A színtévesztés javításáról - közérthetően E cikkben most tényleg közérthetően próbálom ismertetni a korrekció elvét és gyakorlatát. Akit a téma mélyebben érdekel, olvassa el a cikk keretes részét is, a még érdeklődőbbeknek pedig az irodalom jegyzékben szereplő tudományos publikációkat ajánlom. Az első felismerés: mi a színtévesztés igazi oka? Sokáig az volt az uralkodó nézet még orvosegyetemi könyvekben is hogy a színtévesztés oka a három színérzékelő csap (kissé egyszerűsítve: a vörös, a zöld és a kék receptor) valamelyike érzékenységének a lecsökkenése. Amikor 15 éve kolléganőmmel Dr. Wenzel Klárával a színtévesztés optikai korrekciójának kutatásához hozzáláttunk, 2 évünk ment veszendőbe amiatt, hogy elhittük ezt a magyarázatot. (Arra gondoltunk, hogy ha az ép másik két receptor érzékenységét is lecsökkentjük, akkor újra egyformák lévén rendbe jöhet a színtévesztés. Dr. Rózsa Sándor, a MOM kiváló optikai mérnöke segített olyan színszűrőket készíteni, amelyekkel létre kellett volna jönnie a javulásnak de a siker többszöri próbálkozás ellenére is elmaradt.) Végül félretettük a könyveket és elgondolkodtunk azon, hogy mi lehet még az ok, ha nem a receptorok érzékenységének csökkenése. Felállítottunk egy hipotézist (amiről később kiderült, hogy maga volt a valóságos ok): feltételeztük, hogy a színtévesztés oka nem valamelyik receptor érzékenység-csökkentése, hanem az, hogy kissé más színre érzékeny az adott receptor, mint a normális megfelelője. Ezt úgy kell elképzelni, hogy például a piros receptorunk ahelyett, hogy a piros színre lenne érzékeny, a narancssárga fényre mutat maximális ingerületet. E feltételezés alkalmazásával készített színszűrők azonnal jelentős javulást eredményeztek a megfelelő színtévesztőkön. A korrekció elve A feladat elvileg egyszerű volt: mivel más színre érzékeny a hibás receptor, olyan színszűrőt kell alkalmazni, ami eltolja a receptor érzékenységét a helyes irányba. A dolog matematikailag ráadásul precízen végre is hajtható (lásd a keretes részt). A dologban az igazi trükk az, hogy nem avatkozunk be a szervezetbe, mégis olyan dolgot csinálunk, mintha eltolnánk a rossz receptor érzékenységét! Felismertük ugyanis, hogy a szembe érkező fény spektrumát lehet úgy torzítani, (szűrőzni), hogy az hatásában egyenértékű legyen a receptor érzékenységének kívánatos eltolásával. Van még egy fontos pillére az eljárásunknak: A színszűrő hullámhosszról, hullámhosszra különböző mértékben elvesz a fényből, így mellékhatásként óhatatlanul elrontaná az egyes receptorok közötti érzékenység-arányt amellett, hogy helyre tolja a rossz receptor érzékenységi maximumát. Szerencsére azonban ezt a mellékhatást az emberi szem adaptációval kompenzálni képes. Itt nem egyszerűen a pupilla kitágulására kell gondolni, vagyis nem a kissé lecsökkent fénymennyiséget kell kompenzálni, hanem az egyes receptorok érzékenységének kell helyreállni amit színi adaptációnak nevezünk. Ez a képességünk szerencsére megvan és a korrekciós szemüveg nélkül is rendszeresen használjuk: amikor nappali világításról bemegyünk egy izzólámpával világított helyiségbe, akkor sárgásnak kellene látnunk a fehér felületeket, ha nem volna színi adaptációnk. Ez a videokamerában a white-balance állításával van megoldva, a szemünkben
viszont automatikus. Ez az adaptáció a korrekciós szemüveg feltételét követő néhány perc alatt nagyrészt létrejön, bár teljessé válásához kb. ½ óra szükséges és függ a látott fény erősségétől, valamint gyorsítható ismert fehér tárgyakra nézéssel. A korrekció elve tehát két lépésből áll: egyrészt színszűrővel visszatoljuk a rossz receptor érzékenységi maximumát a helyére, másrészt a színi adaptációval helyreállítjuk a receptorok közötti arányokat. A korrekció gyakorlata Az elv tiszta és érthető. A gyakorlat azért bonyolultabb, mert nemcsak egyetlen receptorunk van, tehát a hibás receptort úgy kell visszatolni, hogy közben a másik két receptort ne bántsuk. Ez pedig azért nehéz, mert különösen a zöld és a vörös receptorunk eléggé közel van egymáshoz hullámhosszilag és elég széles hullám-hossztartományban átfedik egymást. recíz mérnöki optimalizálásra volt szükség, hogy minél kevésbé sértsük a szomszédos receptort, miközben korrigáljuk a hibásat. Nem véletlenül tartott a kutatás-fejlesztési munka olyan sokáig. Ma már kifejlesztésre kerültek a megfelelő szűrők. (8-10 féle típusban kaphatók, amelyeket a megfelelő diagnózis alapján választanak ki.) Ezek a szűrők kivitelüket tekintve gőzölt szemüveglencsék, vékonyréteg-technológiával készülnek és emiatt egy kicsit csillognak. Ez azért van, mert színszűrők, így a spektrumnak bizonyos részét kevésbé eresztik át, tehát visszaverik. Kissé tehát foncsoros a hatásuk, de azért jól lehet látni rajtuk keresztül viselőjének a szemét. Antireflexiós bevonattal a fentiek miatt nem lehet csillogásmentessé tenni őket, de a látvány elfogadható, különösen akkor, ha ez az ára annak, hogy valakinek rendbe jöjjön öröklött fogyatékossága. Hatásosság, viselési tapasztalatok Mivel a világpiacon több, nem éppen korrekt termék is található és ezek Magyarországon is megmegjelennek, óvatosnak kell lenni a vásárlásnál. Mint más terméknél, itt is a márka és a kereskedő cégekkel szembeni bizalom és a tájékozódás nagyon fontos. A színtévesztés típusától és súlyosságától függően azonnali és későbbi javító hatásokkal kell számolni. A színdiszkriminációs javító hatást minden esetben már az üzletben tapasztalni lehet, tehát pl. Ishihara teszten kimutatható a javulás. A színek helyes megnevezése az enyhe és közepes színtévesztőknél szintén már a vásárláskor érzékelhető és mérhető (pl. D15 Farnsworth-Munsell teszt) viszont súlyosabb esetekben csak később, bizonyos szín-újratanulási tréning után várható. Enyhe és közepes esetekben nem fontos, viszont súlyosabb anomáliáknál kifejezetten ajánlható a rendszeres szemüvegviselés ahhoz, hogy a hatásosság maximális lehessen, különösen a színidentifikáció szempontjából. Rosszul világított helyiségekben, vagy éjszakai vezetésnél mivel a színszűrő még le is vesz a beérkező fényből nem ajánlható a viselése, előnyös viszont a TV nézéstől, a számítógép használaton keresztül mindazon tevékenységeknél, ahol a színlátás fontos.
Irodalom: L.T. Sharpe: I used to be color blind, Color Research and Application 2001. Kovács G., Kucsera I., Ábrahám Gy., Wenzel K.: Enhancing Color Representation for Anomalous Trichromats on CRT Monitors. Color Research and Application, Volume 26. 2001. pp. S273- S276. György Ábrahám: rinciples of correction of colour deficiency by filter glasses. eriodica polytechnika Ser. Mech. Eng. vol. 45, No.1. pp. 3-10 (2001) Gy.,Ábrahám, G., Kovács, I., Kucsera, K.,Wenzel: Instrument for diagnosis of colour deficiency. Conference on Mechanical engineering. Springer. Budapest 25.05.2000 p.706-710. ISBN 963 699 117 0 Ábrahám, Wenzel, Kucsera, Kovács, Soterius: Modification of Color Sensitivity Functions by Applying Correction Filters = XV th symp. of ICVS Göttingen, July 23-27.1999. Gy.Ábrahám, K.Wenzel: Correction of Colour deficiency. XI. Congress of the European Society of Ophtalmology Budapest June 1-5. 1997. K.Wenzel, Gy. Ábrahám: A new theory of defective color vision. XI. Congress of the European Society of Ophtalmology Budapest June 1-5. 1997. Dr.Csobay Ildikó: Mostan színes tintákról álmodom Optikai Magazin 4 évf. 4, 5 évf. 1,2,3 szám 2000 november- 2001. december Dr.Ábrahám György egyetemi docens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
A keretes anyag: A színtévesztés korrekció matematikája Az 1. ábrán látható a normál színlátó három receptorának spektrális érzékenységi függvénye. Ezek közül kiemelve láthatunk egy anomális receptor függvényt a 2. ábrán a megfelelő normális érzékenységi függvénnyel együtt. 0,1 0,09 T 0,08 0,07 D 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 400 450 500 550 600 650 700 l(nm) 1. ábra 2. ábra
Ha a korrekciós szűrők spektrális transzmissziós függvényét a τλ, vagyis a normális és az anomális receptor függvények hányadosaként állítanánk elő, akkor a nevezővel beszorozva λ λ λ λ λ l korrekciós szűrő alkalmazva a λ egyenletként azt találhatnánk, hogy a anomális receptorra, eredményül a λ normális receptort állítja elő. További érdekesség a létrejövő ingerület () számításának kétféle matematikai interpretációja: ahol: l 780 380 τλ Φ λ a szem felé érkező fény spektruma λ dλ Az integráljel mögötti részt kétféle képen lehet felírni matematikailag, mivel a szorzási művelet sorrendje felcserélhető: Φλ τλ λ Φλ τ λ λ A bal oldalon az szerepel, ami valóságban is történik: a bejövő fény spektrumát először l színszűrő, majd ezt a megváltoztatott spektrumot látja a rossz receptor. megváltoztatja a A jobb oldalon viszont a l l jó receptor) és ez a jó receptor látja az eredeti l színszűrő (virtuálisan) megjavítja a rossz l receptort (lesz belőle fényspektrumot. A két interpretáció jól mutatja a találmány szerinti elvet: úgy változtatjuk meg a beérkező fény spektrumát, hogy az egyenértékű a rossz receptor megjavításával.