Функції зору і властивості зорового аналізатора

Зір – це складна система, що виконує кілька функцій: світловідчуття, кольорове відчуття, сприйняття форми предметів (кількісною мірою цієї функції є гострота зору), здатність бачити великий простір при нерухомому погляді (поле зору), здатність поєднувати зображення двох очей в одне (бінокулярність зору). Усі функції залежать від попереднього досвіду і навчання (світловідчуття і кольорове відчуття – меншою мірою, гострота зору і бінокулярний зір – більшою).

Світловідчуття – складний процес трансформації фізичної енергії світла в біологічну. Світловідчуття являє собою найбільш ранню функцію зорового аналізатора і пов’язане зі сприйняттям ахроматичних сірих кольорів, розташованих між білим і чорним. Світловідчуття дає можливість орієнтуватися в умовах незначної освітленості в сутінках і в нічний час.

Чутливість зорового аналізатора до світла визначають за допомогою рівнів порогів світловідчуття. Найслабше світлове подразнення, що викликає відчуття світла, називають абсолютним світловим порогом (J). Величина, обернена світловому порогу, характеризує світлову чутливість (Е):

Контрастна, або розпізнавальна, світлова чутливість дозволяє визначити різницю яскравості двох чи декількох об’єктів. Око людини розрізняє зміну яскравості відносно початкової в межах 0,5 %.

Гострота зору – міра здатності ока виявляти, розрізняти і впізнавати об’єкти на навколишньому фоні. Гострота зору визначається величиною, оберненою куту зору, під яким сприймається найменший видимий предмет. Ще в ХVII ст. Р. Гук встановив, що дві зірки видно неозброєним оком, якщо відстань між ними становить 1 хвилину або більше. Якщо око розрізняє деталі предметів, видимі під кутом 1 хвилина, то гострота зору дорівнює 1.

Поле зору – простір, який одночасно сприймається оком при нерухомому погляді і фіксованому положенні голови. У полі зору можна виділити периферичні та центральні відділи. Периферичні відділи характеризують периферичний зір і дозволяють бачити об’єкти на периферії поля зору, приблизно визначити його розміри і форму. Центральні відділи належать до центрального зору і дають можливість не приблизно, а точно встановити форму, розмір і колір об’єкта. У центральній частині поля зору ми найбільш чітко розрізняємо колір і форму предмета. У міру наближення до периферії поля зору відчуття світлоти і виразність зорового образу, а також здатність розрізняти кольори зменшуються.

Червоний колір, що яскраво світиться і збуджує увагу в центрі поля зору, на периферії втрачає свою силу і здається сірим. Жовтий колір і на периферії поля зору сприймається як діючий (жовтий) колір. Тому його використовують як попереджувальний колір. Синій колір також на периферії сприймається як діючий, але, будучи пасивним кольором, він не здатний привертати до себе увагу.

Завдяки різниці кутів, під якими розглядається той самий об’єкт обома очима, бінокулярність зумовлює стереоскопічність сприйняття, що є одним із засобів оцінки об’ємності предметів і відстані до них.

Кольоровий зір – здатність ока людини розрізняти кольори, тобто відчувати відмінності у спектральному складі видимих випромінювань і забарвленні предметів. Кольоровий зір обумовлений спільною роботою декількох світлоприймачів.

З численних теорій кольорового зору найбільш визнана трикомпонентна теорія, уперше висловлена М.В. Ломоносовим (1756), що одержала подальший розвиток у працях Г. Юнга і Г. Гельмгольца. Сутність її зводиться до того, що в оці є три типи фоторецепторів, кожний з який має максимальну чутливість у певній області спектра: один – у червоній, другий – у зеленій, третій – у синій. Світло будь-якого спектрального складу може бути розкладено на ці три складові частини. Білий колір складається із семи кольорів райдуги: червоного, жовтогарячого, жовтого, зеленого, голубого, синього, фіолетового.

Кольоровий зір залежить не тільки від чутливості сітківки, але й від певних автономних процесів, що відбуваються у головному мозку.

Константність кольору – особлива здатність зорового аналізатора, незважаючи на різне освітлення, оцінювати колір предмета на основі знання його кольору в умовах денного світла.

Правильна оцінка досягається довільною зміною чутливості сітківки і звуженням або розширенням зіниці. В остаточній оцінці видимого кольору бере участь дуже багато факторів, що впливають на діяльність головного мозку. Ця наближена константність кольору видимих предметів, незважаючи на значні якісні і кількісні зміни в освітленні поля зору, – один з найкращих і найважливіших факторів фізіологічної оптики. Без цієї здатності грудка крейди протягом дня набувала б усіх можливих відтінків кольору між білим і чорним. Якби наш зір не мав константності, то взагалі не існувало б сприйняття предмета, а спостерігалось би безупинне мерехтіння різнобарвних плям і світлових відблисків.

Трансформація – здатність нашого зору поступово звикати до слабкого освітлення і судити про колір предмета так, як і при нормальному освітленні.

Акомодація (властивість близька до адаптації) – пристосування ока до ясного бачення предметів, що знаходяться на різній відстані. Це досягається зміною кривизни кришталика. Чим ближче предмет, тим опуклішим стає кришталик, і навпаки, чим далі предмет, тим більше сплющується кришталик. З віком еластичність кришталика змінюється, і він значною мірою втрачає здатність змінювати форму.

Кольори, що сприймаються людським оком, можна поділити на дві основні групи: хроматичні (ті, що мають кольоровий тон) і ахроматичні (чорний, білий і всі відтінки сірого). Сірого кольору в спектрі немає, і він не може бути охарактеризований довжиною хвилі електромагнітного спектра. Цей колір визначається лише показником яскравості.

Людське око може розрізняти в спектрі близько 150 кольорових тонів. Здорове око при нормальному освітленні розрізнює більше 100 тис. кольорових стимулів.