Lts szlelet ltszervnk mkdsnek alapjai Ltszervnk mkdse bemen
Látás – észlelet • látószervünk működésének alapjai
Látószervünk működése • bemenő optikai rendszer • fiziológiai - biológiai jelfeldolgozás • agyi mechanizmusok: pszichológiai jelfeldolgozás • környezetből származó fény-inger, vagy -stimulus • idegi gerjesztések: fény-érzet • feldolgozott információ: fény- észlelet
Látószervünk működése, 2 • a szem leképező mechanizmusa • retina: csapok és pálcikák: a fényinger ideg ingerületté való alakítása • az agy felé továbbítandó ingerületek kialakulása a retinában • idegpályák mechanizmusa • agyi feldolgozás: észlelet kialakulása – a mentális kép összetevői: forma, mozgás, szín információk – asszociációk kialakulása: tárgy (pl. betűkép) azonosítása
Méréstechnikai alapok • „látható” optikai sugárzás: 380 nm – 780 nm közti opt. sug. • radiometria: az opt. sug. méréstechnikája • fotometria: a látásérzet színképi (spektrális) érzékenységével súlyozott inger- metrikája • színmérés: a színkép-függés olyan figyelembevétele, mely az emberi színlátásnak megfelel
A szem szerkezete • szaruhártya v. cornea • sárgafolt v. fovea • ideghártya v. retina • pupilla: 2. . . 8 mm • szivárványhártya v. írisz
A szem szerkezete
Képalkotás a szemben • a corena és szemlencse képezi le a külvilágot a retinára • dioptria: d = 1/f f: fókusztávolság m-ben mérve • leképezési hibák a szemben – határvonal élessége – kromatikus aberráció
Határvonal leképzése a szemben
Kromatikus aberráció
Egyszerű lencse szín-hibája
Kromatikus aberráció hatása látásunkra • rövidhullámhosszú sugarak (kék fény) erősebben törik meg, mint a hosszúhullámhosszú sugarak (vörös fény) • ha a kék fényre fókuszálunk (A), vörös gyűrű jelenik meg • ha a zöld fényre fókuszálunk (B), magenta (bíbor) gyűrűt látunk • ha a vörös fényre fókuszálunk (C), kék gyűrűt látunk • sose használjunk egyszerre vörös és kék színt információ megjelenítésre!
Éleslátás • sugárizmok domborítják a szemlencsét, akkomodáció (eltérések: aberráció) – kb. 0, 25 dioptriás oszcilláció • a két szemtengely azonos helyre kell irányítja a szemet, hibája: phoria – fentiekhez izommozgatás kell: fáradás • a szem irányításának apró mozgásai: hippus • akkomodációs helyek megkeresése: versio és saccadok – újraakkomodálás fárasztó, ha új távolságra kell akkomodálni – 10°-os irányváltás kb. 40 ms
A pupilla szerepe • adaptáció: a környezeti fénysűrűséghez való igazodás, pupilla átmérő csökken a növekvő fénysűrűséggel: 8. . . 2 mm • látóélesség nő növekvő fénysűrűséggel, csökkenő pupilla átmérővel • a pupilla átmérő változási sebessége fénysűrűség irány változás függvénye
A pupilla területének változása az adaptációs fénysűrűség (L) függvényében
Pupilla átmérő változás: sötét – 300 cd/m 2
Pupilla átmérő változás: 300 cd/m 2– sötét
Látásélesség • Landolt-C teszt: 1’nyílás a határ • Snellen és Kettesy féle teszt • rács periodicitás teszt: 1°-ra eső rácsállandók száma • noniusz teszt: 10 x érzékenyebb, mint a Landolt-C teszt, jó látóélességű személy 0, 1’-es eltérést lát Látásélesség függ a világítástól és a kontraszttól
Landolt-C gyűrűk
Kettesy féle tábla, a tábla egymás alatt elhelyezkedő két részét egymás mellé vetítettük
Rács periodicitás és nóniusz teszt
Látásélesség fénysűrűség függése • 4 szögperc látószögű, 1/5 s-re felvillantott jel láthatósági határértéke a háttér fénysűrűségének függvényében
Látásélesség fénysűrűség függése • Weber-Fechner törvény (L = 1. . . 100 cd/m 2) L/L = Konst • Észlelhetőség határa L/L = 1, 05 : 1, ebből származik a „szürke árnyalat – shade of grey”: éppen észlelhető lépcső: 1, 057 ~ 1, 41 • Villogó fények: 1, 005: 1 – leghatékonyabb figyelemfelkeltésre: 1/3°, 1. . . 5 felvillanás/s – optikailag keltett epilepszia !
Akkomodáció változása az életkorral
Átlagos akkomodációs tartomány
Az akkomodációs tartomány változása az életkorral életkor, év közeltávolpont, cm megjegyzés 20 11 - 50 50 50 11 50 korr. nélkül korr. -val
Számítógépes munkahely távolságai
Korrekció mono- bi- és multifokális szemüveggel
Képernyőre való akkomodálás feltekintés, távolra nézés esete képernyőre tekintés klaviatúrára tekintés jó világítás kis fénysűrűség bifokális sz. ü.
távolra és képernyőre való akkomodálás számára készült bifokális sz. ü. multifokális szemüveg Különböző korrekciók hatása feltekintés, távolra nézés esete képernyőre tekintés klaviatúrára tekintés nagy megvil. kis megvil.
A tökéletes látás és eltérései • • • emmetropia , vagy „tökéletes” látás hiperopia, vagy messzelátás myopia vagy közellátás presbyopia az akkomodációs beszűkülése astigmia stb. , további látási eltérések
Az optikai jel feldolgozása a retinán • A cornea és szemlencse leképezi a külvilágot a retinára: fény inger kép • A retinán fényérzékelők: csapok (nappali és színes látás) és pálcikák alakítják az ingert ideg-ingerületté • további sejtek a retinában előföldolgoznak, majd az agy felé továbbítják a jelet, ahol kialakul a fény észlelet kép
A retina szerkezete
Retina, részlet
Csapok és pálcikák
Fényérzékelő sejtek • csapok koncentrációja nagy a foveában (látógödör, sárga folt) • pálcika koncentráció nagy a periferiális tartományokban • fovea központi tartománya a foveola • ~ 120 millió pálcika (ötétben látás) és • ~ 5 millió csap (szín-látás) • ~ 125 millió látóideg
A csapok és pálcikák eloszlása a retinán
Spektrális érzékenységek • pálcikák színvakok: rhodopszin v. látóbíbor • csapok: 3 különböző abszorpciójú csappigmens: – L (long), hosszú hullámhosszon érzékeny – M (medium), közepes hullámhosszon érzékeny – S (short), rövid hullámhosszon érzékeny • Mikropipettás vizsgálatok
Pálcika látás színképi érzékenysége
Csapok színképi érzékenysége
Az L-, M-, S-csapok eloszlása a foveában és annak környezetében
Adaptív optika nélküól és adaptív optikával készült retina felvételek
A fovea szerkezete • ~ 10°-os tartományban még elsősorban csap látás, de van pálcika kölcsönhatás is (lásd majd CIE színmérés); L: M: S = 40: 20: 1 • ~ 4°-os tartományban sárga pigmentáció: macula lutea, szelektív szűrő • 2°-on belül jó szín és éleslátás • ~ 1°alatt foveola: nincs S-csap: kék-sárga színtévesztő (tritanop), saccadok (éleslátás) miatt látunk
Világosban – sötétben látás • világosban-, fotopos-látás: csap látás; 3 cd/m 2 felett • sötétben-, szkotopos-látás: pálcika látás; 10 -3 cd/m 2 alatt • alkonyi-, mezopos-látás: a két tartomány között, mind a csapok, mind a pálcikák aktívak
Retinális előfeldolgozás • bipoláris-, amakrin- és ganglion sejtek előfeldolgozzák a csapok és pálcikák nyújtotta jelet: – centrum-környezet szembe kapcsolódó jel – L, M, S csap jel átkódolása: • világos - sötét (achromatikus) jelpár • vörös - zöld • sárga - kék antagonisztikus jel
Retinális előfeldolgozás
Opponens jelfeldolgozás
L, M, S csap jel átkódolása • világos – sötét (achromatikus) jelpár: A = a. L + b. M, magnocellurális idegpályák • vörös – zöld jelpár: T = c. L - d. M • sárga – kék jelpár: D = e. L + f. M – g. S parvocellurális idegpályák, antagonisztikus jelek
A T és D jelek kialakulása az L -, M-, S-csap jelekből
A látásérzet útja a szemtől az agyig • kereszteződés, vagy chiasma opticum • ikertestek, corpus geniculatum laterale – befutó idegköteg: tractus opticus – továbbvezetés: látókisugárzás, vagy radiatio optica • látó cortex, forma, mozgás, szín stb. feldolgozás, észlelet kialakulása
Az emberi látórendszer felépítésének sematikus ábrája
Az ikertest metszeti képe
- Slides: 51