LÁTÁS FIZIOLÓGIA II.RÉSZ

Átírás

1 LÁTÁS FIZIOLÓGIA II.RÉSZ Dr Wenzel Klára egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2011

2 A 2. rész tartalma: A látás 3 fázisa: inger, érzet, észlelet A látás pigment-folyamatai Világos-adaptáció, sötét adaptáció A kontraszt jelenségek Spektrális érzékenység Az adaptáció képesség határai A látási információ idegrendszeri feldolgozása Serkentés és gátlás. Összegzés. A retina idegi struktúrája A szemtől az agyig Látóközpontok az agyban Ajánlott irodalom

3 A látás 3 fázisa: 1. Inger (a fizikai környezet fényei, hangjai, illatai) 2. Érzet (az élő szervezetből kiváltott reakció) 3. Észlelet (az ingerület idegrendszeri feldolgozása után létrejött tudatos eredmény)

4 A színinger függvény kialakulása

5 A f(l) színinger függvény A f(l) színinger függvényt a fényforrás színe (F e (l) spektrális teljesítmény eloszlása), a fényforrás által megvilágított színes felületek színe (r(l) spektrális reflexiója) és a fény útjába kerülő színszűrők színe (t(l) spektrális transzmissziója) együttesen alakítja ki. A f (l) színinger váltja ki a szemben a szín ingerületet és végül agyunkban a szín észleletet: f(l) = F e (l) * r(l) * t(l)

6 A színérzet kialakulása A színérzet szemünkben, a retina érzékelő elemeiben (a receptorokban) alakul ki. A receptorok: A csapok (nappali, fotopikus látás) kb 6.8 millió Vörös érzékeny (protos P, long wave sensitive L) Zöld érzékeny (deuteros D, middle wave sensitive M) Kék érzékeny (tritos T, short wave sensitive S) A pálcikák (esti, scotopikus látás) kb 106 millió Alkonyatkor szürkületi (mezopikus) látás

7 Pálcika és csap képe

8 A retina elektronmikroszkópos képe

9 L, M és S csapok a retina centrumában

10 Mi a fiziológia?

11 A szem

12 A látvány képe a retinán

13 A látás pigment-folyamatai 1. A kontraszt jelenség 1. Szukcesszív és szimultán kontraszt 2. Az utó-képek 3. A Benham-effektus 2. Világos adaptáció sötét adaptáció 3. Szín adaptáció

14 A kontraszt Élkontraszt és felületi kontraszt Szín kontraszt és világosság kontraszt Szimultán és szukcesszív kontraszt Világosság-, színezet- és színezetdússág kontraszt

15 Szín kontraszt és világosság kontraszt; az él-kontraszt

16 Felület-kontraszt (Nemcsics után)

17 Példa szimultán kontraszt jelenségre (Nemcsics után)

18 A szimultán kontraszt megváltoztatja a színérzetet (Nemcsics után)

19 Két kisérlet a szukcessziv kontraszt jelenség bemutatására

20

21

22

23

24 Példa a színezet kontrasztra (Nemcsics után)

25 Példa a világosság kontrasztra (Nemcsics után)

26 A Benham-effektus A Benham-tárcsa másodpercenként 8 12 fordulata esetén virtuális színek jelennek meg a szemünk előtt.

27 A Benham - effektus A Benham-effektust szukcesszív és szimultán kontraszt jelenségek váltják ki.

28 További szép tárcsák (Kucsera Itala tervei)

29 Az adaptáció Alapja: a látópigmentek dinamikus egyensúlya Fajtái: Világosság adaptáció (2 foton lx) Színadaptáció (Színkonstancia) Von Kries törvény Inger * érzékenység = const (adaptációs idő!) A hárm csap-típus egymástól függetlenül adaptál

30 Az adaptáció: a szem alkalmazkodása a változó fény-viszonyokhoz. A szem adaptációs mechanizmusai: A pupilla méretének változása (2 10 mm átmérő: kb 25- szörös fénymennyiség változás) A nappali receptorok (csapok) és az éjszakai receptorok (pálcikák) átváltása (kb 1000-szeres érzékenység változás) Fotopikus látás: csak a csapok működnek Scotopikus látás: csak a pálcikák működnek Mezopikus látás: a csapok és a pálcikák is működnek A pigmentek mennyiségének változása (egyensúlyi állapot a folytonos bomlás és termelődés során, mintegy 12 nagyságrendnyi érzékenység változás)

31 A csapok és pálcikák spektrális érzékenységi tartománya eltérő. A pálcikák kb 1000-szer érzékenyebbek.

32 A csapok spektrális érzékenysége Protos (L) Deuteros (M) Tritos (S)

33 Világos adaptáció - sötét adaptáció

34 Adaptációs görbék 1 Troland (Td) a megvilágítása a retinának, ha 1 cd/m 2 fénysűrűségű felületet nézünk 1 mm 2 felületű pupillán kereszutül)

35 Az adaptáció-képesség határai Felső határ: vakítás A protos és a deuteros telítésbe megy: sárga színészlelet (Bezold-Brücke jelenség: kék-sárga látás) Mindhárom receptor telítésbe megy: fehér színészlelet Alsó határ: a protos-deuteros összegzés nem működik Nincs sárga színészlelet, csak vörös és zöld (Bezold-Abney jelenség: vörös-zöld látás) A tritos nem működik: nincs kék színészlelet Tovább csökkenő megvilágítás: mezopikus látás Purkinje-jelenség: a kék óra

36 A Purkinje - jelenség A kék óra

37 A színészlelet kialakulása A színészlelet az agyban, az idegrendszeri kiértékelés során alakul ki. Lépései: Páronkénti összehasonlítás Ellentét-párok kialakulása Összegzések Tanulás Emlékek, asszociációk

38 A csapok R, G és B érzetét az idegrendszer 3 ellentét-párrá alakítja át:

39 A színérzékelés második szintje Az opponencia elmélet: C RG = L M 0,2 0,15 0,1 C YB V(l) 0,05 C RG 0 C BY = S - (L + M) V(l) = 1,7*L + M -0,05-0,1-0, l(nm) Relatív jelerősség a hullámhossz függvényében

40 A három ellentét-pár

41 A látási információ idegrendszeri feldolgozása

42 A színek pszichofizikai jellemzői Érzetek: L, M, S Pszichofizikai jellemzők: Világosság (Lightness, brightness) Színezet (Hue) Színezetdússág (Saturation, telítettség) Hogyan lesz az érzetből észlelet (pszichofizikai jellemző)?

43 A retina felépítése

44 A retina felépítése A retina vastagsága kb. 0.5 mm. Öt rétegből áll: Receptor-réteg (Csapok és pálcák) Bipoláris sejtek rétege (A csapok és pálcák idegi jeleit továbbítják a ganglion sejtekhez) Horizontális sejtek rétege (A csapok illetve a pálcák között létesítenek összeköttetést) Ganglion sejtek rétege (A bipoláris sejtektől a látóideghez továbbítják az idegi jeleket) Amacrine sejtek rétege (A ganglion sejtek között létesítenek kapcsolatot) Axon: hosszú ideg nyúlvány, amely az idegi jeleket továbbítja Szinapszis: kapcsoló felület az idegsejtek között Dendrit: fogadja a bemeneti jeleket a többi idegsejttől

45 A retina idegsejt típusai

46 Az érzeteket a neurális hálózat dolgozza át. Az átdolgozás már a retinán elkezdődik. Az idegi jelek matematikai feldolgozása: Serkentés pozitív előjelű jel továbbítás ( on ganglion és bipolár sejtek) Gátlás negatív előjelű jel továbbítás ( off ganglion és bipolár sejtek) Összegzés a horizontális és az amacrine sejtek által) Neumann János: A számítógép és az agy A neurális hálózatok elmélete

47 A retina rétegei

48 A szemtől az agyig

49 A látóközpontok az agyban

50

51 Az alakfelismerésre szakosodott területek

52 Ajánlott irodalom B.A. Wandell: Fundations of Vision, Sinauer Associates, Inc.1995 Gegenfurtner-Sharpe: Color Vision from Genes to Perception, Cambridge University Press, 1999 Julesz: Dialógusok az észlelésről, Typotex, 2000 Gregory: The Intelligent Eye, McGraw Hill, 1971 Alberth Béla: Szemészet, Medicina, 1995 Commission Internationale de l Eclairage: Colorimetry, 2000 MSz 9620 Világítástechnika, Színtechnika

53 Ajánlott irodalom Ábrahám: Optika, McGraw Hill, 1998 Ferenczy: Video- és hangrendszerek, Tankönyvkiadó, 1986 Kardos: Tárgy és árnyék, Akadémiai Kiadó, 1984 Goethe: Színtan, Corvina, 1983 Lukács: Színmérés, Műszaki Könyvkiadó, 1982 Bernolák: A fény, Műszaki Könyvkiadó, 1981 Hurvich: Color Vision, Sinauer, 1981 Itten: A színek művészete, Corvina, 1978 Neumann János: A számológép és az agy, Gondolat, 1972 Ulric Neisser: Megismerés és valóság, Gondolat, 1984

54 VÉGE a 2. résznek