На сколько километров видит человеческий глаз: Как далеко может видеть глаз человека?
Как далеко может видеть глаз человека?
Поверхность Земли изгибается и пропадает из поля видимости на расстоянии 5 километров. Но острота нашего зрения позволяет видеть далеко за горизонт. Если бы Земля была плоской, или если б вы стояли на верху горы и смотрели на гораздо больший участок планеты, чем обычно, вы смогли бы увидеть яркие огни на расстоянии сотен километров. В темную ночь вам удалось бы даже увидеть пламя свечи, находящейся в 48 километрах от вас.
Насколько далеко может видеть человеческий глаз зависит от того, сколько частиц света, или фотонов, испускает удаленный объект. Самым далеким объектом, видимым невооруженным глазом, является Туманность Андромеды, расположенная на громадном расстоянии в 2,6 миллионов световых лет от Земли. Один триллион звезд этой галактики испускает в общей сложности достаточно света для того, чтоб несколько тысяч фотонов каждую секунду сталкивались с каждым квадратным сантиметром земной поверхности. В темную ночь этого количества достаточно для активизации сетчатки глаза.
В 1941 году специалист по вопросам зрения Селиг Гехт со своими коллегами из Колумбийского университета сделал то, что до сих пор считается надежным средством измерения абсолютного порога зрения – минимального количества фотонов, которые должны попасть в сетчатку, чтобы вызвать осознание визуального восприятия. Эксперимент устанавливал порог в идеальных условиях: глазам участников давали время, чтобы полностью привыкнуть к абсолютной темноте, сине-зеленая вспышка света, действующая как раздражитель, имела длину волны 510 нанометров (к которой глаза наиболее чувствительны), и свет был направлен на периферический край сетчатки, заполненный распознающими свет клетками палочками.
По данным ученых, для того, чтоб участники эксперимента смогли распознать такую вспышку света более чем в половине случаев, в глазные яблоки должно было попасть от 54 до 148 фотонов. На основании измерений ретинальной абсорбции ученые подсчитали, что в среднем 10 фотонов в действительности впитываются палочками сетчатки человека. Таким образом, абсорбция 5-14 фотонов или, соответственно, активация 5-14 палочек указывает мозгу, что вы что-то видите.
«Это действительно очень малое количество химических реакций», — отметили Гехт и его коллеги в статье об этом эксперименте.
Принимая во внимание абсолютный порог, яркость пламени свечи и расчетное расстояние, на котором светящийся объект тускнеет, ученые пришли к выводу, что человек может различить слабое мерцание пламени свечи на расстоянии 48 километров.
Но на каком расстоянии мы можем распознать, что объект представляет собой нечто большее, чем просто мерцание света? Чтобы объект казался пространственно протяженным, а не точечным, свет от него должен активировать не менее двух смежных колбочек сетчатки – клеток, отвечающих за цветное зрение. В идеальных условиях объект должен лежать под углом не менее 1 аркминута, или одна шестая градуса, чтобы возбудить смежные колбочки. Эта угловая мера остается одной и той же вне зависимости от того, близко или далеко находится объект (удаленный объект должен быть гораздо больше, чтобы находиться под тем же углом, что и ближний). Полная Луна лежит под углом 30 аркминут, тогда как Венера едва различима как протяженный объект под углом около 1 акрминуты.
Объекты величиной с человека различимы как протяженные на расстоянии лишь около 3 километров. В сравнении на таком расстоянии мы смогли бы четко различить две фары автомобиля.
Источник: Lifeslittlemysteries
Как далеко может видеть человек?
Человеческий глаз может видеть довольно далеко: называем конкретные цифры и разбираемся, что нужно сделать, чтобы с возрастом не утратить возможность разглядывать что-то вдалеке.
Расстояния в цифрах
Учёные провели десятки исследований и выяснили, что при разных условиях человек мог бы видеть на очень разные расстояния. Например:
- С учётом кривизны Земли можно видеть почти на 5 километров вперёд, если находиться на плоской поверхности примерно в 1,5 метрах от земли;
- Без препятствий человек со здоровым, но средним зрением может видеть пламя свечи с расстояния 2,5 метров;
- Если бы была возможность игнорировать кривизну Земли и смотреть на что-то сверху, человек распознавал бы объекты на расстоянии десятков и сотен километров.
Как глаз обрабатывает изображения
Когда вы смотрите на что-либо, в глазу и мозге происходит быстрая и сложная последовательность действий:
- Свет отражается от объекта и проходит через роговицу. Последняя преломляет световые лучи, позволяя им проникать в зрачок;
- В то же время мышцы радужной оболочки контролируют размер зрачка, делая его меньше при ярком свете и больше в темноте;
- Затем световые лучи проходят через хрусталик и фокусируются на сетчатке, светочувствительной части глаза;
- Палочки и колбочки в сетчатке преобразуют световые лучи в электрические импульсы. Они проходят через зрительный нерв к мозгу, который преобразует сигналы в изображения.
Предположим, что все процессы, необходимые для четкого зрения, проходят нормально. В таком случае ограничения видимости сводятся к:
- углу обзора;
- освещению;
- размеру объекта.
Также острота зрения влияет на то, насколько далеко вы видите. Ей посвящена отдельная статья.
Что нужно сделать, чтобы хорошо видеть вдаль
Ответ предсказуемый: в первую очередь нужно заботиться о здоровье своих глаз. С возрастом зрение неизбежно изменится: например, после 40 лет развивается пресбиопия, из-за которой не получается читать мелкий шрифт. Чтобы хорошо видеть вдаль, попробуйте:
- Делать зарядку для глаз. Она тренирует глазные мышцы, помогает глазам расслабиться и защищает от перенапряжения. Именно последнее играет важную роль в развитии близорукости — дефекта зрения, при котором зрение вдаль размывается;
- В целом заниматься спортом. Учёные доказали, что физическая активность защищает глаза от катаракты и диабетической ретинопатии: оба заболевания влияют на то, как проходит зрительный процесс;
- Соблюдать режим дня и высыпаться. Недосып плохо влияет на зрение: исследователи выяснили, что он увеличивает риск развития глаукомы. Последняя поражает зрительный нерв и приводит к слепоте на поздних стадиях;
Регулярно проверяться у офтальмолога. Здоровому человеку нужно проходить проверку зрения 1 раз в 2 года. Не пропускайте эти визиты: так вы сможете заметить проблемы со зрением на ранних стадиях.
Задумайтесь о зрении прямо сейчас: пройдите простой тест на наличие близорукости. Его результаты не являются окончательными, но они подскажут, нужно ли вам обратиться к врачу.
Как люди и животные воспринимают цвет?
Далеко гляжу!
Кто лучше всех видит в темноте?
Глаза и их особенности
Знаете ли Вы что…
Оценка статьи: 4.5/5 (160 оценок) Оцените статьюЗапись оценки… Спасибо за оценку |
Каково разрешение человеческого глаза (или сколько мегапикселей мы видим в каждый отдельный момент времени)
Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.
Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.
Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.
Начнём с общей структуры зрительной системы
- Сетчатка
- Зрительный нерв.
- Таламус(ЛКТ).
- Зрительная кора.
Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Нас интересуют только колбочки и палочки, так как они создают картинку.
- Колбочки воспринимают синий, зелёный, красный цвета.
- Палочки формируют яркостную составляющую с наибольшей чувствительностью в бирюзовом цвете.
Колбочек в среднем 7 млн, а палочек — около 120 млн.
Практически все колбочки расположены в центральной ямке FOVEA (жёлтое пятно в центре сетчатки). Именно fovea отвечает за самую чёткую область зрительного поля.
Для лучшего понимания проясню — fovea покрывает ноготь на мизинце на вытянутой руке, разрешающий угол примерно 1,5 градуса. Чем дальше от центра fovea, тем более размытую картинку мы видим.
Плотность распределения палочек и колбочек в сетчатке.
Палочки отвечают за восприятие яркости/контраста. Наибольшая плотность палочек — примерно по-середине между центральной ямкой и краем сетчатки.
Интересный факт — многие из вас замечали мерцание старых мониторов и телевизоров при взгляде на них «боковым зрением», а когда смотрите прямо, то всё отлично, было, да?)
Это происходит по причине наибольшей плотности палочек в боковой части сетчатки. Чёткость зрения там паршивая, зато чувствительность к изменению яркости — самая высокая.
Как раз эта особенность и помогала нашим предкам быстро реагировать на самые мелкие движения на периферии зрения, чтобы тигры не пооткусывали им задницы)
Итак, что мы имеем — сетчатка содержит суммарно около 130 Мп. Ура, вот и ответ!
Нет… это только начало и цифра далека от верного значения.
Вернёмся снова к центральной ямке fovea.
Колбочки в самой центральной части ямки «umbo» имеют каждая свой аксон (нервное волокно).
Т.е. эти рецепторы, можно сказать, самые приоритетные — сигнал от них почти напрямую поступает в зрительную кору мозга.
Колбочки, расположенные дальше от центра, уже собираются в группы по несколько штук — они называются «рецептивные поля».
Например, 5 колбочек соединяются с одним аксоном, и дальше сигнал идёт по зрительному нерву в кору.
На этой схеме как раз показан случай такой группировки нескольких колбочек в рецептивное поле.
Палочки, в свою очередь, собираются в группы по несколько тысяч — для них важна не резкость картинки, а яркость.
Итак, промежуточный вывод:
- каждая колбочка в самом центре сетчатки имеет свой аксон,
- колбочки на границах центральной ямки собираются в рецептивные поля по несколько штук,
- несколько тысяч палочек соединяются с одним аксоном.
Здесь начинается самое интересное — ~130 миллионов рецепторов превращаются за счёт группировки в 1 миллион нервных волокон (аксонов).
Да, всего один миллион!
Но как же так?!
В фотиках матрицы по 100500 мегапикселей, а наши глаза всё равно субъективно круче!
Сейчас и до этого доберёмся)
Значит, 130 Мп превратились в 1 Мп, и мы каждый день смотрим на мир вокруг… хорошая графика, не так ли?)
Есть пара инструментов, помогающих нам видеть мир вокруг почти постоянно почти чётким:
1.Наши глаза совершают микро- и макросаккады — что-то типа постоянных перемещений взгляда.
Макросаккады — произвольные движения глаз, когда человек рассматривает что-то. В это время происходит «буферизация» или слияние соседних изображений, поэтому мир вокруг нам кажется чётким.
Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие (несколько угловых минут) движения.
Они необходимы для того, чтобы рецепторы сетчатки банально успевали насинтезировать новых зрительных пигментов — иначе поле зрения просто будет серым.
2.Ретинальная проекция
Начну с примера — когда мы читаем что-то с монитора и постепенно крутим колёсико мышки для перемещения текста, то текст не смазывается… хотя должен) Это очень занятная фишка — здесь в работу подключается зрительная кора.
Она постоянно держит в буфере картинку и при резком смещении объекта/текста перед зрителем быстро смещает эту картинку и накладывает на реальное изображение.
А как же она знает, куда смещать?
Очень просто — Ваше движение пальцем по колёсику уже изучено моторной корой до миллиметров… Зрительная и моторная области работают синхронно, поэтому Вы не видите смаза.
А вот когда кто-то другой крутанёт колёсико….:)
Зрительный нерв
С каждого глаза выходит зрительный нерв плотностью ~1 Мп
(от 770 тысяч до 1,6 млн пикселей — кому как повезло), дальше нервы с левого и правого глаз пересекаются в
оптической хиазме— это видно на первой картинке — происходит смешение аксонов примерно по 53% с каждого глаза.
Потом два этих пучка попадают в левую и правую части таламуса — это такой «распределитель» сигналов в самом центре мозга.
В таламусе происходит, можно сказать, первичная «ретушь» картинки — повышается контраст.
Далее сигнал из таламуса поступает в зрительную кору.
И здесь происходит невероятное количество процессов, вот основные:
- слияние картинок с двух глаз в одну — происходит что-то типа наложения (1 Мп так и остаётся),
- определение элементарных форм — палочек, кружочков, треугольников,
- определение сложных шаблонов — лица, дома, машины и т.д.,
- обработка движения,
- покраска картинки. Да, именно покраска, до этого в кору просто поступали аналоговые импульсы разной частоты,
- ретушь слепых зон сетчатки — без этого мы бы видели постоянно перед собой два тёмно-серых пятна размером с яблоко,
- ещё уйма «фотошопа»,
- и наконец, вывод финального изображения — то, что вы и называете зрением — феномен зрения.
Так почему же, спросите вы, мы не видим отдельных пикселей? Картинка должна быть совсем убогая, как на старой приставке!
В этом и заключается суть феноменологии зрения — у вас ОДНА зрительная система. Вы не можете посмотреть на свою же картинку со стороны.
Если бы человек обладал двумя зрительными системами и по желанию мог переключиться с системы 1 на систему 2 и оценить как работает первая система — тогда да, ситуация была бы печальная 🙂
Но имея одну зрительную систему ВЫ сами и являетесь этой картинкой, которую видите!
Зрительная кора сама осознаёт процесс зрения. Перечитайте это несколько раз.
При травме первичной зрительной коры человек не понимает, что он слеп — это называется анозогнозия, т.е. картинку он совершенно не видит, но при этом может нормально ходить по коридору с препятствиями(первая ссылка в списке).
Здесь я сделаю небольшое отступление и дам краткое пояснение, почему же свет, проходя через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и все слои нейронов сетчатки не искажается так сильно, как мы предполагаем. Если сравнивать чистоту и степень аберраций, то нашему глазу далеко до хорошей оптики в современной фото-видео технике.
Всё дело в рецептивных полях — РП (имеются ввиду поля в сетчатке, ЛКТ и отделе коры V1). Одна из задач РП — увеличение микро-контраста изображения. Сетчатка получает слегка размытую картинку, а после этого в процессе нескольких этапов повышения контраста мы видим вполне детализированное изображение. Сама суть увеличения контраста состоит в сужении градиентов, как на примере ниже:
Завершая эту, надеюсь, краткую и понятную статью, хочу напомнить — мы все имеем картинку в ~1 Мп… живите с этим 🙂
Литература:
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»
Ссылки:
https://www.cell.com/fulltext/S0960-9822(08)01433-4
https://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2161180
https://en.wikipedia.org/wiki/Fovea_centralis
https://en.wikipedia.org/wiki/Photoreceptor_cell
UPD: поступило заметное количество комментариев/вопросов про цветоощущение. Если эта тема интересна — напишите тег #цветоощущение — займусь созданием статьи.
UPD:UPD: Статья про цвет
Каковы пределы человеческого зрения? | Мир | ИноСМИ
Корреспондент BBC Future рассказывает об удивительных свойствах нашего зрения — от способности видеть далекие галактики до возможности улавливать невидимые, казалось бы, световые волны.
Окиньте взглядом комнату, в которой находитесь — что вы видите? Стены, окна, разноцветные предметы — все это кажется таким привычным и само собой разумеющимся. Легко забыть о том, что мы видим окружающий нас мир лишь благодаря фотонам — световым частицам, отражающимся от объектов и попадающим на сетчатку глаза.
В сетчатке каждого из наших глаз расположено примерно 126 млн светочувствительных клеток. Мозг расшифровывает получаемую от этих клеток информацию о направлении и энергии попадающих на них фотонов и превращает ее в разнообразие форм, цветов и интенсивности освещения окружающих предметов.
У человеческого зрения есть свои пределы. Так, мы не способны ни увидеть радиоволны, излучаемые электронными устройствами, ни разглядеть невооруженным глазом мельчайшие бактерии.
Благодаря прогрессу в области физики и биологии можно определить границы естественного зрения. «У любых видимых нами объектов есть определенный „порог“, ниже которого мы перестаем их различать», — говорит Майкл Лэнди, профессор психологии и нейробиологии в Нью-Йоркском университете.
Сперва рассмотрим этот порог с точки зрения нашей способности различать цвета — пожалуй, самой первой способности, которая приходит на ум применительно к зрению.
Наша способность отличать, например, фиолетовый цвет от пурпурного связана с длиной волны фотонов, попадающих на сетчатку глаза. В сетчатке имеются два типа светочувствительных клеток — палочки и колбочки. Колбочки отвечают за цветовосприятие (так называемое дневное зрение), а палочки позволяют нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении — например, ночью (ночное зрение).
Содержащиеся в светочувствительных клетках рецепторы — опсины — поглощают электромагнитную энергию фотонов и производят электрические импульсы. Эти сигналы по оптическому нерву попадают в мозг, который и создает цветную картину происходящего вокруг нас.
В человеческом глазе есть три вида колбочек и соответствующее им число типов опсинов, каждый из которых отличается особой чувствительностью к фотонам с определенным диапазоном длин световых волн.
Колбочки S-типа чувствительны к фиолетово-синей, коротковолновой части видимого спектра; колбочки M-типа отвечают за зелено-желтую (средневолновую), а колбочки L-типа — за желто-красную (длинноволновую).
Все эти волны, а также их комбинации, позволяют нам видеть полный диапазон цветов радуги. «Все источники видимого человеком света, за исключением ряда искусственных (таких, как преломляющая призма или лазер), излучают смесь волн различной длины», — говорит Лэнди.
Из всех существующих в природе фотонов наши колбочки способны фиксировать лишь те, которые характеризуются длиной волн в весьма узком диапазоне (как правило, от 380 до 720 нанометров) — это и называется спектром видимого излучения. Ниже этого диапазона находятся инфракрасный и радиоспектры — длина волн низкоэнергетических фотонов последнего варьируется от миллиметров до нескольких километров.
По другую сторону видимого диапазона волн расположен ультрафиолетовый спектр, за которым следует рентгеновский, а затем — спектр гамма-излучения с фотонами, длина волн которых не превышает триллионные доли метра.
Хотя зрение большинства из нас ограничено видимым спектром, люди с афакией — отсутствием в глазу хрусталика (в результате хирургической операции при катаракте или, реже, вследствие врожденного дефекта) — способны видеть ультрафиолетовые волны.
В здоровом глазе хрусталик блокирует волны ультрафиолетового диапазона, но при его отсутствии человек способен воспринимать волны длиной примерно до 300 нанометров как бело-голубой цвет.
В исследовании 2014 отмечается, что в каком-то смысле мы все можем видеть и инфракрасные фотоны. Если два таких фотона практически одновременно попадут на одну и ту же клетку сетчатки, их энергия может суммироваться, превратив невидимые волны длиной, скажем, в 1000 нанометров в видимую волну длиной в 500 нанометров (большинство из нас воспринимает волны этой длины как холодный зеленый цвет).
Сколько цветов мы видим?
В глазе здорового человека три типа колбочек, каждый из которых способен различать около 100 различных цветовых оттенков. По этой причине большинство исследователей оценивает количество различаемых нами цветов примерно в миллион. Однако восприятие цвета очень субъективно и индивидуально.
«Точно подсчитать, сколько мы видим цветов, не представляется возможным, — говорит Кимберли Джемесон, научный сотрудник Калифорнийского университета в Ирвайне. — Некоторые видят больше, некоторые — меньше».
Джемесон знает, о чем говорит. Она изучает зрение тетрахроматов — людей, обладающих поистине сверхчеловеческими способностями к различению цветов. Тетрахроматия встречается редко, в большинстве случаев у женщин. В результате генетической мутации у них имеется дополнительный, четвертый вид колбочек, что позволяет им, по грубым подсчетам, видеть до 100 миллионов цветов (У людей, страдающих цветовой слепотой, или дихроматов, всего два типа колбочек — они различают не более 10 000 цветов).
Сколько нам нужно фотонов, чтобы увидеть источник света?
Как правило, колбочкам для оптимального функционирования требуется гораздо больше света, чем палочкам. По этой причине при низком освещении наша способность различать цвета падает, а за работу принимаются палочки, обеспечивающие черно-белое зрение.
В идеальных лабораторных условиях на тех участках сетчатки, где палочки по большей части отсутствуют, колбочки могут активироваться при попадании на них всего нескольких фотонов. Однако палочки справляются с задачей регистрации даже самого тусклого света еще лучше.
Как показывают эксперименты, впервые проведенные в 1940-х, одного кванта света достаточно для того, чтобы наш глаз его увидел. «Человек способен увидеть один-единственный фотон, — говорит Брайан Уонделл, профессор психологии и электротехники в Стэнфордском университете. — В большей чувствительности сетчатки просто нет смысла».
В 1941 исследователи из Колумбийского университета провели эксперимент — испытуемых заводили в темную комнату и давали их глазам определенное время на адаптацию. Для достижения полной чувствительности палочкам требуется несколько минут; именно поэтому, когда мы выключаем в помещении свет, то на какое-то время теряем способность что-либо видеть.
Затем в лицо испытуемым направляли мигающий сине-зеленый свет. С вероятностью выше обычной случайности участники эксперимента регистрировали вспышку света при попадании на сетчатку всего 54 фотонов.
Не все фотоны, достигающие сетчатки, регистрируются светочувствительными клетками. Учитывая это обстоятельство, ученые пришли к выводу, что всего пяти фотонов, активирующих пять разных палочек в сетчатке, достаточно, чтобы человек увидел вспышку.
Самый маленький и самый удаленный видимые объекты
Следующий факт может вас удивить: наша способность увидеть объект зависит вовсе не от его физических размеров или удаления, а от того, попадут ли хотя бы несколько излучаемых им фотонов на нашу сетчатку.
«Единственное, что нужно глазу, чтобы что-то увидеть, — это определенное количество света, излученного или отраженного на него объектом, — говорит Лэнди. — Все сводится к числу достигших сетчатки фотонов. Каким бы миниатюрным ни был источник света, пусть даже он просуществует доли секунды, мы все равно способны его увидеть, если он излучает достаточное количество фотонов».
В учебниках по психологии часто встречается утверждение о том, что в безоблачную темную ночь пламя свечи можно заметить с расстояния до 48 км. В реальности же наша сетчатка постоянно бомбардируется фотонами, так что один-единственный квант света, излученный с большого расстояния, просто затеряется на их фоне.
Чтобы представить себе, насколько далеко мы способны видеть, взглянем на ночное небо, усеянное звездами. Размеры звезд огромны; многие из тех, что мы наблюдаем невооруженным взглядом, достигают миллионов км в диаметре.
Однако даже самые близкие к нам звезды расположены на расстоянии свыше 38 триллионов километров от Земли, поэтому их видимые размеры настолько малы, что наш глаз не способен их различить.
С другой стороны, мы все равно наблюдаем звезды в виде ярких точечных источников света, поскольку испускаемые ими фотоны преодолевают разделяющие нас гигантские расстояния и попадают на нашу сетчатку.
Все отдельные видимые звезды на ночном небосклоне находятся в нашей галактике — Млечном Пути. Самый удаленный от нас объект, который человек в состоянии разглядеть невооруженным глазом, расположен за пределами Млечного Пути и сам представляет собой звездное скопление — это Туманность Андромеды, находящаяся на расстоянии в 2,5 млн световых лет, или 37 квинтильонов км, от Солнца. (Некоторые люди утверждают, что особо темными ночами острое зрение позволяет им увидеть Галактику Треугольника, расположенную на удалении около 3 млн световых лет, но пусть это утверждение останется на их совести.)
Туманность Андромеды насчитывает один триллион звезд. Из-за большой удаленности все эти светила сливаются для нас в едва различимое пятнышко света. При этом размеры Туманности Андромеды колоссальны. Даже на таком гигантском расстоянии ее угловой размер в шесть раз превышает диаметр полной Луны. Однако до нас долетает настолько мало фотонов из этой галактики, что она едва различима на ночном небе.
Предел остроты зрения
Почему же мы не способны разглядеть отдельные звезды в Туманности Андромеды? Дело в том, что у разрешающей способности, или остроты, зрения есть свои ограничения (Под остротой зрения подразумевается способность различать такие элементы, как точка или линия, как отдельные объекты, не сливающиеся с соседними объектами или с фоном).
Фактически остроту зрения можно описывать так же, как и разрешение компьютерного монитора — в минимальном размере пикселей, которые мы еще способны различать как отдельные точки.
Ограничения остроты зрения зависят от нескольких факторов — таких как расстояние между отдельными колбочками и палочками сетчатки глаза. Не менее важную роль играют и оптические характеристики самого глазного яблока, из-за которых далеко не каждый фотон попадает на светочувствительную клетку.
В теории, как показывают исследования, острота нашего зрения ограничивается способностью различать около 120 пикселей на угловой градус (единицу углового измерения).
Практической иллюстрацией пределов остроты человеческого зрения может являться расположенный на расстоянии вытянутой руки объект площадью с ноготь, с нанесенными на нем 60 горизонтальными и 60 вертикальными линиями попеременно белого и черного цветов, образующими подобие шахматной доски. «По всей видимости, это самый мелкий рисунок, который еще в состоянии различить человеческий глаз», — говорит Лэнди.
На этом принципе основаны таблицы, используемые окулистами для проверки остроты зрения. Наиболее известная в России таблица Сивцева представляет собой ряды черных заглавных букв на белом фоне, размер шрифта которых с каждым рядом становится все меньше.
Острота зрения человека определяется по тому, на каком размере шрифта он перестает четко видеть контуры букв и начинает их путать.
Именно пределом остроты зрения объясняется тот факт, что мы не способны разглядеть невооруженным глазом биологическую клетку, размеры которой составляют всего несколько микрометров.
Но не стоит горевать по этому поводу. Способность различать миллион цветов, улавливать одиночные фотоны и видеть галактики на удалении в несколько квинтильонов километров — весьма неплохой результат, если учесть, что наше зрение обеспечивается парой желеобразных шариков в глазницах, соединенных с полуторакилограммовой пористой массой в черепной коробке.
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Ученые наконец-то определили, с какого расстояния можно увидеть пламя свечи
НаукаНаука: Клуб любознательныхВладимир ЛАГОВСКИЙ
3 августа 2015 18:00
Расстояние с точностью до метра вычислили астрономы. Оно оказалось гораздо меньше, чем это принято считать
Одни указывают, что пламя можно разглядеть с расстояния в 5 километров, другие — что с 10 километров, а некоторые — что и с 50Фото: Иван ВИСЛОВАмериканские астрономы — профессора Кевин Крисианас и Дон Карона из Университета в Техасе (Astronomers Professor Kevin Krisciunas and Don Carona from Texas A&M University) убеждены: все многочисленные источники, повествующие о потрясающей чувствительности человеческого глаза, вводят читателей в заблуждение. Одни указывают, что пламя можно разглядеть с расстояния в 5 километров, другие — что с 10 километров, а некоторые — что и с 50.
Где тут правда? Нигде. Потому что на самом деле невооруженным глазом пламя свечи заметно с расстояния 2576 метров. Естественно, ночью в ясную погоду. Стоит отойти хотя бы на метр дальше, и огонек станет неразличимым.
Свечку, стоящую на поверхности Земли в 5 километрах от наблюдателя, не разглядеть даже в бинокль.
Столь точные данные астрономы получили отнюдь не экспериментально, а теоретически. Определили, что звезда Вега и свеча, горящая в 392 метрах от наблюдателя, выглядят для него одинаково ярко. Далее путем несложных расчетов, ученые вычислили, звезда какой величины еще будет различима и на сколько необходимо отодвинуть свечку, чтобы эти объекты казались одинаково тусклыми. Так и получились те самые 2576 метров.
А если вооружиться биноклем, то свечку, расположенную дальше, чем в 5 километрах, все равно не разглядеть — она будет находиться за линией горизонта из-за естественной кривизны Земли.
сравнили свет оот вечи со свеом звезд. На рисунке — так называемый летний треугольник — самые ярки звезды лета — Вега, Альтаир и Денеб.
КСТАТИ
Сколько-сколько оттенков серого?
50 оттенков серого (Fifty Shades of Grey) — так называется нашумевший эротический роман. На самом же деле человеческий глаз различает лишь 30 оттенков серого — то есть цветов, располагающихся между черным и белым. А вот наше цветное зрение куда более затейливо. Человеческий глаз различает примерно 10 миллионов различных цветов. Образно говоря столько цветных карандашей должно лежать в наших коробках для рисования.
Чем зрение животных отличается от человеческого?
Зрение позволяет нам ориентироваться в окружающем мире, наслаждаться его красотой. Животным зрение, прежде всего, помогает найти пищу и защититься от нападения.
Казалось бы, у собак, кошек и людей по 2 глаза, значит, их зрение ни в чем не отличается, но это не так. У кошек и собак поле зрения шире, потому что глаза расположены как бы по бокам головы. Человеческие глаза охватывают угол в 150 градусов, а собачьи или кошачьи в 250. Кроме того, кошки и собаки видят в темноте намного лучше, чем человек. Причина тому, специальное устройство глаз: в темноте зрачок максимально расширяется, чтобы пропустить, как можно больше света. Плюс к этому, у животных под сетчаткой находится специальный слой, который отражает и усиливает световой поток, по этой причине мы можем наблюдать светящиеся глаза в темноте.
Одно из самых популярных утверждений, что кошки и собаки видят мир в черно-белых тонах. Однако на деле это не совсем так. Исследование зрения собак показало, что они хорошо различают красный и синий цвет, но путают зеленый и красный. Этот факт доказывает, цветное зрение у них есть, но не так хорошо развито, как у человека. У собак в сетчатке содержится примерно 20% от всех фоторецепторов, а у человека центральная область сетчатки глаза покрыта ими на 100%, это, примерно, 127 миллионов фоторецепторов. Для сравнения, гигантский кальмар является обладателем 1 миллиарда фоторецепторов, но и глаза у него при этом не маленькие, их диаметр достигает 25 сантиметров. У осьминога глаза снабжены 20 миллиардами фоторецепторов, а зрачок имеет причудливую квадратную форму.
По количеству глаз животные также бьют рекорды. Морской гребешок является обладателем около ста глаз. Четырехглазая аквариумная рыбка использует свои глаза для разных целей: два для того, чтобы видеть на суше, а другие два – для зрения под водой. Некоторые разновидности скорпионов имеют 12 глаз, а пауки — 8.
Глаза животных приспособлены к условиям их обитания. Например, у пингвинов плоская роговица, поэтому они видят в воде без каких-либо искажений. Глаза верблюдов не пропускают никаких соринок: ресницы автоматически сплетаются и полностью защищают око, что просто необходимо, ведь в пустыне бывают пыльные бури, а кости по краям глазниц защищают от палящего солнца.
По остроте зрения человек также проигрывает представителям животного мира. Соколиный глаз обладает способностью рассмотреть жертву с расстояния 1,5 километров, даже если ее размер не превышает 10 сантиметров. Даже острота зрения обезьян, приблизительно, в три раза выше, чем у человека. Но людям такое сверхзрение, просто, ни к чему, мы ведь не хищники.
Человек всегда мечтал обладать суперзрением, что отражено в сказках и фантастической литературе. Однако природа распорядилась иначе и наделила нас только теми способностями, которые нам необходимы для комфортной повседневной жизни. Берегите и заботьтесь о своем 100% зрении!
Как далеко могут видеть люди?
Вы когда-нибудь задумывались, как далеко может видеть человеческий глаз? Бинокли и телескопы помогают нам видеть более четко, но как насчет невооруженного глаза? Вы можете быть удивлены, узнав, насколько далеко могут видеть наши удивительно сложные глаза.
Во-первых, быстрый урок в поле зрения
Когда мы видим объект, мы действительно видим свет, отраженный от объекта и светящийся в наши глаза (особенно сетчатку). Мы можем видеть только кофейную кружку на столе, потому что лампа в углу зажигает ее для нас.
Свет лампы отражается от кружки и попадает в наши глаза, «показывая» нам кружку. Это верно для всего, что мы видим, от пыли на полке до машин на улице.
Увидеть близлежащие объекты
Начнем с малого. Вот относительно близкие объекты, которые могут видеть люди:
1/2 мили : Здание Бурдж-Халифа в Дубае находится в полумиле вверх. Стоя рядом с основанием, легко видно верх.
1 миля : основание Гранд-Каньона находится на глубине более 1 мили вниз.Если бы вы стояли на отвесном краю, внизу можно было бы увидеть отдыхающих.
3 мили : край Земли (как он изгибается) находится примерно в 3 милях от точки обзора до края. Вы когда-нибудь смотрели на океан? Самая дальняя точка, которую вы можете увидеть, находится примерно в 3 милях от вас.
6 миль : средний пассажирский самолет 747 летит на высоте около 6,6 миль.
50 миль : в ясные дни городские здания видны с расстояния 50 миль (если вы стоите на земле).
Видеть очень далекие объекты
Готовы увидеть немного дальше? Все, что вам нужно сделать, это посмотреть:
22 000 миль : Спутники связи, вращающиеся вокруг Земли, находятся на высоте около 22 000 миль. Ясной темной ночью эти спутники можно увидеть как движущиеся блики света.
239 000 миль : Луна находится на расстоянии почти 239 000 миль, но она достаточно велика (и отражает достаточно солнечного света), чтобы мы могли видеть детали на ее поверхности.
93 миллиона миль : Орбита Земли находится в 93 миллионах миль от Солнца.
746 миллионов миль : Сатурн — самая далекая планета, которую мы можем увидеть невооруженным глазом. Достаточно прищуриться, и можно даже разглядеть его кольца.
Самое дальнее, что мы можем видеть
2,5 миллиона световых лет : Галактика Андромеды — это вращающееся скопление из 1 триллиона звезд. Это самый дальний объект, который люди могут увидеть невооруженным глазом, благодаря огромному количеству света, исходящего от его горящих звезд.
С сегодняшними технологиями, чтобы потребовалось 94.5 миллиардов земных лет, чтобы люди смогли добраться до его края. Это очень далеко для самого дальнего объекта, который мы можем заметить.
Бесконечная видимость
В действительности люди обладают бесконечной видимостью — это просто зависит от размера и яркости объекта. Технически мы могли бы видеть далеко за пределами Галактики Андромеды, если бы существовал другой более крупный и яркий источник света.
Но съесть морковь все равно не помешает.
Оптика— Как далеко может видеть человеческий глаз? Любое конечное расстояние или бесконечное? Оптика
— Как далеко может видеть человеческий глаз? Какое-то конечное расстояние или бесконечное? — Обмен физическими стекамиСеть обмена стеками
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков. Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 8к раз
$ \ begingroup $Как далеко может видеть невооруженный глаз, если ему ничто не мешает? (прямо по идеально ровной местности).Есть ли точка остановки или она бесконечна, когда вы смотрите в небо? Есть ли ситуация, в которой человеческий глаз может видеть бесконечность?
Какие факторы определяют, насколько далеко мы можем видеть? Плотность потока фотонов и …?
Будет интересно обсудить и физические, и биологические точки зрения.
Qmechanic ♦154k2828 золотых знаков373373 серебряных знака18321832 бронзовых знака
Создан 18 сен.
Али АббасинасабАли Аббасинасаб1,68933 золотых знака1414 серебряных знаков2121 бронзовый знак
$ \ endgroup $ 4 $ \ begingroup $из-за кривизны земли вы можете видеть только плоскую землю на расстоянии около 5 км плюс-минус несколько сотен метров.
от небесного объекта, вы ограничены потоком фотонов, излучаемым или отраженным этим объектом (50-150 фотонов за период 1 мс, и все они приземляются в пределах 10 угловых минут на вашем глазу)
длина волны этих фотонов влияет на вашу чувствительность (зеленые фотоны лучше всего)
время, в течение которого ваши глаза находились в темноте (чувствительность глаз увеличивается в 100 раз к 5-й минуте в темноте и в 1000 раз к 15-й минуте)
кроме 1., всю вышеуказанную информацию можно найти в этой известной статье: http://arapaho.nsuok.edu/~salmonto/vs2_lectures/Lecture6.pdf
Создан 18 сен.
Gregsangregsan4,31333 золотых знака1414 серебряных знаков3838 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 1 $ \ begingroup $Мы можем видеть невооруженным глазом объекты намного более далекие, чем галактика Андромеды, если они имеют необычно высокую собственную яркость (сверхновые, гамма-всплески и т. Д.))
Согласно следующей ссылке, текущая запись оценивается в 7,5 миллиарда световых лет от нас: https://www.space.com/5153-stellar-explosion-distant-object-visible-naked-eye.html
Создан 07 янв.
D. HalseyD. Холзи1,99022 золотых знака1111 серебряных знаков1818 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 1Этот сайт временно находится в режиме только для чтения и не принимает новые ответы.
Очень активный вопрос . Заработайте 10 репутации (не считая бонуса ассоциации), чтобы ответить на этот вопрос. Требование репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответов. Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
глаз (для родителей) — Nemours Kidshealth
Что такое глаза и как они работают?
С первого взгляда наши глаза работают с мозгом, сообщая нам размер, форму, цвет и текстуру объекта.Они сообщают нам, насколько он близко, стоит ли он на месте или приближается к нам, и как быстро он движется.
На лице человека видна только часть глаза. Весь глаз — глазное яблоко — имеет размер и форму мяча для настольного тенниса.
Все части глаза очень нежные, поэтому наш организм защищает их несколькими способами. Глазное яблоко находится в глазнице (также называемой орбитой) черепа, где оно окружено костью. Видимая часть глаза защищена веками и ресницами, которые защищают глаза от грязи, пыли и даже вредного яркого света.
Глаза также защищены слезами, которые увлажняют их и очищают от грязи, пыли и других раздражителей, которые проникают сквозь защиту ресниц и век. Слезы также защищают от инфекции.
С каждым миганием наши веки распределяют слой слизи, масла и слез по роговице, которая покрывает переднюю часть глаза. Слезные железы (LAK-ruh-mul) в верхнем наружном углу каждой глазницы производят слезы, которые после увлажнения глаз перетекают в каналы век.Эти каналы впадают в слезный мешок, мешочек в нижнем внутреннем углу каждой глазницы. Затем слезы выходят через проход, ведущий к носу.
Чтобы видеть, глаз должен двигаться. Шесть экстраокулярных мышц окружают глазное яблоко и действуют как веревки на марионетке, перемещая глаз в разные стороны. Мышцы каждого глаза обычно двигаются вместе одновременно, позволяя двум глазам оставаться на одном уровне.
Как мы видим?
Стенка глазного яблока состоит из трех слоев, похожих на слои лука:
- Склера (SLEER-эээ) защитный слой.Эта жесткая волокнистая ткань окружает глазное яблоко и прикрепляется к роговице, которая является прозрачной передней поверхностью глаза. То, что мы видим белком глаза, — это склера. Над склерой лежит конъюнктива, прозрачный слой кожи, который защищает глаз от пересыхания.
- Хориоидея (KOR-oyd) — это средний слой, содержащий кровеносные сосуды, доставляющие кислород и питательные вещества во внутренние части глаза.
- Сетчатка (RET-nuh), самый внутренний из трех слоев, выстилает внутреннюю часть глазного яблока.Сетчатка — это мягкий светочувствительный слой ткани нервной системы. Зрительный нерв передает сигналы от сетчатки к мозгу, который интерпретирует их как зрительные образы.
Пространство в центре глазного яблока заполнено прозрачным желеобразным материалом, называемым стекловидным телом (VIH-tree-us) юмором. Этот материал позволяет свету проходить к сетчатке. Это также помогает глазам сохранять круглую форму.
Зрение — это процесс, с помощью которого изображения, захваченные глазом, интерпретируются мозгом, а в видимой части глаза начинается процесс зрения.На передней поверхности глаза видна прозрачная круглая роговица . Вы не можете увидеть роговицу человека так, как вы можете видеть цветную часть глаза за ней — роговица похожа на прозрачное окно, которое фокусирует свет в глаз.
За роговицей находится водянистая жидкость, называемая водянистая влага . Роговица и водянистая влага образуют внешнюю линзу, которая преломляет (отклоняет) свет на его пути в глаз. Здесь выполняется большая часть работы по фокусировке глаза.
Цветная круглая мембрана в глазу сразу за роговицей называется радужная оболочка .Радужная оболочка контролирует количество света, попадающего в глаз через зрачок, который представляет собой отверстие в центре радужной оболочки, которое выглядит как крошечный черный кружок.
Подобно камере, которая контролирует количество поступающего света, чтобы предотвратить как переэкспонирование, так и недоэкспонирование, диафрагма становится шире и уже, изменяя размер зрачка, чтобы контролировать количество света, попадающего в глаз. Зрачок становится больше, когда нужно больше света, чтобы лучше видеть, и меньше, когда света много.
Линза глаза находится сразу за радужной оболочкой. Так же, как линза фотоаппарата, линза глаза фокусирует свет для создания резких и ясных изображений. Свет, который был сфокусирован через роговицу и водянистую влагу, попадает на хрусталик, который затем фокусирует его дальше, посылая световые лучи через стекловидное тело на сетчатку.
Чтобы четко сфокусироваться на объектах, находящихся на разном расстоянии, хрусталик глаза должен изменить форму. Цилиарный элемент , (SIL-ee-air-ee), , тело содержит мышечную структуру глаза, которая изменяет форму хрусталика глаза.У людей с нормальным зрением цилиарное тело сглаживает линзу настолько, чтобы фокусировать объекты на расстоянии 20 футов или более. Чтобы видеть более близкие объекты, эта мышца сокращается, чтобы утолщить хрусталик. Маленькие дети могут видеть предметы с очень близкого расстояния; многим людям старше 45 лет приходится держать предметы все дальше и дальше, чтобы их четко видеть. Это связано с тем, что хрусталик с возрастом становится менее эластичным.
Сетчатка (мягкий светочувствительный слой ткани, выстилающий заднюю часть стенки глазного яблока) состоит из миллионов световых рецепторов, называемых стержнями и колбочками .Жезлы гораздо более чувствительны к свету, чем колбочки. Каждый глаз имеет около 120 миллионов стержней, которые помогают нам видеть при тусклом свете и обнаруживать оттенки серого, но они не могут различать цвета. Для сравнения, 6 миллионов колбочек в каждом глазу позволяют нам видеть при ярком свете, а также распознают цвета и детали.
Макула (MAK-yuh-luh) — это небольшая специализированная область на сетчатке, которая помогает глазам видеть мелкие детали, когда мы смотрим прямо на объект. Он содержит в основном конусы и несколько стержней.
Когда сфокусированный свет проецируется на сетчатку, он стимулирует палочки и колбочки. Затем сетчатка посылает нервные сигналы через заднюю часть глаза к зрительному нерву. Зрительный нерв передает эти сигналы в мозг, который интерпретирует их как визуальные образы. Часть мозга, которая обрабатывает визуальный ввод и интерпретирует сообщения, которые посылает глаз, называется зрительной корой .
Как и в фотоаппарате, линза глаза пропускает световые узоры в перевернутом виде.Мозг узнает, что импульсы, полученные от верхней части сетчатки, на самом деле исходят от нижней части объекта, который мы видим, и наоборот.
Большинство людей видит объект обоими глазами. Это называется бинокулярным зрением , и изображения формируются на сетчатке каждого глаза. Эти изображения немного отличаются, потому что объект рассматривается под немного разными углами. Нервные сигналы, представляющие каждое изображение, отправляются в мозг, где они интерпретируются как два изображения одного и того же объекта.Некоторые нервные волокна от каждого глаза пересекаются, поэтому каждая сторона мозга получает сообщения от обоих глаз. Благодаря опыту мозг учится оценивать расстояние до объекта по степени различия изображений, которые он получает от двух глаз. Эта способность ощущать расстояние называется восприятием глубины .
Что вызывает проблемы со зрением?
Vision — это отлаженный процесс. Все части глаза и мозг должны работать вместе, чтобы человек мог видеть правильно.Однако из-за сложной структуры глаза многое может пойти не так.
Некоторые из наиболее распространенных проблем со зрением — это аномалии рефракции. Это проблемы, которые офтальмологи регулярно проверяют при проверке зрения. Преломление означает отклонение световых лучей для фокусировки света, исходящего от изображения. Ошибки рефракции — это проблемы с фокусировкой глаза из-за формы глаза, из-за которой изображение, которое вы видите, становится нечетким.
Ошибки рефракции включают:
Астигматизм. При астигматизме (э-э-э-э-э-э-э-э-э-э-э-э-э) есть проблема с искривлением роговицы. Это приводит к размытию части изображения глаза. Корректирующие линзы, такие как контактные линзы или очки, обычно могут исправить зрение у людей с астигматизмом.
Близорукость. Также называемая близорукостью или близорукостью, миопия (my-OP-ee-uh) возникает, когда глаз фокусирует изображение объекта перед сетчаткой, а не прямо на ней. В большинстве случаев люди плохо видят далеко, но могут ясно видеть объекты вблизи.Состояние имеет тенденцию к ухудшению в детстве и подростковом возрасте, но стабилизируется в зрелом возрасте. Людям с этим заболеванием может потребоваться носить очки или контактные линзы, чтобы исправить свое зрение. Лазерная хирургия глаза иногда используется у взрослых для постоянной коррекции близорукости путем изменения формы роговицы. Лазерная хирургия не используется для подростков, потому что глаз может все еще расти, а рефракционная ошибка меняется.
Дальнозоркость. Также называемая дальнозоркостью или дальнозоркостью, дальнозоркость (hy-per-OP-ee-uh) возникает, когда входящее изображение фокусируется не на сетчатке, а позади нее.Это может затруднить четкую видимость близких объектов и облегчить просмотр удаленных объектов. Многие дети младшего возраста страдают дальнозоркостью, но из-за способности глаза фокусироваться, возможно, не потребуются очки, чтобы исправить это. При необходимости очки или контактные линзы могут исправить эту проблему у детей и подростков. У большинства взрослых по мере взросления развивается форма дальнозоркости, называемая пресбиопией.
Как быстро должен двигаться объект, чтобы стать невидимым для человеческого глаза?
Путешествие со скоростью света — один из основных элементов научной фантастики.Будь то капитан Пикард, запрашивающий коэффициент деформации 9, или Флэш, бегущий так быстро, что может искривлять время и пространство, результатом часто становится внезапное пустое пространство на месте, где когда-то стоял герой.
Но если бы мы действительно могли двигаться с невероятной скоростью, насколько быстро что-то должно было бы двигаться, чтобы оно действительно стало быстрее человеческого глаза? Мы ненадолго надеваем научные шляпы, чтобы выяснить это.
На первый взгляд это кажется довольно простым вопросом. Однако существует множество внешних факторов, которые могут так или иначе изменить ответ.Например, пляжный мяч должен пролететь мимо вашего лица намного быстрее, чем мяч для пинг-понга или даже теннисный мяч, чтобы его вообще не заметили. Это также зависит от того, насколько далеко находится этот объект и насколько светлым или темным он был в тот день.
Более простой вопрос
Чтобы упростить этот вопрос, предположим, что вы сидите в первом ряду футбольного стадиона прямо посередине. Сегодня ясный солнечный день, и вы смотрите прямо вперед, пока один из игроков пинает мяч прямо в середину футбольного поля.Насколько быстро должен лететь этот мяч, чтобы вы не заметили, что он проходит мимо? … также вы не можете моргать, это обман.
Давайте начнем с того, как ваш глаз видит мир. Как мы показали в нашем посте для глаз, когда вы смотрите на что-то, свет отражается от этого объекта в ваш глаз. Затем этот свет фокусируется и направляется в ваш мозг, который интерпретирует его как изображение.
Как быстро мы действительно можем видеть?
В таком случае, чтобы стать невидимым, мяч должен лететь так быстро, чтобы мозг не успевал обработать свет, отражающийся от него.В ходе эксперимента пилоты ВВС смогли распознать изображение самолета, которое высвечивалось на экране всего лишь на 1/220-ю долю секунды. Имея это в виду, мы можем представить, что мяч должен был бы находиться перед вами не более 1/250, прежде чем мозг просто не уловит его.
Итак, подумаем… Среднее футбольное поле имеет ширину около 68 метров и длину 105 метров, поэтому, чтобы мяч оказался в центре, он должен находиться на расстоянии около 34 метров. С такого расстояния мяч не будет казаться больше маленького белого кружка, но не тот, который нельзя пропустить, если он пролетит мимо.
Среднее поле зрения человека составляет около 200 градусов по горизонтали, что довольно много, но наше бинокулярное зрение составляет около 120 градусов. Это количество перед вами, которое видит ваш правый и левый глаз. Для этого мы предположим, что вы действительно сосредотачиваетесь только на этой меньшей области, глядя прямо перед собой. Это означает, что вы будете смотреть только на поле примерно 70 метров одновременно.
Итоговый результат
Итак, чтобы мяч был невидимым, он должен пересечь 70 метров за 1/250 секунды.Это 17500 метров в секунду или 38146 миль в час! В этот момент мяч будет двигаться, намного быстрее скорости звука, и почти наверняка скомкается в небольшой огненный шар еще до того, как будет забит гол.
Конечно, это все очень теоретически, и полностью полагается на то, что все условия абсолютно идеальны, плюс нападающий с правой ногой бога. Все становится намного сложнее, когда вы начинаете добавлять объекты большего размера.
В конечном итоге наши глаза и мозг работают вместе так быстро, что часто требуется, чтобы что-то действительно двигалось со скоростью, превышающей скорость света, чтобы остаться незамеченным.Даже в нашем примере выше, возможно, у вас все еще может быть идея, что что-то прошло, просто потому, что свет, отражающийся от области вокруг мяча, был заблокирован на долю секунды.
К сожалению, если по мячу ударить так сильно, что он достигнет скорости света, в результате взрыва фактически сровняется с землей город, окружающий стадион. По стандартным правилам ФИФА это почти наверняка означало бы для игрока красную карточку и дисквалификацию.
Попробуйте everclear ELITE
Эксклюзивно для Vision Direct, линзы everclear ELITE суперкомфортны и удобны, а их ультраувлажняющая формула удерживает влагу в течение всего дня.Эти ежедневные одноразовые линзы, изготовленные из силикон-гидрогелевого материала, пропускают кислород к вашим глазам, поэтому они остаются и выглядят здоровыми до 12 часов. Тем, у кого сухие глаза, будет удобство гидрофильного дизайна, разработанного для снятия раздражения и зуда. Кроме того, защита от ультрафиолета обеспечивает дополнительный уровень защиты от вредных солнечных лучей.
Откройте для себя everclear ELITE
Expert учитывает пределы остроты зрения, видимости и оптических характеристик человеческого глаза
Джек Т.Холладей, доктор медицины, MSEE, FACS, отвечает на общие вопросы о человеческом зрении и остроте зрения.
ДОБАВИТЬ ТЕМУ В ОПОВЕЩЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Получать электронное письмо, когда новые статьи публикуются на
Укажите свой адрес электронной почты, чтобы получать сообщения о публикации новых статей.Подписывайся Нам не удалось обработать ваш запрос. Пожалуйста, попробуйте позже. Если у вас по-прежнему возникает эта проблема, обратитесь по адресу [email protected].Вернуться в Healio
Джек Т. ХолладейЧто дальше всего может видеть человек? Какая самая лучшая зарегистрированная острота зрения? Как далеко горизонт?
Мне часто задают эти вопросы врачи и не офтальмологи, и я подумал, что многие из вас, возможно, захотят узнать ответы.В этой статье мы обсудим пределы остроты зрения, видимости и ограничивающие оптические характеристики человеческого глаза.
Когда меня спрашивают: «Что дальше всего видит глаз?» Обычно я отвечаю вопросом: «Какую звезду вы видите дальше всего?» Они выглядят озадаченными, а затем я говорю: «Невооруженным глазом самая дальняя звезда, которую мы видим, — это V762 Cas в созвездии Кассиопеи. Он находится на расстоянии 16 308 световых лет, а его яркость составляет 5,8 звездной величины ». То, видим ли мы звезду, не имеет ничего общего с ее размером, а зависит только от ее воспринимаемой яркости.Человеческий глаз может увидеть мерцающую свечу на расстоянии 1,6 мили (2,6 км), как показали Кевин Крискиунас и Дон Карона из отдела астрофизики Texas A&M в 2015 году. Таким образом, расстояние, на котором мы можем увидеть точку света, зависит от ее яркости. .
Какая острота зрения по Снеллену лучше всего задокументирована? Предел наилучшей коррекции остроты зрения по Снеллену составляет 20 / 8,9 (в 2,25 раза лучше, чем 20/20), как показано в исследовании, опубликованном в 1996 г. в журнале American Journal of Ophthalmology о Лос-Анджелесе Доджерс.Пабло Арталь несколько лет назад из Университета Мерсии, Испания, обнаружил, что острота зрения лучше всего скорректирована, используя принудительный выбор «кувырка E» из 20/10. Акробатическая буква E примерно на половину ниже по остроте, чем при использовании букв Снеллена, потому что здесь меньше подсказок, поэтому ее труднее угадать. Интересно, что из 600 Доджеров высшей и младшей лиг, протестированных в исследовании, 10 (1,7%) имели 20 / 9,2 или лучше, 253 (42%) — 20 / 12,5 или лучше, а 461 (77%) — 20/15 или выше. лучше, подтверждение остроты зрения является неотъемлемой частью бейсбола.
Рисунок 1. Диаграмма остроты зрения по Снеллену за 1862 год.Изображения: Holladay JT
Рис. 2. Выдержка со страницы 337 Optique Physiologique Чернинга, где указывается, что угол Снеллена для «лучших глаз» вдвое меньше, чем у Гельмгольца. Рис. 3. Линейная парная диаграмма Гельмгольца в сравнении с диаграммой остроты зрения Снеллена.Что является ограничивающим фактором остроты зрения? Средняя плотность колбочек в фовеоле составляет 160 000 колбочек / мм 2 , но колеблется в широких пределах от 100 000 колбочек / мм 2 до 324 000 колбочек / мм 2 , что соответствует остроте зрения 20/10.5 и 20 / 7.1. Эти значения просто указывают на то, что ограничивающим фактором являются аберрации глаза, а не сетчатки. Таким образом, наилучшая зарегистрированная острота зрения по Снеллену 20 / 8,9 ограничена оптическими аберрациями глаза и примерно в 2,25 раза лучше, чем 20/20, которую мы считаем нормальной (рис. 1). Оптимальный размер зрачка для лучшей остроты зрения составляет от 2,5 до 3 мм. Меньший зрачок ограничен дифракцией, а больший зрачок увеличивает эффект оптических аберраций.
Снеллен ошибся, назначив 20/20 нормальным.Мариус Ганс Эрик Чернинг указал на эту ошибку в своей книге Optique Physiologique в 1898 году (рис.2), в которой он показал разницу в 20/20, найденных для лучших глаз Снелленом с использованием букв и Гельмгольцем с использованием пар линий (рис. ). Если бы Снеллен правильно преобразовал из пар линий, нормальная острота зрения Снеллена была бы 20/10. Чернинг также отметил, что если пациент корректирует только до 20/20, в глазу появляются дефекты (аберрации), которые достаточно выражены, чтобы их можно было легко установить (он предсказал аберрометрию).Средняя острота зрения с максимальной коррекцией по Снеллену с асферическими монофокальными ИОЛ после операции по удалению катаракты составляет около 20/16, а некоторые исключительные восьмидесятилетние или старше могут достигать 20/10.
Как далеко мы должны сидеть от телевизора? Количество пикселей на телевизоре аналогично фоторецепторам в сетчатке глаза. Мир находится в формате Ultra HD, потому что реальные объекты состоят из молекул (и атомов), которые намного меньше всего, что может увидеть глаз. Full HD TV имеет 1080 пикселей по вертикали экрана.100-дюймовый телевизор имеет такое же количество пикселей, что и 50-дюймовый, поэтому вы можете сидеть вдвое ближе к меньшему телевизору и получать такое же качество изображения сетчатки глаза. Если при просмотре телевизора на обычном расстоянии просмотра вы видите пиксели на экране телевизора, вы находитесь слишком близко. Производители рекомендуют сидеть в 1,5–2,5 раза больше диагонали телевизора с HDTV 1080p. Для экрана с диагональю 60 дюймов это от 7,5 до 12,5 футов.
ПЕРЕРЫВ
Еще одна распространенная практическая мера визуальных характеристик, ограниченная нашей атмосферой, называется видимостью.Он измеряется расстоянием. Видимость — это не мера взгляда, а чистота атмосферы. Этот термин используется пилотами, капитанами и консультантами по погодным условиям для обозначения того, насколько далеко можно увидеть большие объекты. На самом деле это мера контраста крупных объектов, которые мы видим сквозь атмосферу, которая уменьшается из-за рассеяния света из-за атмосферных условий, таких как дымка и туман. В чрезвычайно чистом воздухе в Арктике или в горных районах видимость может достигать 100 миль при наличии больших отметок, таких как горы или высокие хребты.Видимость ухудшается из-за загрязнения воздуха (дымка, сухость) и высокой влажности (туман, влажность). Итак, в ясный день в горах «видеть навсегда» составляет около 100 миль.
Как далеко горизонт? Расстояние до горизонта зависит от высоты наблюдателя над уровнем моря. На уровне моря горизонт находится на расстоянии 2,9 мили для человека ростом 5 футов 7 дюймов, а от вороньего гнезда на корабле на высоте 100 футов — 12,2 мили.
С точки зрения клинициста, мы должны понимать, что отличная нормальная острота зрения составляет 20/10, что в два раза выше (три линии logMAR), чем линия 20/20.Это в первую очередь ограничено оптическими аберрациями роговицы, за которой следует хрусталик, а не сетчатка. Для большинства из нас, когда мы стоим на пляже, горизонт находится примерно в 3 милях от нас, в ясный день мы можем видеть горы дальше всего в 100 милях от нас, а звезды находятся далеко за пределами досягаемости.
- Артикул:
- Laby DM, et al. Am J Ophthalmol. 1996; DOI: 10.1016 / S0002-9394 (14) 72106-3.
- Для получения дополнительной информации:
- Джек Т.Холладей, доктор медицины, MSEE, FACS, клинический профессор офтальмологии в Медицинском колледже Бейлора и редактор секции оптики OSN. Если у вас есть вопросы по клинической оптике, отправьте их по адресу [email protected]. Предыдущие статьи из серии «Клиническая оптика 101» можно найти на сайте www.healio.com/ClinicalOptics101.
Раскрытие информации: Холладей является консультантом Abbott Medical Optics, AcuFocus, Alcon Laboratories, ArcScan, Calhoun Vision, Carl Zeiss, Elenza, Oculus и Visiometrics.
ДОБАВИТЬ ТЕМУ В ОПОВЕЩЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Получать электронное письмо, когда новые статьи публикуются на
Укажите свой адрес электронной почты, чтобы получать сообщения о публикации новых статей. Подписывайся Нам не удалось обработать ваш запрос. Пожалуйста, попробуйте позже.Если у вас по-прежнему возникает эта проблема, обратитесь по адресу [email protected].Вернуться в Healio
Какой максимальный угол может видеть человеческий глаз? — Mvorganizing.org
Какой максимальный угол может видеть человеческий глаз?
Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет людям иметь горизонтальное поле, обращенное вперед, чуть более 180 градусов. зрения.
Что такое угол зрения в физике?
Максимальный угол, под которым мы можем видеть весь объект, называется углом зрения. Угол зрения здорового человека составляет около 60∘
.Какое расстояние между хрусталиком и сетчаткой глаза?
Расстояние между хрусталиком и сетчаткой нормального и здорового глаза составляет 20 мм. Когда конкретный объект расположен на бесконечности (вдали от глаза), изображение по существу формируется в фокусной точке.
Каково расстояние до изображения нормальным человеческим глазом?
Дальняя точка человеческого глаза — это самое дальнее расстояние до объекта, которое обычный глаз может отобразить на сетчатке. Для «нормального» глаза оно бесконечно. На рисунке ниже показано зависимость фокусного расстояния нормального глаза от расстояния до объекта. Для расслабленного глаза фокусное расстояние 2 см.
Какая длина глаза?
Осевая длина глаза при рождении составляет приблизительно 17 мм, а во взрослом возрасте достигает приблизительно 24 мм.Обычно он длиннее 24 мм при миопе и короче 24 мм при гиперметропии.
Каково расстояние между хрусталиком глаза и сетчаткой в СМ?
около 2,5 см
Что меняет фокусное расстояние хрусталика глаза?
Изменение кривизны хрусталика глаза изменяет фокусное расстояние глаза. Следовательно, изменение фокусного расстояния хрусталика глаза вызвано действием цилиарных мышц.
Что такое диоптрия?
Диоптр (британское написание) или диоптрия (американское написание) — это единица измерения оптической силы линзы или изогнутого зеркала, которая равна обратной величине фокусного расстояния, измеренному в метрах.(1 диоптрия = 1 м − 1.) Таким образом, это единица обратной длины.
Что такое аккомодация глаза?
Аккомодация глаза относится к процессу физиологической настройки элементов хрусталика для изменения преломляющей силы и обеспечения резкости объектов, находящихся ближе к глазу. В этом руководстве исследуются изменения в структуре линзы при перемещении объектов по отношению к глазу.
Что вызывает аккомодацию глаза?
Аккомодация близких предметов происходит за счет расслабления зоны.Во время зрения вдаль цилиарные тела расслабляются, зонула растягивается, а хрусталик уплощается. Во время аккомодации вблизи цилиарные тела сокращаются (т. Е. Укорачиваются), что расслабляет зонулу и округляет линзу (т. Е. Утолщает ее).
Как вы проверяете аккомодацию глаза?
Тестирование рефлекса аккомодации хорошо следует по движениям глаз. Попросите пациента сосредоточить внимание на кончике указательного пальца и медленно двигать им к нему, целясь в кончик его носа.Вам нужно следить за их зрачками, чтобы убедиться, что они сужаются по мере приближения вашего пальца.
Что вызывает аккомодацию в глазу?
Аккомодация, необходимая для зрения вблизи, является результатом сокращения цилиарной мышцы. Это снижает напряжение в передних поясничных волокнах, в то время как напряжение передается на задние эластичные ткани по мере того, как мышца движется вперед и внутрь (Рисунок 2).
Когда ваш глаз расслаблен Ли линза?
Когда глаз расслаблен, линза плоская и имеет наибольшее фокусное расстояние.В этом состоянии мы ориентируемся на далекие объекты. (3) Линза самая тонкая.
Какой хрусталик присутствует в человеческом глазу?
линза выпуклая
Что меняет форму хрусталика глаза?
Цилиарная мышца — это круговое мышечное кольцо, которое прикрепляется по всей длине хрусталика. Эта ресничная мышца может изменять форму хрусталика, растягивая его по краям. Он прикреплен к хрусталику с помощью зонул (связок, которые могут быть тугими или свободными).
Какая функция хрусталика в вашем глазу?
Свет проходит через переднюю часть глаза (роговицу) к хрусталику.Роговица и хрусталик помогают фокусировать световые лучи на задней части глаза (сетчатке). Клетки сетчатки поглощают и преобразуют свет в электрохимические импульсы, которые передаются по зрительному нерву, а затем в мозг.
Как называется резкость зрения?
Острота зрения — это четкость или резкость зрения, которая измеряется на расстоянии, на котором эта резкость соответствует действительности, например, 20 футов в Соединенных Штатах или 6 метров в Англии. На четкость зрения на расстоянии влияют многие факторы, такие как периферическое восприятие, восприятие глубины, астигматизм или заболевания глаз.
Что означает размер зрачка?
Размер ваших зрачков определяется мышцами цветной части вашего глаза (радужная оболочка) и количеством света, попадающего в ваши глаза. При ярком свете ваши зрачки сужаются (становятся меньше), чтобы в глаза не попадало слишком много света. При тусклом освещении ваши зрачки расширяются (становятся больше), чтобы пропускать больше света.
Какие мышцы расширяют зрачок глаз?
Ответ. Ответ: Лучевая мышца расширяет зрачок глаза.
Какая самая большая часть глаза?
Большая часть глаза находится за хрусталиком и называется стекловидным телом (скажем: VIH-tree-us).Стекловидное тело составляет две трети объема глаза и придает глазу его форму. Оно заполнено прозрачным желеобразным веществом, которое называется стекловидным телом.
Что такое белая часть глаза?
Склера: белок вашего глаза. Конъюнктива: тонкий слой ткани, покрывающий всю переднюю часть глаза, кроме роговицы.
Что такое сетчатка глаза?
Сетчатка содержит миллионы светочувствительных клеток (палочек и колбочек) и других нервных клеток, которые получают и организуют визуальную информацию.Ваша сетчатка отправляет эту информацию в ваш мозг через зрительный нерв, позволяя вам видеть.
Острота зрения | AOA
Острота зрения: что такое зрение 20/20?
20/20 зрение — это термин, используемый для обозначения нормальной остроты зрения (четкости или резкости зрения), измеренной на расстоянии 20 футов. Если у вас зрение 20/20, вы можете ясно видеть с 20 футов то, что обычно должно быть видно на таком расстоянии. Если у вас зрение 20/100, это означает, что вы должны быть на расстоянии не более 20 футов, чтобы увидеть то, что человек с нормальным зрением может видеть с расстояния 100 футов.
Наличие зрения 20/20 не обязательно означает идеальное зрение. Зрение 20/20 указывает только на резкость или ясность зрения на расстоянии. Другие важные навыки зрения, в том числе периферическое или боковое зрение, координация глаз, восприятие глубины, способность фокусировки и цветовое зрение, вносят свой вклад в вашу общую зрительную способность.
Некоторые люди хорошо видят на расстоянии, но не могут сфокусировать более близкие объекты. Это состояние может быть вызвано дальнозоркостью (дальнозоркостью) или пресбиопией (потерей способности фокусировки).Другие могут видеть предметы, которые находятся близко, но не могут видеть те, что находятся далеко. Это состояние может быть вызвано миопией (близорукостью).
Комплексное обследование глаз врачом-оптометристом может определить, что влияет на вашу способность хорошо видеть. В большинстве случаев врач-оптометрист может прописать вам очки, контактные линзы или программу лечения зрения, которая поможет улучшить ваше зрение. Если снижение зрения вызвано заболеванием глаз, вам могут назначить глазные лекарства или другое лечение.
Часто задаваемые вопросы по остроте зрения
Что означает зрение 20/20?20/20 зрение — это нормальная острота зрения (четкость или резкость зрения), измеренная на расстоянии 20 футов. Если у вас есть зрение 20/20, вы можете ясно видеть с 20 футов то, что обычно должно быть видно на расстоянии. Если у вас зрение 20/100, вы должны быть на расстоянии не более 20 футов, чтобы увидеть то, что человек с нормальным зрением может видеть с расстояния 100 футов.
Означает ли 20/20 идеальное зрение?№Зрение 20/20 указывает только на резкость или ясность зрения на определенном тестовом расстоянии. Другие важные навыки зрения, в том числе периферийное или боковое зрение, координация глаз, восприятие глубины, способность фокусировки и цветовое зрение, способствуют развитию вашего общего зрения.
Зрение 15/15 лучше, чем зрение 20/20?№ 15/15 означает нормальную резкость зрения на расстоянии 15 футов, так же как 20/20 означает нормальную резкость зрения на расстоянии 20 футов. Для единообразия врачи оптометрии в Соединенных Штатах используют 20 футов в качестве стандарта для измерения остроты зрения.Другие страны выражают остроту зрения по-своему. В Англии, например, врачи-оптометристы выражают остроту зрения в метрах (нормой считается 6/6).
Почему у некоторых людей зрение ниже 20/20?Многие факторы влияют на остроту зрения. Условия зрения, такие как близорукость, дальнозоркость или астигматизм, а также глазные заболевания влияют на четкость зрения.
Будет ли меняться четкость зрения с расстоянием?Некоторые люди хорошо видят на расстоянии, но не могут сфокусировать более близкие объекты.Состояние может быть вызвано дальнозоркостью (дальнозоркостью) или пресбиопией (потерей способности фокусировки). Другие могут видеть предметы, которые находятся рядом, но не могут видеть предметы, которые находятся далеко. Это состояние может быть вызвано миопией (близорукостью).
Если мое зрение меньше 20/20, что я могу сделать?При всестороннем обследовании глаз врач оптометрии может определить, какие причины, если таковые имеются, влияют на вашу способность хорошо видеть. В большинстве случаев врач-оптометрист может прописать вам очки, контактные линзы или программу лечения зрения, которая может помочь улучшить ваше зрение.Если снижение зрения вызвано заболеванием глаз, врач может назначить глазные лекарства или другое лечение.
.