SZAKDOLGOZAT KÉSZÍTETTE: ARDAI SÁNDOR DE TTK INFORMATIKAI SZAKVIZSGA MÁJUS KONZULENS: DR. FAZEKAS GÁBOR EGY. DOCENS

Átírás

1 1 SZAKDOLGOZAT KÉSZÍTETTE: ARDAI SÁNDOR DE TTK INFORMATIKAI SZAKVIZSGA MÁJUS KONZULENS: DR. FAZEKAS GÁBOR EGY. DOCENS

2 2 A tölgyek alatt Szeretek pihenni, Hova el nem hat Város zaja semmi. Zöld lomb közein Áttörve az égbolt S rét mezein Vegyül árny- és fényfolt. ARANY JÁNOS A SZÍN

3 2 Tartalomjegyzék GONDOLATOK A SZÍNROL...1 BEVEZETO...2 A DOLGOZATRÓL...4 A SZÍNELMÉLET KIALAKULÁSÁNAK NÉHÁNY MOMENTUMA...5 Leonardo...5 Newton kísérlete...5 Az elvakult Goethe...6 Néhány részlet Goethe Színelméleti írások munkájából... 6 MI A FÉNY?...8 A LÁTÁS...9 A szem szerkezete...9 A szem mozgásai...10 A szem felbontóképessége (látásélesség)...11 A színlátás alapjai...11 A színlátás zavarai Van másféle szem is...13 A retina az agy része...14 A kép szervezodése az agykéregben, a forma észlelése...14 Az alakzatfelismerés...15 Mit is látunk?...15 A többértelmuség, optikai csalódások...16 A SZÍN...18 A szín fogalma...19 A spektrumszínek...19 A színek szerepe a képalkotásban...20 Színkeverési lehetoségek...20 Additív színinger-keverés... 20

4 2 Additív színinger-keverés vázlata Szubtraktív színinger-keverés Szubtraktív színinger-keverés vázlata SZÍNEK RENDSZEREZÉSE...24 Ostwald - rendszer...25 A Munsell - rendszer...25 A Coloroid színrendszer...27 PANTONE színskála...28 CIE színinger-keverés...29 A színes kocka...32 HSV modell származtatása az RGB kockamodellbol...32 A SZÍNEK HATÁSAI...34 A hét színkontraszt...34 Magábanvaló szín kontraszt Fény árnyék kontraszt Hideg meleg kontraszt Komplementer kontraszt Szimultán kontraszt Minoségi kontraszt Mennyiségi kontraszt A színek térhatása...36 Színharmóniák...36 A SZÁMÍTÓGÉP ÉS A GRAFIKA...37 A SZÁMÍTÁSTECHNIKAI GRAFIKA ESZKÖZEI...39 A monitor...39 A katódsugárcso felépítése A monitor mint grafikus megjeleníto A CRT-n megjeleno kép Képalakítás a katódsugárcsoben A monokróm monitor...41 Színes monitor...41 Delta szerkezetu képcso In-line képcsövek Trinitron LCD monitorok A videokártya...43 A nyomtató...44 A mátrixnyomtató... 44

5 3 A színes mátrixnyomtató A tintasugaras nyomtató A színes tintasugaras nyomtatók A lézernyomtató Színes lézernyomtató Egyéb nyomtatók A lapolvasó (Scanner)...47 A scanner moködése A színes scannerek A CCD...48 Háromfázisú töltéscsatolás Foveon X A digitális kép...49 Néhány szó a színmélységrol...49 True Color, High Color bites kép Az 1 bites kép A képállományok tárolása...50 PSD (Photoshop Draw) CPT (Corel Photo-Paint) TIFF (Tagged-Image File Format) JFIF (JPEG File Interchange Format) GIF (Compuserve Graphics Interchange Format) PNG (Portable Network Graphics) PCD (Kodak Photo-CD Format) BMP (Windows Bitmap Format) RAW ÖSSZEGZÉS HELYETT...54 FELHASZNÁLT IRODALOM...55

6 1 Gondolatok a színrol 1801-ben Thomas Young angol orvos és fizikus a színlátás egy olyan magyarázatát tette közzé a londoni Royal Society tagjai elott, amelyben többek között azt is megjósolta, hogy az emberi szem háromféle színérzékelo elemet tartalmaz, és mindegyik elem a három alapszín valamelyikére érzékeny. Az alapszínek különféle keverékei mind másféle arányban ingerlik a háromféle fényérzékelo elemet, és ilyen módon jön létre az egyes színek érzete. Young volt tehát az elso, aki a színt nem anyagi létezoként, hanem fizikai jelenségként értelmezte. Elmélete, valamint a három vagy több szín egymásra helyezésén alapuló színnyomás fejlodése vezetett el végül a színes fotográfia közvetett módszereihez. "Az a feltevés, hogy a szem utánozhatatlan szerkezetének, a látásélességet a különbözo távolságokhoz igazító, a különbözo fénymennyiségeket átengedo, valamint a szferikus és kromatikus hibákat kiküszöbölo képességének természetes kiválasztódás útján kellett kialakulnia, be kell vallanom, elég lehetetlennek tunik. " (Darwin) Mind közül a legnehezebb dolog, noha a legkönnyebbnek tunik: látni, ami a szemünk elott van. (Johann Wolfgang von Goethe) "Mindazt, amit költoként alkottam szokta (Goethe) mondogatni nem sokra tartom. Kiváló költok éltek koromban, még kiválóbbak elottem, s hasonlóan kiválók fognak élni utánam. De hogy századomban a színtan bonyolult tudományában én vagyok az egyetlen, aki tudja az igazat, erre büszke vagyok, és ezért sokak fölött állónak érzem magam." Eckermann február 19. A színrendszer kidolgozása rengeteg, hosszadalmas kísérlettel járt együtt. A hatvanas évek elején megbízást kaptam, hogy a Munsell-színrendszert próbáljam lekoppintani. Akkoriban ilyen dolgok megvásárlása elérhetetlen volt Magyarország számára. A Munsell összefüggésrendszerét vizsgálva kiderült, hogy ez a rendszer nem igazán jó. Ekkor született meg a gondolat, hogy egy saját, jobb színrendszert hozzunk létre, ami pszichometriai skálákon alapszik. Dr. Nemcsics Antal A fény elektromágneses sugárzás. A látható fény az összes elektromágneses sugárzásnak egy viszonylag szuk hullámhossztartományba eso része. Annak, hogy az élolények legnagyobb része, így az ember is éppen ebbe a hullámhossztartományba eso sugárzásra érzékeny, több oka van: Egyrészt ahhoz képest, hogy az elektromágneses spektrumnak csak egy kis részét alkotja, viszonylag sok van belole ; másrészt az infravörös, illetve az ibolyántúli sugárzásokkal ellentétben a látható fénynek megvan az a jó tulajdonsága, hogy az említettekkel ellentétben sem a légkör, sem a tárgyak nem nyelik el túlságosan. Amit mi színnek nevezünk, nem a fény tulajdonsága, nem is a tárgyé, amelyrol visszaverodik, hanem az agyunkban lejátszódó folyamat eredménye, a színérzékelo rendszerünk válasza egy adott hullámhosszú fényre és az adott körülményekre. A szín tehát perceptuális jelenség. Minden egyes hullámhosszúságú fénysugár más-más színérzékletet vált ki az ember érzékelorendszerében, a spektrum alsó szélén található, rövidhullámú ibolyától a hosszúhullámú vörösig.

7 2 Bevezeto Osidok óta törekszik az ember arra, hogy utánozza a természet színeit, avagy ellenkezoleg: olyan árnyalatokat állítson elo, amelyek a természetben nem fordulnak elo A körülöttünk zajló világról öt érzékszervünk által szerzünk tudomást. Azonban az információk legnagyobb részét, több mint 90%-át szemünktol kapjuk. Az emberi szem színesen lát, ezért a színes információ talán a legfontosabb adat számunkra. Színe alapján keresi meg a háziasszony a friss élelmiszert, az arcszín árulja el az egészséget vagy a betegséget éppúgy, mint a kedély hullámzását; színük alapján választjuk ki ruháinkat, kozmetikumainkat, bútorainkat. Színes lámpák jelzik a légi, vízi és földi közlekedésben, hogy merre szabad menni, merre nem; színjelzések alapján ismerik fel a villanyszerelok a különbözo vezetékeket; a számítástechnikában a monitor színes feliratai segítik a gyors tájékozódást. A színeknek nemcsak tájékoztató szerepe, hanem fontos hangulatformáló ereje is van. A megfigyelések szerint a vörös élénkít, a zöld nyugtat, a kék szín segíti az összpontosítást, a barna álmosít. Bizonyos színösszeállításokat harmonikusnak, másokat zavarónak, össze nem illonek érzünk. Szín nélkül halott lenne a világ. Mint a láng a fényt, úgy hozza létre a fény a színt. Sugárzó erok a színek, energiák, melyek, - akár van, akár nincs tudomásunk róla vagy pozitív, vagy negatív hatással vannak ránk. A régi üvegfestok a templomok belso terében földöntúli, misztikus atmoszférát teremtettek a színek segítségével. Semmi nem rendíthetné meg mélyebben az embert, mint ha az égen hatalmas ragyogó színkoszorú tetszene fel. Az ünnepi tuzijátékok korosztálytól függetlenül mindenkit elbuvölnek szikrázó színjátékukkal. Megcsodáljuk a Nap ébredését, és mikor fáradtan lenyugszik. Megrettenünk a villámlástól, de ugyanakkor elámulunk ez égi tüneményen, majd mikor elvonult a vihar és újra kisüt a Nap, önkéntelenül is körülnézve fel felpillantunk az égre, talán szerencsénk lesz és átmehetünk a szivárvány alatt. Ámulattal nézzük, ha csak filmrol is, a sarki fény vibráló tündöklését. Gyönyörködünk a tarka pillangókban, a színpompás virágos rétben, és örömmel tölti el lelkünket egy erdei séta. Már a régi korok emberei is szívesen felhasználták a színeket, hogy minél jobban kifejezhessék érzéseiket, jelezzék hovatartozásukat, megmutathassák énjüket, kielégítsék

8 3 esztétikai igényüket, felkeltsék mások figyelmét, szebbé tegyék környezetüket. Színezték a használati tárgyaikat, ruháikat és még a magukat is, akárcsak ma. Mualkotásaik többsége színes, ha még eleinte csak olyan egyszeru anyagokat használtak is, mint a föld és a korom. A színek problémái különféle szemszögbol tanulmányozhatók. A fizikus az elektromágneses rezgések energiáját, a színjelenségek létrejöttének különféle lehetoségeit, az anyagok színét kutatja. A fizikai kutatás feladata a színek mérése és rendszerezése is. A vegyész a festékanyagok molekuláris szerkezetét, színtartósságukat, fényálló voltukat kutatja esetleg szintetikus festékek eloállításával foglalkozik. A fiziológus a fénynek és a színeknek látószervünkre szemünkre és agyunkra gyakorolt különbözo hatásait, a látószerv anatómiai szerkezetét és funkcióit vizsgálja. A pszichológust az érdekli, hogy miként hatnak pszichénkre és szellemünkre a színes sugárzások. A színszimbolika, a szubjektív színmeghatározás és a szubjektív színlátás korlátozottsága mind fontos probléma. A színekkel foglalkozó muvész a színhatás esztétikai vetületét akarja megismerni. A színek s a színes muvészetek világában sokrétuen összefonódnak az optikai, pszichikai és szellemi jelenségek. Eredetileg matematika rajz szakon végeztem, így értheto, hogy érdeklodési köreim egyike a színek világa, a színtan. Éppen ezért választottam a szakdolgozatom témájául a színt, annak ellenére, hogy figyelmeztettek e téma sokrétuségére, bonyolultságára. Jól emlékszem még arra az idore, mikor még elképzelni sem mertük azt, hogy egy számítógép segítségével majd könnyedén lehet képeket szerkeszteni és azokat esetleg realisztikus módon ki is tudjuk nyomtatni. Ma már mindez valóság. Szinte mindenki számára természetes, hogy a képet valahogy be lehet varázsolni a számítógépbe, azt ott tetszésünk szerint módosítani lehet, változtathatjuk a színeit, formáját stb. és a végén fénykép minoségben ki is lehet nyomtatni. A Pajtás fényképezogépeket felváltották a digitális csodabogarak, melyek muködésének ismeretéhez többek között a színkezelési ismeretek nélkülözhetetlenek. Liget Borsodi táj

9 4 A dolgozatról A dolgozat megírásakor elsodleges célként nem a számítástechnikában alkalmazott szoftverek és hardverek muködésének ismertetését tuztem ki, hanem a látás és a színelmélet azon vonatkozásait, melyek ismerete nélkül nem értjük meg, hogy miért éppen olyan az a hardver, miért éppen úgy kezeli a szoftver a színeket, mint ahogy éppen teszi azt. Napjainkban a tudományos és technikai kutatások eredményei olyan ütemben újulnak meg, hogy már szinte lehetetlen a változásokat figyelemmel kísérni. Ezen eredmények aztán nagyon hamar materializálódnak, különösen az informatika területén. Újabb és újabb hardverelemek jelennek meg, melyek teljesítménye (sebessége, felbontó képessége, tároló kapacitása stb.) nagyságrendekkel nagyobb az elozoekétol, így lehetoség nyílik a szoftverfejleszto mérnökök elott arra, hogy olyan programokat készítsenek, melyek szebbek, jobbak, intelligensebbek stb., mint az eddigiek, míg el nem jutnak ahhoz a határhoz, amit a hardver még éppen teljesíteni tud, és kezdodik minden elölrol. A felhasználók pedig örömmel kapnak az új lehetoségek után, vagy keseruen veszik tudomásul, hogy megint elavultak már a gépei, programjai. Az informatika történetének csak egy nagyon kicsi szeletét képezi az a néhány tíz év, amelyben már lehetoség van arra, hogy grafikai eszközként is alkalmazhassuk számítógépeinket. És itt, nem csupán arról van szó, hogy a hardverelemek még nem voltak kello képen fejlettek, hanem arról is, hogy mielott egyáltalán hozzá foghattak volna grafikai eszközök gyártásához, a kutatóknak és a fejlesztoknek mélyrehatóan kellet elemezniük az emberi látást, a szem felbontó képességét, a színlátást és még az optikai csalódásokat is, hogy eszközeik, majd az ezekre tervezett szoftvereik, minél jobban meg tudjanak felelni a felhasználók által támasztott igényeknek. A látással és a színekkel kapcsolatos fejezetekben nem utaltam külön külön minden egyes résznél arra, hogy az miként kapcsolódik a számítástechnikához, mivel úgy érzem egyértelmuvé válnak ezek a kapcsolódások, ha megpróbálunk párhuzamot vonni az általunk ismert grafikai hardver és szoftver eroforrásokkal és a fejezetek tartalmával. A színek rendszerezése fejezet, ami messze nem a teljesség igényével készült, rávilágíthat arra, hogy milyen bonyolult számításokat kell elvégeznie a számítógépünknek ahhoz, hogy a monitor által alkalmazott színrendszert átkonvertálja a nyomtató által is felismerheto és alkalmazható színrendszerré. A színkontrasztok és a színek térhatásáról szóló fejezetben leírtak pedig segíthetnek abban, hogy rájöjjünk, miért lett jó vagy, ahogy nagyon sok esetben elofordul, rossz egy prezentáció, egy weblap vagy akár egy táblázat, ahol az igazi tartalom hiányát megpróbáljuk pótolni a színek tobzódásával. A grafikai eszközök bemutatásánál sem törekedtem a teljességre, szerintem nem is lehet egy dolgozatban, csupán csak a muködésük elvét próbáltam leírni. Egyrészt nem ez volt az elsodleges célom, másrészt, ha sikerülne is az ezekkel kapcsolatos legfrissebb irodalmi forrásokat felkutatni, számíthatnánk arra, hogy az ott ismertetett hardver a piacon már nem nagyon található meg.

10 5 A színelmélet kialakulásának néhány momentuma Leonardo da Vinci Festészet könyve c. muvében említi a következoket: Hat egyszeru szín van. Az elso közülük a fehér, ámbár a filozófusok sem a fehéret, sem a feketét, nem veszik fel a színek közé, mivel az elso okozója a színeknek, a második pedig azoknak hiányát jelenti. Mivel azonban a festo nem nélkülözheti ezt a kettot, be fogjuk oket is iktatni a színek sorába, és azt fogjuk mondani, hogy az egyszeru színek között az elso a fehér, második a sárga, harmadik a zöld, negyedik a kék, ötödik a vörös, hatodik a fekete. A fehéret fogjuk a fény számára használni, ami nélkül egyetlen színt sem láthatunk, a sárgát a föld, a zöldet a víz, a kéket a levego, a vöröset a tuz és a feketét a sötétség számára, amely utóbbi a tuz-elem fölött létezik, mert ott nincs matéria, vagy suru anyag, melyre a napsugarak ütést gyakorolhatnának s amelyet így megvilágíthatnának. A kék és zöld önmagukban nem egyszeruek. Mert a kék a világosságból és sötétségbol tevodik össze, éppúgy, mint a levego kékje, a legtökéletesebb feketébol és mégis hasonló a tökéletesen tiszta fehérhez. A zöld egy egyszeru és egy összetett színbol tevodik össze és pedig sárgából és kékbol. Leonardo írásában részint festékek megfigyelésérol, részint természetfilozófiai szemlélodésekrol van szó és nem alapszínérzetekrol. Azonban természettudományi megfigyeléseit, kutatásait ismerve, arra a meggyozodésre kell jutni, hogy a muvészek (és különösen o) voltak a természetvizsgálók igazi elofutárjai. Newton kísérlete Newton a következo kísérlettet végezte el: (1. ábra) Egy teljesen besötétített szobába csak egy keskeny résen keresztül engedett be fényt. Ezt a fehér fénynyalábot egy prizmán vezette át, melynek eredményeképpen ez a fénynyaláb színes összetevoire bomlott. Ebbol arra a megállapításra következtetett, hogy a fehér (természetes) fényt hét szín (azaz különbözo frekvenciájú hullám) alkotja: vörös, narancsszín, sárga, zöld, kék, indigószín, ibolyaszín. A fehér fény tehát ezeknek a színeknek a keveréke. A prizma a különbözo hullámhosszúságú összetevoket egymástól kissé eltéro mértékben töri meg (téríti el), így azok elválnak egymástól, miután áthaladtak a prizmán. Így láthatjuk a teljes színképet, amelyben a színek mindig ugyanabban a sorrendben követik egymást. Amikor a második prizmára csak egy színt vitt, ez 1. ábra változatlanul haladt át rajta. Ezzel azt is megállapította, hogy ezek a színek már olyan értelemben homogének, hogy a spektrumból kiválasztva egy színt, az már nem bontható tovább. Majd, amikor a látható teljes színképet átvezette egy második prizmán, ennek eredményeképpen az újra egyesült fehér fénynyaláb volt látható a prizma túloldalán. Amennyiben valamelyik színt az újraegyesítés elott kitakarjuk, a kitakart szín komplementerét kapjuk eredményül.

11 6 Az elvakult Goethe Goethe természettudományi stúdiumai közül az optikát kezdte legkésobb ben a jenai Büttner professzor prizmáján át nézett a fehér falra és nem látott színeket. Newton szerint ugyanis a fényben benne van minden szín és a prizma fénytörése bontja fel színekre a fényt, amelyeket a törés szöge határoz meg. A spektrum a színekre bomló fény. Goethe arra következtetett, hogy Newton optikai nézetei hibásak, és ettol kezdve egy életen át mérhetetlen idot és energiát fordított Newton kompromittálására. A színelmélet területén rögeszmeszeruen egyedül érvényesnek a maga nézeteit tartotta. A legnagyobb ellentét Goethe és Newton között gondolkodásuk módjában és az alkalmazott módszerekben volt. Goethe szerint lehetséges a fizika matematika nélkül, Newton szerint nem. Goethe kiindulási pontja elvileg más, mint a fizikai optikáé. Newton felbontotta a fényt, ezzel szemben Goethe, közvetlenül a prizmán átnézve, a formákat és a határokat figyelte meg a formákon, foleg a fekete és a fehér közötti határokat. Míg Newton a tiszta fény analízisével lehetové tette a mennyiségi meghatározásokat, Goethének a jelenségek minoségi oldala, a színes szín konkrét érzékelhetosége volt döntoen fontos. Goethe színelméleti munkásságának a jelentosége nem fizikai, hanem esztétikai és filozófiai. Éppen ezért a fizikusok csekély kivétellel elutasították, viszont a muvészek és filozófusok támogatták. Goethe polémiája Newton ellen egészében véve elvakult volt, mert egyrészt nem volt tudományosan elhatárolt, másrészt nem szolgáltatott igazságot a kísérleti optika nagy mesterének. Néhány részlet Goethe Színelméleti írások munkájából (Tandori Dezso fordítása) Én is elhittem, mint mindenki, hogy a fény tartalmazza a színek összességét, mindig is ezt hallottam, és semmi okom nem volt tagadni avagy kétségbe vonni, mivel a dolog nem is igen érdekelt.amikor eltökéltem, hogy a fizika oldaláról közelítem meg a színt, mindenekelott átolvastam valamely kompendium idevágó fejezetét; ám mivel az ott eloadottakból saját céljaimra semmit ki nem hámozhattam, úgy határoztam, hogy legalább megtekintem saját szememmel is a jelenséget. Büttner tanácsos úr kínálta nekem az ehhez szükséges készüléket.. belekukkantok egy prizmába, amit kora ifjúságom óta nem tettem. Jól emlékeztem még, hogy tarkabarka képet láttam, de hogy mi módon tarkát, arra már nem. Éppen egy fehér falú szobában tartózkodtam, s mert eszembe véstem Newton elméletét, azt vártam, hogy a fehér fal egész felülete különbözo árnyalatokban elszínezodik, s az onnan szemembe visszaverodött fény ugyanannyiféle színes fénysávocskává bomlik. Legnagyobb meglepetésemre a fehér fal fehér maradt a prizmán át nézve, csak ott látszott némi elszínezodés, ahol valami sötét volt a falon. Legerosebbnek az ablakrácson mutatkoztak a színek, a fényes-szürke égen ellenben nyomát sem leltem elszínezodésnek. Nem sok fejtörésembe került megérteni, hogy szín eloállításához határvonal kell, s mintegy ösztönszeruen, hangosan ki is mondtam mindjárt: Newton elmélete téves. Titokban büszke voltam felfedezésemre, mert úgy rémlett: igazolja korábbi tapasztalataimat és sejtéseimet. A festok emlegette meleg s hideg színek ellentéte itt kék és sárga peremsávok alakjában jelentkezett. A kék mintegy a fekete burkának tetszett, a sárga pedig a fehér burkának. Fekete alapra fehér korongot rögzítettem; ez bizonyos távolságból, prizmán át szemlélve

12 7 tökéletesen eloállította a legfobb newtoni sötétkamra-kísérlet eredményét, a jól ismert spektrumot. De a fehér alapra helyezett fekete korong ugyancsak egy sokszínu s bizonyos tekintetben még pompázatosabb jelenséget állított elo. Nos, gondoltam magamban, ha amott a fény bomlott színekre, jog szerint azt kellene mondanunk, hogy emitt a sötétség bomlik színekre..megkértem egy közelben lakó fizikus ismerosömet, vizsgálja felül kísérleteim eredményét. Jó elore értésére adtam, hogy e kísérletek kétséget támasztottak bennem Newton elméletét illetoen, s erosen reméltem, hogy elso pillantásra arra a meggyozodésre jut o is, mely engem mélyen áthatott. Mekkora volt ámulatom, amikor o, bár a jelenségeket abban a sorrendben, ahogy bemutattam, láthatóan kedvtelve s tetszéssel nézte végig, habozás nélkül kijelentette, hogy e jelenségek egytol egyig ismeretesek, s a newtoni teória tökéletes magyarázatukkal szolgál. A színeket nem a határ kelti, azok a fényben foglaltatnak, a perem csupán alkalmat ad rá, hogy egyik esetben a kisebb, másikban a nagyobb törésszögu sugarak láthatóvá váljanak. Egy perdönto észlelettel úgy van az ember, mint az elkapott betegséggel: míg le nem küzdötte, nem szabadulhat tole.. Elokerestem hát Newton Optikáját, hiszen mindenki orá hivatkozott, s nem kis örömömre szolgált, hogy elso alapkísérletének álságos, hamis voltát eleve szemléletessé tettem volt kísérleteimmel, s így e rejtvényt könnyuszerrel megfejthettem. Miután az eloorsöt ily módon szerencsésen lefegyvereztem, belemélyedtem a könyvbe, s hamarosan kiderítettem, hol a hiba forrása: ott tudniillik, hogy Newton túlságosan bonyolult jelenségbol indult ki, s az egyszerut az összetettbol akarta megmagyarázni Minekutána ily módon sikerült belátnom s cáfolhatatlanul kimutatnom a newtoni elmélet alaptalanságát, különösen az akromatikusnak nevezett jelenségek esetében, az új teóriához az a kezdeti megfigyelés vezetett el, miszerint a prizmatikus fényjelenségeknél fellép bizonyos szétcsúszás, ellentettség, eloszlás, differenciálódás, vagy nevezze ki-ki, ahogyan akarja; ezt én egyszeruség okából röviden a polaritás címszó alatt foglaltam össze, és kezdettol hittem, hogy a polaritás más színjelenségeknél is jelentkezik.

13 8 Mi a fény? Ami láthatóvá teszi számunkra a színes, esetleg jellegtelen szürke külvilágunkat, az a fény. A fény a tárgyakra vetítodik, majd az onnan visszaérkezo fénysugarak teszik a szemünk számára érzékelhetové azokat. 1 Elektromágneses sugárözönben élünk. A kozmikus térségbol és a Napból zúdul a Földre ez a sugárözön. A nagyon széles skálájú rezgésszámtartománynak igen keskeny sávját érzékeli a szemünk fénynek. (2. ábra) A Nap fényét természetes fénynek nevezzük. A fénysugarak beleütköznek az útjukba eso tárgyakba, anyagokba, majd azok visszaverik, elnyelik, áteresztik, eltérítik azokat. Ezzel a sugarak más más ingerforrássá válnak a szem számára, mondhatnánk az is, hogy ezek a módosult sugarak felveszik a tárgyak mintáit. 2 Tudjuk, hogy a Nap fehér fényét színes fénysugarak alkotják. Newton bontotta fel eloször a napfényt üvegprizmával. Az üvegprizma a ráeso fénynyaláb egyes sugarait kisebb, más sugarait nagyobb mértékben téríti el az egyenestol. Ezzel az egységesnek látott fehér fény különféle színu sugárnyalábokra bomlik szét, amiket aztán újra lehet egyesíteni is ily módon. A legrövidebb hullámhosszú az ibolya (390 nm), a leghosszabb a vörös (780 nm). A többi szín hullámhossza a két érték között helyezkedik el. A felbontott fehér fény egymásba átfolyó színrendszert: a spektrum színeit alkotják. Az elemzésük során szét is választjuk ezeket a színeket és így beszélünk ibolya, kék, zöld, sárga, narancs és vörös színekrol. 2. ábra Az emberi szem az elektromágneses sugárzás spektrumának csak szuk tartományát észleli, ráadásul még a látható spektrumot sem érzékeli egyenletesen. A 3. ábra szem érzékenységi diagramján (3. ábra) jól követheto, hogy a görbének a zöld színnek megfelelo hullámhossz környékén maximuma van. (Ebben a tartományban található egyébként a napsugárzás energiamaximuma is.) A diagram az átlagos emberi szem spektrális érzékenységét jellemzi. Meg kell jegyezni, hogy a görbe alakja nem változik jelentosen a fényerosség függvényében. 1 Hippokratész szerint azért tudjuk látni a tárgyakat, mert a szemünkbol kilépo fénysugarak lepásztázzák azokat. 2 - Reflexió: az anyag a ráeso fénysugarat visszaveri (tükör) - Abszorpció: a fénysugarakat az anyag elnyeli (fekete felület) - Transzmisszió: a fénysugár áthalad az anyagon (üveg) - Remisszió: Minden anyag a ráeso fénysugarak egyes fajtáit elnyeli, ismét másokat visszaver, ezzel valamilyen mértékben megváltoztatja a fehér fény karakterét: az színként verodik vissza. Ezt nevezzük az anyag színkiválasztó képességének.

14 9 A szem szerkezete A látás Az ember legfontosabb érzékszerve a szeme. (4. ábra) Becslések szerint ezzel a rendkívüli szerkezettel érzékeljük a külvilágból érkezo információ több mint 90 százalékát. A szem pupilla, szemlencse, üvegtest és retina együttesébol álló érzékszerv. A szemlencse izmokkal változtatható fókusztávolságú, kétszeresen domború lencse. A fényrekeszen (pupillán) keresztül belépo fénysugarakból az éles képet a retinán állítja elo. Az átlátszó üvegtest homogén törésmutatójú közeg: szerepe elsosorban élettani. 4. ábra Az ideg- vagy recehártya (retina), szemünk képernyoje, amelyben a látóideg végzodései és az ezekkel összeköttetésben álló fényérzékeny elemek: a csapok (coni) és pálcikák (bacilli) helyezkednek el; számuk kb. 7, ill. 130 millióra becsülheto. Eros fényben a pálcikák érzékenysége nagyon csekély, sötétben azonban bizonyos ido elteltével látási képességet nyernek. A fényintenzitás változása, amelyhez a szem alkalmazkodni képes, több mint egymilliószoros lehet. a csapok a színlátó sejtek eros fénynél, míg a pálcikák, a sötéthez alkalmazkodni tudó sejtek kis fényintenzitásnál muködnek. 3 A retinának a fényre legérzékenyebb része a pupillával szemközti, kb. 1,5 mm átméroju sárga folt (macula lutea), közepén van a kb. 0,3 mm átméroju látógödör (fovea centralis), ahol a csapok a legsurubben vannak, pálcikák viszont nincsenek. 4 A látógödörtol az orr felé kb. 4 mm-re van a látóideg kilépési helye, ahol sem csapok sem pálcikák nincsenek, ez a hely a fényre érzéketlen vakfolt (macula coeca). A retinát három sejtréteg alkotja: 5 (5. ábra) (1) A fény energiáját kémiai és elektromos energiává alakító fényérzékelo sejtek: a pálcikák és csapok; (a fény iránya az ábrán lentrol felfelé) 6 ; (2) A bipoláris sejtek, amelyek a jeleket továbbítják; (3) A ganglionsejtek (dúcsejtek), amelyek axonjainak együttese képezi a látóideget. 5. ábra 3 Mérések bizonyítják, hogy a pálcikák annyira érzékenyek, hogy akár egyetlen foton - fényenergia-csomagocska - beérkezését is képesek jelezni. A csapoknak legalább 5-7-szer annyi fényre van szükségük ahhoz, hogy jelt generáljanak, és betölthessék színmegkülönbözteto szerepüket. 4 A recehártya széle nagyon érzékeny a mozgásokra, igaz, itt nem látunk valami jól. 5 a szem fejlodésével foglalkozó tudósok kimutatták, hogy a recehártya tulajdonképpen agy: az embrió fejlodése közben ugyanis az agy egy része elore, a homlok felé nyomul, és hosszú szálak nonek belole visszafelé, melyek a szemet az agy többi részével továbbra is összekötik. A recehártya ugyanolyan felépítésu, mint az agy, és ahogyan valaki igen szépen megjegyezte: Az agy megtalálta a módját annak, hogy a világra kitekintsen.. [FEYNMAN] 6 Érdekes, hogy a fényérzékeny sejtek a recehártya hátsó felén helyezkednek el, így a fénynek több sejtrétegen keresztül kell mennie, amíg eljut a csapokhoz, pálcikákhoz. A gerinctelenek közül egyedül a polipnak van a miénkhez hasonló szeme, ott a fényérzékeny sejtek viszont a szemgolyó belso felületén helyezkednek el.

15 10 Ezek között a sejtek között még két sejtfajta: (4) a horizontális és (5) az amakrin sejtek teremtenek párhuzamos kapcsolatot. A pálcikák és a csapok elektromos jelei a szinapszisokon keresztül eloször a bipoláris sejtekre, onnan a ganglionsejtekre kerülnek, ezek axonjai pedig a látókéregbe juttatják a jeleket. A horizontális és az amakrin sejtek az eredetileg párhuzamos idegpályákon futó jeleket összekapcsolják és szétválasztják, ezzel lehetové téve olyan bonyolult jel-elemzést, mint például a mozgás érzékelése. A retina mint a központi idegrendszer kihelyezett része tehát már egyfajta képelemzést is végez. A még nyers vizuális jelekbol az agy számára elokészített, komplex információkat tartalmazó jelet állít elo, amelybol aztán az agy megalkotja azt a képet, amit voltaképpen észlelünk. Két szemünkkel egymástól kissé eltéro képet érzékelünk. A szembol az idegszálak egy része az ellenkezo agyféltekéhez tartoznak, mégpedig úgy, hogy mindkét szem bal oldaláról származó információkat az agy bal oldala fogja fel, vagyis azokat amelyek a látótér jobb oldaláról származnak és fordítva. Ez hívjuk binokuláris látásnak. A szem mozgásai Hogy a feldolgozandó kép mindig a retinára és megfelelo élességgel essék, a szemnek alkalmazkodnia kell. Ezt nevezik akkodomációnak, amelyet a szemlencse alakjának változtatásával tud megtenni. (Közelre való alkalmazkodáskor a pupillák is dolgoznak, beszukülnek 7, valamint a két szemgolyó egymás felé fordul, befelé kancsalít egy kicsit.) 8 A szem úgy van megalkotva, hogy a végtelen messzeségben - gyakorlatban 5 méteren túl - lévo tárgyak képe esik alkalmazkodás nélkül a retinára. Ennél jobban közelítve a tárgyhoz a kicsinyített kép már a retina mögé esne, ha csak nem változtatnánk ezen a lencse domborításával. Távolra nézéskor a sugártest, amelyen a lencsefüggeszto rostok tapadnak, elernyed, ellapul a szem belso felszínén. A lencsefüggeszto rostocskák így megfeszülnek, kifeszítik a szemlencse tokját, és ellapítják a benne lévo lencsét. A közelre nézéshez már munkát kell végezni, a sugártest izomgyuruje összehúzódik, a lencsefüggeszto rostok immár nem feszülnek, a lencse összeugrik, domborúbb lesz. A fény ingermintát rajzol a retinára. A retina pálcikái és csapjai az ingerminta szerint jönnek ingerületbe. Bennük fotokémiai folyamat zajlik le; ez elektromos ingerimpulzusokat termel. A retinára rajzolódott ingerminta elektromos impulzusokká alakítva jut el az idegpályákon az agy látókérgébe, majd ott ezek az impulzusok képérzetté transzformálódnak. Valójában a folyamat hallatlanul bonyolult, még a szem mozgását tekintve is. A pálcikák és a csapok a tartós és azonos ereju fényinger hatására rövid ido alatt kifáradnak, ilyenkor nem termelnek elektromos impulzust. Az inger megszuntével azonban regenerálódnak és ismét ingerérzékennyé válnak. Kifáradásuk küszöbén a szem remegve elmozdul 9, így ugyanaz a fényinger egy olyan szomszédos érzéksejtre esik, amely a korábbi mozzanatban nem szerepelt. Amíg ez kifárad, addig az elobbi regenerálódik. 7 a pupilla tágulását irányító idegekrol senki nem tudja, honnan indulnak ki. A mellkas háti részén futnak le a gerincvelobe, onnan kilépnek és felfelé a nyaki ideggócon át, jókora kerülovel térnek vissza a fejbe, a szivárványhártya másik oldalához, Az utasítást tartalmazó jel tehát nem a központi, hanem a szimpatikus idegrendszeren fut keresztül [FEYNMAN] 8 Bármely szemünket képesek vagyunk külso sarka felé fordítani, ha a másik szemünk ugyanakkor az orrunk felé mozog, de képtelenek vagyunk akár tudatosan, akár tudatunktól függetlenül mindkét szemünket egyszerre kifelé, a külso sarokba forgatni [FEYNMAN] 9 A fény rajzolta ingerminta egy egy elemi érzéksejtcsoportra vetül, amelyeknek egyes érzéksejtjei bipoláris sejtek révén összevannak kapcsolva. A rezgomozgás nem érzékelheto, mert a bipoláris sejten át folyamatos az impulzusáramlás.

16 11 Szemünknek vannak másmilyen mozgásai is, ezek inkább szökkeno, csúszó mozgások. Ez azzal van összefüggésben, hogy a fóveára vetülo képrészlet amely valóban éles és tiszta kép csupán kis részét képezi a látómezonek. Ahhoz, hogy a látómezoben lévo kép részleteit is lássuk, azt szemünkkel végig kell tapogatni. Amíg az egyik részletrol átmegyünk a másikra, orizni kell a korábbi képemléket. Így idoben egymásra rétegzodve épül össze a látómezo képe. Az retinának az agyveloi rétege az utóképek révén képes ilyen emlékezésre. Tudatunk pedig a hozzá eljutott impulzusokból a hosszabb távú emlékezete miatt képes az egymás után következo részleteket eggyé építeni. A szem felbontóképessége (látásélesség) Két pont különállónak látszik, ha a pontokból kiinduló sugarak szöge kisebb mint a látásélesség határszöge amely 1 (1 ívperc). Ekkor 1 m távolságból szemmel felbontható két egymástól 0,3 mm-re lévo pont. (6. ábra) A szem felbontóképessége korlátozott (látásélesség) Tárgy Receptorokra eso kép Látásérzet Kiszámítható, hogy ekkor a két kép a retinán mintegy 5 µm-re van egymástól. Összevetve ezt a kb. 2 µm-es receptorok közötti átlagos távolsággal, kiderül, hogy két pont akkor bontható fel, ha képük két olyan receptorra 6. ábra esik, amelyek között van egy harmadik, amely nem jön ingerületbe. A felbontóképesség ily módon függ a receptorok közötti távolságtól: legnagyobb a látógödörben (fovea centralis), mert itt maximális a receptorsuruség. ~2mm A színlátás alapjai 7. ábra Newton kísérlete alapján a közel ideális fehér fénynek tartott, kb K- es napfényt megfelelo szögben egy prizmára bocsátjuk, akkor a fehér fény összetevoire, azaz spektrális színekre bomlik fel. A színek átmeneti tartományai nem különböztethetok meg egymástól, mivel a napfény energiájának hullámhossz szerinti eloszlása gyakorlatilag folytonos. Ha azonban a színspektrumot laboratóriumi

17 12 körülmények között egy keskeny résen át szemléljük, hozzávetolegesen 350 különbözo színt érzékelhetünk. Ebbol arra következtethetnénk, hogy szemünk kb. 350 különbözo receptorral (érzékelovel) rendelkezik, amelyek mindegyike csak egy igen keskeny színsávban muködik. A valóságban azonban nem ez a helyzet! A tudomány mai állása szerint szemünkben három különbözo típusú színérzékelo van. A YOUNG HELMHOLZ elmélet szerint a csapok három színérzékeny típusát kell feltételeznünk: - a vörös színre érzékenyet, ez kevésbé érzékeny a zöldre és a kékes ibolyára, - a zöld színre érzékenyet, amely kisebb mértékben érzékeny a vörösre és a kékes ibolyára, - a kékes ibolya színre érzékenyet, amely viszont kevésbé érzékeny a zöldre és a vörösre. A 8. ábrán a csapok látópigmentjeinek abszorpciós görbéi láthatóak. 8. ábra Ezek közvetítése révén az emberben kialakuló színbenyomást az határozza meg, hogy egyidejuleg milyen típusú van nagyobb mértékben ingerlés alatt. - A vörös zöld együttes hatásaként kialakul a sárga benyomása, - a zöld kék együttes hatásaként a zöldeskék benyomása, - a vörös kékes ibolya együtthatásaként az ibolya benyomása. Amennyiben a három típus azonos mértékben kap ingert, akkor az általuk közvetített színek hatása összeadódik és a fehéret adja. Ha a fényerosség nem nagy intenzitású, akkor a színek összeadódó hatása a sötétebb tónus, egyenlo ingerlés esetén a szürke. Fényszegénység esetében pedig a fóveától távolabbi régiók pálcikái veszik át a szerepet, így kialakul a sötét, egészen a feketéig. A A látásérzettel kapcsolatban meg kell jegyeznünk, hogy az ember nem rendezetlen, összevissza dobált, véletlenszeru fényfoltokat lát. Embert vagy tárgyat látunk, más szóval az agyunk rögtön értelmezi azt, amit látunk. Minél teljesebb és megszokottabb egy kép, annál apróbb különbségek ötlenek szemünkbe. Land kimutatta, hogy a látszólagos kék és vörös különbözo intenzitásait keverhetjük oly módon, hogy két diapozitív elé két, vöröset és fehéret különbözo abszorbeáló szurot helyezünk, s így elég hu valódi képet kaphatunk, reális színárnyalatú tárgyakkal. Ez esetben egy sor átmeneti látszólagos szín is létrejön, mintha vöröset és kékeszöldet kevertünk volna. Majdnem teljes színskálának tunik, amit kaptunk, de ha figyelmesebben megnézzük, nem olyan jók a színek. A másik példa a színek elotunése egy a 9. ábrán látható módon sötét és világos részekre osztott fekete fehér forgó korongon. Miközben a korongot forgatjuk, a sötét és világos részek a korong minden sugaránál ugyanúgy váltakoznak ez alkotja a hátteret, amelyben két gyuru válik láthatóvá. Ez a két gyuru más más színunek látszik. A színek a forgás 9. ábra sebességétol, a megvilágítás erosségétol és bizonyos mértékig

18 13 attól függenek, hogy ki és mennyire intenzíven figyeli a gyuruket. Csaknem minden modern színlátás elmélet megegyezik abban, hogy a szem csapjaiban mindössze három fajta pigment van, és hogy a színérzékelést lényegében e három fajta pigment egymástól eltéro spektrális abszorpciója hozza létre. De az eredo érzet, mely a három együttesen ható pigment abszorpciós sajátosságaival kapcsolatos, nem szükségszeruen három különbözo érzet összege. A szín és fényérzet meroben más, mint egy zenei akkord, amelyben egyszerre három hang csendül, de ha erosen figyelünk, külön külön halljuk oket. Olyan erosen nézni azonban nem vagyunk képesek, hogy a sárgában vöröset és zöldet lássunk. A színlátás zavarai A színtévesztés örökletes rendellenesség. Vannak szerzett színlátási zavarok is, de ezek általában valamely ártalom következményei, és ennek megszunésekor el szoktak múlni. A megfigyelések szerint a színtévesztok, sot a színvakoknak nevezett súlyos színtévesztok is látnak színeket, de egészen másképpen, mint a jó színlátók, és általában csak kevés (néha mindössze néhány száz) színárnyalatot tudnak megkülönböztetni. Egy jó színlátású ember ezzel szemben 1 milliónál több színárnyalatot is fel tud ismerni! A színtévesztés örökletes probléma, amely az X kromoszóma rendellenességébol adódik. Az X - kromoszómához kötött, recesszív öröklodés miatt a férfiak 8 % - a és a nok 0,4 % - a színtéveszto. A cukorbetegség, alkoholizmus, adott gyógyszerek és mérgezések színtévesztés kialakulásához vezethetnek. Magyarországon körülbelül 400 ezerre teheto a színtévesztok száma Van másféle szem is A szemünk évmilliók alatt alakult ki és vált olyanná, mint amilyen napjainkban. Ezt a szemet a természet számtalan próbálkozás és balul sikerült konstrukció árán kísérletezte ki és tette ilyen remekül muködové. Az emberi szem sok olyanra képes, amire az állati szemek nem, viszont számos állatnak bizonyos értelemben tökéletesebb a szeme a miénknél. A látás összetett folyamat, amely különféle szerkezeti elemekkel van kapcsolatban, ennek következtében például a madárszem az ultraibolya fényt is érzékeli, amelyet az emberi szem nem lát. Ha csak ezt vesszük, akkor a madárszem tökéletesebben lát, mint a miénk. Arról nem is szólva, hogy például a sas sok kilométer magasból is jól látja azokat a talaj felszínén levo dolgokat, amiket mi sokkal közelebbrol sem veszünk észre. Mindehhez, persze, azt is hozzátehetjük, hogy nekünk sem az ultraibolya fény látására, sem az igen nagy távolságból való felderítésre nincs szükségünk Az emberi szemen kívül léteznek más felépítésu szemek is. Igen fejlett például a gerinctelenek között a rovarok összetett szeme. A méh látását a kutatók alaposan tanulmányozták. Kísérletekkel kimutatták, hogy az emberi szem számára azonos fehérségunek tuno cinkfehér és ólomfehér között a méhek könnyedén különbséget tudnak tenni. Így derült ki, hogy a méhek az ultraibolya tartományban is 10. ábra látnak. (10. ábra) Hogy mi egy virágot fehérnek látunk, nem jelent semmit, hiszen ha megvizsgáljuk, minden egyes fehér virágról kiderül, hogy más más mértékben reflektálnak az ultraibolyában, így hát a méhek számára a fehér virág is színes.

19 14 Érdekes lenne látni azt, amit a méhek, mikor TV-t néznek! Míg az emberi szem másodpercenként húsz felvillanást tud megkülönböztetni, addig a méhek 200 fényjel felvillanását is külön külön látják. Aminek miértjét mi is megértjük, ha arra gondolunk, hogy a méhek egyik kommunikációs eszköze tánc, amiben többek között szerepet játszik a szárnycsapások frekvenciája is. A méh szeme ún. ommatidium-sejtekbol tevodik össze. (11. ábra) Az, hogy éppen annyi sejtbol áll annak az a magyarázata, hogy ha a sejtek nagyobbak lennének, erosen romlana a látásélesség, hiszen minden egyes sejt a tér más más irányából érkezo információt érzékeli, ha pedig kisebb lenne, akkor olyan fokú diffrakció 10 lépne fel, ami szintén csak rontaná a látásukat. Az, hogy a méhek miért nem fejlesztettek ki a miénkhez hasonló szemet, arra két válasz is adható. Az egyik, ha a méh piciny testéhez arányos, a miénkhez hasonló szeme lenne, akkor újból csak a diffrakció jelentkezne, ha viszont ennek elkerülése érdekében olyan nagy szemet fejlesztett volna ki, amelynél már nem jelentkezik a diffrakció, az az egész fejét elfoglalná. A retina az agy része 11. ábra A csapokból és pálcikákból származó információ a retinában, több rétegben elhelyezkedo közvetíto idegsejteken keresztül halad tovább. A retina ugyanis nem csupán jelfelfogó receptorsejteket tartalmaz. További legalább ötféle idegrendszeri sejt dolgozik össze, és elemi kiértékelo, szabályzó egységként is muködik. Egyre inkább bizonyos, hogy a külvilágból kapott információ képpé alakítása már a retinában elkezdodik. Fejlodése, szerkezete és muködése alapján a retina az agy részének tekintheto. A látóideg megszakadása, sérülése (pl. agyalapi törésnél) azonnali és sajnos gyógyíthatatlan vakságot okoz. Bonyolult mikroszkópos szervezodése miatt azt a mai idegsebészeti módszerekkel még nem lehet úgy "megfoltozni", hogy újra muködoképes legyen. 11 A kép szervezodése az agykéregben, a forma észlelése Tételezzük fel, hogy a látótérben ferde vonal jelenik meg. A retina érzékhámrétegének egyes sejtcsoportjai muködésbe lépnek a ferde egyenes ingermintája alapján. Ezek a retina agyveloi rétegén át eljuttatják jelzoingereiket a látókéreg megfelelo neuroncsoportjához. Azok az ingermintát veszik. A szelektivitás úgy alakul ki, hogy az erosebb jelzoingerek nemcsak jeleznek a megfelelo neuroncsoportnak, hanem egyidejuleg más neuroncsoportokat gátolnak. Ezáltal egyazon retinahelyre zsúfolódó ingerhalmaz egyes elemei kivételezett helyzetbe kerülnek és ezeket észleljük intenzíven, míg a többi ingerminta háttér jelleguvé válik észlelésünkben. 10 Ha a fényt egy szuk résen eresztjük át, a diffrakció miatt nem pontosan meghatározott irányba látunk. 11..Szalamandrán végezték el a következo kísérletet: Elvágják a szalamandra látóidegét, és az ideg újra no a szembol. Ily módon az idegszálsejtek ezrei és ezrei helyreállnak, de a látóidegben a szálak nem maradnak szépen egymás mellett, a szálak össze vissza csavarodnak, görbülnek, de mire az agyba érnek, ismét helyre áll a rend és a szalamandra látóképességét tökéletesen visszanyeri. Viszont, ha a látóideg elvágásán kívül a szemet kal el is forgatják (a szem a fej két oldalán helyezkedik el), és így hagyjuk visszanoni, a látás élessége egész jól helyreáll, de végzetes hiba lép fel: ha a szalamandra egy legyet lát fent, ráveti magát, de az ellenkezo irányba, lefelé ugrik, és többé soha nem képes helyesen látni. Viszont az idegszálak ezrei ekkor is valamilyen módon megtalálják a helyüket az agyban [FEYNMAN]

20 15 Az alakzatfelismerés Annak felderítése, hogy mi történik az agyban akkor, amikor az agy a látás idegi jeleit értelmezi, fizikai muszerekkel már nem vizsgálható. Az érzékletekbol kialakuló észleletek létrejöttének titkait az agykutatók és a pszichológusok vizsgálják. Pszichológiai szempontból alakzaton az ingerek olyan komplex együttesét értjük, amelyet az észlelo személy valamilyen tárgyként, vagy ahhoz tartozóként ismer fel. Ilyen értelemben alakzatnak tekinthetjük a barátunk arcát, de akár egy jóízu ételt vagy a kedvenc zenekarunk egy számát is. Az alakzatfelismerés különleges és igen fejlett képességünk. Arcok tengerébol is ki tudjuk választani az ismeros arcokat, a hangszertol (hangszíntol) függetlenül néhány hangjegybol felismerjük a dallamot, néhány betubol a szavakat, mondatokat. Pedig ez nem is olyan egyszeru folyamat. Az észleléskor a részleteket ismerjük fel elobb és abból állítjuk össze az egész képet, vagy inkább fordítva, valamilyen elozetes elvárás alapján, a tudatunkban valamilyen összkép jelenik meg eloször, és a részletek csak ennek megerosítésére és árnyaltabbá tételére szolgálnak? Mennyire befolyásolják az észleléseinket az elozetes tapasztalataink és élményeink? A tárgyak és formák egészleges észlelését hangsúlyozó elmélet az úgynevezett Gestalt elmélet, amely a század elején kifejlodött német pszichológiai irányzat. Lényegét egy hétköznapi példával jól lehet érzékeltetni: Egy nagyon finom születésnapi gyümölcstorta tartalmaz ugyan x gramm fehérjét, szénhidrátot, zsírt és vizet, citromsavat, nyomelemeket stb., az összetevoi alapján azonban mégsem ismerné fel senki. (Nem is említve azt, hogy az összetevok elfogyasztása hogyan pótolhatná a torta nyújtotta élvezetet.) A dolgokat tehát egységükben szemléljük, nem pedig a részeik algebrai összegeként. Mit is látunk? A retináról érkezo jelzoingerek egyazon minták szerint számtalanszor hozzák ingerületbe ugyanazokat a kérgi neuronokat, esetleg neuroncsoportokat. Az ilyen ismétlodések miatt tartósan rögzítodnek a kapcsolatok, és ezzel orzik e minták nyomait. Sot a szem maga áll rá a vizuális eseményre úgy, hogy az lehetoleg megfeleljen az orzött nyomnak. Ha egy inger egy vagy több elkülönítheto területet tartalmaz, hajlamosak vagyunk valamelyiket elotérként vagy figuraként, a másikat háttérként észlelni. Ez azonban meg is fordulhat, agyunk kis "átállításával" a figurát háttérként, a hátteret figuraként is értelmezhetjük. Agyunknak ez a rugalmassága azt bizonyítja, hogy a figura-háttér koncepció általában nem a fizikai inger sajátja, hanem észlelésünk "terméke". A háttérteremtés igénye általában olyan erosen muködik, hogy még olyan esetben is produkálhat hátteret, amikor a háttérnek szánt tárgy sokkal kisebb a figuránál. Erre példa az úgynevezett háromszög illúzió. A legtöbb ember a vizuális mintákban szervezodést feltételez, vagyis bizonyos tárgyakat, mintákat összetartozónak észlel. Ez már egészen egyszeru formák esetén is jelentkezik.