndepărtate sunt focalizate în fața retinei, neatingând ea (Fig. 35.6). Defectul se corectează cu lentile concave. În schimb, în cazul hipermetropiei (hipermetropie), imaginile obiectelor îndepărtate sunt focalizate în spatele retinei. Pentru a elimina problema, sunt necesare lentile convexe (Fig. 35.6). Adevărat, imaginea poate fi focalizată temporar datorită acomodării, dar mușchii ciliari obosesc, iar ochii obosesc. În cazul astigmatismului, apare asimetria între razele de curbură ale suprafețelor corneei sau cristalinului (și uneori ale retinei) în planuri diferite. Pentru corectare se folosesc lentile cu raze de curbură special selectate.
Elasticitatea cristalinului scade treptat odată cu vârsta. Scade eficienta acomodarii sale atunci cand se uita la obiecte apropiate (presbiopie). LA Varsta frageda puterea de refracție a lentilei poate varia într-o gamă largă, până la 14 dioptrii. Până la vârsta de 40 de ani, acest interval este redus la jumătate, iar după 50 de ani - până la 2 dioptrii și mai jos. Presbiopia corectată lentile convexe.
Ochiul uman este adesea citat ca exemplu de inginerie naturală uimitoare - dar judecând după faptul că acesta este unul dintre cele 40 de dispozitive care au apărut în timpul evoluției diferite organisme, ar trebui să ne moderam antropocentrismul și să admitem că, prin structură ochiul uman nu este ceva perfect.
Povestea despre ochi este cel mai bine să începeți cu un foton. O cantitate de radiație electromagnetică zboară încet în ochiul unui trecător nebănuit, care strâmbă din ochi de la o privire neașteptată a ceasului cuiva.
Prima parte a sistemului optic al ochiului este corneea. Schimbă direcția luminii. Acest lucru este posibil datorită unei proprietăți a luminii precum refracția, care este, de asemenea, responsabilă pentru curcubeu. Viteza luminii este constantă în vid - 300.000.000 m/s. Dar atunci când treceți de la un mediu la altul (în acest caz, de la aer la ochi), lumina își schimbă viteza și direcția de mișcare. Pentru aer, indicele de refracție este 1,000293, pentru cornee - 1,376. Aceasta înseamnă că fasciculul de lumină din cornee își încetinește mișcarea de 1,376 de ori și se apropie mai mult de centrul ochiului.
O modalitate preferată de a împărți partizanii este să strălucească o lampă strălucitoare în fața lor. Doare din două motive. Lumina strălucitoare este puternică radiatie electromagnetica: trilioane de fotoni atacă retina și ea terminații nervoase forțat să trimită o cantitate nebună de semnale către creier. De la supratensiune, nervii, ca firele, ard. Mușchii irisului sunt forțați să se contracte cât de tare pot, într-o încercare disperată de a închide pupila și de a proteja retina.
Și zboară până la elev. Totul este simplu cu el - aceasta este o gaură în iris. Datorită mușchilor circulari și radiali, irisul poate strânge și extinde pupila în consecință, reglând cantitatea de lumină care intră în ochi, ca o diafragmă într-o cameră. Diametrul pupilei umane poate varia de la 1 la 8 mm, în funcție de iluminare.
După ce a zburat prin pupilă, fotonul lovește lentila - a doua lentilă responsabilă pentru traiectoria sa. Lentila refractează lumina mai puțin decât corneea, dar este mobilă. Lentila atârnă de mușchii cilindrici care își schimbă curbura, permițându-ne astfel să ne concentrăm asupra obiectelor aflate la diferite distanțe de noi.
Cu accent sunt asociate deficiențele de vedere. Cele mai frecvente sunt miopie și hipermetropie. Imaginea în ambele cazuri nu se concentrează pe retină, așa cum ar trebui, ci în fața ei (mioprie), sau în spatele ei (hipermetropie). Ochiul este de vină pentru asta, care își schimbă forma de la rotund la oval, iar apoi retina se îndepărtează de cristalin sau se apropie de acesta.
După cristalin, fotonul zboară prin corpul vitros (jeleu transparent - 2/3 din volumul întregului ochi, 99% - apă) direct spre retină. Aici sunt înregistrați fotonii și mesajele de sosire sunt trimise de-a lungul nervilor către creier.
Retina este căptușită cu celule fotoreceptoare: atunci când nu există lumină, acestea produc substanțe speciale - neurotransmițători, dar de îndată ce un foton intră în ele, celulele fotoreceptoare nu le mai produc - și acesta este un semnal către creier. Există două tipuri de aceste celule: tije, care sunt mai sensibile la lumină și conuri, care sunt mai bune la detectarea mișcării. Avem aproximativ o sută de milioane de lansete și alte 6-7 milioane de conuri, în total peste o sută de milioane elemente fotosensibile- este mai mult de 100 de megapixeli, la care niciun „hassel” nu ar putea visa.
Un punct mort este un punct de descoperire în care nu există celule fotosensibile. Este destul de mare - 1-2 mm în diametru. Din fericire avem viziune binocularași există un creier care combină două imagini cu pete într-una normală.
În momentul transmiterii semnalului în ochiul uman, există o problemă cu logica. Caracatița subacvatică, care nu prea are nevoie de viziune, este mult mai consistentă în acest sens. La caracatițe, un foton lovește mai întâi un strat de conuri și tije de pe retină, chiar în spatele căruia așteaptă un strat de neuroni și transmite un semnal către creier. La oameni, lumina străpunge mai întâi straturile de neuroni - și abia apoi lovește fotoreceptorii. Din această cauză, există o primă pată în ochi - un punct orb.
Al doilea punct este galben, este zona centrală a retinei chiar opusă pupilei, chiar deasupra nervului optic. Acest loc vede cel mai bine ochiul: concentrația de celule sensibile la lumină aici este mult crescută, astfel încât vederea noastră în centrul câmpului vizual este mult mai clară decât cea periferică.
Imaginea de pe retină este inversată. Creierul știe să interpreteze corect imaginea și restabilește imaginea originală din cea inversată. Copiii văd totul cu susul în jos în primele două zile, în timp ce creierul lor își instalează photoshop-ul. Dacă puneți ochelari care răsturnează imaginea (acest lucru a fost făcut pentru prima dată în 1896), atunci în câteva zile creierul nostru va învăța să interpreteze corect o astfel de imagine inversată.
A începe.
Lumina vizibilă este undele electromagnetice la care viziunea noastră este acordată. Puteți compara ochiul uman cu o antenă radio, doar că va fi sensibil nu la undele radio, ci la o bandă de frecvență diferită. Ca lumină, o persoană percepe unde electromagnetice cu o lungime de aproximativ 380 nm până la 700 nm. (Un nanometru este o miliardime dintr-un metru.) Undele din acest interval special sunt numite spectru vizibil; pe de o parte, este adiacent radiațiilor ultraviolete (atât de drag inimii pasionaților de bronzare), pe de altă parte, spectrul infraroșu (pe care noi înșine suntem capabili să-l generăm sub formă de căldură emisă de corp). Ochiul și creierul uman (cel mai rapid procesor existent) restaurează vizual imaginea vizibilă în timp real. lumea(de multe ori nu numai vizibil, ci și imaginar, dar despre asta - într-un articol despre Gestalt).
Pentru fotografi și fotografi amatori, comparația cu un receptor radio pare lipsită de sens: dacă tragem analogii, atunci cu echipamentul fotografic, există o anumită asemănare: ochiul și obiectivul, creierul și procesorul, imaginea mentală și imaginea stocată. în dosar. Viziunea și fotografia sunt adesea comparate pe forumuri, opiniile sunt foarte diferite. De asemenea, am decis să adun câteva informații și să fac analogii.
Să încercăm să găsim analogii în design:
Corneea acționează ca element frontal al lentilei, refractând lumina care intră și în același timp ca un „filtru UV” care protejează suprafața „lentilei”
Irisul acționează ca o deschidere, extinzându-se sau contractându-se în funcție de expunerea necesară. De fapt, irisul, care dă culoarea ochilor, care inspiră comparații poetice și încearcă să se „înece în ochi”, este doar un mușchi care se extinde sau se contractă și determină astfel dimensiunea pupilei.
Pupila este o lentilă, iar în ea se află lentila - un grup de focalizare de lentile obiective care pot schimba unghiul de refracție a luminii.
Retina, situată pe spate perete interior globul ocular, funcționează de facto ca o matrice/film.
Creierul este un procesor care prelucrează date/informații.
Și cei șase mușchi responsabili de mobilitatea globului ocular și atașați de acesta din exterior - cu o întindere - sunt comparabili cu sistemul de autofocus de urmărire și sistemul de stabilizare a imaginii, iar fotograful îndreptând obiectivul camerei spre scena de interes pentru l.
Imaginea formată efectiv în ochi este inversată (ca într-o cameră obscura); corectarea sa este efectuată de o parte specială a creierului, care transformă imaginea „din cap până în picioare”. Nou-născuții văd lumea fără o astfel de corecție, așa că uneori își mută privirea sau ajung în direcția opusă mișcării pe care o urmează. Experimentele cu adulți care poartă ochelari care răstoarnă imaginea într-o vedere „necorectată” au arătat că aceștia se adaptează cu ușurință la perspectiva inversă. Subiecții care și-au scos ochelarii au avut nevoie de o perioadă similară de timp pentru a se „ajusta” din nou.
Ceea ce „vede” o persoană poate fi de fapt comparat cu un flux de informații actualizat constant, care este asamblat într-o imagine de către creier. Ochii sunt în continuă mișcare, colectând informații - scanează câmpul vizual și actualizează detaliile modificate, păstrând în același timp informații statice.
Zona imaginii pe care o persoană se poate concentra la un moment dat este doar la aproximativ jumătate de grad din câmpul vizual. Corespunde „patului galben”, iar restul imaginii rămâne nefocalizată, estompându-se din ce în ce mai mult spre marginile câmpului vizual.
Imaginea este formată din datele colectate de receptorii sensibili la lumină ai ochiului: tije și conuri situate pe suprafața interioară din spate - retina. Există de peste 14 ori mai multe tije - aproximativ 110-125 de milioane de tije față de 6-7 milioane de conuri.
Conurile sunt de 100 de ori mai puțin sensibile la lumină decât tijele, dar percep culorile și reacționează la mișcare mult mai bine decât tijele. Tijele, primul tip de celule, sunt sensibile la intensitatea luminii și la modul în care percepem formele și contururile. Prin urmare, conurile sunt mai responsabile pentru vederea în timpul zilei, iar tijele sunt mai responsabile pentru vederea nocturnă. Există trei subtipuri de conuri care diferă prin receptivitatea lor la diferite lungimi de undă sau culorile primare la care sunt reglate: conuri de tip S pentru lungimi de undă scurte - albastru, tip M pentru mediu - verde și tip L pentru lungi - roșu. Sensibilitatea conurilor corespunzătoare la culori nu este aceeași. Adică, cantitatea de lumină necesară pentru a produce (același impact de intensitate) aceeași senzație de intensitate este diferită pentru conurile S, M și L. Iată matricea unei camere digitale - chiar și fotodiode Culoare verdeîn fiecare celulă există de două ori mai multe fotodiode de alte culori, drept urmare, rezoluția unei astfel de structuri este maximă în regiunea verde a spectrului, care corespunde caracteristicilor vederii umane.
Vedem culoarea în principal în partea centrală a câmpului vizual - aici se află aproape toate conurile care sunt sensibile la culori. În condiții de lipsă de iluminare, conurile își pierd relevanța și informațiile încep să vină de la tije, care percep totul în monocrom. De aceea, mare parte din ceea ce vedem noaptea arată alb-negru.
Dar chiar și în lumină puternică, marginile câmpului vizual rămân monocrome. Când te uiți drept înainte și o mașină apare la marginea câmpului tău vizual, nu vei putea să-i spui culoarea până când ochiul tău nu se uită în direcția ei pentru o clipă.
Tijele sunt extrem de sensibile la lumină - sunt capabile să înregistreze lumina unui singur foton. La iluminare standard, ochiul înregistrează aproximativ 3000 de fotoni pe secundă. Și, deoarece partea centrală a câmpului vizual este populată de conuri orientate spre lumina zilei, ochiul începe să vadă mai multe detalii ale imaginii decentrate pe măsură ce soarele coboară sub orizont.
Acest lucru este ușor de verificat observând stelele din interior noapte senina. Pe măsură ce ochiul se adaptează la lipsa luminii (este nevoie de aproximativ 30 de minute pentru a se adapta complet), dacă te uiți la un moment dat, începi să vezi grupuri de stele slabe departe de punctul în care te uiți. Dacă îți muți privirea spre ele, acestea vor dispărea, iar noi grupuri vor apărea în zona în care privirea ta a fost concentrată înainte de a te mișca.
Multe animale (și aproape toate păsările) au un număr mult mai mare de conuri decât omul obișnuit, permițându-le să detecteze animale mici și alte pradă de la înălțimi și distanțe mari. În schimb, animalele nocturne și creaturile care vânează noaptea au mai multe bețe, ceea ce îmbunătățește vederea pe timp de noapte.
Și acum analogiile.
Care sunt distanțele focale ale ochiului uman?
Viziunea este un proces mult mai dinamic și mai încăpător pentru a o compara cu un obiectiv cu zoom fără informații suplimentare.
Imaginea primită de creier de la doi ochi are un unghi de câmp vizual de 120-140 de grade, uneori puțin mai puțin, rar mai mult. (vertical până la 125 de grade și orizontal - 150 de grade, o imagine clară este oferită numai de zona petei galbene în intervalul 60-80 de grade). Prin urmare, în valori absolute ochii sunt asemănători cu o lentilă cu unghi larg, dar perspectiva generală și relațiile spațiale dintre obiectele din câmpul vizual sunt similare cu cele obținute dintr-o lentilă „normală”. Spre deosebire de înțelepciunea convențională conform căreia distanțele focale ale unui obiectiv „normal” sunt în intervalul 50 - 55 mm, distanța focală reală a unui obiectiv normal este de 43 mm.
Aducând câmpul vizual total în sistemul de 24*36 mm, obținem - luând în considerare mulți factori, cum ar fi condițiile de iluminare, distanța până la obiect, vârsta și sănătatea umană - o distanță focală de la 22 la 24 mm (focal 22,3 mm). a primit cele mai multe voturi ca fiind cel mai apropiat de imaginea vederii umane).
Uneori există figuri la distanța focală de 17 mm (sau mai precis la 16,7 mm). Această focală se obține prin repulsie a imaginii formate în interiorul ochiului. Unghiul de intrare oferă o distanță focală echivalentă de 22-24 mm, la ieșire - 17 mm. E ca și cum ai privi prin binoclu reversul- obiectul nu va fi mai aproape, ci mai departe. De aici și discrepanța în cifre.
Principalul lucru este câți megapixeli?
Întrebarea este oarecum incorectă, deoarece imaginea colectată de creier conține informații care nu au fost colectate simultan, aceasta este procesarea fluxului. Și încă nu există claritate cu privire la problema metodelor și algoritmilor de procesare. Și trebuie să ținem cont modificări legate de vârstă si starea de sanatate.
Denumită de obicei 324 de megapixeli este o cifră bazată pe câmpul vizual al unui obiectiv de 24 mm pe o cameră de 35 mm (90 de grade) și puterea de rezoluție a ochiului. Dacă încercăm să găsim o cifră absolută, luând fiecare stick cu un con ca pixel cu drepturi depline, vom obține aproximativ 130 de megapixeli. Cifrele par incorecte: fotografia se străduiește pentru detalii „de la margine la margine”, iar ochiul uman vede doar o mică parte a scenei la un singur moment în timp „ascuțit și detaliat”. Iar cantitatea de informații (culoare, contrast, detaliu) variază semnificativ în funcție de condițiile de iluminare. Prefer ratingul de 20 de megapixeli: la urma urmei, " pată galbenă”este estimat la aproximativ 4-5 megapixeli, restul zonei este neclară și nedetaliată (la periferia retinei sunt în principal tije unite în grupuri de până la câteva mii în jurul celulelor ganglionare - un fel de amplificatoare de semnal).
Unde este atunci limita?
O estimare este că un fișier de 74 de megapixeli imprimat ca o fotografie color de 530 ppi la 35 x 50 cm (13 x 20 inchi) atunci când este văzut de la o distanță de 50 cm corespunde detaliului maxim de care este capabil ochiul uman.
Ochi și ISO
O altă întrebare la care este aproape imposibil de răspuns fără ambiguitate. Cert este că, spre deosebire de filmul și matricele camerelor digitale, ochiul nu are o sensibilitate naturală (sau de bază), iar capacitatea sa de a se adapta la condițiile de iluminare este pur și simplu uimitoare - vedem atât pe o plajă însorită, cât și într-o zonă umbrită. alee la amurg.
Oricum, se mentioneaza ca in lumina puternica a soarelui ISO-ul ochiului uman este egal cu unu, iar in lumina slaba este de aproximativ 800 ISO.
Interval dinamic
Să răspundem imediat la întrebarea despre contrast / interval dinamic: în lumină puternică, contrastul ochiului uman depășește 10.000 la 1 - o valoare de neatins nici pentru film, nici pentru matrice. Noapte interval dinamic(calculat conform vizibil pentru ochi- cu o lună plină la vedere - spre stele) ajunge la un milion la unu.
Diafragma și viteza obturatorului
Pe baza unei pupile complet dilatate, deschiderea maximă a ochiului uman este de aproximativ f/2,4; conform altor estimări de la f/2,1 la f/3,8. Depinde mult de vârsta persoanei și de starea sa de sănătate. Diafragma minimă - cât de mult este capabil ochiul nostru să se „oprească” atunci când se uită la o imagine strălucitoare cu zăpadă sau când se uită la jucători de volei pe plajă sub soare - variază de la f / 8,3 la f / 11. (Modificări maxime ale mărimii pupilei pt persoana sanatoasa- de la 1,8 mm la 7,5 mm).
În ceea ce privește viteza obturatorului, ochiul uman detectează cu ușurință fulgere de lumină care durează 1/100 de secundă, iar în condiții experimentale - până la 1/200 de secundă sau mai scurte, în funcție de lumina ambientală.
Pixeli morți și fierbinți
Există un punct orb în fiecare ochi. Punctul în care informațiile de la conuri și tije converg înainte de a fi trimise la creier pentru procesare în loturi se numește apex optic. Nu există tije și conuri pe acest „top” - se dovedește un punct orb destul de mare - un grup de pixeli sparți.
Dacă sunteți interesat, faceți un mic experiment: închideți ochiul stâng și priviți cu ochiul drept direct la semnul „+” din figura de mai jos, apropiindu-vă treptat de monitor. La o anumită distanță - undeva între 30-40 de centimetri de imagine - nu veți mai vedea pictograma „*”. De asemenea, puteți face „plusul” să dispară când vă uitați la „asterisc” ochiul stang prin închiderea celui drept. Aceste puncte oarbe nu afectează în mod deosebit vederea - creierul umple golurile cu date - este foarte asemănător cu procesul de a scăpa de pixelii rupti și fierbinți de pe matrice în timp real.
Grila Amsler
Nu vreau să vorbesc despre afecțiuni, dar necesitatea de a include cel puțin o țintă de testare în articol mă face. Și brusc va ajuta pe cineva la timp să recunoască primele probleme cu vederea. Asa de, degenerescenta maculara legata de varsta(AMD) afectează macula lutea responsabilă de picant viziune centrală- apare un punct mort în mijlocul terenului. Este ușor să verificați singur viziunea folosind „grila Amsler” - o foaie de hârtie într-o cușcă, de 10 * 10 cm, cu un punct negru în mijloc. Uită-te la punctul din centrul „grilei Amsler”. Figura din dreapta arată un exemplu despre cum ar trebui să arate grila Amsler vedere sănătoasă. Dacă liniile din apropierea punctului arată neclar, există o posibilitate de AMD și merită să contactați un optometrist.
Să tăcem despre glaucom și scotoame - destule povești de groază.
Grila Amsler cu posibile probleme
Dacă pe grila Amsler apar pene de curent sau distorsiuni ale liniilor, consultați un optometrist.
Senzori de focalizare sau punct galben.
Loc cea mai bună claritate vederea în retină – numită „pata galbenă” prezentă în celule – este situată vizavi de pupilă și are forma unui oval cu diametrul de aproximativ 5 mm. Vom presupune că „pata galbenă” este un analog al unui senzor de focalizare automată în formă de cruce, care este mai precis decât senzorii convenționali.
Miopie
Ajustare - miopie și hipermetropie
Sau în termeni mai „fotografici”: focalizare frontală și focalizare din spate - imaginea se formează înainte sau după retină. Pentru ajustare, fie merg la un centru de service (oftalmologi), fie folosesc micro-ajustări: folosind ochelari cu lentile concave pentru focalizare frontală (miopie, aka miopie) și ochelari cu lentile convexe pentru focalizare pe spate (hipermetropie, aka hipermetropie).
clarviziune
In cele din urma
Și cu ce ochi privim în vizor? Printre fotografi amatori, rareori menționează ochiul conducător și condus. Este foarte ușor de verificat: luați un ecran opac cu o gaură mică (o foaie de hârtie cu o gaură de mărimea unei monede) și priviți un obiect îndepărtat prin gaură de la o distanță de 20-30 de centimetri. După aceea, fără să-ți miști capul, privește alternativ cu ochii drept și stâng, închizând al doilea. Pentru ochiul dominant, imaginea nu se va deplasa. Lucrând cu camera și privind în ea cu ochiul principal, nu puteți miji celălalt ochi.
Și unele mai interesante autotestări de la A. R. Luria:
Încrucișează-ți brațele peste piept în poziția lui Napoleon. Mâna dominantă va fi în vârf.
Împășește-ți degetele de mai multe ori la rând. Degetul mare al cărui mână se află deasupra este cel care conduce atunci când se efectuează mișcări mici.
Ia un creion. „Țintește” selectând o țintă și privind-o cu ambii ochi prin vârful unui creion. Închide un ochi, apoi celălalt. Dacă ținta se mișcă puternic cu ochiul stâng închis, atunci ochiul stâng este cel de conducere și invers.
Piciorul de conducere este cel pe care îl împingi atunci când sari.
Viziunea este canalul prin care o persoană primește aproximativ 70% din toate datele despre lumea care o înconjoară. Și acest lucru este posibil doar pentru că viziunea umană este unul dintre cele mai complexe și uimitoare sisteme vizuale de pe planeta noastră. Dacă nu ar exista vedere, cel mai probabil am trăi doar în întuneric.
Ochiul uman are o structură perfectă și oferă viziune nu numai în culoare, ci și în trei dimensiuni și cu cea mai mare claritate. Are capacitatea de a schimba instantaneu focalizarea la o varietate de distanțe, de a regla cantitatea de lumină care intră, de a distinge între un număr mare de culori și multe altele. cantitate mare nuanțe, corectează aberațiile sferice și cromatice etc. Asociate cu creierul ochiului sunt șase niveluri ale retinei, în care chiar înainte ca informația să fie trimisă la creier, datele trec prin etapa de compresie.
Dar cum este aranjată viziunea noastră? Cum, prin amplificarea culorii reflectate de obiecte, o transformăm într-o imagine? Dacă ne gândim serios la asta, putem concluziona că dispozitivul sistemului vizual uman este „gândit” până la cel mai mic detaliu de către Natura care l-a creat. Dacă preferi să crezi că Creatorul sau unii De mare putere, atunci le poți atribui acest merit. Dar să nu înțelegem, ci să continuăm conversația despre dispozitivul vizual.
O cantitate mare de detalii
Structura ochiului și fiziologia acestuia pot fi numite fără îndoială cu adevărat ideale. Gândiți-vă singur: ambii ochi se află în orbitele osoase ale craniului, care îi protejează de tot felul de daune, dar ies din ei doar pentru a se asigura cea mai largă vedere orizontală posibilă.
Distanța la care se depărtează ochii oferă profunzime spațială. Și globii oculari înșiși, după cum se știe cu siguranță, au o formă sferică, datorită căreia se pot roti în patru direcții: stânga, dreapta, sus și jos. Dar fiecare dintre noi consideră că toate acestea sunt de la sine înțeles - puțini oameni se gândesc la ce s-ar întâmpla dacă ochii noștri ar fi pătrați sau triunghiulari sau mișcarea lor ar fi haotică - acest lucru ar face ca viziunea să fie limitată, haotică și ineficientă.
Deci, dispozitivul ochiului este extrem de complicat, dar exact asta face. posibilă slujbă aproximativ patru duzini din diferitele sale componente. Și chiar dacă nu ar exista nici măcar unul dintre aceste elemente, procesul de a vedea ar înceta să se desfășoare așa cum ar trebui să fie realizat.
Pentru a vedea cât de complex este ochiul, vă sugerăm să vă îndreptați atenția către figura de mai jos.
Să vorbim despre modul în care procesul de percepție vizuală este implementat în practică, ce elemente ale sistemului vizual sunt implicate în acest lucru și de ce este responsabil fiecare dintre ele.
Trecerea luminii
Pe măsură ce lumina se apropie de ochi, razele de lumină se ciocnesc cu corneea (cunoscută și sub denumirea de cornee). Transparența corneei permite luminii să treacă prin ea în suprafața interioară a ochiului. Transparența, apropo, este cea mai importantă caracteristică a corneei și rămâne transparentă datorită faptului că o proteină specială pe care o conține inhibă dezvoltarea vaselor de sânge - un proces care are loc în aproape fiecare țesut. corpul uman. În cazul în care corneea nu ar fi transparentă, celelalte componente ale sistemului vizual nu ar conta.
Printre altele, corneea previne așternutul, praful și orice elemente chimice. Iar curbura corneei îi permite să refracte lumina și să ajute cristalinul să focalizeze razele de lumină pe retină.
După ce lumina a trecut prin cornee, aceasta trece printr-un mic orificiu situat în mijlocul irisului. Irisul este o diafragmă rotundă situată în fața cristalinului, chiar în spatele corneei. Irisul este și elementul care dă culoarea ochilor, iar culoarea depinde de pigmentul predominant în iris. Orificiul central din iris este pupila familiară fiecăruia dintre noi. Mărimea acestei găuri poate fi modificată pentru a controla cantitatea de lumină care intră în ochi.
Dimensiunea pupilei se va schimba direct cu irisul, iar acest lucru se datorează structurii sale unice, deoarece constă din două tipuri diferite de țesut muscular (chiar și aici există mușchi!). Primul mușchi este compresiv circular - este situat în iris într-o manieră circulară. Când lumina este strălucitoare, se contractă, în urma căreia pupila se contractă, ca și cum ar fi trasă spre interior de mușchi. Al doilea mușchi se extinde - este situat radial, adică. de-a lungul razei irisului, care poate fi comparată cu spițele din roată. La lumină întunecată, acest al doilea mușchi se contractă, iar irisul deschide pupila.
Mulți oameni încă întâmpină unele dificultăți atunci când încearcă să explice modul în care se formează elementele sus-menționate ale sistemului vizual uman, deoarece în orice altă formă intermediară, i.e. în orice stadiu evolutiv, pur și simplu nu ar putea funcționa, dar o persoană vede încă de la începutul existenței sale. Mister…
Concentrarea
Ocolind etapele de mai sus, lumina începe să treacă prin lentila din spatele irisului. Lentila este un element optic având forma unei bile alungite convexe. Lentila este absolut netedă și transparentă, nu există vase de sânge în ea și este amplasată într-o pungă elastică.
Trecând prin lentilă, lumina este refractată, după care este focalizată pe fosa retiniană - cel mai sensibil loc care conține suma maxima fotoreceptori.
Este important de remarcat faptul că structura și compoziția unică oferă corneei și cristalinului o putere de refracție mare, ceea ce garantează o distanță focală scurtă. Și cât de uimitor este că un sistem atât de complex se potrivește doar într-un singur glob ocular (gândește-te doar cum ar putea arăta o persoană dacă, de exemplu, ar fi nevoie de un metru pentru a focaliza razele de lumină care vin de la obiecte!).
Nu mai puțin interesant este faptul că puterea de refracție combinată a acestor două elemente (cornee și cristalin) este în proporție excelentă cu globul ocular, iar aceasta poate fi numită în siguranță o altă dovadă că sistemul vizual creat pur și simplu de neîntrecut, pentru că procesul de focalizare este prea complex pentru a fi vorbit despre ceva care s-a întâmplat doar prin mutații treptate - etape evolutive.
Dacă vorbim de obiecte situate aproape de ochi (de regulă, o distanță mai mică de 6 metri este considerată apropiată), atunci aici este și mai curios, deoarece în această situație refracția razelor de lumină este și mai puternică. Acest lucru este asigurat de o creștere a curburii lentilei. Lentila este conectată prin intermediul unor benzi ciliare de mușchiul ciliar, care, prin contractare, permite cristalinului să capete o formă mai convexă, crescând astfel puterea de refracție.
Și aici, din nou, este imposibil să nu menționăm cea mai complexă structură a cristalinului: constă din multe fire, care constau din celule conectate între ele, iar benzile subțiri îl conectează cu corpul ciliar. Concentrarea se realizează sub controlul creierului extrem de rapid și într-un mod complet „automat” - este imposibil ca o persoană să efectueze un astfel de proces în mod conștient.
Semnificația "filmului"
Rezultatul focalizării este focalizarea imaginii pe retină, care este un țesut multistrat care este sensibil la lumină, acoperind înapoi globul ocular. Retina conține aproximativ 137.000.000 de fotoreceptori (spre comparație pot fi citate camerele digitale moderne, în care nu există mai mult de 10.000.000 de astfel de elemente senzoriale). Un număr atât de mare de fotoreceptori se datorează faptului că aceștia sunt localizați extrem de dens - aproximativ 400.000 pe 1 mm².
Nu ar fi de prisos să cităm aici cuvintele microbiologului Alan L. Gillen, care vorbește în cartea sa „Body by Design” despre retina ca o capodopera a designului ingineresc. El crede că retina este cel mai uimitor element al ochiului, comparabil cu filmul fotografic. Retina sensibilă la lumină, situată pe partea din spate a globului ocular, este mult mai subțire decât celofanul (grosimea sa nu depășește 0,2 mm) și mult mai sensibilă decât orice film fotografic artificial. Celulele acestui strat unic sunt capabile să proceseze până la 10 miliarde de fotoni, în timp ce cea mai sensibilă cameră poate procesa doar câteva mii dintre ei. Dar și mai uimitor este că ochiul uman poate capta câțiva fotoni chiar și în întuneric.
În total, retina este formată din 10 straturi de celule fotoreceptoare, dintre care 6 straturi sunt straturi de celule sensibile la lumină. 2 tipuri de fotoreceptori au formă specială motiv pentru care se numesc conuri si tije. Tijele sunt extrem de sensibile la lumină și oferă ochiului percepție alb-negru și vedere pe timp de noapte. Conurile, la rândul lor, nu sunt la fel de sensibile la lumină, dar sunt capabile să distingă culorile - funcționarea optimă a conurilor este remarcată în în timpul zilei zile.
Datorită muncii fotoreceptorilor, razele luminoase sunt transformate în complexe de impulsuri electrice și trimise la creier pentru o senzație incredibilă. de mare viteză, iar aceste impulsuri însele depășesc peste un milion fibrele nervoase.
Comunicarea celulelor fotoreceptoare în retină este foarte complexă. Conurile și tijele nu sunt conectate direct la creier. După ce au primit un semnal, îl redirecționează către celulele bipolare și redirecționează semnalele deja procesate de ei înșiși către celulele ganglionare, mai mult de un milion de axoni (nevrite prin care sunt transmise impulsurile nervoase) care alcătuiesc un singur semnal. nervul optic prin care datele sunt trimise la creier.
două straturi neuronii intermediari, înainte ca datele vizuale să fie trimise la creier, contribuie la procesarea paralelă a acestor informații de către cele șase niveluri de percepție situate în retina ochiului. Acest lucru este necesar pentru ca imaginile să fie recunoscute cât mai repede posibil.
percepția creierului
După ce informația vizuală procesată intră în creier, începe să le sorteze, să le proceseze și să le analizeze și, de asemenea, formează o imagine completă din datele individuale. Desigur, despre muncă creier uman nu se cunosc mult mai multe, dar chiar și ceea ce poate oferi lumea științifică astăzi este suficient pentru a fi uimit.
Cu ajutorul a doi ochi se formează două „imagini” ale lumii care înconjoară o persoană – câte una pentru fiecare retină. Ambele „imagini” sunt transmise creierului, iar în realitate persoana vede două imagini în același timp. Dar cum?
Și iată chestia: punctul retinian al unui ochi se potrivește exact cu punctul retinian al celuilalt, iar asta înseamnă că ambele imagini, ajungând în creier, pot fi suprapuse una peste alta și combinate împreună pentru a forma o singură imagine. Informațiile primite de fotoreceptorii fiecărui ochi converg în Cortex vizual creier, unde apare o singură imagine.
Datorită faptului că cei doi ochi pot avea o proiecție diferită, pot fi observate unele inconsecvențe, dar creierul compară și conectează imaginile în așa fel încât o persoană să nu simtă neconcordanțe. Nu numai că, aceste inconsecvențe pot fi folosite pentru a obține un sentiment de profunzime spațială.
După cum știți, datorită refracției luminii, imaginile vizuale care intră în creier sunt inițial foarte mici și inversate, dar „la ieșire” obținem imaginea pe care suntem obișnuiți să o vedem.
În plus, în retină, imaginea este împărțită de creier în două vertical - printr-o linie care trece prin fosa retiniană. Părțile din stânga ale imaginilor realizate cu ambii ochi sunt redirecționate către, iar părțile din dreapta sunt redirecționate spre stânga. Astfel, fiecare dintre emisferele persoanei care caută primește date doar de la o singură parte a ceea ce vede. Și din nou - „la ieșire” obținem o imagine solidă, fără urme ale conexiunii.
Separarea imaginilor și căile optice extrem de complexe fac astfel încât creierul să vadă separat în fiecare dintre emisferele sale folosind fiecare dintre ochi. Acest lucru vă permite să accelerați procesarea fluxului de informații primite și, de asemenea, oferă viziune cu un ochi, dacă dintr-o dată o persoană din anumite motive încetează să vadă cu celălalt.
Se poate concluziona că creierul, în procesul de prelucrare a informațiilor vizuale, îndepărtează punctele „oarbe”, distorsiunile datorate micro-mișcărilor ochilor, clipirea, unghiul de vedere etc., oferind proprietarului său o imagine holistică adecvată a ochilor. observat.
Altul dintre elemente importante sistemul vizual este . Este imposibil să slăbești importanța acestei probleme, pentru că. pentru a putea folosi deloc vederea corect, trebuie să fim capabili să ne întoarcem ochii, să-i ridicăm, să-i coborâm, pe scurt, să ne mișcăm ochii.
În total, se pot distinge 6 mușchi externi care se conectează la suprafața exterioară a globului ocular. Acești mușchi includ 4 drepti (inferioare, superioare, laterale și mijlocii) și 2 oblici (inferioare și superioare).
În momentul în care oricare dintre mușchi se contractă, mușchiul care este opus acestuia se relaxează - acest lucru asigură o mișcare lină a ochilor (altfel toate mișcările oculare ar fi sacadate).
Când întoarceți doi ochi, mișcarea tuturor celor 12 mușchi se schimbă automat (6 mușchi pentru fiecare ochi). Și este remarcabil că acest proces este continuu și foarte bine coordonat.
Potrivit celebrului oftalmolog Peter Jeni, controlul și coordonarea conexiunii organelor și țesuturilor cu centrala sistem nervos prin nervii (aceasta se numește inervație) a tuturor celor 12 muschii ochilor reprezintă unul dintre foarte procese complexe care apar în creier. Dacă adăugăm la aceasta acuratețea redirecționării privirii, netezimea și uniformitatea mișcărilor, viteza cu care ochiul se poate roti (și totalizează până la 700 ° pe secundă) și combinăm toate acestea, obținem un ochi mobil. care este de fapt fenomenal din punct de vedere al performanţei.sistem. Și faptul că o persoană are doi ochi face și mai complicată - cu mișcarea sincronă a ochilor, este necesară aceeași inervație musculară.
Mușchii care rotesc ochii sunt diferiți de mușchii scheletului, așa cum ei sunt alcătuite din multe fibre diferite și sunt controlate de un număr și mai mare de neuroni, altfel acuratețea mișcărilor ar deveni imposibilă. Acești mușchi pot fi numiți și unici deoarece sunt capabili să se contracte rapid și practic nu obosesc.
Având în vedere că ochiul este unul dintre cele mai multe organe importante corpul uman Are nevoie de îngrijire continuă. Tocmai pentru aceasta este prevăzut „sistemul de curățare integrat”, care constă din sprâncene, pleoape, gene și glande lacrimale, dacă se poate numi așa.
Cu ajutorul glandelor lacrimale, se produce în mod regulat un lichid lipicios, care se deplasează cu o viteză mică în jos. suprafata exterioara globul ocular. Acest lichid spala diverse resturi (praf, etc.) din cornee, dupa care intra in canalul lacrimal intern si apoi curge in canalul nazal, fiind excretat din organism.
Lacrimile conțin o substanță antibacteriană foarte puternică care distruge virușii și bacteriile. Pleoapele îndeplinesc funcția de curățare a sticlei - curăță și hidratează ochii din cauza clipirii involuntare la un interval de 10-15 secunde. Împreună cu pleoapele, funcționează și genele, împiedicând orice gunoi, murdărie, microbi etc. să pătrundă în ochi.
Dacă pleoapele nu și-au îndeplinit funcția, ochii unei persoane s-ar usca treptat și s-ar acoperi cu cicatrici. Dacă nu era canal lacrimal, ochii ar fi în mod constant inundați cu lichid lacrimal. Dacă o persoană nu clipește, resturile i-ar pătrunde în ochi și ar putea chiar orbi. Toate " sistem de curatare” ar trebui să includă munca tuturor elementelor fără excepție, altfel ar înceta pur și simplu să mai funcționeze.
Ochii ca indicator al stării
Ochii unei persoane sunt capabili să transmită o mulțime de informații în procesul de interacțiune cu alți oameni și cu lumea din jurul său. Ochii pot radia dragoste, arde de furie, reflectă bucurie, frică sau anxietate sau oboseală. Ochii arată unde se uită o persoană, dacă este sau nu interesată de ceva.
De exemplu, atunci când oamenii își dau ochii peste cap în timp ce conversează cu cineva, acest lucru poate fi interpretat într-un mod complet diferit decât privirea obișnuită în sus. Ochi mari la copii, ele provoacă încântare și tandrețe celor din jur. Iar starea elevilor reflectă starea de conștiință în care acest moment timpul este o persoană. Ochii sunt un indicator al vieții și al morții, dacă vorbim într-un sens global. Poate din acest motiv sunt numite „oglinda” sufletului.
În loc de concluzie
În această lecție, am examinat structura sistemului vizual uman. Desigur, am ratat o mulțime de detalii (acest subiect în sine este foarte voluminos și este problematic să-l încadrăm în cadrul unei lecții), dar totuși am încercat să transmitem materialul, astfel încât să aveți o idee clară despre CUM un persoana vede.
Nu puteai să nu observi că atât complexitatea, cât și posibilitățile ochiului permit acestui organ să depășească de multe ori chiar și cel mai mult. tehnologii moderneși evoluții științifice. Ochiul este o demonstrație clară a complexității ingineriei în număr mare nuanțe.
Dar cunoașterea structurii vederii este, desigur, bună și utilă, dar cel mai important lucru este să știi cum poate fi restabilită vederea. Faptul este că stilul de viață al unei persoane, condițiile în care trăiește și alți factori (stres, genetică, obiceiuri proaste, boli și multe altele) - toate acestea contribuie adesea la faptul că, de-a lungul anilor, vederea se poate deteriora, t .e. sistemul vizual începe să cedeze.
Însă deteriorarea vederii în majoritatea cazurilor nu este un proces ireversibil - cunoscând anumite tehnici, acest proces poate fi inversat, iar vederea poate fi făcută, dacă nu la fel cu cea a unui bebeluș (deși acest lucru este posibil uneori), atunci la fel de bine pe cât posibil pentru fiecare persoană în parte. Prin urmare, următoarea lecție a cursului nostru de dezvoltare a vederii va fi dedicată metodelor de restabilire a vederii.
Uită-te la rădăcină!
Testează-ți cunoștințele
Dacă doriți să vă testați cunoștințele pe tema acestei lecții, puteți susține un scurt test format din mai multe întrebări. Doar 1 opțiune poate fi corectă pentru fiecare întrebare. După ce selectați una dintre opțiuni, sistemul trece automat la următoarea întrebare. Punctele pe care le primești sunt afectate de corectitudinea răspunsurilor tale și de timpul petrecut pentru trecere. Vă rugăm să rețineți că întrebările sunt diferite de fiecare dată, iar opțiunile sunt amestecate.
