Время темновой адаптации нормального глаза. Адаптация зрения

При переходе от яркого света в полную темноту (так называемая темновая адаптация) и при переходе от темноты к свету (световая адаптация). Если глаз, находившийся ранее на ярком свету, поместить в темноту, то его чувствительность возрастает вначале быстро, а затем более медленно.

Процесс темновой адаптации занимает несколько часов, и уже к концу первого часа чувствительность глаза увеличивается в раз, так что зрительный анализатор оказывается способным различить изменения яркости очень слабого источника света, вызванные статистическими флуктуациями количества излучаемых фотонов.

Световая адаптация происходит значительно быстрее и занимает при средних яркостях 1-3 минуты. Столь большие изменения чувствительности наблюдаются только в глазах человека и тех животных, сетчатка которых, как и у человека, содержит палочки . Темновая адаптация свойственна и колбочкам : она заканчивается быстрее и чувствительность колбочек возрастает лишь в 10-100 раз.

Темновая и световая адаптация глаз животных изучены путём исследования электрических потенциалов , возникающих в сетчатке (электроретинограмма) и в зрительном нерве при действии света. Полученные результаты в основном согласуются с данными, полученными для человека методом адаптометрии, основанном на исследовании появления субъективного ощущения света во времени после резкого перехода от яркого света к полной темноте.

См. также

Ссылки

• Лаврус В. С. Глава 1. Свет. Свет, зрение и цвет // Свет и тепло. - Международная общественная организация «Наука и техника», Октябрь 1997. - С. 8.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Адаптация глаза" в других словарях:

- (от позднелат. adaptatio прилаживание, приспособление), приспособление чувствительности глаза к изменяющимся условиям освещения. При переходе от яркого света к темноте чувствительность глаза возрастает, т. н. темновая А., при переходе от темноты… … Физическая энциклопедия

Приспособление глаза к изменяющимся условиям освещения. При переходе от яркого света к темноте чувствительность глаза возрастает, при переходе от темноты к свету уменьшается. Меняется и спектр. чувствительность глаза: восприятие наблюдаемых… … Естествознание. Энциклопедический словарь

- [лат. adaptatio прилаживание, приноровление] 1) приспособление организма к условиям среды; 2) переработка текста с целью его упрощения (напр., художественного прозаического произведения на иностранном языке для тех, кто недостаточно хорошо… … Словарь иностранных слов русского языка

Не следует путать с Адоптация. Адаптация (лат. adapto приспособляю) процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды. Адаптивная система Адаптация (биология) Адаптация (теория управления) Адаптация в обработке… … Википедия

Адаптация - внесение в ИР ЕГКО г. Москвы изменений, осуществляемых исключительно в целях их функционирования на конкретных технических средствах пользователя или под управлением конкретных программ пользователя, без согласования указанных изменений с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

адаптация сенсорная - (от лат. sensus чувство, ощущение) приспособительное изменение чувствительности к интенсивности действующего на орган чувств раздражителя; может проявляться также в разнообразных субъективных эффектах (см. последовательный о … Большая психологическая энциклопедия

АДАПТАЦИЯ К ТЕМНОТЕ, медленное изменение чувствительности человеческого ГЛАЗА в момент, когда человек из ярко освещенного пространства попадает в неосвещенное. Изменение происходит из за того, что в СЕТЧАТКЕ глаза при уменьшении общей… …

АДАПТАЦИЯ - (от лат. adaptare приспособлять), приспособление живых существ к окружающим условиям. А. процесс пассивный и сводится к реакции организма на изменения физ. или физ. хим. условий среды. Примеры А. У пресноводных про стейших осмотич. концентрация… … Большая медицинская энциклопедия

- (Adaptation) способность сетчатой оболочки глаза приспособляться к данной силе освещения (яркости). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 Адаптация приспосабливаемость организма … Морской словарь

АДАПТАЦИЯ К СВЕТУ, сдвиг в функциональном доминировании от палочек к колбочкам (зрительным клеткам разных типов) в СЕТЧАТКЕ ГЛАЗА при увеличении яркости освещения. В отличии от АДАПТАЦИИ к ТЕМНОТЕ, световая адаптация проходит быстро, но создает… … Научно-технический энциклопедический словарь

Книги

• The Painted Veil: Intermediate /Узорный покров. Книга для чтения , Моэм Уильям Сомерсет. В названии романа Узорный покров, написанного в 1925 году британским классиком Уильямом Сомерсетом Моэмом, получили отражение строки сонета Перси Биши Шелли Lift not thepainted veil which…

Известно, что глаз человека способен работать в очень широком диапазоне яркостей. Однако воспринимать весь этот диапазон одновременно глаз не может. В процессе зрения глаз приспо­сабливается к преобладающему в поле зрения уровню яркости. Это явление объясняется зависимостью световой чувствительности глаза от уровня возбуждения его светочувствительных элементов. Максимальной световой чувствительностью глаз обладает после длительного пребывания в темноте. На свету чувствительность глаза понижается. Процесс приспособления зрительного органа человека к различным уровням яркости принято называть яркостной адаптацией .

Экспериментально показано, что диапазон воспринимаемых яркостей при заданном уровне адаптации сильно ограничен. Все поверхности, имеющие яркость меньше минимальной для данного диапазона, кажутся нам черными. Максимальная яркость создает ощущение белого. Если в поле зрения появится поверхность, яркость которой превышает максимальную для данного диапазона, то адаптация зрения изменится, и весь диапазон видения соответ­ствующим образом сдвинется в сторону более высоких яркостей. При этом те поверхности, которые при более низком уровне адап­тации казались нам серыми, будут восприниматься как черные.

Яркостная адаптация возникает в результате изменения яр­кости поля зрения, а, следовательно, и освещенности сетчатки в зоне изображения. Частными случаями яркостной адаптации являются темновая и световая адаптация. Темновая адаптация возникает при мгновенном уменьшении яркости поля зрения от некоторой величины до нулевого значения яркости адаптации. Световая - при увеличении яркости от нулевого ее значения до некоторой конечной величины. Длительность процессов световой и темновой адаптации различна. В то время как понижение чув­ствительности зрения (световая адаптация) происходит за время от долей секунды до нескольких секунд, процесс темновой адапта­ции длится 60…80 мин.

Если в течение 10…15 сек наблюдать лист белой бумаги, поло­вина которого закрыта чем-нибудь черным, а затем черное снять, то закрытая до этого часть листа покажется светлее остальной его части. В этом случае принято говорить о местной яркостной адап­тации . Явление местной яркостной адаптации можно объяснить тем, что при одновременном наблюдении деталей различной яр­кости, т. е. когда освещенности различных участков сетчатки в один и тот же момент времени оказываются различными, уровень воз­буждения одних участков влияет на световую чувствительность других.

Цветовая адаптация возникает в результате изменения цвет­ности поля зрения при неизменной его яркости. В то время как яркостная адаптация характеризуется несоответствием светлоты и яркости, для цветовой адаптации характерно несоответствие между цветностью излучения и ощущением этой цветности.

Явление цветовой адаптации объясняется изменением чувстви­тельности глаза в результате изменения соотношения уровней возбуждения трех его приемников при воздействии на глаз излу­чения определенной цветности. Цвет, на

который адаптируется глаз, как бы выцветает. Это происходит в результате понижения, чувствительности к данному цвету того участка сетчатки, который на этот цвет адаптирован. Так, если после наблюдения зеленой фигуры в течение 15…20 сек перевести взгляд на ахроматический фон, то на фоне возникает последовательный образ (след от пред­шествующего раздражения) красноватого цвета. Если некоторое время смотреть сквозь желтые очки, то после того, как очки сняты, все окружающие предметы будут казаться синеватыми. Изменение цвета в результате предварительного действия на глаз других цветов называют последовательным цветовым контрастом . Экспериментально показано, что изменения ощущения цветности в процессе цветовой адаптации могут быть достаточно велики, причем характер изменения цветности не за­висит от яркости наблюдаемого цвета.

В зависимости от наличия в поле зрения деталей различного цвета могут иметь место изменения визуальных контрастов как вследствие изменения светлоты, так и вследствие изменения цветности. Детали, рассматриваемые на темном фоне, светлеют, а на светлом – темнеют. Так, два кусочка одной и той же бумаги, положенные в одном случае на черный бархат, а в другом – на белую ткань, кажутся неодинаковыми по светлоте. Светлота детали под влиянием цвета фона меняется независимо от того, является ли фон и рассматриваемая на нем деталь ахроматическими или цветными.

Поместив кусочки одной и той же серой бумаги на фоны раз­личного цвета, заметим, что эти кусочки будут казаться нам различными по цветовому тону. На красном фоне серое поле при­обретет зеленоватый оттенок, на синем – желтоватый, а на зеле­ном – красноватый. Подобное явление наблюдается и в том слу­чае, если на цветных фонах поместить кусочки бумаги цветов, отличных от цвета фона: желтое на красном покажется слегка зеленоватым, желтое на зеленом – оранжевым и т. д. Это явление, в отличие от последовательного контраста, носит название одно­временного цветового контраста .

Известно, что один и тот же лист белой бумаги воспринимается «белым» в любых условиях освещения: при свече, при лампах накаливания и при дневном свете. Несмотря на то, что различия в спектральном составе «белого» света иногда превышают разли­чия в спектральных кривых отражения большинства объектов, глаз почти всегда безошибочно определяет цвета объектов. Так, например, хотя поверхности, голубые в условиях дневного осве­щения, при освещении лампами накаливания оказываются зеле­новатыми, человек продолжает считать их голубыми. Объясняется это тем, что в любых условиях освещения легче всего узнаются белые детали, так как они всегда самые светлые. Все же остальные цвета оцениваются глазом по отношению к ним. Иными словами, при наблюдении некоторой сцены, содержащей ряд цветных объек­тов, в определенных условиях освещения относительные чувстви­тельности трех приемников глаза изменяются таким образом, что соотношение уровней возбуждения их на том участке сетчатки, где оказалось изображение самого светлого объекта сцены, ста­новится равным соотношению уровней возбуждения, вызывающему ощущение белого. Это явление носит название явления кон­стантности цвета , или поправки на освеще­ние . Этим явлением объясняется, например, и то, что зритель при просмотре кинофильмов (в затемненном помещении) не замечает

Светоощущение - это способность зрительного анализатора воспринимать свет и различать степени его яркости. При исследовании светоощущения определяют способность различать минимальное световое раздражение - порог раздражения - и улавливать наименьшую разницу в интенсивности освещения - порог различения.

Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией. Различают два вида адаптации: адаптацию к темноте при понижении уровня освещенности и адаптацию к свету при повышении уровня освещенности.

Каждому известно, насколько беспомощным чувствуешь себя, попадая из ярко освещенного помещения в темное. Только спустя 8-10 мин начинается различение плохо освещенных предметов, а для того чтобы достаточно свободно ориентироваться, требуется еще по крайней мере 20 мин, пока зрительная чувствительность в темноте достигает необходимой для этого степени. При темновой адаптации увеличивается чувствительность к свету, максимальная адаптация наблюдается через час.

Обратный процесс адаптации к высокому уровню освещенности протекает намного быстрее, чем адаптация к темноте. При адаптации к свету понижается чувствительность глаза к световому раздражителю, она длится около 1 мин. По выходе из темного помещения зрительный дискомфорт исчезает уже спустя 3-5 мин. В первом случае - в процессе темновой адаптации проявляется скотопическое зрение, во втором, при световой адаптации - фотопическое.

Зрительная система адекватно реагирует как на быстрые, так и на медленные перепады лучистой энергии. Причем для нее характерна практически мгновенная реакция на быстро изменяющуюся обстановку. Светочувствительность зрительного анализатора столь же вариабельна, сколь разнообразны характеристики световых раздражителей окружающего нас мира. Необходимость адекватно воспринимать энергию как очень слабых, так и очень сильных источников света, не подвергаясь структурным повреждениям, обеспечивается способностью к перестройке режима работы.рецепторов. На ярком свету световая чувствительность глаза снижается, но вместе с тем обостряется реакция на пространственную и временную дифференцировку объектов. В темноте весь процесс происходит наоборот. Этот комплекс изменений как светочувствительности, так и разрешающей способности глаза в зависимости от внешней (фоновой) освещенности называют зрительной адаптацией.

Скотопически адаптированная сетчатка максимально чувствительна к световой энергии самого низкого уровня, но при этом резко снижается ее пространственная разрешающая способность и исчезает цветоощущение. Фотопически адаптированная сетчатка, будучи низкочувствительной для различения слабых источников света, вместе с тем обладает высокой пространственной и временной разрешающей способностью, а также цветоощущением. По указанным причинам даже в безоблачный день блекнет луна и гаснут звезды, а ночью без подсвечивания мы теряем способность читать текст, набранный даже крупным шрифтом.

Диапазон освещенности, в пределах которого осуществляется зрительная адаптация, огромен; в количественном выражении он измеряется от миллиарда до нескольких единиц.

Рецепторы сетчатки обладают очень высокой чувствительностью - они могут раздражаться одним квантом видимого света. Это связано с действием биологического закона усиления, когда после активации одной молекулы родопсина сотни его молекул активируются. Кроме того, палочки сетчатки организованы в крупные функциональные единицы при слабом освещении. Импульс от большого количества палочек конвергирует в биполярные, а затем в ганглиозные клетки, вызывая эффект усиления.

По мере увеличения освещенности сетчатки зрение, определяемое в основном палочковым аппаратом, сменяется колбочковым зрением, причем максимум чувствительности сдвигается в направлении от коротковолновой к длинноволновой части спектра. Этот феномен, описанный Пуркинье еще в XIX в., хорошо иллюстрируется бытовыми наблюдениями. В букете из полевых цветов в солнечный день выделяются желтые и красные маки, в сумерках - синие васильки (сдвиг максимума чувствительности от 555 до 519 нм).

Для различения цветов решающее значение имеет их яркость. Приспособление глаза к различным уровням яркости называется адаптацией. Различают световую и темновую адаптации.

Световая адаптация означает снижение чувствительности глаза к свету в условиях большой освещенности. При световой адаптации функционирует колбочковый аппарат сетчатки. Практически световая адаптация происходит за 1 – 4 мин. Полное время световой адаптации – 20-30 мин.

Темновая адаптация – это повышение чувствительности глаза к свету в условиях малой освещенности. При темновой адаптации функционирует палочковый аппарат сетчатки.

При яркостях от 10-3 до 1 кд/м 2 происходит совместная работа палочек и колбочек. Это так называемое сумеречное зрение .

Цветовая адаптация предполагает изменение характеристик цвета под действием хроматической адаптации. Этим термином называют снижение чувствительности глаза к цвету при более или менее длительном наблюдении его.

4.3. Закономерности цветовой индукции

Цветовая индукция – это изменение характеристик цвета под влиянием наблюдения другого цвета, или, проще говоря, взаимное влияние цветов. Цветовая индукция – это стремление глаза к единству и цельности, к замыканию цветового круга, что в свою очередь служит верным знаком стремления человека к слиянию с миром во всей его цельности.

Приотрицательной индукции характеристики двух взаимно индуцирующих цветов изменяются в противоположном направлении.

Приположительной индукции характеристики цветов сближаются, происходит их "подравнивание", нивелирование.

Одновременная индукция наблюдается во всякой цветовой композиции при сопоставлении различных цветовых пятен.

Последовательную индукцию можно наблюдать на простом опыте. Если положить цветной квадрат (20х20 мм) на белый фон и фиксировать на нем взгляд в течение полминуты, то затем на белом фоне мы увидим цвет, контрастный цвету выкраски (квадрата).

Хроматическая индукция – это изменение цвета любого пятна на хроматическом фоне в сравнении с цветом того же пятна на белом фоне.

Яркостная индукция. При большом контрасте по яркости явление хроматической индукции значительно ослабевает. Чем меньше различие по яркости между двумя цветами, тем сильнее на восприятие этих цветов влияет их цветовой тон.

Основные закономерности отрицательной цветовой индукции.

На меру индукционного окрашивания влияют следующие факторы .

Расстояние между пятнами. Чем меньше расстояние между пятнами, тем больше контраст. Этим объясняется явление краевого контраста – кажущееся изменение цвета к краю пятна.

Четкость контура. Четкий контур увеличивает яркостный контраст и уменьшает хроматический.

Отношение яркостей цветовых пятен. Чем ближе значения яркости пятен, тем сильнее хроматическая индукция. И наоборот, увеличение яркостного контраста приводит к уменьшению хроматического.

Отношение площадей пятен. Чем больше площадь одного пятна относительно площади другого, тем сильнее его индукционное действие.

Насыщенность пятна. Насыщенность пятна пропорциональна его индукционному действию.

Время наблюдения. При длительном фиксировании пятен контраст уменьшается и может даже исчезнуть совсем. Лучше всего индукция воспринимается при быстром взгляде.

Область сетчатки, фиксирующая цветовые пятна. Периферические области сетчатки чувствительнее к индукции, чем центральная. Поэтому отношения цветов более точно оцениваются, если смотреть несколько в сторону от места их контакта.

В практике нередко возникает задача ослабления или устранения индукционного окрашивания. Этого можно достичь следующими способами:

подмешиванием цвета фона в цвет пятна;

обведением пятна четким темным контуром;

обобщением силуэта пятен, сокращением их периметра;

взаимным удалением пятен в пространстве.

Oтрицательная индукция может быть вызвана следующими причинами:

местной адаптацией – снижением чувствительности участка сетчатки к фиксируемому цвету, в результате чего цвет, который наблюдается вслед за первым, как бы теряет способность интенсивного возбуждения соответствующего центра;

автоиндукцией , т. е. способностью органа зрения в ответ на раздражение каким-либо цветом продуцировать противоположный цвет.

Цветовая индукция – причина множества явлений, объединяемых общим термином "контрасты". В научной терминологии под контрастом подразумевают вообще всякое различие, но при этом вводят понятие меры. Контраст и индукция не одно и то же, поскольку контраст – мера индукции.

Яркостный контраст характеризуется отношением разности яркости пятен к большей яркости. Яркостный контраст может быть большим, средним и малым.

Контраст по насыщенности характеризуется отношением разности величин насыщенности к большей насыщенности. Контраст по насыщенности краски может быть большим, средним и малым.

Контраст по цветовому тону характеризуется величиной интервала между цветами в 10-ти ступенчатом круге. Контраст по цветовому тону может быть большим, средним и малым.

Большой контраст:

большой контраст по цветовому тону при среднем и большом контрасте по насыщенности и яркости;

средний контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Средний контраст:

средний контраст по цветовому тону при среднем контрасте по насыщенности или яркости;

малый контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Малый контраст:

малый контраст по цветовому тону при среднем и малом контрасте по насыщенности или яркости;

средний контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности или яркости;

большой контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности и яркости.

Полярный контраст (диаметральный) формируется при достижении различиями в своих крайних проявлениях. Наши органы чувств функционируют только посредством сравнений.

Периферический орган зрения реагирует на происходящие перемены в освещении и функционирует в независимости от степени яркости освещения. Адаптация глаза представляет собой способность приспосабливаться к разным уровням освещенности. Реакция зрачка на происходящие перемены дает восприятие визуальной информации в миллионном диапазоне интенсивности от лунного до яркого освещения, несмотря на относительный динамический объем отклика зрительных нейронов.

Виды адаптации

Учеными изучены следующие виды:

• световая - адаптация зрения при дневном или ярком освещении;
• темновая - при темноте или слабом свете;
• цветовая - условия изменения цвета подсветки объектов, которые расположены вокруг.

Как происходит?

Адаптация световая

Происходит при переходе из темноты к сильному освещению. Оно мгновенно ослепляет и изначально виден только белый, так как чувствительность рецепторов настроена на тусклый свет. Одну минуту времени занимает у конусов для поражения резким светом, чтобы захватить его. При привыкании светочувствительность сетчатки теряется. Полное привыкание глаза к естественному освещению происходит в течение 20 минут. Существует два способа:

• резкое снижение чувствительности сетчатки;
• сетчатые нейроны подвергаются скорому приспособлению, тормозящему функцию стержня и благоприятствующей конусной системе.

Темновая адаптация

Темновой процесс наступает при переходе из ярко освещенной области к темной.

Темновая адаптация представляет собой обратный процесс световой. Это случается при переходе от хорошо освещенной области к темной области. Первоначально наблюдается чернота, так как конусы перестают функционировать в свете низкой интенсивности. Механизм адаптации можно разделить на четыре фактора:

• Интенсивность и время света: увеличивая уровни предварительно адаптируемых яркостей, время доминирования конического механизма расширяется, пока переключение стержневого механизма задерживается.
• Размер и расположение сетчатки: расположение тестового пятна влияет на темную кривую из-за распределения стержней и конусов в сетчатке.
• Длина волны порогового света непосредственно воздействует на темновую адаптацию.
• Регенерация родопсина: при воздействии светлых фотопигментов как в стержневых, так и в конических фоторецепторных клетках получаются структурные изменения.

Стоит отметить, что ночное видение имеет гораздо более низкое качество, чем зрение при нормальном свете, так как ограничено уменьшенным разрешением и обеспечивает возможность отличать только оттенки белого и черного. Примерно полчаса занимает у глаза приспособиться к сумеркам и приобрести чувствительность в сотни тысяч раз более, чем при дневном свете.

Привыкание глаза к темноте занимает гораздо больше времени у пожилых людей, чем молодых.

Цветовая адаптация

Для человека цветовые предметы меняются при разном освещении только на короткий отрывок времени.

Заключается в смене восприятия рецепторов сетчатки глаза, у которых максимумы спектральной чувствительности располагаются в разных цветовых спектрах излучения. К примеру, при смене естественного дневного света на свет ламп в помещении, изменения произойдут в цветах предметов: зеленый цвет будет отражаться желто-зеленым оттенком, розовый - красным. Такие изменения видны только короткий отрывок времени, со временем они исчезают и кажется, что цвет объекта остается прежним. Глаз привыкает к излучению, отраженного от объекта и воспринимается как и при дневном свете.