Зрительное восприятие окружающей среды

                     свет   ЦВЕТ  СВЕТЛОТА   ЗРЕНИЕ

свет, 1) в узком смысле то же, что и видимое излучение, т.е. электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (7,5 х 1014 - 4,3 х 1014 гц, что соответствует длинам волн в вакууме от 400 до 700 нм). свет очень высокой интенсивности глаз воспринимает в несколько более широком диапазоне частот. Зависимость чувствительности среднего человеческого глаза к свет от частоты свет (спектральная чувствительность глаза) характеризуется функцией спектральной световой эффективности (т. н. кривой видности глаза). Эта функция лежит в основе всех светотехнич. расчётов. Различие в частоте (или совокупности частот) световых волн в общем -ио не в каждом отдельном - случае воспринимается человеком как различие в цвете (более подробно см. Цветовое зрение, Цветовые измерения).
2) свет в широком смысле - синоним оптического излучения, включающего, кроме видимого, излучение ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра (диапазон частот приблизительно 3 х 1011 --3 х 1017 гц, длин волн в вакууме - от 1 мм до 1 нм). В этом т. н. оптическом диапазоне физич. свойства излучения и методы его исследования характеризуются значит. степенью общности (см. Оптика). В частности, именно в оптич. диапазоне начинают отчётливо проявляться одновременно и волновые, и корпускулярные свойства электромагнитного излучения.
ЦВЕТ, одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Тот или иной Ц. "присваивается" человеком объектам в процессе их зрит, восприятия. В подавляющем большинстве случаев цветовое ощущение возникает в результате воздействия на глаз потоков электромагнитного излучения из диапазона длин волн, в к-ром это излучение воспринимается глазом (видимый диапазон - длины волн от 380 до 760 ил). Иногда цветовое ощущение возникает без воздействия лучистого потока на глаз -при давлении на глазное яблоко, ударе, электрич. раздражении и др. (см. Фос-фен), а также по мысленной ассоциации с др. ощущениями - звука, тепла и т. д., и в результате работы воображения. Различные цветовые ощущения вызывают разноокрашенные предметы, их разно-освещённые участки, а также источники света и создаваемое ими освещение. При этом восприятия Ц. могут различаться (даже при одинаковом относит, спектральном составе потоков излучения) в зависимости от того, попадает ли в глаз излучение от источников света или от несамосветящихся объектов. В человеческом языке, однако, используются одни и те же термины для обозначения Ц. этих двух разных типов объектовоображение Осн. долю предметов, вызывающих цветовые ощущения, составляют несамосветящиеся тела, к-рые лишь отражают или пропускают свет, излучаемый источниками. В общем случае Ц. предмета обусловлен след, факторами: его окраской и свойствами его поверхности; оптич. свойствами источников света и среды, через к-рую свет распространяется; свойствами зрительного анализатора и особенностями ещё недостаточно изученного психофизиологич. процесса переработки зрит, впечатлений в мозговых центрах.
Эволюционно способность к восприятию Ц. развилась для целей идентификации предметов вместе со способностями к восприятию других их свойств (размеров, твёрдости, теплоты и др.) и перемещений в пространстве, помогая обнаруживать и опознавать в жизненно важных ситуациях отд. предметы по их окраске при всевозможных изменениях освещения и состояния окружающей их среды. Эта необходимость распознавания объектов явилась гл. причиной того, что их Ц. определяются в основном их окраской, и при привычных для человека условиях наблюдения за счёт вносимой наблюдателем бессознательно поправки на освещение лишь в малой степени зависят от освещения. Напр., зелёная листва деревьев признаётся зелёной даже при красноватом освещении на закате солнца. Оговорка о привычных (в широком смысле) условиях наблюдения весьма существенна -если сделать их резко необычными, суждения человека о Ц. предметов (следовательно, и его цветовые ощущения) становятся неуверенными или ошибочными. (Так, описания и попытки воспроизведения Ц. т. н. космических зорь, сделанные разными космонавтами, сильно отличались одно от другого и от Ц. этих "зорь", зафиксированных объективными методами цветной фотографии.) Вырабатывающееся и закрепляющееся в человеческом сознании устойчивое представление об определённом Ц. как неотъемлемом признаке привычных объектов наблюдения наз. "эффектом принадлежности Ц.", или "явлением константности Ц.". Эта психологич. особенность зрит, восприятия наиболее сильно проявляется при рассматривании несамосветящихся предметов и обусловлена тем, что в повседневной жизни мы одновременно рассматриваем совокупности предметов, подсознательно сравнивая их Ц., либо сравниваем цветовые ощущения от разноокрашенных или разноосвещён-ных участков этих предметов. Эффект принадлежности Ц. несамосветящихся объектов настолько значителен, что даже в неблагоприятных условиях рассматривания Ц. предмета осознаётся в результате опознания предмета по др. признакам. Наименования мн. Ц. произошли от назвоображение объектов, окраска к-рых очень сильно выражена: малиновый, розовый, изумрудный. Нередко даже Ц. источника света описывают Ц. к.-л. характерного несветящегося объекта: кроваво-красный диск Солнца. Эффект принадлежности Ц. не столь силён для источников света, поскольку в обычных (не связанных с их производством) условиях их редко сопоставляют с др. источниками, и зрит, анализатор в значит, степени адаптируется к условиям освещения. Примером может служить неопределённость понятия "белый свет", в отличие от полной определённости понятия"белый Ц. поверхности несамосветящегося предмета" (Ц. поверхности, на всех участках к-рой во всём видимом диапазоне минимально и одинаково по относит, интенсивности поглощение света).
Восприятие Ц. может частично меняться в зависимости от психофизиологич. состояния наблюдателя, напр, усиливаться в опасных ситуациях, уменьшаться при усталости и т. д. Несмотря на адаптацию глаза к условиям освещения, оно может довольно заметно отличаться от обычного при изменении интенсивности излучения (того же относит, спектрального состава) - явление, открытое нем. учёными воображение Бецольдом и Э. Брюкке в 1870-х гг. Оно наглядно демонстрируется в т. н. бинокулярной колориметрии, основанной на независимой адаптации одного глаза от другого. Всё это указывает на ведущую роль мозговых центров, ответственных за восприятие Ц., и степени их "тренированности" (при неизменном фотохим. аппарате цветового зрения).
Ц. излучений, длины волн к-рых располагаются в определённых интервалах из диапазона видимого света вокруг длины волны к.-л. монохроматического излучения, наз. спектральными Ц. Излучения с длинами волн от 380 до 470 нм имеют фиолетовый и синий Ц., от 480 до 500 нм - сине-зелёный, от 510 до 560 tiM - зелёный, от 570 до 590 нм -жёлто-оранжевый, от 600 до 760 нм -красный (в более мелких участках этих интервалов Ц. излучений соответствуют различным оттенкам указанных Ц., большее количество к-рых легко различается тренированным наблюдателем).
Развитие способности к ощущению Ц. эволюционно обеспечивалось формированием спец. системы цветового зрения, состоящей из трёх типов цветочувствит. фоторецепторов в центральном участке сетчатки глаза (т. н. колбочек) с максимумами спектральной чувствительности в трех разных спектральных участках: красном, зелёном и синем, а также четвёртого типа рецепторов (п а л о ч е к), не обладающих преимуществ, чувствительностью к к.-л. одному спектральному Ц., расположенных по периферии сетчатки и играющих гл. роль в создании ахроматических (см. ниже) зрит, образовоображение Часто недооцениваемое значение палочек в механизме распознавания Ц. становится тем выше, чем ниже освещённость наблюдаемых предметов. Воздействие различных по спектральному составу и интенсивности потоков лучистой энергии на эти четыре типа рецепторов сетчатки и является физико-хим. основой различных восприятий Ц. Комбинации разных по интенсивности раздражений фоторецепторов, перерабатываемые и в периферийных проводящих нервных путях, и в мозговых зрит, центрах, дают всё многообразие цветовых ощущений. Суммарная спектральная чувствительность глаза, обусловленная действием фоторецепторов всех типов, максимальна в "зелёной" области (длина волны ок. 555 нм), а при понижении освещённости смещается в "сине-зелёную" область. Предполагавшаяся ранее сводимость всех цветовых ощущений к сочетаниям различных раздражений только трёх типов цветочувствит. элементов послужила основой для разработки способов количеств, выражения Ц. в виде набора трёх чисел. Подобный подход имеет рациональную основу (см. ниже), однако при разработке таких способов не могли быть учтены влияние вариаций освещённости и интенсивности излучения, роль (весьма значительная) зрит, мозговых центров и общего психофизиологич. состояния наблюдателя.
При уточнённом качеств, описании Ц. используют три его субъективных атрибута: цветовой тон (ЦТ), насыщенность и светлоту. Разделение признака Ц. на эти взаимосвязанные компоненты есть результат мысленного процесса, существенно зависящего от навыка и обучения. Наиболее важный атрибут Ц.- ЦТ ("оттенок цвета") - ассоциируется в человеческом сознании с обусловленностью окраски предмета определённым типом пигмента, краски, красителя. Напр., зелёный тон присваивают предметам с окраской, близкой к окраске естеств. зелени, содержащей хлорофилл. Насыщенность характеризует степень, уровень, силу выражения ЦТ. Этот атрибут в человеческом сознании связан с количеством (концентрацией) пигмента, краски, красителя. Серые тона наз. ахроматически-м и (бесцветными) и считают, что они не имеют насыщенности и различаются лишь по светлоте. Светлоту сознание обычно связывает с количеством чёрного или белого пигмента, реже - с освещённостью. Светлоту разноокрашенных объектов оценивают, сопоставляя их с ахро-матич. объектами. Ахромагичность несамосветящихся объектов обусловлена 6. или м. равномерным, одинаковым отражением ими излучений всех длин волн в пределах видимого спектра. Ц. ахрома-тич. поверхностей, отражающих максимум света, наз. "белым". Несмотря на то, что по такому определению "белыми" могут оказаться предметы, к-рые при непосредствоображение сравнении дают разные цветовые ощущения, среди ахроматич. Ц. несамосветящихся объектов белый Ц. занимает исключит, положение. Поверхности с белой окраской часто служат своеобразными "эталонами": они всегда сразу узнаются и именно сопоставление с ними, наряду с адаптацией глаза, позволяет бессознательно вводить поправку на освещение. Даже если наблюдаются только белые предметы, по ним опознаётся Ц. самого освещения. При "узнавании" Ц. объектов в отсутствии "эталонных" белых поверхностей решающую роль играют т. н. цветотеневые соотношения, к-рые даёт сопоставление объектов, различающихся по светлоте и ЦТ, в ахроматических объектов. Насыщенность и светлота несамосветящихся предметов взаимосвязаны, т. к. усиление избират. спектрального поглощения при увеличении количества (концентрации) красителя всегда сопровождается уменьшением интенсивности отражённого света, что вызывает ощущение уменьшения светлоты. Так, роза более насыщенного пурпурного Ц. воспринимается более тёмной, чем роза с тем же, но менее выраженным ЦТ.
Одновременное рассматривание одних и тех же несамосветящихся предметов или источников света неск. наблюдателями с нормальным цветовым зрением (в одинаковых условиях рассматривания) позволяет установить однозначное соответствие между спектральным составом сравниваемых излучений и вызываемыми ими цветовыми ощущениями. На этом основаны цветовые измерения (колориметрия). Хотя такое соответствие и однозначно, но не взаимно-однозначно: одинаковые цветовые ощущения могут вызывать потоки излучений различного спектрального состава. Определений Ц., как физ. величины, существует много. Но даже в лучших из них с колориметрич. точки зрения часто опускается упоминание о том, что указанная (не взаимная) однозначность достигается лишь в стандартизованных условиях наблюдения, освещения и т. д., не учитывается изменение восприятия Ц. при изменении интенсивности излучения того же спектрального состава (явление Бецольда -Брюкке), не принимается во внимание т. н. цветовая адаптация глаза и др. Поэтому многообразие цветовых ощущений, возникающих при реальных условиях освещения, вариациях угловых размеров сравниваемых по Ц. элементов, их фиксации на разных участках сетчатки, разных психофизиологич. состояниях наблюдателя и т. д., всегда богаче колориметрич. цветового многообразия. Напр., в колориметрии одинаково определяются как оранжевые или жёлтые Ц., к-рые в повседневной жизни воспринимаются (в зависимости от светлоты) как "бурые", "каштановые", "коричневые", "шоколадные", "оливковые" и т. д. В одной из лучших попыток определения Ц., принадлежащей Э. Шредингеру, трудности задачи "снимаются" простым отсутствием к.-л. указаний на зависимость цветовых ощущений от многочисл. конкретных условий наблюдения. По Шредингеру, Ц. есть свойство спектрального состава излучений, общее всем излучениям, визуально не различимым для человека. При цветовых измерениях (в колориметрии) Ц. обозначают совокупностью трёх чисел. Существует много систем, отличающихся методикой определения таких трёх чисел. Широко применяется, напр., система, в к-рой численные значения придают описанным выше субъективным атрибутам Ц. Придание им численных знанений осуществляют либо компараторным методом (сравнение с эталонами Ц., составляющими цветовые таблицы или атласы), либо инструментально-расчётным методом, в к-ром ЦТ выражается через объективно определяемую длину волны (длину волны излучения, воспроизводящего - в смеси с белым Ц.- измеряемый Ц.), насыщенность Ц.- через его чистоту (соотношение интенсивностей монохроматического и белого Ц. в смеси), а светлота выражается через также объективно устанавливаемую яркость измеряемого излучения ("гетерохромную", т. е. "разноцветную" яркость), определяемую экспериментально или рассчитываемую по кривой спектральной световой эффективности излучения (его видности, как говорили раньше). Количеств, выражение субъективных атрибутов Ц. неоднозначно, поскольку оно сильно зависит от различия между конкретными условиями рассматривания и стандартизованными колориметрическими. В частности, поэтому существует много формул, определяющих светлоту. В колориметрии особое значение придают измерению спектральных Ц. и определению по ним т. н. кривых сложения, характеризующих спектральную чувствительность зрительного анализатора относит, количествами трёх излучений, смешение к-рых даёт определённое цветовое ощущение. Ц. излучений разного спектрального состава, к-рые при одинаковых условиях рассматривания визуально воспринимаются одинаковыми, наз. метамерными Ц., или м е-тамерами. Метамерия Ц. увеличивается с уменьшением его насыщенности, т. е. чем менее насыщен Ц., тем большим числом комбинаций смесей излучений разного спектрального состава он может быть получен. Для белых Ц. характерна наибольшая метамерия. Ц. любых двух излучений, создающих в смеси белый Ц., наз. дополнительными цветами. Напр., дополнительными при получении белого Ц. от источника с цветовой температурой 4800 К являются сине-зелёные и красные монохроматич. излучения с длинами волн 490 и 595 нм, либо 480 и 580 нм. Наблюдатель с нормальным цветовым зрением при сопоставлении различно окрашенных предметов или источников света может различать при внимательном рассматривании большое количество Ц. Натренированный наблюдатель различает по ЦТ ок. 150 Ц., по насыщенности ок. 25, по светлоте от 64 при высокой освещённости до 20 при пониженной освещённости (разумеется, здесь речь идёт о "тренированности" мозговых зрит, центров, ответственных за цветовые ощущения). При аномалиях цветового зрения различается меньшее число Ц. Ок. 90% всех людей обладают нормальным цветовым зрением и ок. 10% - частично или полностью "цветнослепые". Характерно, что из этих 10% людей с аномалиями цветового зрения 95% - мужчины. Существует три вида таких аномалий: краснослепые (протанопы) не отличают красных Ц. от близких к ним по светлоте ахроматич. Ц. и дополнит, по ЦТ тёмно-голубых Ц.; зелёнослепые (дейтеранопы) не отличают или плохо отличают зелёные цвета от близких к ним по светлоте ахроматич. Ц. и дополнит, пурпурных Ц.; синеслепые (тританопы) не отличают синих Ц. от близких по светлоте ахроматич. и дополнит, тёмно-жёлтых Ц. Очень редки случаи полной цветовой слепоты, когда воспринимаются лишь ахроматич. образы. Аномалии цветового зрения не мешают нормальной трудовой деятельности при условии, что к ряду профессий цветнослепые не должны допускаться.
Одно из осн. свойств зрит, анализатора - адаптация зрения - обеспечивает опознание предметов по Ц. (за счёт эффекта принадлежности Ц.) при вариациях условий освещения и рассматривания в весьма широких пределах. Вместе с тем при изменении спектрального состава освещения визуально воспринимаемые различия между одними Ц. усиливаются, а между другими ослабевают. Напр., при желтоватом освещении, создаваемом лампами накаливания, синие и зелёные ЦТ различаются хуже, чем красные и оранжевые, а при синеватом освещении в пасмурную погоду, наоборот, хуже различаются красные и оранжевые ЦТ. При слабом освещении все Ц. различаются хуже и воспринимаются менее насыщенными ("эффект сумеречного зрения"). При очень сильном освещении Ц. воспринимаются тоже менее насыщенными и "разбелёнными". Эти особенности зрит, восприятия широко используются в изобразит, искусстве для создания иллюзии того или иного освещения. Цвет в индивидуальной и общественной практике человека. Исключительно велика роль Ц. в жизни и деятельности каждого отд. человека и общества в целом: в пром-сти, транспорте, искусстве, совр. технике передачи информации и т. д. В быту и на производстве Ц. и их сочетания интенсивно используются как символы, заменяющие целые понятия в правилах поведения. Так, сигнальные огни того или иного Ц. на транспортных магистралях разрешают или запрещают движение, предупреждают, требуют внимания. В пром-сти и др. коллективной деятельности Ц. как символы применяются для маркировки трубопроводов с различными веществами или темп-рами, различных электропроводов, всевозможных жетонов, информац. карт, банковских документов, денежных знаков, спецодежды и др. В пром-сти и быту Ц. является одним из осн. факторов производств, и бытового комфорта. Изучение психологич. воздействия определённых сочетаний Ц.- цветовых гармоний - составляет предмет эстетики Ц. Цветовые гармонии широко используются как в искусстве, так и при организации производств, процессов для создания психологич. акцентов, обеспечивающих увеличение производительности труда и уменьшение утомляемости работников, а также бытовой комфорт, способствующий активному и наиболее полноценному отдыху. Особо важное значение Ц. имеет для повышения качества и стандартности пром. продукции. Как показатель высокого качества продуктов Ц. незаменим в случаях, когда др. объективные или субъективные методы по тем или иным причинам нельзя применить либо когда их применение требует длительной и трудоёмкой работы или дорогостоящей аппаратуры. Поэтому широкое распространение получили ком-параторные методы идентификации Ц. мн. пищевых продуктов и веществ, используемых в хим., лёгкой и пищ. пром-сти, а также в др. областях нар. хозяйства. Для практич. применения этих методов выпускаются различные цветные таблицы, атласы, образцы красок, компараторы, колориметры, цветные фотометры и денситометры.  Вверх

СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая в светотехнике для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми двумя смежными одноцветными поверхностями. Если L1 и L2 -яркости сравниваемых поверхностей, причём L1 = L2 + nАL, где AL -яркостный порог (минимально заметное для глаза различие в яркости), то свет первой поверхности по отношению ко второй равна числу n. Вверх

ЗРЕНИЕ, восприятие организмом внешнего мира, т. е. получение информации о нём, посредством улавливания специальными зрения органами отражаемого или излучаемого объектами света. Аппарат зрение включает периферич. отдел, расположенный в глазе (сетчатка, содержащая фоторецепторы и нервные клетки), и связанные с ним центр. отделы (нек-рые участки среднего и межуточного мозга, а также зрительная область коры больших полушарий). зрение позволяет на основе анализа внешних ситуаций организовать целесообразное поведение. С помощью зрение организм получает сведения о направлении отдельных пучков света, их интенсивности и т. д. Свет поглощается фоторецепторами глаза, содержащими зрительный пигмент, преобразующий энергию квантов света в нервные сигналы; от спектра поглощения пигментов зависит диапазон воспринимаемого света. Человек воспринимает электромагнитные излучения в диапазоне длин волн 400- 700 нм, нек-рые насекомые различают и ультрафиолетовые лучи (до 300 нм), нек-рые ящерицы - инфракрасный свет. В процессе эволюции животных зрение прошло сложное развитие: от способности различать лишь степень освещённости (дождевой червь) или направление на источник света (улитка) до многообразного анализа изображения. Своеобразно устроены фасеточные глаза ракообразных и насекомых, дающие "мозаичное" изображение и приспособленные к различению формы близлежащих объектовоображение Глаза ряда беспозвоночных способны различать плоскость поляризации света. Глаз позвоночных имеет преломляющую свет оптич. систему: роговицу, хрусталик (линзу), стекловидное тело, а также радужную оболочку со зрачком. При помощи специальной мышцы кривизна хрусталика, а следовательно, и его преломляющая сила меняются (аккомодация глаза), что обеспечивает резкость изображения на глазном дне. Внутреннюю поверхность глазного яблока занимает световоспринимающая часть глаза - сетчатка За фоторецепторами - палочковыми и колбочковыми клетками - следует система из неск. этажей нервных клеток, анализирующих поступающие от фоторецепторов сигналы. Нервные клетки сетчатки генерируют биоэлектрические потенциалы, к-рые можно зарегистрировать в видеэлектроретинограммы (рисвет 2) (см. Электроретинография).
Анализ электрич. активности сетчатки и её отдельных элементов - один из важных приёмов изучения её функции и состояния. Наиболее тонко дифференцирующий участок сетчатки глаза человека - т.н. жёлтое пятно и особенно его центральная ямка (фовеа), плотность рецепторов (колбочек) в к-рой достигает 1,8*105 на 1 мм2, обеспечивает высокую пространственную разрешающую способность глаза, или остроту зрение (у человека при оптимальном освещении она в среднем равна 1 угловой мин). На периферии сетчатки преобладают палочки, большие группы к-рых связаны каждая с одной нервной клеткой; острота зрение здесь значительно ниже. Соответственно периферия поля зрение служит для общей ориентировки, а центр - для детального рассматривания объектов.

оценки объёмности предметов и расстоянии до них. Большую роль в зрение, особенно у высших позвоночных, играют движения глаз, к-рые осуществляются глазными мышцами, управляемыми из среднего мозга. Движения бывают произвольными и непроизвольными. Последние разделяют на 3 типа: медленный дрейф, высокочастотный тремор (80 гц) и быстрые скачки. Объекты, изображение к-рых неподвижно относительно сетчатки, человеком не воспринимаются, поэтому без движений глаз зрение практически невозможно. Сигналы от глаза через зрительный нерв идут по двум осн. путям: в средний мозг, к-рый у рыб и земноводных служит высшей инстанцией, т. к. передний мозг у них развит слабо, и в получивший у млекопитающих очень большое развитие передний мозг(через боковое коленчатое тело в затылочную область коры больших полушарий). Переработка зрительных сигналов и анализ изображения осуществляются на всех этажах зрительной системы, в т. ч. и в сетчатке. У разных животных обнаружены волокна зрительного нерва ("детекторы"), передающие в мозг сигналы о таких специфич. свойствах объектов, как их движение, направление движения, наличие в поле зрение тёмного пятнышка или горизонтального края (рисвет 3) и др. Сигналы детекторов сетчатки, вероятно, используются в среднем мозгу для организации простых, автоматизированных реакций, свойственных поведению низших, а отчасти и высших позвоночных (движения глаз и головы при опасности, при слежении за движущимся объектом и т. д.).

Анализ, осуществляющийся в коре больших полушарий, значительно многообразнее и тоньше. Существенное для анализа свойство зрение- его константность, благодаря чему особенности объектов (их окраска, размеры, форма) воспринимаются как постоянные, несмотря на колебания интенсивности и спектрального состава освещения, расстояния до объекта, угла зрение и др. Вверх