Сколько цветов видит человек: Как много цветов способен различать человеческий глаз?

Содержание

Сколько цветов вы различаете? – все о зрении

Содержание

Сколько цветов видит человек

Человеческий глаз – один из сложнейших органов человека, он обладает удивительной способностью адаптации к меняющимся условиям окружающей среды и может различать большое количество цветов. По сути, это одно из самых совершенных оптических систем.

Содержание статьи

Глаз человека содержит две категории цветовосприимчивых рецепторов: первые ответственны за ночное зрение (помогают человеку различать цвета в сумерках), вторые – за цветное. Сетчатка человеческого глаза содержит три вида колбочек, которые позволяют различать цвета и оттенки.

Обладая высокой чувствительностью, они отвечают за то, какие цвета видит человек. При этом максимальная чувствительность приходится на синий, зеленый и красный участки спектра. Именно поэтому эти цвета человек распознает лучше всего.

Необходимо отметить, что диапазон спектральной чувствительности всех трех колбочек пересекается, поэтому при воздействии очень сильного светового излучения, человеческий глаз воспринимает это как слепяще-белый цвет.

Благодаря светочувствительным рецепторам и колбочкам, человек способен различать не только 7 цветов радуги, а гораздо большее количество цветов и их оттенков.

С давних времен ученые определяли количество распознаваемых человеком цветов и оттенков по-разному. Сейчас они сходятся во мнении, что существует около 150000 цветовых тонов и оттенков.

При этом человеческий глаз в обычных условиях может различать порядка 100 оттенков по цветовому фону. Способность распознавать большее количество цветов можно натренировать. Художники, декораторы, дизайнеры и люди схожих профессий могут различать около 150 цветов по цветовым тонам, порядка 25 по насыщенности и до 64 по уровню света.

Приведенные цифры могут меняться в зависимости от степени натренированности человека, его физиологического состояния, а также условий освещенности. Например, при определенных условиях человек может различить порядка 500 оттенков серого цвета.

В эпоху цифровых фотоаппаратов и камер интересным будет сопоставление светочувствительных рецепторов сетчатки глаза человека с мегапикселями фотокамер.

Переведя цветовосприимчивость глаза человека на язык цифровых камер, можно сказать, что в каждом глазу будет примерно по 120-140 мегапикселей. У современных фотокамер среднее количество пикселей на порядок меньше, следовательно и плотность пикселей на миллиметр будет ниже.

Именно поэтому угловое разрешение у глаза будет в несколько раз выше, чем у камеры с фокусным расстоянием объектива 23 мм (именно таким фокусным расстоянием обладает хрусталик глаза).

Распечатать

Сколько цветов видит человек

Статьи медицинского характера на Сайте предоставляются исключительно в качестве справочных материалов и не считаются достаточной консультацией, диагностикой или назначенным врачом методом лечения. Контент Сайта не заменяет профессиональную медицинскую консультацию, осмотр врача, диагностику или лечение.

Информация на Сайте не предназначена для самостоятельной постановки диагноза, назначения медикаментозного или иного лечения. При любых обстоятельствах Администрация или авторы указанных материалов не несут ответственности за любые убытки, возникшие у Пользователей в результате использования таких материалов.

Каковы пределы человеческого зрения?

От наблюдения далеких галактик за световые годы от нас до восприятия невидимых цветов, Адам Хэдхейзи на BBC объясняет, почему ваши глаза могут делать невероятные вещи. Взгляните вокруг.

Что вы видите? Все эти цвета, стены, окна, все кажется очевидным, как будто так и должно быть здесь.

Мысль о том, что мы все это видим благодаря частицам света — фотонам — которые отскакивают от этих объектов и попадают нам в глаза, кажется невероятной.

Эта фотонная бомбардировка всасывается примерно 126 миллионами светочувствительных клеток. Различные направления и энергии фотонов транслируются в наш мозг в разных формах, цветах, яркости, наполняя образами наш многоцветный мир.

Наше замечательное зрение, очевидно, обладает рядом ограничений. Мы не можем видеть радиоволны, исходящие от наших электронных устройств, не можем разглядеть бактерий под носом.

Но с достижениями физики и биологии мы можем определить фундаментальные ограничения естественного зрения.

«Все, что вы можете различить, имеет порог, самый низкий уровень, выше и ниже которого вы видеть не можете», — говорит Майкл Лэнди, профессор неврологии Нью-Йоркского университета.

Начнем рассматривать эти визуальные пороги сквозь призму — простите за каламбур — что многие ассоциируют со зрением в первую очередь: цвет.

Почему мы видим фиолетовый, а не коричневый, зависит от энергии, или длины волн, фотонов, падающих на сетчатку глаза, расположенную в задней части наших глазных яблок. Там находится два типа фоторецепторов, палочки и колбочки.

Колбочки отвечают за цвет, а палочки позволяют нам видеть оттенки серого в условиях низкой освещенности, например, ночью. Опсины, или пигментные молекулы, в клетках сетчатки поглощают электромагнитную энергию падающих фотонов, генерируя электрический импульс.

Этот сигнал идет через зрительный нерв к мозгу, где и рождается сознательное восприятие цветов и изображений.

У нас есть три типа колбочек и соответствующих опсинов, каждый из которых чувствителен к фотонам определенной длины волны. Эти колбочки обозначаются буквами S, M и L (короткие, средние и длинные волны соответственно).

Короткие волны мы воспринимаем синими, длинные — красными. Длины волн между ними и их комбинации превращаются в полную радугу.

«Весь свет, который мы видим, кроме созданного искусственно с помощью призм или хитроумных устройств вроде лазеров, представляет собой смесь разных длин волн, — говорит Лэнди».

Из всех возможных длин волн фотона наши колбочки обнаруживают небольшую полосу от 380 до 720 нанометров — то, что мы называем видимым спектром. За пределами нашего спектра восприятия есть инфракрасный и радиоспектр, у последнего диапазон волн составляет от миллиметра до километра длиной.

Над нашим видимым спектром, на более высоких энергиях и коротких длинах волн, мы находим ультрафиолетовый спектр, потом рентгеновские лучи и на вершине — гамма-лучевой спектр, длины волн которого достигают одной триллионной метра.

Хотя большинство из нас ограничены видимым спектром, люди с афакией (отсутствием хрусталика) могут видеть в ультрафиолетовом спектре.

Афакия, как правило, создается вследствие оперативного удаления катаракты или врожденных дефектов.

Обычно хрусталик блокирует ультрафиолетовый свет, поэтому без него люди могут видеть за пределами видимого спектра и воспринимать длины волн до 300 нанометров в голубоватом оттенке.

Исследование 2014 года показало, что, условно говоря, все мы можем видеть инфракрасные фотоны. Если два инфракрасных фотона случайно попадают в клетку сетчатки почти одновременно, их энергия объединяется, конвертируя их длину волны из невидимой (например, 1000 нанометров) в видимую 500-нанометровую (холодный зеленый цвет для большинства глаз).

Сколько цветов мы можем видеть?

Здоровый человеческий глаз имеет три типа колбочек, каждый из которых может различать порядка 100 разных цветовых оттенков, поэтому большинство исследователей сходятся во мнении, что наши глаза в общем могут различить примерно миллион оттенков. Тем не менее восприятие цвета — это довольно субъективная способность, которая варьируется от человека к человеку, поэтому определить точные цифры довольно сложно.

Джеймисон знает, о чем говорит, поскольку работает с «тетрахроматами» — людьми, обладающими «сверхчеловеческим» зрением.

Эти редкие индивиды, в основном женщины, обладают генетической мутацией, которая подарила им дополнительные четвертые колбочки.

Грубо говоря, благодаря четвертому набору колбочек, тетрахроматы могут разглядеть 100 миллионов цветов. (Люди с цветовой слепотой, дихроматы, имеют только два вида колбочек и видят примерно 10 000 цветов).

Сколько минимум фотонов нам нужно видеть?

Для того чтобы цветное зрение работало, колбочкам, как правило, нужно намного больше света, чем их коллегам-палочкам. Поэтому в условиях низкой освещенности цвет «гаснет», поскольку на передний план выходят монохроматические палочки.

В идеальных лабораторных условиях и в местах сетчатки, где палочки по большей части отсутствуют, колбочки могут быть активированы лишь горсткой фотонов. И все же палочки лучше справляются в условиях рассеянного света.

Как показали эксперименты 40-х годов, одного кванта света достаточно, чтобы привлечь наше внимание. «Люди могут реагировать на один фотон, — говорит Брайан Уонделл, профессор психологии и электротехники в Стэнфорде.

— Нет никакого смысла в еще большей чувствительности».

В 1941 году исследователи Колумбийского университета усадили людей в темную комнату и дали их глазам приспособиться. Палочкам потребовалось несколько минут, чтобы достичь полной чувствительности — вот почему у нас возникают проблемы со зрением, когда внезапно гаснет свет.

Затем ученые зажгли сине-зеленый свет перед лицами испытуемых. На уровне, превышающем статистическую случайность, участники смогли зафиксировать свет, когда первые 54 фотона достигли их глаз.

После компенсации потери фотонов через всасывание другими компонентами глаза, ученые обнаружили, что уже пять фотонов активируют пять отдельных палочек, которые дают ощущение света участникам.

Каков предел самого мелкого и дальнего, что мы можем увидеть?

Этот факт может вас удивить: нет никакого внутреннего ограничения мельчайшей или самой далекой вещи, которую мы можем увидеть. Пока объекты любого размера, на любом расстоянии передают фотоны клеткам сетчатки, мы можем их видеть.

К примеру, расхожее мнение гласит, что темной ясной ночью мы можем разглядеть огонек свечи с расстояния 48 километров.

На практике, конечно, наши глаза будут просто купаться в фотонах, поэтому блуждающие кванты света с больших расстояний просто потеряются в этой мешанине.

«Когда вы увеличиваете интенсивность фона, количество света, которое вам необходимо, чтобы что-то разглядеть, увеличивается», — говорит Лэнди.

Ночное небо с темным фоном, усеянным звездами, являет собой поразительный пример дальности нашего зрения. Звезды огромны; многие из тех, что мы видим в ночном небе, составляют миллионы километров в диаметре.

Но даже ближайшие звезды находятся минимум в 24 триллионах километров от нас, а потому настолько малы для нашего глаза, что их не разберешь.

И все же мы их видим как мощные излучающие точки света, поскольку фотоны пересекают космические расстояния и попадают в наши глаза.

Все отдельные звезды, которые мы видим в ночном небе, находятся в нашей галактике — Млечный Путь.

Самый далекий объект, который мы можем разглядеть невооруженным глазом, находится за пределами нашей галактики: это галактика Андромеды, расположенная в 2,5 миллионах световых лет от нас.

(Хотя это спорно, некоторые индивиды заявляют, что могут разглядеть галактику Треугольника в чрезвычайно темном ночном небе, а она находится в трех миллионах световых лет от нас, только придется поверить им на слово).

Триллион звезд в галактике Андромеды, учитывая расстояние до нее, расплываются в смутный светящийся клочок неба. И все же ее размеры колоссальны. С точки зрения видимого размера, даже будучи в квинтиллионах километрах от нас, эта галактика в шесть раз шире полной Луны. Однако наших глаз достигает так мало фотонов, что этот небесный монстр почти незаметен.

Насколько острым может быть зрение?

Почему мы не различаем отдельных звезд в галактике Андромеды? Пределы нашего визуального разрешения, или остроты зрения, накладывают свои ограничения. Острота зрения — это возможность различать такие детали, как точки или линии, отдельно друг от друга, чтобы те не сливались воедино. Таким образом, можно считать пределы зрения числом «точек», которые мы можем различить.

Границы остроты зрения устанавливают несколько факторов, например, расстояния между колбочками и палочками, упакованными в сетчатке. Также важна оптика самого глазного яблока, которое, как мы уже говорили, предотвращает проникновение всех возможных фотонов к светочувствительным клеткам.

Теоретически, как показали исследования, лучшее, что мы можем разглядеть, это примерно 120 пикселей на градус дуги, единицу углового измерения. Можете представить это как черно-белую шахматную доску 60 на 60 клеток, которая умещается на ногте вытянутой руки. «Это самый четкий паттерн, который вы можете разглядеть», — говорит Лэнди.

Проверка зрения, вроде таблицы с мелкими буквами, руководствуется теми же принципами. Эти же пределы остроты объясняют, почему мы не может различить и сосредоточиться на одной тусклой биологической клетке шириной в несколько микрометров.

Но не списывайте себя со счетов. Миллион цветов, одиночные фотоны, галактические миры за квантиллионы километров от нас — не так уж и плохо для пузырька желе в наших глазницах, подключенных к 1,4-килограммовой губке в наших черепах.

Цветовое зрение – как это работает?

Окружающий нас мир пестрит множеством красок, которые меняются с приходом нового времени года – бледные морозы с блёклым солнцем сменяются яркой зеленью весны, а на смену невообразимому многообразию различных летних цветов приходят все осенние оттенки жёлтого.

Мир вокруг нас прекрасен в этом ярком сменяющемся великолепии. Но что позволяет видеть зелёную листву, яркие цветы, пожелтевшие колосья и белоснежные снега?

Содержание

Оказывается, что сетчатка, являющаяся очень важной частью человеческого глазного яблока, сама состоит из палочек и колбочек. Как раз колбочки отвечают за восприятие различных цветов. В основе любого оттенка лежит три основных цвета – это красный, зелёный и синий.

Все остальные варианты – это лишь производные, которые образовались при смешении разного количества основных цветов. Интенсивность цвета зависит от длины волны, которая служит для его передачи.

Сетчатка глаза содержит 3 типа колбочек. Каждый из типов соответственно воспринимает длину волны от 400 до 700 нанометров и отвечает за восприятие какого-то одного из трёх основных цветов. Если по каким-то причинам функционирование колбочек нарушено, то восприятие человеком окружающего мира значительно изменится.

Говоря о цветовом зрении, невозможно не упомянуть такой термин как цветоощущение. Широко известно, что цветовые раздражители могут иметь различную яркость. Способность глаза воспринимать эту яркость и есть цветоощущение. Кроме того, к цветоощущению можно отнести искажения в восприятии цвета, вызванные дополнительными факторами, например, фоном.

Фон может непосредственно воздействовать на органы зрения, искажая оттенки изображения. Проверить это очень просто. Достаточно взять две фигуры одинакового цвета и поместить их на различные фоны. На чёрном фоне яркие оттенки будут иметь выразительные края, а по центру будут выглядеть более тускло. Жёлтый и синий фоны придают изображению разные оттенки восприятия.

Кроме того, различные цветоощущения будут проявлять себя в контрастных ситуациях. Так, например, если долгое время смотреть на зелёный цвет, а затем перевести взгляд на чистый лист бумаги, то покажется, что он имеет красноватый оттенок. Явление, при котором цвет оказывает подобное влияние на цветоощущение, называется цветовая утомляемость.

В зависимости от того, какой именно цвет не воспринимает человеческий глаз, существуют три различных изменения восприятия.

Протаномалия. В этом случае нарушена работоспособность колбочек, отвечающих за восприятие красного цвета;

Дейтераномалия. Это патологические изменения в восприятии зелёного цвета;

И, наконец, тританомалия – неверное восприятие синего цвета.

Каждый из этих случаев может быть в трёх стадиях развития:

Изменения в восприятии несущественны и немного искажают общую картину мира;

Изменения достигают срединного этапа развития и сильно искажают получаемое глазом изображение;

Сильные изменения цветовосприятия могут стать причиной полной его утраты.

Соответственно, заболевание, при котором человек нормально воспринимает только 2 основных цвета, называется дихромазией.

Иногда встречаются более сложные случаи, когда нарушена работа двух типов колбочек на сетчатке глаза. В этом случае человек может нормально воспринимать только одну цветовую гамму. Соответственное заболевание называется монохромазией.

Крайне редко можно наблюдать ахромазию – это полная потеря цветового восприятия. В этой ситуации человек видит мир в чёрно-белом цвете.

Стоит отметить, что для нормального цветовосприятия также существует своё название – это трихромазия.

Восприятие цвета может быть нарушено по нескольким причинам.

Во-первых, это наследственные нарушения. Встречается такое явление чаще всего у мужчин. Выражается пониженным цветоощущением, особенно в отношении к красному и зелёному цветам.

Это является ответом на вопрос, почему очень часто можно наблюдать ситуацию, при которой представительницы женского пола способны выделить намного больше оттенков в цветовой гамме, чем мужчины.

Многие люди привыкли называть дальтониками тех, кто не воспринимает оттенки красного. Под таким определением есть довольно прочные корни. Дело в том, что английский учёный Дальтон имел протаномалию – не воспринимал оттенки красного.

Он же впервые и описал это явление. Сегодня дальтоники – это те люди, которые имеют врождённый дефект цветового зрения. Они живут так же, как и остальные люди, и очень часто могут назвать цвета, которые не различают. Со временем к ним приходит умение распознавать различные степени яркости разных цветов.

Вторая причина возникновения нарушений в цветовосприятии – это приобретённое заболевание, ставшее следствием перенесённой болезни.

Причинами такого нарушения могут стать заболевания сетчатки глаза, повреждения зрительного нерва, а также различные заболевания центральной нервной системы.

Как правило, в этом случае присутствуют дополнительные симптомы, такие как резкое снижение остроты зрения, неприятные ощущения в области глаз и т.д.

Главное отличие приобретённого нарушения от врождённого в том, что его можно вылечить путём устранения основного заболевания. Лечение самого нарушения невозможно на данном этапе развития офтальмологии.

В большинстве случаев таких исследований никто не проводит, однако есть частные ситуации, когда человека проверяют на наличие или отсутствие соответствующих нарушений.

В первую очередь, это, конечно, военные отдельных войск, для которых данный фактор важен.

Кроме них, могут проверяться люди, связанные с определёнными отраслями промышленности, а также все, кто проходит медицинский осмотр на получение водительских прав.

Проверка проводится с помощью специального тестирования в несколько этапов.

Первый этап – это демонстрация изображений, на которых цифры или геометрические фигуры изображены с помощью кругов разного цвета и размера.

Если у человека наблюдаются нарушения цветового зрения, то он просто не сможет увидеть различную яркость этих элементов, а, следовательно, и сами элементы.

Второй этап – это проверка с помощью аномалоскопа. Принцип действия прибора заключается в том, что человеку даётся два тестовых поля. На одном из них есть фон жёлтого цвета, а на другом испытуемый должен подобрать точно такой же фон с помощью красного и зелёного.

Этот прибор помогает не только распознать аномалии в цветовосприятии, но и определить степень развития этих аномалий.

Нормальное восприятие цвета – это явление, которое не изучено до конца. Оно до сих пор вызывает интерес множества учёных, тем более что на данный момент не существует способов вылечить аномалии при развитии соответствующих заболеваний.

Изменение в восприятии различных оттенков может служить признаком возникновения серьёзных заболеваний органов зрения, поэтому если вы наблюдаете у себя такой синдром, то не медлите с обращением к врачу-офтальмологу, ведь скорейшее излечение причины заболевания поможет вам вернуть нормальное восприятие окружающего мира.

Удивительные способности человеческого глаза: космическое зрение и невидимые лучи

Предлагаем вам узнать 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.

Колбочки отвечают за цветовосприятие, а палочки помогают нам видеть оттенки серого цвета при низком освещенииНаша 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.

Не весь спектр полезен для наших глазИз 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 г. 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 млн 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.

После операции на глазе некоторые люди приобретают способность видеть ультрафиолетовое излучениеКак показывают эксперименты, впервые проведенные в 1940-х гг., 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 г.

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”.

Глазу достаточно небольшого количества фотонов, чтобы увидеть светВ 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.
Острота зрения снижается по мере увеличения расстояния до объектаВсе 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.

Достаточно яркие объекты можно разглядеть на расстоянии в несколько световых летОграничения 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.

В таблицах для проверки остроты зрения используются черные буквы на белом фонеИменно 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.

Источник: Обозреватель

Читайте также в журнале о глазе:

Дельфины в состояние видеть трехмерное звуковое изображение

Слепые люди используют зрительные области мозга для обработки звуковой информации
Как цвета влияют на настроение
Портрет Мэрилин Монро не сможет заменить таблицу для проверки зрения

Как мы воспринимаем цвета: интересные факты и тест!

Описание фотографии

Глаз человека способен воспринять семь основных цветов: синий, оранжевый, красный, желтый, зелёный, голубой, фиолетовый.

При этом он воспринимает до ста тысяч оттенков данных цветов, из которых оттенков серого – 500. Следует помнить про факт из области физики – «чистыми» цветами являются три: зеленый, красный, синий.

Остальные четыре цвета являются сочетанием первых трех.

2 % женщин подвержены редкой генетической мутации, при которой у них существует дополнительная колбочка сетчатки, что позволяет воспринимать до 100 миллионов цветов.

Боязнь цветов, или хроматофобия, проявляется у людей излишней бурной реакцией на некоторые цвета, расстройством, а иногда и вовсе полным исключением какого-либо цвета из жизни.

Тошнота, одышка, головокружение, чувство паники и беспокойства, повышение давления и частоты сердечного пульса, озноб – вот лишь несколько симптомов хроматофобии.

Но, к счастью, она, как и другие фобии современного мира, лечится.

Не все пираты, использовавшие повязку на глаза, были инвалидами. Повязку они надевали незадолго до атаки для быстрой адаптации зрения к бою на палубе и под ней. Один глаз привыкал к яркому свету, другой к тусклому освещению. Повязка менялась по мере необходимости и условий боя.

При потирании глаз человек видит вспышки света под веками. Явление называется фосфен.

Знаете ли вы, что красный цвет воспринимается женщинами и мужчинами совершенно по-разному? Женская половина человечества может отличить бордовый от ярко-красного или лиловый от малинового и множество других оттенков, в то время как мужчины видят просто красный цвет. А все это зависит от ДНК человека.

Дело в том, что особый ген, отвечающий за интерпретацию красного цвета, находится в X хромосоме, а, как известно, у женщин, в отличие от мужчин, две Х хромосомы.

Эта особенность женского ДНК позволяет получить полное представление о красном цвете и объясняет особенную способность женского мозга уловить его различные оттенки.

Самым популярным цветом в мире является синий. Около 40% людей называют своим любимым цветом именно синий. На втором месте находится фиолетовый цвет, который набрал 14%.

Тест: Как вы воспринимаете цвета?

Немало людей считают, что особой разницы между оттенком лимона, сиянием желтого лазера и цветом канарейки нет. Для них это просто «желтый».

В действительности все сводится к тому, сколько колбочек – фоточувствительных рецепторов – есть в ваших глазах. Профессор Диана Дервал, специалист по нейромаркетингу, опубликовала интересный тест, который определяет, сколько таких колбочек у вас есть. Этот тест на самом деле невероятно увлекателен, ведь так любопытно узнать, как видите мир вы и окружающие вас люди.

Чтобы пройти тест, посчитайте, сколько цветов вы видите в этом спектре:

Описание фотографии

Сколько вы увидели? Давайте посмотрим результаты.

Менее 20 цветов: Вы – дихромат. То есть у вас только две цветочувствительные колбочки в глазу. 25% людей попадают в эту категорию. «Но не стоит переживать. Вы находитесь в хорошей компании – собаки тоже дихроматы!» – шутит Диана Дервал. Она также отмечает, что люди этого типа имеют тенденцию носить черную, бежевую и синюю одежду.

От 20 до 32 цветов: Вы – трихромат. У вас есть три вида колбочек в глазу. Вы можете различать многие оттенки в фиолетовой, синей, зеленой и красной областях спектра. В эту категорию попадает около 50% населения.

От 32 до 39 цветов: Поздравляем! Вы, как и шмель, являетесь тетрахроматом. Профессор Дервал говорит, что у таких людей работает четыре вида колбочек. Их гамма еще более богатая. Но их раздражает желтый и, скорее всего, они не будут носить одежду этого цвета. Около 25% людей – тетрахроматы.

Более 39 цветов: Тогда пересчитайте снова! Диана Дервал объясняет, что на этом спектре всего 39 различных цветов и, вероятно, только 35 видно хорошо, с учетом того, что вы смотрите на экран компьютера, а не на бумажный оригинал.

Посты по теме:

Жизнь в цвете: черный и белый

Жизнь в цвете: синий и красный

Жизнь в цвете: жёлтый и зелёный

Ауросома: терапия радугой

Что такое на самом деле цветное зрение

Человеческий глаз — самая совершенная оптическая система, придуманная природой. Сетчатка глаза содержит примерно 125 миллионов светочувствительных клеток. Они обрабатывают световые частицы, поступающие на них, а мозг, получая эту информацию, трансформирует ее в разнообразие форм и цветов. А сколько цветов способен различить человек?

Теоретически человеческий глаз способен различать до 10 миллионов цветов. Но реально он отличает всего порядка 100 оттенков, а те, чья профессия связана с цветом, — художники, дизайнеры — около 150. В сетчатке глаза содержится два типа светочувствительных клеток: колбочки и палочки.

Первые отвечают за восприятие цветов (дневное зрение), а вторые дают возможность видеть оттенки серого цвета при слабом освещении (ночное зрение). В свою очередь, колбочки бывают трех типов, и лучше всего мы различаем синий, зеленый и красный участки спектра. Такое зрение называется трихроматическим.

Но у некоторых людей встречается нарушение цветовосприятия, чаще всего красного и зеленого (дальтонизм). Их называют дихроматами. Дихроматическое зрение присуще также большинству млекопитающих.

Но возможности наших глаз не бесконечны. Колбочки способны фиксировать лишь те световые фотоны, длина волн которых лежит в диапазоне от 370 до 710 нанометров) — это называется спектр видимого излучения.

Ниже него находится инфракрасное излучение и радиоспектр, а выше — ультрафиолетовый, еще выше — рентгеновский и затем спектр гамма-излучения. Все, что лежит за границами видимого спектра, наш глаз уже не воспринимает.

Хотя встречаются люди с афакией (отсутствием хрусталика), способные видеть УФ-волны.

На самом деле все разнообразие цветов — это лишь способность синих, зеленых и красных объектов отражать свет с различной длиной волны, а в цвета их трансформирует наш мозг, получая сигнал от зрительных рецепторов. У зеленого цвета длина волны 530 нанометров, у красного 560, а у синего — 420.

Интересные факты о зрении:

Чемпионы по цветному зрению — птицы, рептилии и рыбы. В их сетчатке обнаружено четыре типа колбочек, и большинство из этих животных — тетрахроматы, способные отличать миллионы оттенков. Птицы видят еще и ультрафиолетовый цвет.
Человеческий глаз в реале видит изображение перевёрнутым, а переворачивает его наш мозг.
Глаза — самые активные мышцы человеческого организма.
Самый распространенный цвет глаз на нашей планете — карий, самый редкий — зелёный. И все карие глаза на самом деле голубые, скрытые коричневым пигментом.
Наши глаза способны отличить до 500 оттенков серого цвета.

Суперзрение. Некоторые люди видят на 99 миллионов оттенков больше

https://ria.ru/20200716/1574354641.html

Суперзрение. Некоторые люди видят на 99 миллионов оттенков больше

Суперзрение. Некоторые люди видят на 99 миллионов оттенков больше — РИА Новости, 16.07.2020

Суперзрение. Некоторые люди видят на 99 миллионов оттенков больше

По мнению ученых, примерно треть птиц и растений на самом деле выглядят иначе, чем мы думаем. Просто люди не различают их настоящую расцветку. У человека в… РИА Новости, 16.07.2020

2020-07-16T08:00

2020-07-16T08:07

наука

сша

сан-диего

великобритания

открытия — риа наука

здоровье

зрение

биология

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e4/07/0e/1574353565_0:160:3072:1888_1920x0_80_0_0_1be14ef303cc4a6999ba47fd8e3e7a00.jpg

МОСКВА, 16 июл — РИА Новости, Альфия Еникеева. По мнению ученых, примерно треть птиц и растений на самом деле выглядят иначе, чем мы думаем. Просто люди не различают их настоящую расцветку. У человека в глазу лишь три типа колбочек — светочувствительных клеток сетчатки, у птиц — четыре. Пернатые видят ультрафиолет и его сочетания с другими цветами. Когда-то такой суперспособностью обладали и наши далекие предки, а у некоторых людей она сохранилась до сих пор.Различить невидимоеПо сравнению с птицами мы фактически слепые — не способны распознать истинную расцветку около трети растений, которыми питаются некоторые пернатые. К такому выводу пришли американские и канадские биологи, изучавшие поведение колибри Selasphorus platycercus. Ученые разместили в поле на расстоянии метра друг от друга две кормушки. В одной была сладкая вода, в другой — простая. Рядом стояли лампы, смешивающие излучение четырех светодиодов (красного, зеленого, синего или ультрафиолетового). После того как птицы, попив из кормушек, улетали, их меняли местами, чтобы колибри, вернувшись, ориентировались исключительно на свет лампы. Так их учили ассоциировать один из цветов с вознаграждением. Как выяснилось, колибри безошибочно определяют не только три основных части видимого спектра — синюю, красную и зеленую — но и ультрафиолет, который люди не видят. Все это благодаря четырем типам рецепторов — так называемым колбочкам — в сетчатке. У людей лишь три, чувствительные к красному, синему и зеленому.Также птицы отличали смешанные цвета — например, сочетание зеленого и ультрафиолетового. Но как именно они видят оттенки — наложением чистых цветов или же особой краской — авторы работы не разобрались. Потери и приобретения эволюцииДалекие предки человека тоже обладали четырьмя типами колбочек, и мир для них был более цветным, предполагают американские ученые. Следы древнего суперзрения они обнаружили в геноме. Речь идет об участках ДНК, отвечающих за опсины — рецепторы в колбочках. Сейчас у человека три вида таких рецепторов. Они чувствительны к длинным (красный), средним (зеленый) и коротким волнам (фиолетовый, синеватый) оптического диапазона. Все оттенки, воспринимаемые человеком, — результат их синтеза. Не так было у позвоночных предков современных млекопитающих. Судя по всему, они располагали четырьмя рецепторами, но с переходом к ночному образу жизни — считается, что это произошло во время динозавров — два утратили. В колбочках, отвечающих за дневное зрение, остались только рецепторы к красному цвету и ультрафиолету. При этом в ходе эволюции у некоторых приматов, в том числе у предков человека, глазной хрусталик перестал пропускать ультрафиолет (с длиной волны короче 400 нанометров). И его рецептор оказался не у дел. Но после нескольких мутаций, случившихся в промежутке между 90 и 30 миллионами лет назад, он приобрел чувствительность к синему. Параллельно из-за удвоения гена красного рецептора и мутаций, сместивших его чувствительность в коротковолновую область, приматы научились распознавать зеленый. По одной из гипотез, эволюционно это было очень выгодно, так как позволяло легко разглядеть спелые плоды в зеленой листве. Правда, мешало находить маскирующихся насекомых.Женская суперспособностьДо сих пор у людей рецепторы, чувствительные к зеленому и красному, отличаются незначительно, а кодирующие их гены соседствуют на X-хромосоме. Именно этим объясняется распространенность цветовой слепоты — дальтонизма — среди мужчин, ведь у них только одна Х-хромосома. И поломка в этих генах лишает возможности различать красный и зеленый.А вот женщинам такая ситуация, наоборот, дает неожиданные преимущества. Мутация способна привести к образованию четвертой разновидности рецептора — чувствительному к свету с длиной волны между красным и желтым. Поскольку каждого рецептора по две копии, замена одной обернется тем, что в геноме будут закодированы уже три рецептора. В результате получится четыре вида колбочек, и, как следствие, глаз сможет различить не миллион оттенков, как у всех людей, а почти сто миллионов. По оценкам специалистов Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), подобным обладают два-три процента женщин на Земле. Британские исследователи считают, что их намного больше — около 12 процентов. Правда, пока удалось найти лишь одного человека, у которого в сетчатке четыре типа колбочек, и все они функционируют. Это гражданка Великобритании, упоминаемая в научных работах под псевдонимом cDa29. Специалисты узнали о ее «суперсиле», применив нестандартный тест для оценки цветовосприятия.

https://ria.ru/20160616/1448781651.html

https://ria.ru/20170322/1490613327.html

https://ria.ru/20170408/1491771960.html

сша

сан-диего

великобритания

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/07/0e/1574353565_171:0:2902:2048_1920x0_80_0_0_c7f329d268bc0b8a23124116fb6d4ed2.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, сан-диего, великобритания, открытия — риа наука, здоровье, зрение, биология, днк, геном, эволюция

Наука, США, Сан-Диего, Великобритания, Открытия — РИА Наука, Здоровье, зрение, биология, ДНК, геном, эволюция

МОСКВА, 16 июл — РИА Новости, Альфия Еникеева. По мнению ученых, примерно треть птиц и растений на самом деле выглядят иначе, чем мы думаем. Просто люди не различают их настоящую расцветку. У человека в глазу лишь три типа колбочек — светочувствительных клеток сетчатки, у птиц — четыре. Пернатые видят ультрафиолет и его сочетания с другими цветами. Когда-то такой суперспособностью обладали и наши далекие предки, а у некоторых людей она сохранилась до сих пор.

Различить невидимое

По сравнению с птицами мы фактически слепые — не способны распознать истинную расцветку около трети растений, которыми питаются некоторые пернатые. К такому выводу пришли американские и канадские биологи, изучавшие поведение колибри Selasphorus platycercus.

Ученые разместили в поле на расстоянии метра друг от друга две кормушки. В одной была сладкая вода, в другой — простая. Рядом стояли лампы, смешивающие излучение четырех светодиодов (красного, зеленого, синего или ультрафиолетового). После того как птицы, попив из кормушек, улетали, их меняли местами, чтобы колибри, вернувшись, ориентировались исключительно на свет лампы. Так их учили ассоциировать один из цветов с вознаграждением.

Как выяснилось, колибри безошибочно определяют не только три основных части видимого спектра — синюю, красную и зеленую — но и ультрафиолет, который люди не видят. Все это благодаря четырем типам рецепторов — так называемым колбочкам — в сетчатке. У людей лишь три, чувствительные к красному, синему и зеленому.

© Proceedings of the National Academy of Sciences Jun 2020Цветовое восприятие тетрахроматов — животных, обладающих четырьмя типами колбочек — можно представить в виде пирамиды. Ее вершины соответствуют чистым цветам. Их распознают отдельные колбочки. Цветные ребра пирамиды — оси спектральных цветов, пунктирные — неспектральных. Цветовое пространство человека можно представить в виде треугольника в основании пирамиды.

Цветовое восприятие тетрахроматов — животных, обладающих четырьмя типами колбочек — можно представить в виде пирамиды. Ее вершины соответствуют чистым цветам. Их распознают отдельные колбочки. Цветные ребра пирамиды — оси спектральных цветов, пунктирные — неспектральных. Цветовое пространство человека можно представить в виде треугольника в основании пирамиды.

Также птицы отличали смешанные цвета — например, сочетание зеленого и ультрафиолетового. Но как именно они видят оттенки — наложением чистых цветов или же особой краской — авторы работы не разобрались.

Потери и приобретения эволюции

Далекие предки человека тоже обладали четырьмя типами колбочек, и мир для них был более цветным, предполагают американские ученые. Следы древнего суперзрения они обнаружили в геноме. Речь идет об участках ДНК, отвечающих за опсины — рецепторы в колбочках. Сейчас у человека три вида таких рецепторов. Они чувствительны к длинным (красный), средним (зеленый) и коротким волнам (фиолетовый, синеватый) оптического диапазона. Все оттенки, воспринимаемые человеком, — результат их синтеза.

Не так было у позвоночных предков современных млекопитающих. Судя по всему, они располагали четырьмя рецепторами, но с переходом к ночному образу жизни — считается, что это произошло во время динозавров — два утратили. В колбочках, отвечающих за дневное зрение, остались только рецепторы к красному цвету и ультрафиолету.

16 июня 2016, 17:14Наука

Ученые выяснили, зачем птицам нужно «цветное» зрениеВсе птицы обладают способностью видеть цвета и воспринимать их одинаково вне зависимости от освещения из-за того, что это умение критически важно для поиска пищи и при выборе партнера для спаривания.

При этом в ходе эволюции у некоторых приматов, в том числе у предков человека, глазной хрусталик перестал пропускать ультрафиолет (с длиной волны короче 400 нанометров). И его рецептор оказался не у дел. Но после нескольких мутаций, случившихся в промежутке между 90 и 30 миллионами лет назад, он приобрел чувствительность к синему.

Параллельно из-за удвоения гена красного рецептора и мутаций, сместивших его чувствительность в коротковолновую область, приматы научились распознавать зеленый. По одной из гипотез, эволюционно это было очень выгодно, так как позволяло легко разглядеть спелые плоды в зеленой листве. Правда, мешало находить маскирующихся насекомых.

22 марта 2017, 22:22Наука

Ученые создали очки, позволяющие различать больше цветов

Женская суперспособность

До сих пор у людей рецепторы, чувствительные к зеленому и красному, отличаются незначительно, а кодирующие их гены соседствуют на X-хромосоме. Именно этим объясняется распространенность цветовой слепоты — дальтонизма — среди мужчин, ведь у них только одна Х-хромосома. И поломка в этих генах лишает возможности различать красный и зеленый.

А вот женщинам такая ситуация, наоборот, дает неожиданные преимущества. Мутация способна привести к образованию четвертой разновидности рецептора — чувствительному к свету с длиной волны между красным и желтым. Поскольку каждого рецептора по две копии, замена одной обернется тем, что в геноме будут закодированы уже три рецептора. В результате получится четыре вида колбочек, и, как следствие, глаз сможет различить не миллион оттенков, как у всех людей, а почти сто миллионов.

8 апреля 2017, 10:15Наука

Ученые дали полное объяснение сине-золотому «платью раздора»

По оценкам специалистов Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), подобным обладают два-три процента женщин на Земле. Британские исследователи считают, что их намного больше — около 12 процентов.

Правда, пока удалось найти лишь одного человека, у которого в сетчатке четыре типа колбочек, и все они функционируют. Это гражданка Великобритании, упоминаемая в научных работах под псевдонимом cDa29. Специалисты узнали о ее «суперсиле», применив нестандартный тест для оценки цветовосприятия.

Цвет и зрение человека

12 — 2004

Стефан Стефанов, канд. техн. наук, профессор Московского гуманитарного университета, технический директор компании «Полиграфические системы»

Что такое цвет?

Цвет как феномен зрения и объект изучения

Глаз и ухо человека воспринимают излучения по-разному

Цвет можно только видеть

Как человек видит цвет, или Гипотеза C (B+G) + Y (G+R)

Цвет без света

Что такое цвет?

Цвет одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как зрительное ощущение. Зрительные ощущения возникают под действием на органы зрения света электромагнитного излучения видимого диапазона спектра. Диапазон длины волны зрительных ощущений (цвета) находится в пределах 380-760 мкм. Физические свойства света тесно связаны со свойствами вызываемого ими ощущения: с изменением мощности света меняется яркость цвета излучателя или светлота цвета окрашенных поверхностей и сред. С изменением длины волны меняется цветность, которая идентична с понятием цвета, ее мы определяем словами «синий», «желтый», «красный», «оранжевый» и пр.

Характер ощущения цвета зависит как от суммарной реакции чувствительных к цвету рецепторов глаза человека, так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция чувствительных к цвету рецепторов глаза определяет светлоту, а соотношение ее долей цветность (цветовой тон и насыщенность). Характеристиками цвета являются цветовой тон, насыщенность и яркость или светлота.

А.С.Пушкин определил цвет как «очей очарованье», а ученый Шредингер как «интервал излучений в световом диапазоне, который глаз воспринимает одинаково и определяет как цвет словами “красный”, “зеленый”, “синий” и т. д.».

Таким образом, глаз интегрирует (суммирует) определенный интервал световых излучений и воспринимает их как единое целое. Ширина этого интервала зависит от множества факторов, в первую очередь от уровня адаптации глаза.

Цвет как феномен зрения и объект изучения

Цвет деяние света,
деяние и страдательные состояния.

И.В.Гёте

Цвет сообщает вещам и явлениям форму, объем и эмоциональность при их восприятии. У большинства биологических видов световые рецепторы локализованы в области сетчатки глаза. Усложнение светового анализатора происходило по мере развития биологической линии. Высшее достижение природы зрение человека.

С возникновением цивилизации роль цвета возросла. Искусственные источники света (излучатели с ограниченным спектром электромагнитного излучения энергии) и краски (чистый бесконечный цвет) можно рассматривать как искусственные средства синтеза цвета.

Человек всегда пытался овладеть способностью влиять на свое душевное состояние через цвет и использовать цвет для создания комфортной среды обитания, а также в различных изображениях. Первые способы применения цвета в ритуальной практике связаны с их символической функцией. Позже с помощью цветов стали отображать воспринимаемую реальность и визуализировать абстрактные понятия.

Наивысшим достижением в овладении цветом является изобразительное искусство, использующее экспрессивные, импрессивные и символические цвета.

Глаз и ухо человека воспринимают излучения по-разному

По гипотезе Юнга-Гельмгольца наши глаза обладают тремя независимыми светочувствительными рецепторами, реагирующими соответственно на красный, зеленый и синий цвета. Когда окрашенный свет попадает в глаз, эти рецепторы возбуждаются в соответствии с интенсивностью действующего на них цвета, содержащегося в наблюдаемом свете. Любая комбинация возбужденных рецепторов вызывает определенное цветовое ощущение. Области чувствительности трех этих рецепторов частично перекрываются. Поэтому одно и то же цветовое ощущение может быть вызвано различными комбинациями окрашенных световых излучений. Глаз человека постоянно суммирует раздражения, и конечным результатом восприятия оказывается суммарное действие. Необходимо также отметить, что человеку очень трудно, а иногда и невозможно определить, видит он источник света или объект, отражающий свет.

Если глаз можно считать совершенным сумматором, то ухо является совершенным анализатором и обладает фантастической способностью разлагать и анализировать колебания, образующие звук. Ухо музыканта без малейшего затруднения различает, на каком инструменте берется определенная нота, например на флейте или на фаготе. Каждый из этих инструментов имеет четко выраженный, свой тембр. Однако если звуки этих инструментов подвергнуть анализу с помощью соответствующего акустического устройства, то обнаружится, что комбинации обертонов, испускаемые этими инструментами, незначительно отличаются друг от друга. На основе только приборного анализа сложно безошибочно сказать, с каким инструментом мы имеем дело. На слух инструменты различаются безошибочно.

По своей чувствительности глаз и ухо значительно превосходят самые современные электронные устройства. При этом глаз сглаживает мозаичность структуры света, а ухо различает шорохи (вариации тона).

Если бы глаз был таким же анализатором, как и ухо, то, например, белая хризантема представлялась бы нам хаосом цветов, фантастической игрой всех цветов радуги. Объекты представали бы перед нами в различных оттенках (тембрах цвета). Зеленый берет и зеленый лист, которые обычно кажутся нам одинакового зеленого цвета, были бы окрашенными в различные цвета. Дело в том, что глаз человека дает одно и то же ощущение зеленого цвета от различных комбинаций исходных окрашенных световых пучков. Гипотетический глаз, обладающий аналитической способностью, немедленно обнаружил бы эти различия. Но реальный глаз человека суммирует их, а одна и та же сумма может иметь множество различных слагаемых.

Известно, что белый свет состоит из целой гаммы цветов спектров излучения. Мы называем его белым потому, что глаз человека не в состоянии разложить его на отдельные цвета.

Поэтому в первом приближении можно считать, что объект, например красная роза, имеет такую окраску потому, что отражает только красный цвет. Какой-то другой предмет, например зеленый лист, видится зеленым потому, что выделяет из белого света зеленый цвет и отражает только его. Однако на практике ощущение цвета связано не только с избирательным (селективным) отражением (пропусканием) объектом падающего или излучаемого света. Воспринимаемый цвет сильно зависит от цветового окружения объекта, а также от сущности и состояния воспринимающего.

Цвет можно только видеть

Когда человек не имеет отношения к видению, вещи выглядят в основном одними и теми же в то время, когда он смотрит на мир. С другой стороны, когда он научится видеть, ничто не будет выглядеть тем же самым все то время, что он видит эту вещь, хотя она остается той же самой.

Карлос Кастанеда

Цвета, являющиеся результатом действия физических световых стимулов, обычно видятся по-разному при различном составе стимула. Однако цвет зависит также от целого ряда других условий, таких как уровень адаптации глаза, структура и степень сложности поля зрения, состояние и индивидуальные особенности смотрящего. Количество возможных комбинаций из отдельных стимулов мозаичности излучений света значительно больше количества различных цветов, которое приблизительно оценивается в 10 млн.

Из этого следует, что любой воспринятый цвет может быть генерирован большим числом стимулов с различным спектральным составом. Это явление называется метамеризм цвета. Так, ощущение желтого цвета может быть получено под действием либо монохроматического излучения с длиной волны около 576 нм, либо сложного стимула. Сложный стимул может состоять из смеси излучения с длиной волны более 500 нм (цветная фотография, полиграфия) или из сочетания излучения с длиной волны, соответствующей зеленому либо красному цветам, при этом желтая часть спектра полностью отсутствует (телевидение, монитор компьютера).

Как человек видит цвет, или Гипотеза C (B+G) + Y (G+R)

Человечеством создано много гипотез и теорий о том, как человек видит свет и цвет, некоторые из которых были рассмотрены выше.

В этой статье сделана попытка на базе изложенных выше технологий цветоделения и печати, применяемых в полиграфии, дать объяснение цветовому зрению человека. В основе гипотезы лежит положение о том, что глаз человека не является источником излучения, а работает как окрашенная поверхность, освещаемая светом, и спектр света разделен на три зоны синюю, зеленую и красную. Сделано допущение, что в глазу человека имеется множество приемников света одного типа, из которых состоит мозаичная поверхность глаза, воспринимающая свет. Принципиальная структура одного из приемников показана на рисунке.

Приемник состоит из двух частей, работающих как единое целое. Каждая из частей содержит пару рецепторов: синий и зеленый; зеленый и красный. Первая пара рецепторов (синий и зеленый) завернута в пленку голубого цвета, а вторая (зеленый и красный) в пленку желтого цвета. Эти пленки работают как светофильтры.

Рецепторы связаны между собой проводниками световой энергии. На первом уровне синий рецептор связан с красным, синий с зеленым, а зеленый с красным. На втором уровне эти три пары рецепторов связаны в одной точке («соединение звездой», как при трехфазном токе).

Схема работает по следующим принципам:

• голубой светофильтр пропускает синие и зеленые лучи света и поглощает красные;

• желтый светофильтр пропускает зеленые и красные лучи и поглощает синие;

• рецепторы реагируют только на одну из трех зон спектра света на синие, зеленые или красные лучи;

• на зеленые лучи реагируют два рецептора, которые находятся за голубым и желтым светофильтрами, поэтому чувствительность глаза в зеленой зоне спектра выше, чем в синей и красной (это соответствует экспериментальным данным о чувствительности глаза;

• в зависимости от интенсивности падающего света в каждой из трех связанных между собой пар рецепторов возникнет энергетический потенциал, который может быть положительным, отрицательным или нулевым. При положительном или отрицательном потенциале пара рецепторов передает информацию об оттенке цвета, в котором преобладает излучение одной из двух зон. Когда энергетический потенциал создан только за счет световой энергии одного из рецепторов, то должен воспроизводиться один из однозональных цветов синий, зеленый или красный. Нулевой потенциал соответствует равным долям излучений каждой из двух зон, что дает на выходе один из двухзональных цветов: желтый, пурпурный или голубой. Если все три пары рецепторов имеют нулевой потенциал, то должен воспроизводиться один из уровней серого (от белого до черного) в зависимости от уровня адаптации;

• когда энергетические потенциалы в трех парах рецепторов разные, то в точке серого должен воспроизводиться цвет с преобладанием одного из шести цветов синего, зеленого, красного, голубого, пурпурного или желтого. Но этот оттенок будет или разбеленным, или зачерненным, в зависимости от общего уровня световой энергии для всех трех рецепторов. Таким образом, воспроизведенный цвет будет всегда содержать ахроматическую составляющую (уровень серого). Этот уровень серого, усредненный для всех приемников глаза, и будет определять адаптацию (чувствительность) глаза к условиям восприятия;

• если в большинстве приемников глаза в течение долгого времени возникают небольшие энергетические потенциалы (соответствующие слабым оттенкам цвета или слабохроматическим цветам, близким к ахроматическим), то они будут выравниваться и дрейфовать к серому или к преобладающему памятному цвету. Исключением являются случаи, когда используется сравнительный эталон цвета или эти потенциалы соответствуют памятному цвету;

• нарушения в цвете фильтров, в чувствительности рецепторов или в проводимости цепей будут приводить к искажению восприятия световой энергии, а следовательно, к искажению воспринимаемого цвета;

• сильные энергетические потенциалы, возникающие при длительном воздействии световой энергии большой мощности, могут вызвать восприятие дополнительного цвета при переводе взгляда на серую поверхность. Дополнительные цвета: к желтому синий, к пурпурному зеленый, к голубому красный и наоборот. Эти эффекты возникают вследствие того, что должно произойти быстрое выравнивание энергетического потенциала в одной из трех точек схемы.

Таким образом, при помощи простой энергетической схемы, включающей три разных рецептора, один из которых дублируется, и два пленочных светофильтра, можно моделировать восприятие любого оттенка окрашенного спектра света, который видит человек.

В данной модели восприятия цвета человеком учитывается только энергетическая составляющая спектра света и не принимаются в расчет индивидуальные особенности человека, его возраст, профессия, эмоциональное состояние и многие другие факторы, которые влияют на восприятие света.

Цвет без света

Открыла мне моя душа и научила прикасаться к тому, что не облеклось плотью и не кристаллизовалось. И позволила она уразуметь, что чувственное есть половина мысленного и то, что мы держим в руках, часть вожделенного нами.

Дж. Х. Джебран

Цвет возникает в результате восприятия глазом светового электромагнитного излучения и преобразования информации об этом излучении человеческим мозгом. Хотя и считается, что электромагнитное световое излучение единственный возбудитель ощущения цвета, но цвет можно увидеть и без непосредственного воздействия света цветовые ощущения свободно могут возникать в мозге человека. Пример цветные сны или галлюцинации, вызванные воздействием на организм химических веществ. В абсолютно темном помещении мы видим перед глазами разноцветное мерцание, словно наше зрение вырабатывает в отсутствие внешних стимулов какие-то случайные сигналы.

Следовательно, как уже было замечено, цветовой стимул определен как адекватный стимул восприятия цвета или света, но он не единственно возможный.

КомпьюАрт 12’2004

Реальна ли тетрахроматия? Определение, причины, тесты и многое другое

В ваших глазах есть компоненты, называемые палочками и колбочками, которые помогают вам видеть свет и цвета. Они расположены внутри сетчатки, слоя тонкой ткани в задней части глазного яблока рядом со зрительным нервом.

Палочки и колбочки необходимы для зрения. Палочки чувствительны к свету и важны для того, чтобы вы могли видеть в темноте. Колбочки отвечают за вашу способность видеть цвета.

Большинство людей, а также другие приматы, такие как гориллы, орангутаны и шимпанзе (и даже некоторые сумчатые), видят цвет только через три разных типа колбочек. Эта система визуализации цвета известна как трихромазия («три цвета»).

Но существуют доказательства того, что есть люди, у которых есть четыре различных канала восприятия цвета. Это известно как тетрахроматия.

Тетрахромия считается редкостью среди людей. Исследования показали, что это чаще встречается у женщин, чем у мужчин. Исследование 2010 года показало, что почти 12 процентов женщин могут иметь этот четвертый канал восприятия цвета.

Мужчины вряд ли будут тетрахроматами. На самом деле они чаще страдают дальтонизмом или неспособны воспринимать столько цветов, сколько женщины. Это связано с унаследованными аномалиями их колбочек.

Давайте узнаем больше о том, как тетрахроматизм сочетается с типичным трехцветным зрением, что вызывает тетрахроматизм и как узнать, есть ли он у вас.

У типичного человека в сетчатке глаза есть три типа колбочек, которые позволяют ему видеть различные цвета в спектре:

Коротковолновые (S) колбочки: чувствительны к цветам с короткими длинами волн, например фиолетовому и синему
Средневолновые (M) колбочки: чувствительны к цветам со средней длиной волны, таким как желтый и зеленый
Длинноволновые (L) колбочки: чувствительны к цветам с длинными волнами, например к красному и оранжевому

Это известно как теория трихроматии. Фотопигменты в этих трех типах колбочек дают вам возможность воспринимать полный цветовой спектр.

Фотопигменты состоят из белка под названием опсин и молекулы, чувствительной к свету. Эта молекула известна как 11-цис-ретиналь. Различные типы фотопигментов реагируют на определенные длины волн цвета, к которым они чувствительны, что приводит к вашей способности воспринимать эти цвета.

Тетрахроматы имеют четвертый тип колбочек с фотопигментом, который позволяет воспринимать больше цветов, не входящих в обычный видимый спектр. Спектр более известен как ROY G. BIV ( R ed, O range, Y ellow, G reen, B lue, I ndigo и V iolet).

Существование этого дополнительного фотопигмента может позволить тетрахромату видеть больше деталей или разнообразия в видимом спектре. Это называется теорией тетрахроматии.

В то время как трихроматы могут видеть около 1 миллиона цветов, тетрахроматы могут видеть невероятные 100 миллионов цветов.

Вот как обычно работает ваше цветовосприятие:

Сетчатка получает свет от зрачка. Это отверстие в радужной оболочке, цветной части вашего глаза.
Свет и цвет проходят через хрусталик вашего глаза и становятся частью сфокусированного изображения, проецируемого на сетчатку.
Колбочки преобразуют информацию о свете и цвете в три отдельных сигнала: красный, зеленый и синий.
Эти три типа сигналов отправляются в мозг и перерабатываются в ментальное осознание того, что вы видите.

Типичный человек имеет три различных типа колбочек, которые делят визуальную цветовую информацию на сигналы красного, зеленого и синего цветов. Затем эти сигналы могут быть объединены в мозгу в общее визуальное сообщение.

Тетрахроматы имеют один дополнительный тип колбочек, который позволяет им видеть цвета в четвертом измерении. Это результат генетической мутации.

И действительно, существует веская генетическая причина, по которой тетрахроматы чаще бывают женщинами. Возможность мутации тетрахромии передается только через Х-хромосому.

Женщины получают две Х-хромосомы: одну от матери (XX) и одну от отца (XY). Они с большей вероятностью наследуют необходимую генную мутацию из обеих Х-хромосом.

У мужчин есть только одна Х-хромосома. Их мутации обычно приводят к аномальной трихроматии или дальтонизму. Это означает, что либо их колбочки M, либо L не воспринимают правильные цвета.

Мать или дочь человека с аномальной трихроматией, скорее всего, будет тетрахроматом. Одна из ее Х-хромосом может нести нормальные гены M и L. Другой, вероятно, несет обычные гены L, а также мутированный ген L, переданный от отца или сына с аномальной трихроматией.

Одна из двух ее Х-хромосом будет экспрессироваться в одних колбочках, а другая Х-хромосома будет экспрессироваться в других. Это приводит к мозаике сетчатки, состоящей из четырех разных типов колбочек, из-за множества разных генов X, передаваемых как от матери, так и от отца.

Некоторым видам, включая людей, тетрахроматизм просто не нужен для какой-либо эволюционной цели. Они почти полностью потеряли способность. У других видов тетрахромазия связана с выживанием.

Некоторые виды птиц, такие как зяблик-зебра, нуждаются в тетрахроматии, чтобы найти пищу или выбрать себе пару. А взаимные отношения опыления между некоторыми насекомыми и цветами привели к тому, что растения приобрели более сложные цвета.

Это, в свою очередь, заставило насекомых эволюционировать, чтобы видеть эти цвета. Таким образом, они точно знают, какие растения выбрать для опыления.

Может быть сложно определить, являетесь ли вы тетрахроматом, если вы никогда не проходили тестирование. Вы можете считать свою способность видеть дополнительные цвета само собой разумеющейся, потому что у вас нет другой зрительной системы, с которой можно было бы сравнить вашу.

Первый способ узнать свой статус — пройти генетическое тестирование. Полный профиль вашего личного генома может найти мутации в ваших генах, которые могли привести к появлению ваших четвертых колбочек. Генетический тест ваших родителей также может найти мутировавшие гены, которые были переданы вам.

Но как узнать, действительно ли вы способны отличить дополнительные цвета от этой дополнительной колбочки?

Вот где исследования пригодятся. Есть несколько способов узнать, являетесь ли вы тетрахроматом.

Тест на совпадение цветов является наиболее важным тестом на тетрахроматию. В контексте исследования это выглядит так:

Исследователи дают участникам исследования набор из двух смесей цветов, которые будут выглядеть одинаково для трихроматов, но отличаться для тетрахроматов.
Участники оценивают от 1 до 10, насколько эти смеси похожи друг на друга.
Участникам раздаются одни и те же наборы цветовых смесей в разное время без указания, что это одни и те же комбинации, чтобы посмотреть, изменятся ли их ответы или останутся прежними.

Истинные тетрахроматы будут каждый раз оценивать эти цвета одинаково, а это означает, что они действительно могут различать цвета, представленные в двух парах.

Трихроматы могут по-разному оценивать одни и те же цветовые смеси в разное время, а это означает, что они просто выбирают случайные числа.

Предупреждение об онлайн-тестах
Обратите внимание, что к любым онлайн-тестам, которые утверждают, что способны идентифицировать тетрахроматию, следует относиться с крайним скептицизмом. По словам исследователей из Университета Ньюкасла, ограничения отображения цвета на экранах компьютеров делают онлайн-тестирование невозможным.

Тетрахроматы встречаются редко, но иногда они вызывают большие медиа-волны.

Участник исследования Journal of Vision 2010 года, известный только как cDa29, обладал идеальным тетрахроматическим зрением. Она не сделала ошибок в своих тестах на соответствие цветов, и ее ответы были невероятно быстрыми.

Она первый человек, у которого наука доказала тетрахроматию. Позже ее история была подхвачена многочисленными научными СМИ, такими как журнал Discover.

В 2014 году художница и тетрахромат Кончетта Антико поделилась своим искусством и опытом с BBC. По ее собственным словам, тетрахромазия позволяет ей видеть, например, «тускло-серый… [как] оранжевый, желтый, зеленый, синий и розовый».

Хотя ваши собственные шансы стать тетрахроматом могут быть невелики, эти истории показывают, насколько эта редкость продолжает очаровывать тех из нас, кто обладает стандартным трехконусным зрением.

Цвет и зрение имеют значение

Человеческий глаз может видеть 7 000 000 цветов. Некоторые из них бросаются в глаза. Определенные цвета и цветовые соотношения могут раздражать глаза, вызывать головную боль и нарушать зрение человека. Другие цвета и цветовые сочетания успокаивают. Следовательно, правильное использование цвета может максимизировать продуктивность, свести к минимуму визуальное утомление и расслабить все тело.

Какой цвет больше всего раздражает?

Желтый, чистый яркий лимонно-желтый — самый утомительный цвет. Почему? Ответ исходит из физики света и оптики. Яркие цвета отражают больше света, что приводит к чрезмерной стимуляции глаз. Поэтому желтый раздражает глаза. Некоторые утверждают, что младенцы больше плачут в желтых комнатах, мужья и жены больше ссорятся на желтых кухнях, а оперные певцы закатывают больше истерик в желтых гримерках. Однако эти сообщения не были научно подтверждены.

При практическом применении ярко-желтый — при использовании на больших площадях раздражает глаза. Поэтому не красьте стены офиса (или любого помещения, где выполняются важные задачи) желтым цветом. Примечание: более светлые оттенки желтого могут успокаивать и радовать.

Также остерегайтесь ярко-желтых блокнотов (но это может вас встряхнуть и временно разбудить ваш мозг) и не используйте желтый цвет в качестве фона на мониторе компьютера.

С другой стороны, поскольку желтый цвет является наиболее видимым из всех цветов, он первым замечается человеческим глазом. Используйте его, чтобы привлечь внимание, например, желтый знак с черным текстом или в качестве акцента. Вы замечали желтые пожарные машины в некоторых городах?

Наконец, желтый — чудесный цвет, самый веселый из всего спектра. А желтый – это символ божества во многих мировых религиях.

Несколько советов по практическому применению:

Обратите внимание на разницу между самым интенсивным желтым цветом и более мягким оттенком. Также размер области, которую занимает любой цвет, определяет цветовой эффект. Для достижения наилучших результатов используйте более мягкие оттенки оттенка или небольшое количество. Немного цвета имеет большое значение.

Узнайте больше о желтом: «Значения желтого»

Видите красный?

Возможно, вы использовали эту фразу, чтобы обозначить, что вы настолько злы, что буквально видите красный цвет. Вот тест, чтобы узнать, действительно ли вы видите красный цвет. И это будет немного волшебства, потому что вы увидите невидимое.

Инструкции:
1. Убедитесь, что изображение ниже заполняет экран вашего компьютера.
2. Посмотрите на изображение с расстояния 12 дюймов или 30 сантиметров от экрана.
3. Смотрите на черную точку в середине красного прямоугольника в течение 30 секунд. Сосредоточьтесь на черной точке, иначе тест не сработает.
4. Через 30 секунд переключите внимание на черную точку в середине белого прямоугольника. Еще раз, вы должны сосредоточиться на черной точке в середине белого квадрата, иначе это не сработает.

Начинай!

Вы видели красный цвет? Возможно нет. Что ты видел?

У тебя не галлюцинации. Вы видели «остаточное изображение», и этому есть очень научное объяснение: ваш глаз заполнен 250 000 колбочек для декодирования цвета. 83 000 колбочек, которые используются для расшифровки красного цвета, утомлялись и чрезмерно стимулировались, когда вы фокусировались на красном прямоугольнике. Следовательно, противоположные конусы начали действовать. Вы, вероятно, видели синий или голубовато-зеленый цвет, что-то вроде прозрачного голубоватого света или целлофана на белом участке. (Если вы ничего не увидели, перечитайте инструкцию и повторите тест. )

Работа глаза в основном мышечная, и любая чрезмерная активность утомляет его. Примечание. Некоторые ученые отмечают, что остаточные изображения вызваны истощением определенных химических веществ в палочках и колбочках глаза, которые являются сенсорными клетками, а не мышцами.

Вот несколько практических примеров того, как цвета вызывают зрительное утомление:
Предположим, вы работаете на конвейере и 8 часов в день сортируете красные таблетки. Если рабочая поверхность белая, вы утомите глаза и получите остаточное изображение. Если вы используете мягкий приглушенный чирок в качестве цвета рабочей поверхности, вы максимизируете визуальную эффективность. «После изображения» будет происходить с любым цветом. Представьте, что было бы, если бы вы оказались в однотонном синем интерьере. Какого цвета будут жаждать ваши глаза?

Что происходит, когда куры видят красный цвет?

Компания*, которая продает красные контактные линзы для цыплят (по 20 центов за пару), указывает на медицинские исследования, показывающие, что цыплята, носящие контактные линзы красного цвета, ведут себя иначе, чем птицы без них. Они меньше едят, больше производят и меньше дерутся. Это уменьшает агрессивные тенденции, и птицы реже клюют друг друга, вызывая травмы. Представитель сказал, что линзы повысят мировую производительность яиц на 600 миллионов долларов в год.

(Возможно, все выглядит красным, и они не могут различить гребешки, сережки или кровь. Или … возможно, цыплята счастливее, потому что смотрят на мир через розовые очки.)

* Animalens Inc., Уэлсли, Массачусетс
Если не верите, прочтите факты! Кликните сюда.

Будьте в курсе последних новостей о цвете в информационном бюллетене Color Matters, который выходит два раза в месяц. Подпишитесь и получите бесплатную копию книги «3 самые распространенные ошибки в выборе цвета».

Еще одна проверка зрения

Еще раз выполните те же инструкции:

1. Убедитесь, что изображение ниже заполняет экран вашего компьютера.
2. Посмотрите на изображение с расстояния 8-12 дюймов или 20-30 сантиметров от экрана.
3. Смотрите на черную точку в центре белой звезды в течение 30 секунд. Сосредоточьтесь на черной точке, иначе тест не сработает.
4. Через 30 секунд переключите внимание на черную точку в середине белого прямоугольника. Еще раз, вы должны сосредоточиться, вы обязательно должны удерживать фокус на черной точке в середине белого квадрата по прошествии 30 секунд, иначе это не сработает.

Начинай!

Что ты видел?

На этот раз проблема в цветовом контрасте. Разница между белым и черным создает чрезмерную мышечную активность, которая утомляет глаза. То же самое происходит, когда вы пытаетесь читать белые бумаги на черном или темном столе. Вы бы видели серую звезду на белом квадрате. Если вы этого не сделали, перечитайте инструкции и повторите тест. Убедитесь, что вы находитесь достаточно близко к изображению.

Вот несколько практических примеров:
Если вы работаете в корпоративном офисе, перенесите эту теорию в конференц-зал или корпоративный зал заседаний. Во многих случаях вы найдете темную поверхность, часто сильно лакированную. Он может иметь высокотехнологичный корпоративный вид, но он не будет способствовать работе. Что касается вашей частной резиденции, кухня является критически важной рабочей средой, и к ней применимы те же теории.

Научное объяснение следующее:
Белые поверхности отражают около 80% света, черные 5%.
Берем эти два процента, делим 80 на 5 и получаем коэффициент светоотражения 16:1. Общество инженеров по светотехнике (IES) в Соединенных Штатах рекомендует максимальное соотношение 3:1 для визуальной задачи и прилегающего окружения.

Если вы занимаетесь коммерческой деятельностью, подумайте о том, чтобы нанять профессионального дизайнера интерьеров, который сосредоточится как на визуальной эргономике, так и на эстетике, чтобы создать более позитивную и продуктивную внутреннюю среду.

Вас также может заинтересовать эта страница Color Matters

Как цвет влияет на вкус? Какой цвет может помочь вам похудеть? Не пропустите эту интересную статью: Как цвет влияет на вкус и запах

Сколько цветов и оттенков может различать человеческий глаз в одной сцене?

При обсуждении количества цветов, воспринимаемых человеческим глазом, я обычно имею в виду 2,4 миллиона цветов цветового пространства CIE 1931 XYZ. Это довольно надежное, научно обоснованное число, хотя я допускаю, что оно может быть ограничено контекстом. Я думаю, что человеческий глаз может быть чувствителен к 10-100 миллионам различных «цветов» , когда речь идет как о цветности, так и о яркости.

Я буду основывать свой ответ на работе, проделанной CIE, которая началась в 1930-х годах и снова продолжилась в 1960-х, с некоторыми улучшениями алгоритмов и точности формул за последние пару десятилетий. Когда дело доходит до искусства, включая фотографию и печать, я думаю, что работа, проделанная CIE, особенно актуальна, поскольку она является основой цветокоррекции и современных математических моделей цвета и преобразования цветового пространства.

CIE, или Международная комиссия по освещению, в 1931 году установила «цветовое пространство CIE 1931 XYZ». Это цветовое пространство представляло собой график полной чистоты цвета, нанесенный на карту от 700 нм (ближний инфракрасный красный) до 380 нм (ближний ультрафиолетовый) и прошедший через все длины волн «видимого» света. Это цветовое пространство основано на человеческом зрении, которое представляет собой три стимула, создаваемого тремя типами колбочек в наших глазах: колбочками с короткими, средними и длинными длинами волн, которые соответствуют длинам волн 420–440 нм, 530–540 нм и 560–580 нм. . Эти длины волн соответствуют синему, зеленому и желто-красному (или оранжево-красному) основным цветам. (Красные колбочки немного уникальны тем, что их чувствительность имеет два пика, первый в диапазоне 560–580 нм, а второй — в диапазоне 410–440 нм. Эта двойная пиковая чувствительность указывает на то, что наши «красные» колбочки на самом деле могут быть «пурпурными» колбочками с точки зрения фактической чувствительности.) Кривые ответа на три стимула получены из поля зрения 2 ° центральной ямки, где наши колбочки наиболее сконцентрированы, а наше цветовое зрение при средней и высокой интенсивности освещения ухудшается. в наибольшей степени.

Фактическое цветовое пространство CIE 1931 отображается на основе трехцветных значений XYZ, которые генерируются из производных красного, зеленого и синего цветов, основанных на фактических значениях красного, зеленого и синего цветов (аддитивная модель). с поправкой на «стандартный источник света», который обычно представляет собой белый цвет со сбалансированным солнечным светом 6500K (хотя исходное цветовое пространство CIE 1931 было создано для трех стандартизированных источников света A 2856K, B 4874K и C 6774K) и взвешено согласно «стандартному наблюдателю» (на основе фовеального поля зрения 2°). Стандарт CIE 1931 Цветовой график XYZ имеет подковообразную форму и заполнен диаграммой «цветности» чистых «цветов», охватывающей диапазон оттенков от 700 до 380 нм и диапазоном насыщенности от 0% в центре белой точки до 100% по периферии. Это график «цветности», или цвет без учета интенсивности (или цвет при максимальной интенсивности, если быть точным). Этот график цвета, согласно некоторым исследованиям (ссылки ожидаются), представляет примерно 2,38 миллиона цветов , которые человеческий глаз может обнаружить при освещении умеренно высокой интенсивности примерно такую же цветовую температуру и яркость дневного света (не солнечный свет, который ближе к 5000К, а солнечный свет + свет голубого неба, около 6500К. )

Итак, может ли человеческий глаз различать только 2,4 миллиона цветов? Согласно работе, проделанной CIE в 1930-х годах, при определенном источнике света, который соответствует интенсивности и цветовой температуре дневного света, если учесть только 2° колбочек, сосредоточенных в центральной ямке наших глаз, кажется, что мы действительно можем см. 2,4 миллиона цветов.

Спецификации CIE, однако, имеют ограниченный охват. Они не учитывают разные уровни освещения, источники света разной интенсивности или цветовой температуры или тот факт, что у нас больше колбочек, разбросанных по крайней мере по 10-градусной области нашей сетчатки вокруг центральной ямки. Они также не учитывают тот факт, что периферические колбочки кажутся более чувствительными к синему, чем колбочки, сосредоточенные в центральной ямке (в основном это красные и зеленые колбочки).

Уточнения в графиках цветности CIE были внесены в 60-х и снова в 1976 году, что позволило уточнить «стандартный наблюдатель» и включить в нашу сетчатку полное 10° цветовое чувствительное пятно. Эти усовершенствования стандартов CIE никогда не применялись широко, и обширные исследования цветовой чувствительности, которые были проведены в связи с работой CIE, в значительной степени ограничивались исходным цветовым пространством CIE 1931 XYZ и графиком цветности.

Учитывая ограничение цветовой чувствительности всего лишь 2-градусным пятном в центральной ямке, существует большая вероятность того, что мы можем видеть более 2,4 миллиона цветов, особенно синих и фиолетовых. Это подтверждает 19Уточнения 60-х годов для цветовых пространств CIE.

Тон, который, возможно, лучше обозначить как светимость (яркость или интенсивность цвета), является еще одним аспектом нашего зрения. Некоторые модели сочетают в себе цветность и яркость, в то время как другие отчетливо разделяют их. Человеческий глаз содержит сетчатку, состоящую из колбочек… «цветочувствительных» устройств, а также палочек, которые не зависят от цвета, но чувствительны к изменениям яркости. В человеческом глазу примерно в 20 раз больше палочек (94 миллиона), чем колбочек (4,5 миллиона). Палочки также примерно в 100 раз более чувствительны к свету, чем колбочки, способные обнаруживать один фотон. Палочки, по-видимому, наиболее чувствительны к голубовато-зеленым длинам волн света (около 500 нм) и менее чувствительны к красноватым и близким к ультрафиолету длинам волн. Следует отметить, что чувствительность палочек является кумулятивной, поэтому чем дольше человек наблюдает за статичной сценой, тем яснее будут восприниматься умом уровни яркости в этой сцене. Быстрые изменения в сцене или движение панорамирования снижают способность различать тонкую градацию тонов.

Учитывая гораздо большую чувствительность палочки к свету, кажется логичным заключить, что люди обладают более тонкой и отчетливой чувствительностью к изменениям интенсивности света, чем к изменениям оттенка и насыщенности, когда кто-то некоторое время наблюдает статичную сцену. Я не могу точно сказать, как это влияет на наше восприятие цвета и как это влияет на количество цветов, которые мы можем видеть. Простой тест на тональную чувствительность можно провести ясным дневным вечером, когда солнце садится. Цвет голубого неба может варьироваться от почти бело-голубого до глубокого темного полуночного синего. В то время как оттенок такого неба охватывает очень небольшой диапазон, тональный уровень огромен и очень прекрасен. Наблюдая такое небо, можно увидеть бесконечно плавный переход от яркого бело-голубого к небесно-голубому и к темно-синему полуночному.

Исследования, не связанные с работой CIE, выявили широкий диапазон «максимальных цветов», которые может воспринимать человеческий глаз. Некоторые имеют верхний предел в 1 миллион цветов, в то время как другие имеют верхний предел в 10 миллионов цветов. Более поздние исследования показали, что у некоторых женщин есть уникальный четвертый тип колбочек, «оранжевые» колбочки, который, возможно, может увеличить их чувствительность до 100 миллионов, однако это исследование учитывало как цветность 90 255, так и яркость 90 258 при расчете «цвета».

В конечном итоге возникает вопрос, можем ли мы отделить цветность от яркости при определении «цвета»? Предпочитаем ли мы определять термин «цвет» как оттенок, насыщенность, и яркость света, который мы воспринимаем? Или лучше разделить их, отделить цветность от яркости? Сколько уровней интенсивности может реально увидеть глаз, и сколько явных различий в цветности? Я не уверен, что на эти вопросы действительно был дан научный ответ.

Другой аспект восприятия цвета связан с контрастом. Легко заметить разницу в двух вещах, когда они хорошо контрастируют друг с другом. При попытке визуально определить, сколько «цветов» человек видит, глядя на различные оттенки красного, может быть довольно сложно сказать, различаются ли два похожих оттенка или нет. Однако сравните оттенок красного с оттенком зеленого, и разница станет очень ясной. Сравните этот оттенок зеленого последовательно с каждым оттенком красного, и глазу будет легче уловить различия в красных оттенках как в периферическом отношении друг к другу, так и в контрасте с зеленым.

Сколько цветов видит человек: Как много цветов способен различать человеческий глаз?

Сколько цветов вы различаете? – все о зрении

Сколько цветов видит человек

Содержание статьи

Каковы пределы человеческого зрения?

Сколько цветов мы можем видеть?

Сколько минимум фотонов нам нужно видеть?

Каков предел самого мелкого и дальнего, что мы можем увидеть?

Насколько острым может быть зрение?

Цветовое зрение – как это работает?

Удивительные способности человеческого глаза: космическое зрение и невидимые лучи

Как мы воспринимаем цвета: интересные факты и тест!

Тест: Как вы воспринимаете цвета?

Что такое на самом деле цветное зрение

Интересные факты о зрении:

Суперзрение. Некоторые люди видят на 99 миллионов оттенков больше

Различить невидимое

Потери и приобретения эволюции

Женская суперспособность

Цвет и зрение человека

Что такое цвет?

Цвет как феномен зрения и объект изучения

Глаз и ухо человека воспринимают излучения по-разному

Цвет можно только видеть

Как человек видит цвет, или Гипотеза C (B+G) + Y (G+R)

Цвет без света

Реальна ли тетрахроматия? Определение, причины, тесты и многое другое

Цвет и зрение имеют значение

Сколько цветов и оттенков может различать человеческий глаз в одной сцене?

alexxlab

Простые раскраски для детей 2 лет: развиваем мелкую моторику и творческие способности

Почему грудничок психует во время кормления: причины и решения

Кишечная инфекция при беременности: причины, симптомы, лечение

Компот из чернослива для грудничка: польза, рецепты и советы по приготовлению

Двойня: особенности родов и выбор между естественными и кесаревым сечением

Физиологический насморк у грудничка: симптомы, причины и особенности

Добавить комментарий Отменить ответ