Πληροφορίες

HSL Lightness vs Eye sensitivity

HSL Lightness vs Eye sensitivity


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Σε ένα μονοχρωματικό φάσμα, είναι το ανθρώπινο μάτι εξίσου ικανό να διακρίνει μεταξύ πιο ανοιχτόχρωμων χρωμάτων, όπως είναι και στη διάκριση μεταξύ πιο σκούρων χρωμάτων; Εννοώ ότι υπάρχει πραγματικά μια γραμμική σχέση μεταξύ της ιδιότητας Lightness στο χρωματικό μοντέλο HSL και της αντιληπτής φωτεινότητας;


Όχι, το μεγάλο ο άξονας στον χρωματικό χώρο HSL δεν αντιστοιχεί πραγματικά στην ελαφρότητα όπως γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι, εκτός από την πιο ωμή έννοια ότι, για δεδομένες τιμές του H και μικρό εξαρτήματα, αυξάνοντας μεγάλο παράγει μια αύξηση στην αντιληπτή ελαφρότητα.

ο μεγάλο Το στοιχείο του τυπικού χρωματικού χώρου HSL υπολογίζεται απλώς ως ο μέσος όρος του χαμηλότερου και του υψηλότερου στοιχείου RGB του χρώματος (σε όποιο χώρο χρώματος RGB χρησιμοποιείται): $$L = frac{min(R, G, B ) + max(R,G,B)}2$$

Αυτός ο ορισμός και μόνο θα πρέπει να κάνει προφανές ότι το μεγάλο αξία δεν μπορώ αντιστοιχούν στην αντιληπτή ελαφρότητα, καθώς αγνοεί εντελώς το μεσαίο από τα τρία κανάλια RGB. Έτσι, το χρώμα (R=0, σολ=0, σι=1), δηλαδή το καθαρό $color{#0000ff}{ m blue}$, έχει ακριβώς το ίδιο μεγάλο τιμή (0,5) ως χρώμα (R=0, σολ=1, σι=1), δηλαδή $color{#00ffff}{ m κυανό}$, ωστόσο είναι προφανές με μια ματιά ότι το τελευταίο χρώμα είναι οπτικά πολύ πιο φωτεινό.

Πράγματι, ο χρωματικός χώρος HSL δεν είναι καν προσπαθήστε να ταιριάζει με την αντιληπτική ελαφρότητα των χρωμάτων. μάλλον, ο ορισμός του μεγάλο Το κανάλι επιλέγεται επειδή έχει τη βολική λειτουργία στην οποία αντιστοιχίζει το μαύρο μεγάλο=0, λευκό έως μεγάλο=1, και τα έξι μέγιστα κορεσμένα καθαρά χρώματα RGB (κόκκινο, κίτρινο, πράσινο, κυανό, μπλε και ματζέντα), παρά τις μεγάλες αντιληπτικές διαφορές ελαφρότητας, μεγάλο=0.5.


Μια πολύ καλύτερη προσέγγιση στην αντιληπτή ελαφρότητα ενός χρώματος είναι το luma Υ', που ορίζεται ως ο σταθμισμένος μέσος όρος των καναλιών RGB. Τα ακριβή βάρη εξαρτώνται από τον ορισμό και τον χρωματικό χώρο RGB που χρησιμοποιείται, αλλά μια κοινή επιλογή (από το ITU-R Rec. 709) είναι: $$Y' = 0,2126, R + 0,7152, G + 0,0722, B$$

Τα ζύγιση επιλέγονται για να λάβουν υπόψη τη διαφορετική αντιληπτή ελαφρότητα των διαφορετικών βασικών χρωμάτων RGB. Ένα εντυπωσιακό χαρακτηριστικό είναι ότι το πράσινο εξάρτημα από μόνο του αντιπροσωπεύει πάνω από το 70% του λούμα, σχεδόν δέκα φορές περισσότερο από το μπλε συστατικό. Ωστόσο, μια οπτική σύγκριση του $color{#0000ff}{ m 100\% blue}$ με το $color{#00ff00}{ m 100\% green}$ επιβεβαιώνει ξεκάθαρα ότι αυτή η επιλογή βαρών είναι δικαιολογημένη : εμφανίζεται το καθαρό πράσινο πολύ πιο φωτεινό από το μπλε και σχεδόν τόσο φωτεινό όσο το κυανό (που είναι το άθροισμά τους) παραπάνω.


Ωστόσο, ο ορισμός του luma εξακολουθεί να αγνοεί τη μη γραμμικότητα τόσο των τυπικών χρωματικών χώρων RGB (όπως το sRGB) όσο και του ανθρώπινου ματιού. Ενώ αυτά τα δύο εφέ ακυρώνουν εν μέρει το ένα το άλλο, επιτρέποντας τη χρήση του luma ως λογική προσέγγιση της αντιληπτικής ελαφρότητας, για πραγματικά ακριβή αποτελέσματα πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αυτό περιλαμβάνει πολλά βήματα:

  1. Μετατρέψτε το χρώμα RGB σε γραμμικό χρωματικό χώρο. Για sRGB, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο ακόλουθος τύπος: $R_L = f(R), G_L = f(G), B_L = f(B)$, όπου: $$f(C) = egin{cases}C / 12,92 & ext{if } 0 le C le 0,04045 ((C + 0,055) / 1,055)^{2,4} & ext{if } 0,04045 < C le 1 end{περιπτώσεις}$$ (Εδώ, Οι τιμές $R$, $G$ και $B$ είναι οι τιμές των στοιχείων sRGB και οι $R_L$, $G_L$ και $B_L$ οι γραμμικές, κλιμακωμένες και οι δύο στο εύρος από 0,0 έως 1,0.) Εναλλακτικά, μια πολύ κοντινή προσέγγιση στον παραπάνω τύπο δίνεται με απλή επέκταση γάμμα με $gamma = 2,2$: $f(C) = C^{2,2}$.

  2. Υπολογίστε τη σχετική φωτεινότητα ως σταθμισμένο μέσο όρο των τιμών των γραμμικών στοιχείων RGB: $$Y = 0,2126, R_L + 0,7152, G_L + 0,0722, B_L$$ (Τα βάρη είναι ακριβώς τα ίδια με τον παραπάνω τύπο luma, επειδή από εκεί προέρχονται· ο υπολογισμός luma απλώς τα εφαρμόζει στα τυφλά στις τιμές RGB συμπιεσμένες με γάμμα.)

  3. Μετατρέψτε τη σχετική τιμή φωτεινότητας σε μια προσέγγιση της αντιλαμβανόμενης ελαφρότητας, χρησιμοποιώντας κάτι σαν τον τύπο CIELAB: $ell^* = 1,16, g(Y) - 0,16$, όπου: $$g(Y) = egin{περιπτώσεις } frac13 left( frac{29}{6} ight)^2 Y + frac{4}{29} & ext{if } 0 le Y le left( frac{6}{6}{ 29} ight)^3 Y^{1/3} & ext{otherwise} end{cases}$$ (Σημείωση: Στο πρότυπο CIELAB, η τιμή $L^*$ κυμαίνεται από 0 έως 100, αλλά για λόγους συνέπειας, στον παραπάνω τύπο επέλεξα να ορίσω $ell^* = L^* / 100$, έτσι ώστε το εύρος του να είναι επίσης από 0 έως 1.)


13.8. Απόκριση έντασης ματιών, ευαισθησία αντίθεσης

Το ανθρώπινο μάτι είναι ικανό να ανταποκρίνεται σε ένα τεράστιο εύρος έντασης φωτός, που ξεπερνά τις 10 μονάδες σε λογαριθμική κλίμακα (δηλαδή διακύμανση από ελάχιστη έως μέγιστη ένταση πάνω από 10 δισεκατομμύρια φορές). Αναπόφευκτα, η απόκριση του ματιού στην ένταση του σήματος, η οποία καθορίζει τη φαινόμενη έντασή του, ή λάμψη, δεν είναι γραμμικό. Δηλαδή, δεν καθορίζεται από την ονομαστική αλλαγή του φυσικού ερεθίσματος (φωτεινή ενέργεια), αλλά από την αλλαγή του σε σχέση με το αρχικό του επίπεδο.

Γενικά, υπάρχει μια ελάχιστη απαιτούμενη αλλαγή στην ένταση του σήματος που απαιτείται για να προκαλέσει αλλαγή στην αίσθηση, και η τελευταία δεν είναι απαραίτητα ανάλογη με την πρώτη. Ήταν ο πατέρας της φωτομετρίας, ο Pierre Bouguer, ο οποίος το 1760 παρατήρησε για πρώτη φορά ότι η ορατότητα του κατωφλίου μιας σκιάς σε φωτισμένο φόντο δεν καθορίζεται από την ονομαστική διαφορά στο επίπεδο φωτισμού τους, αλλά από την αναλογία μεταξύ των δύο εντάσεων. Με άλλα λόγια, αυτή η απόκριση φωτεινότητας των ματιών δεν είναι ανάλογη με την ονομαστική (φυσική) ένταση του φωτός, αλλά ανάλογη με το επίπεδο της έντασής του. Αυτή η αναλογία κατωφλίου, που βρήκε ότι είναι 1/64 (γύρω στο 1,5%) δεν άλλαξε με την αλλαγή του επιπέδου έντασης.

Το 1834, Γερμανός φυσιολόγος Ernst H. Weber , με βάση μετρήσεις για έναν αριθμό διαφορετικών φυσιολογικών αποκρίσεων, καθιέρωσε έναν γενικό εμπειρικό νόμο που δηλώνει ότι η ελάχιστη αισθητή αλλαγή στην ένταση εισόδου ΔΕγώ - έτσι λέγεται όριο αύξησης - βρίσκεται σε συνεχή σχέση με το επίπεδο έντασης Εγώ, δηλ.

Η τιμή του ΔI/I, κλήθηκε Κλάσμα Weber, συνεχής, ή αναλογία, ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο της φυσιολογικής απόκρισης για την απόκριση φωτεινότητας, οι αρχικές τιμές διέφεραν κάπως από το ένα πείραμα στο άλλο (1/64 Bouguer 1760, 1/100 Weber 1834, 1/38 Steinheil 1837, 1/100 Fechner 1858), αλλά φαινόταν σταθερή και οι διακυμάνσεις τιμών αποδίδονταν σε διαφορετικές τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν ή/και σε παραλλαγές στις μεμονωμένες ευαισθησίες. Πιο πρόσφατα πειράματα κατέληξαν στις τιμές αναλογίας που είναι συγκεκριμένες για τους δύο κύριους τύπους φωτοϋποδοχέων αμφιβληστροειδούς,

0,14 και 0,015-0,03 για τους κώνους και τις ράβδους, αντίστοιχα (ΣΥΚΟ. 237).

ΕΙΚΟΝΑ 237: Εάν ισχύει αυστηρά ο νόμος Weber, το όριο αύξησης φωτεινότητας, είτε μόνο του είτε ως λόγος προς την ένταση, αλλάζει πάντα γραμμικά με την αλλαγή στην ένταση. Όταν και οι δύο κλίμακες ενός γραφήματος είναι γραμμικές και η κατακόρυφη κλίμακα είναι το όριο αύξησης, η γραφική παράσταση έναντι της έντασης έχει κλίση ίση με τον λόγο Weber (πάνω αριστερά). Όταν και οι δύο κλίμακες είναι λογαριθμικές, η κλίση της γραφικής παράστασης ισούται με 1 (δηλαδή 45°, επάνω δεξιά). Με την αναλογία στην κατακόρυφη κλίμακα, το διάγραμμα είναι πάντα μια οριζόντια γραμμή, αφού η τιμή του λόγου είναι σταθερή (κάτω). Όπως θα εξεταστεί στη συνέχεια, τα πραγματικά δεδομένα δεν υποστηρίζουν αυτή την απλή ιδέα. Ομοίως, οι τιμές που βρέθηκαν πειραματικά είναι για τις συγκεκριμένες μορφές ερεθίσματος/υπόβαθρου/περιβάλλοντος και δεν είναι απαραίτητα έγκυρες για να ποσοτικοποιήσουν μια γενική απόκριση ρόδα/κώνου. Για παράδειγμα, η αναλογία Weber 0,14 για τους κώνους καθορίστηκε με βάση την κρίση των παρατηρητών που κοιτούσαν ένα ζευγάρι φωτεινών δίσκων που αναβοσβήνουν για λίγο ταυτόχρονα (Cornsweet and Pinsker, 1965). Μόνο μια αλλαγή σε έναν μόνο παράγοντα - για παράδειγμα, το μέγεθος του φόντου σε σχέση με το ερέθισμα - μπορεί να αλλάξει σημαντικά το όριο αύξησης.

Gustav T. Fechner , Γερμανός φυσικός, μαθητής του Βέμπερ, επεκτάθηκε στον εμπειρικό νόμο του Βέμπερ: υποθέτοντας ότι αυτή η απλώς αισθητή διαφορά στην αίσθηση Δ Σ, που αντιστοιχεί στην αλλαγή του σήματος κατωφλίου Δ Ι, είναι μια μοναδιαία αλλαγή στην αίσθηση, η οποία ορίζεται ως S=k( ΔI/I ), όπου κ είναι αριθμητική σταθερά, ακέραιος. Υποθέτοντας ότι για μικρές τιμές των Δ S και Δ I, ρεI/I=ρεΤο S/k ενσωματώνεται στο S=klnI+C, με ντο όντας μια αυθαίρετη σταθερά. Αυτό μετατρέπεται σε:

που είναι η γενική μορφή του ο νόμος του Φέχνερ ή, εναλλακτικά, Νόμος Weber-Fechner. Το κάλεσε ο Φέχνερ ψυχοφυσικός νόμος, πιστεύοντας ότι ισχύει για όλες τις αισθήσεις (1860). Η επιλογή του ακέραιου αριθμού κ επηρεάζει το σχήμα της καμπύλης, η οποία γίνεται πιο ανοιχτή (δηλαδή λιγότερο απότομη για μικρές τιμές του Εγώ, και πιο απότομο για μεγαλύτερο Εγώ αξίες) όπως κ αυξάνει. Η επιλογή του ντο επηρεάζει απλώς την κατακόρυφη θέση του οικοπέδου.

Στη βασική του μορφή (νόμος Weber), αυτό υποδηλώνει ότι η απόκριση του ματιού στη φωτεινότητα του αντικειμένου, ως διάκριση φωτεινότητας, δεν είναι ανάλογη με το πραγματικό (φυσικό) επίπεδο έντασής του, αλλά ότι αλλάζει με το επίπεδο έντασης, παραμένοντας σχεδόν σταθερό σε σχέση με αυτό. Αυτό, με τη σειρά του, με την υπόθεση ότι η σχετική τιμή της μόλις αισθητής διαφοράς στην αίσθηση φωτεινότητας είναι μονάδα της αλλαγής της αίσθησης, σημαίνει ότι η αντιληπτή φωτεινότητα του αντικειμένου αλλάζει με τον λογάριθμο της πραγματικής φωτεινότητας του αντικειμένου.

Ο Fechner γνώριζε ότι τα εμπειρικά δεδομένα δεν υποστηρίζουν αυτή την απλή έννοια ως γενικό νόμο. Αλλά μείωσε το μέγεθος της ασυμφωνίας, υποθέτοντας ότι γίνεται σημαντική μόνο στα άκρα της αντιληπτής φωτεινότητας, λόγω του θορύβου σήματος του αμφιβληστροειδούς: το χαμηλότερο επίπεδο νευρικού θορύβου (σκοτεινό φως) στο χαμηλό άκρο και κορεσμός στο υψηλό άκρο. Για να λογοδοτήσει το πρώτο, τροποποίησε τον νόμο σε S=k ΔI/(I+I 0 ), με Εγώ 0 είναι το επίπεδο νευρικού θορύβου σε σχεδόν μηδενικό φωτισμό.

Ωστόσο, το 1924 Selig Hecht επεσήμανε ότι τα εμπειρικά δεδομένα δείχνουν ξεκάθαρα ότι η απόκριση της φωτεινότητας των ματιών δεν ακολουθεί τον νόμο Weber-Fechner σε σημαντικό μέρος του εύρους απόκρισής του (ΣΥΚΟ. 238).

ΕΙΚΟΝΑ 238: Η συμπαγής μπλε γραμμή ταιριάζει απόλυτα στα πειραματικά δεδομένα των Aubert (1865), Koenig and Brodhun (1889) και Blanchard (1918). Υποδεικνύει ότι ο νόμος Weber-Fechner - σύμφωνα με τον οποίο η μικρότερη αισθητή αλλαγή στην ένταση ΔΕγώ έναντι του επιπέδου έντασης Εγώ είναι σταθερή, επομένως σχηματίζει μια ευθεία οριζόντια γραμμή όταν απεικονίζεται στο εύρος φωτεινότητας στο οποίο μπορεί να προσαρμοστεί το μάτι - ισχύει μόνο για ένα τμήμα της φωτοπικής απόκρισης του ματιού, περίπου, 1-100 millilamberts (1mL=10/ π cd/m 2). Δεδομένου ότι η φωτεινότητα είναι σε μια λογαριθμική κλίμακα, η γραφική παράσταση συμπιέζεται σε μεγάλο βαθμό οριζόντια, με αποτέλεσμα μια ανοδική ταλάντευση του ΔI/I προς το μεσοπικό και, ιδιαίτερα, το επίπεδο του σκοτοπικού φωτισμού. Πραγματική ονομαστική τιμή ΔΕγώ μειώνεται με το επίπεδο φωτισμού, αλλά με πιο αργό ρυθμό από τη φωτεινότητα (διακεκομμένη). When log ΔΕγώ σχεδιάζεται σε σχέση με το log(Εγώ), η αυστηρή τήρηση του νόμου Weber-Fechner θα απαιτούσε να σχηματίσει μια ευθεία γραμμή με την κλίση 1 (μετρούμενη ως ο λόγος του ύψους της κάθετης τομής προς το αντίστοιχο μήκος στην οριζόντια κλίμακα, επομένως η κλίση είναι 1 για 45 γραμμή). Όπως δείχνει η γραφική παράσταση, log( Δ Εγώ) αποκλίνει όλο και περισσότερο από τα ερευνητικά δεδομένα σε πολύ υψηλά και, ιδιαίτερα, χαμηλά και πολύ χαμηλά επίπεδα φωτισμού. Μόνο στο εύρος 1-100 mL (περίπου) το διάγραμμα συμμορφώνεται σχεδόν με τον νόμο Weber-Fechner. Σημειώστε ότι το εύρος της έντασης είναι όπως δίνεται από τον Hecht, με 0,00001 mL στο χαμηλό άκρο, πιο πρόσφατες πηγές το επεκτείνουν σε 0,000001 mL, για την αναλογία I max/I min περίπου 10 10 .

Αργότερα πειράματα επιβεβαίωσαν αυτή την απόκλιση. Με βάση τα διαθέσιμα στοιχεία, Stanley S. Stevens πρότεινε έναν νέο γενικό νόμο για την ανθρώπινη αντιληπτική απόκριση, με τη μορφή S=kI a , όπου κ είναι μια αυθαίρετη σταθερά και ένα ο εκθέτης (δύναμη). Αλλαγή στην ανακοπή κ επηρεάζει το ύψος του οικοπέδου σε ένα σύστημα συντεταγμένων, επομένως αλλάζει με την επιλογή της μονάδας για Εγώ και/ή μικρό αλλάζει επίσης με το επίπεδο προσαρμογής (δηλαδή το επίπεδο έντασης φωτεινότητας). Ο εκθέτης ένα ισούται με την κλίση του οικοπέδου στις συντεταγμένες log-log.

Η γραφική παράσταση log-log on ΣΥΚΟ. 238 δείχνει ότι ανάμεσα στα δύο άκρα - σκοτεινό φως (νευρικός θόρυβος που εμποδίζει οποιαδήποτε αλλαγή στην αίσθηση σε φωτισμούς αμφιβληστροειδούς κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο) στο κατώφλι των ράβδων και κορεσμός στο όριο του κώνου - υπάρχουν περίπου τέσσερις διαφορετικές υπο-εύρες, καθεμία με κάπως διαφορετική συνάρτηση απόκρισης της γενικής μορφής S=kI ένα . Για το σκοτοπικό εύρος, ο εκθέτης ένα

0,5, επομένως η μικρότερη αισθητή μεταβολή στην ένταση αλλάζει με την τετραγωνική ρίζα της. Σε όλο το μεσοπικό εύρος, ένα

2/3, ενώ στο φωτοπικό εύρος μετατοπίζεται σταδιακά από ένα

1 στο κατώτερο τμήμα του - όπου, επομένως, συμμορφώνεται με τον νόμο Weber - να ένα

1,3 στα υψηλότερα επίπεδα φωτεινότητας.

Είναι ενδιαφέρον ότι, όπως ήταν πολύ γνωστό στον Hecht, η νευρική απόκριση στην ένταση του φωτός - μετρούμενη από τη φωτοχημική του αντίδραση - ως επί το πλείστον συμμορφώνεται με τον νόμο Weber. Ως εμπειρική προσαρμογή σε αυτό, χρησιμοποίησε τη σχέση CI=x 2 /(a-x), με ένα και Χ είναι η συγκέντρωση της αρχικής φωτοχημικής προτού αντιδράσει με το φως, και αυτή της φωτοχημικής που αλλάζει από την αλληλεπίδραση με το φως, αντίστοιχα ντο ήταν μια σταθερή, εκτιμάται σε

0,25 για τους κώνους και Εγώ ο φωτισμός του αμφιβληστροειδούς. Λαμβάνοντας a=1 και 0≤x𕟩, η σχέση μπορεί να γραφτεί ως CI=x 2 /(1-x) για Χ ως συνάρτηση του Εγώ, παράγει σιγμοειδές (καμπύλη S), με το μεγαλύτερο μέρος του μήκους του μεταξύ του δαπέδου (όπου η καμπύλη προσεγγίζει ασυμπτωτικά το μηδέν) και της οροφής (ασυμπτωτικά πλησιάζει το μέγιστο, όταν μετατρέπεται όλο το αρχικό φωτοχημικό) αρκετά κοντά σε μια ευθεία γραμμή. Ωστόσο, τα εμπειρικά δεδομένα έδειξαν ξεκάθαρα ότι η αντίληψη της φωτεινότητας δεν αντικατοπτρίζει την υποκείμενη φωτοχημική αντίδραση.

Πιο πρόσφατα (Rushton and Naka, 1966), βρέθηκε ότι μια απλούστερη εμπειρική σχέση προσεγγίζει καλά το μέγεθος της νευρικής απόκρισης Ν και των δύο, ράβδων και κώνων, όσον αφορά την ένταση του ερεθίσματος Εγώ και ημι-κορεστική σταθερά σ, ως N=I/(I+σ) που, με σταθερό φόντο Εγώ Το 0 που προστίθεται στο ερέθισμα δοκιμής γίνεται N=σI/(I+σ')σ', με σ'=σ+I 0 . Η ημι-κορεστική σταθερά σ είναι η φωτεινή λάμψη που προκαλεί νευρική απόκριση Ν στο μισό της μέγιστης τιμής του, επομένως όταν I=σ, N=0,5. Ξεκινώντας από αυτή τη σχέση - γνωστή ως υπερβολικός τύπος, ή H-συνάρτηση - Η απόκριση φωτεινότητας των ματιών μπορεί να περιγραφεί σε πιο σύνθετα πεδία και η συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα είναι, όπως αναφέρθηκε, καλή.

Σύμφωνα με τον Rashton, σ για τις ανθρώπινες ράβδους απορροφώνται περίπου 1.000 κβάντα (φωτόνια) ανά ράβδο ανά φλας. Το απόλυτο κατώφλι της ράβδου είναι περίπου 100.000 φορές μικρότερο ή 1 φωτόνιο που απορροφάται ανά 100 ράβδους. Αυτό το φυσιολογικό γεγονός υποστηρίζει το συμπέρασμα του Rashton ότι η απόκριση της ράβδου δεν μπορεί να εξηγηθεί απλώς με τη λεύκανση της ροδοψίνης στο επίπεδο της ράβδου, αλλά ότι μια επεξεργασία υψηλότερου επιπέδου, όπως αυτή στο επίπεδο της ράβδου κοινότητα, δηλαδή σύμπλεγμα ράβδων, απαιτείται. Η απόκριση του κώνου είναι παρόμοια, μόνο το κατώφλι και η σταθερά ημι-κορεσμού είναι και τα δύο υψηλότερα. Η επεξεργασία πολλαπλών επιπέδων του φωτός που αλληλεπιδρά με τους φωτοϋποδοχείς θα πρέπει, τουλάχιστον εν μέρει, να εξηγήσει γιατί η απόκριση φωτεινότητας των ματιών δεν αντικατοπτρίζει τη φωτοχημική αντίδραση στο επίπεδο του κυττάρου φωτοϋποδοχέα.

Όπως σημειώθηκε, γράφετε επάνω ΣΥΚΟ. 238 και τα αντίστοιχα στοιχεία βασίζονται σε παλαιότερα δεδομένα, που λαμβάνονται γενικά με έλεγχο ολόκληρου του ματιού, με όλους τους φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς να συμμετέχουν ενεργά. Πιο πρόσφατα πειράματα επικεντρώθηκαν στον προσδιορισμό της απομονωμένης απόκρισης των συγκεκριμένων τύπων φωτοϋποδοχέων (ΣΥΚΟ. 239).

ΕΙΚΟΝΑ 239: Ενώ η παλαιότερη έρευνα απόκρισης φωτεινότητας των ματιών γενικά δεν παρενέβαινε επιλεκτικά στη λειτουργία του αμφιβληστροειδούς, πιο πρόσφατα πειράματα ακολούθησαν την απομόνωση συγκεκριμένου τύπου φωτοϋποδοχέων αμφιβληστροειδούς, προκειμένου να προσδιοριστεί η συγκεκριμένη απόκρισή τους. Τρία παραδείγματα στα αριστερά είναι για απομονωμένη απόκριση ράβδου. Οι μονάδες για όλα είναι σκοτοπικά trolands (sTd), που αντιπροσωπεύουν τη φωτεινότητα που πέφτει στην κόρη σε cd/m 2 , πολλαπλασιαζόμενη με την επιφάνεια της κόρης σε mm 2 (για παράδειγμα, 5 sTd σε διάμετρο κόρης 4 mm υποδηλώνει 0,4 cd/m 2 φωτεινότητα φόντου με 1 sTd φωτισμό αμφιβληστροειδούς που αντιστοιχεί σε περίπου 0,1 cd/m 2 φωτεινότητα φόντου, το συμβατικό ανώτερο όριο δραστηριότητας των ράβδων (1-10 cd/m 2 ) είναι μεταξύ 10 και 100 sTd ή 1 και 2 σε λογαριθμική κλίμακα. τρία παραδείγματα χρησιμοποίησαν κάποια μορφή τεχνικής απομόνωσης ράβδου του Stiles, με βαθύ κόκκινο φόντο με κεντραρισμένο το πράσινο τεστ (ερέθισμα), προβάλλοντας στην εξωβοθρική περιοχή (οι κώνοι, που είναι πιο ευαίσθητοι στο βαθύ κόκκινο, τυφλώνονται αποτελεσματικά στο ερέθισμα από το ΚΟΡΥΦΑΙΑ: Ένα κοινά αναφερόμενο διάγραμμα που δείχνει ότι η απόκριση των ράβδων στη φωτεινότητα ως επί το πλείστον ακολουθεί τον νόμο Weber, με τον λόγο αύξησης του ουδού προς τη φωτεινότητα του φόντου να παραμένει σταθερός (δηλ. κλίση γραφικής παράστασης κοντά στο 1 ή 45° στο log-log συντεταγμένες και είναι σχεδόν οριζόντια για το f του Weber αναλογία που εκφράζεται ως αριθμός αναλογίας). Σε πολύ χαμηλή φωτεινότητα φόντου, είναι ο νευρικός θόρυβος (σκοτεινό φως) που εμποδίζει την απόκριση πάνω από αυτό το επίπεδο, η απόκριση σχεδόν ακολουθεί τον νόμο της τετραγωνικής ρίζας (DeVries-Rose), ως μια σύντομη μετάβαση στον νόμο Weber. Η υψηλή φωτεινότητα του φόντου προκαλεί κορεσμό της ράβδου. ΜΕΣΗ : Οικόπεδα παρεμβάλλονται στα πραγματικά δεδομένα για 6 παρατηρητές. Σε αντίθεση με τους Aguilar και Stiles, οι οποίοι χρησιμοποίησαν σημαντικά μεγαλύτερο ερέθισμα και σταθερό υπόβαθρο, το ερέθισμα 13 λεπτών τόξου 1,5 χιλιοστών του δευτερολέπτου εδώ συμπίπτει προσωρινά με το φόντο 18 μοιρών στο οποίο επικεντρώνεται, και τα δύο προβάλλονται στα 18° από το βοθρίο (δηλαδή είναι ταυτόχρονα 1,5 ms flash, εκτός από την πορτοκαλί γραφική παράσταση, η οποία είναι για φλας 1 msec). Όλα εκτός από ένα έχουν κλίση σημαντικά κάτω από 1, που υποδεικνύεται με ΣΥΚΟ. 238, πιο κοντά στο 0,5. Οι επιμέρους διαφορές σε σχέση με το επίπεδο του σκοτοπικού ορίου μπορεί να είναι σημαντικές, σχεδόν εκατονταπλάσιες. Η αντικατάσταση του συμπτωματικού φόντου που αναβοσβήνει με ένα σταθερό είχε μικρή επίδραση στο σχήμα της πλοκής, αλλά το μετατόπισε 1,5-2 λογαριθμικές μονάδες (30-100 φορές) προς τα αριστερά. Παρομοίως, η παράταση της διάρκειας της δοκιμής σε 0,1 sec (100 msec) μετατόπισε μια γραφική παράσταση σχεδόν τόσο προς τα αριστερά και προς τα κάτω (δηλαδή, τόσο η δοκιμή όσο και το φόντο είναι σημαντικά πιο αμυδρά στο επίπεδο κατωφλίου). Σημειώστε ότι η κατακόρυφη κλίμακα εδώ είναι κανονικοποιημένη σε μια μονάδα έντασης κατωφλίου. ΚΑΤΩ: Μια δοκιμή 30 msec 4,5 º (τετράγωνο) με κέντρο σε φόντο 11º, προβάλλοντας 12º από το βόθρο. Με σταθερό υπόβαθρο, οι συνθήκες είναι παρόμοιες με του Aguilar και του Stiles, αλλά το τμήμα γραφικής παράστασης μεταξύ του ορίου και της έναρξης κορεσμού έχει μικρότερη κλίση. Η αντίστοιχη γραφική παράσταση κλάσματος Weber (διακεκομμένη μπλε) έχει παρόμοιο συνολικό σχήμα, αλλά, κατά συνέπεια, αποκλίνει περισσότερο από την οριζόντια σε αυτό το εύρος (σε αντίθεση με τους Aguilar και Stiles, η γραφική παράσταση υποδεικνύει σημείο αποκορεσμού στο υψηλό άκρο της φωτεινότητας του φόντου, το οποίο μπορεί να οφείλεται σε ενεργοποίηση κώνου ).Με φόντο που αναβοσβήνει, οι ράβδοι κορεσθούν με σημαντικά ταχύτερο ρυθμό, όσο μικρότερη είναι η καθυστέρηση ενός ερεθίσματος έναντι του φόντου, τόσο περισσότερο (οι ανοιχτοί κύκλοι είναι για μηδενική καθυστέρηση, π.χ. φόντο 0,4 δευτερολέπτων που ξεκινά ταυτόχρονα με δοκιμή 0,03 δευτερολέπτων, διασταυρώσεις για 1,4 δευτερόλεπτο φόντο πριν δοκιμή σε 1 δευτερόλεπτο). Το αντίστοιχο κλάσμα Weber εκτοξεύεται γρήγορα στα ύψη (κρύο μπλε) και το υπο-εύρος που σχεδόν συμμορφώνεται με τον νόμο Weber είναι σχετικά μικρό. Περιέργως, τα σχέδια φόντου που αναβοσβήνουν μετατοπίζονται προς τα αριστερά του σταθερού, απέναντι από το Hallett. Εάν προστεθεί σταθερό πεδίο προπροσαρμογής, τα διαγράμματα του ορίου αύξησης μετατοπίζονται προς τα δεξιά και προς τα επάνω.

Γενικά, θεωρείται ότι οι κώνοι ανταποκρίνονται στο φως με παρόμοιο τρόπο όπως οι ράβδοι, μόνο σε υψηλότερα επίπεδα φωτεινότητας. Αυτό, ωστόσο, δεν μας δίνει μια σαφή εικόνα για το ποια είναι αυτή η απάντηση. Όπως δείχνουν τα παραπάνω παραδείγματα, η απόκριση της φωτεινότητας των ματιών είναι πολύ περίπλοκη για να περιγραφεί με ακρίβεια με μια απλή έννοια, όπως ο νόμος Weber-Fechner. Στην καλύτερη περίπτωση, μπορεί να εφαρμοστεί σε περιορισμένα υπο-εύρη απόκρισης φωτεινότητας των ματιών και σε ορισμένες συγκεκριμένες μορφές ερεθίσματος/υπόβαθρου.

Παρόμοιο συμπέρασμα προτείνεται για την απόκριση φωτεινότητας των ματιών σε πλέγμα ημιτονοειδούς κύματος (συμβατικό μοτίβο τύπου MTF). Τα πειραματικά δεδομένα δεν υποστηρίζουν την έννοια της μετάβασης του νόμου της τετραγωνικής ρίζας από το επίπεδο του σκοτεινού φωτός στον τομέα του νόμου Weber (ΣΥΚΟ. 239, μπλουζα). Αυτή η έννοια μπορεί να είναι σχετικά στενή προσέγγιση μόνο για ένα στενό εύρος χωρικών συχνοτήτων, αλλά το μοντέλο αλλαγής ευαισθησίας αντίθεσης που ταιριάζει καλύτερα στα πειραματικά δεδομένα δεν συμφωνεί με τη γενική εφαρμογή του (ΣΥΚΟ. 240).

ΕΙΚΟΝΑ 240: Προσαρμογή της λειτουργίας ευαισθησίας αντίθεσης ματιών (CSF) σε πειραματικά δεδομένα για πλέγμα ημιτονοειδούς κύματος σε χαμηλά επίπεδα φωτισμού, με βάση την ιδέα DeVries-Rose/Weber (πάνω) και την πραγματική καλύτερη εφαρμογή (κάτω). Η κλίμακα ευαισθησίας αντίθεσης είναι σε μονάδα (κατώφλι διαμόρφωσης) -1, με το όριο διαμόρφωσης αντίθεσης να είναι 1 ή 100% (έτσι, για παράδειγμα, η ευαισθησία αντίθεσης 100 σημαίνει ότι η ελάχιστη αντίθεση που ανιχνεύεται με το μάτι είναι 100 -1 ή 1 %). TOP: διαγράμματα ευαισθησίας αντίθεσης που ικανοποιούν τρεις ταυτόχρονους περιορισμούς: (1) την εμπειρική καμπύλη αντίθεσης έναντι της οξύτητας, (2) εμπειρικό ανώτατο όριο CSF σε φωτεινότητα 2000 sTd και (3) CSF κλίσης 0,5 (νόμος τετραγωνικής ρίζας) μέχρι να φτάσει στο ανώτατο όριο CSF (η ευαισθησία αντίθεσης αυξάνεται με το επίπεδο φωτεινότητας επειδή το όριο αύξησης, σύμφωνα με τον νόμο της τετραγωνικής ρίζας, αυξάνεται με τέτοιο ρυθμό μετά τη μετάβαση στον τομέα του νόμου Weber, το όριο αύξησης παραμένει σταθερό έναντι της φωτεινότητας και η ευαισθησία αντίθεσης, κατά συνέπεια, παραμένει αμετάβλητη, με μηδενική κλίση). Σε μεσαίες προς υψηλότερες συχνότητες (4 και 16 κύκλοι/βαθμός), αυτά τα γραφήματα απέχουν πολύ από το να φτάσουν το εμπειρικό ανώτατο όριο του ΕΝΥ στα 2000 cTd. Παράγουν επίσης ασυνέχεια στη γραμμή οξύτητας (ευαισθησία έναντι προβολής συχνότητας σε τρισδιάστατη επιφάνεια CSF), που δεν υποστηρίζεται από εμπειρικές παρατηρήσεις. ΚΑΤΩ : Τα διαγράμματα CSF που ικανοποιούν τους τρεις περιορισμούς και επίσης παράγουν συνεχή γραμμή οξύτητας, πρέπει να είναι μη γραμμικά, του τύπου που φαίνεται. Για τις χαμηλότερες συχνότητες, το CSF είναι σχεδόν στάσιμο στο εύρος της φωτεινότητας, σχεδόν σύμφωνα με το νόμο Weber. Σε ένα υπο-εύρος πολύ χαμηλής συχνότητας, το CSF έχει σημαντικά μικρότερη κλίση από το 0,5, ενώ στις χαμηλές συχνότητες πλησιάζει την έννοια του νόμου DeVries/Weber. Στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες, ωστόσο, απαιτείται πολύ πιο απότομη κλίση από το 0,5, που συμφωνεί με τα περισσότερα από τα εμπειρικά δεδομένα, και καμπυλόγραμμα (Garcia-Perez, 2005).

Με την προέλευσή του, Ο νόμος της εξουσίας του Στίβενς είναι πιο περιεκτικός από τον νόμο του Weber-Fechner. Όπως και το τελευταίο, ξεκινά με την υπόθεση ότι Δ I/I=constant=c 1 , αλλά επεκτείνεται υποθέτοντας ότι η αντίστοιχη μικρότερη αισθητή αλλαγή στο επίπεδο αίσθησης έναντι του επιπέδου αίσθησης είναι επίσης μια σταθερή, όχι απαραίτητα ίση με ντο 1 : ή Δ S/S=constant=c 2 , c 1 ≠c 2 . Λαμβάνοντας το c 1 /c 2 =a δίνει το Δ I/I= Δ S/aS το οποίο, μετά τη διαφοροποίηση, οδηγεί σε:

όπου, σε αντίθεση κ στον νόμο Weber-Fechner, ο οποίος είναι ακέραιος από την αρχική υπόθεση, εδώ μπορεί να ποικίλλει συνεχώς. Για a=1, επομένως με την κλίση της γραφικής παράστασης ίση με 1 (45 ), επίσης, ο νόμος ισχύος συμπίπτει με τον νόμο Weber, αφού c 1 =c 2 και Δ S= Δ I. Με βάση τα πειράματά του, ο Stevens κατέληξε στο τις ακόλουθες τιμές εκθέτη για την απόκριση φωτεινότητας των ματιών:

ΝΟΜΟΣ ΙΣΧΥΟΣ ΣΤΙΒΕΝΣ: ΟΙ ΑΡΧΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΕΚΘΕΤΩΝ ΣΕ S=kI ένα
ομοιόμορφο ερέθισμα 5° στο σκοτάδι σημειακή πηγή σύντομο φλας αναβοσβήνει σημειακή πηγή
0.33 0.5 0.5 1

Όπως αναφέρθηκε, οι πραγματικές τιμές των σταθερών σε κάθε νόμο ποικίλλουν ανάλογα με την επιλογή της μονάδας και, με το νόμο ισχύος, κ επιτρέπεται επίσης να ποικίλλει ανάλογα με το επίπεδο προσαρμογής. Υποθέτοντας την ίδια μονάδα φαινομενικής φωτεινότητας και παραμελώντας τις αλλαγές με το επίπεδο προσαρμογής (δηλαδή με το επίπεδο της φωτεινής έντασης), ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά των δύο νόμων παρουσιάζονται σε ΣΥΚΟ. 241.


ΕΙΚΟΝΑ 241: Οικόπεδα βασισμένα στους νόμους της ψυχοφυσικής (αισθησιακής) απόκρισης του Weber-Fechner (λογαριθμική) και του Steven (ισχύς) που εφαρμόζονται στη φωτεινή ένταση. Εάν τοποθετηθεί περίπου στην ίδια αρχή (μηδενικής έντασης), η λογαριθμική καμπύλη (μπλε) υποδεικνύει σημαντικά ταχύτερο αρχικό ρυθμό απόκρισης στην αυξανόμενη φωτεινότητα από την καμπύλη ισχύος (κόκκινο, εικονική συνάρτηση ράβδων, με 0,33 εκθέτη και πράσινο, εικονιζόμενους κώνους , με 0,5 εκθέτη), αλλά πιο αργό ρυθμό απόκρισης στα υψηλότερα επίπεδα έντασης. Οι δύο καμπύλες αποκλίνουν σημαντικά στο εύρος των εντάσεων, ωστόσο, πιο μακριά από την αρχή, μπορεί να κατασκευαστεί κάπως διαφορετική λογαριθμική καμπύλη, μετατοπισμένη από την αρχή (γκρι), ώστε να συμπίπτει σχεδόν σε ρυθμό με την καμπύλη ισχύος σε ένα τμήμα του εύρους έντασης (γκρι Το διάγραμμα παραμένει κάπως υψηλότερο για λόγους σαφήνειας, μπορεί να μειωθεί απλά με μια μικρή αριθμητική αύξηση της σταθεράς του C, -5). Με άλλα λόγια, ο ρυθμός απόκρισης του ματιού στις αλλαγές της φωτεινής έντασης σε ένα περιορισμένο εύρος εντάσεων μακρύτερα από την αρχή μπορεί, γενικά, να περιγραφεί αρκετά στενά είτε με λογαριθμική είτε απόκριση ισχύος.

Όπως αναφέρθηκε, τα παραπάνω είναι απλώς μια απεικόνιση, μακριά από την ακριβή περιγραφή της απόκρισης της φωτεινότητας των ματιών. Για παράδειγμα, με την ένταση που απεικονίζεται στη γραμμική κλίμακα, το εύρος των σκοτοπικών εντάσεων (<0,001 mL, ή 0,01/ π cd/m 2 ) είναι ένα απειροελάχιστο κλάσμα ολόκληρου του εύρους εντάσεων (έως 10.000 mL) που το μάτι μπορεί να προσαρμοστεί. Για το λόγο αυτό, προτιμάται η γραφική παράσταση της έντασης σε κάποιο είδος λογαριθμικής κλίμακας, όπως γίνεται στα γραφήματα που απεικονίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την απόκριση φωτεινότητας των ματιών (ΣΥΚΟ. 242).


ΕΙΚΟΝΑ 242: Απόκριση φωτεινότητας των ματιών σε εύρος εντάσεων, από το φωτοπικό κατώφλι έως το επίπεδο δυσφορίας (με βάση Λειτουργία φωτεινότητας: Επιδράσεις προσαρμογής, Stevens and Stevens, 1963). Η φωτεινότητα δίνεται σε ντεσιμπέλ (dB), με 0 dB ρυθμισμένη στα 10 -7 mL ή 0,31 μcd/m 2 (καθώς η τιμή σε ντεσιμπέλ δίνεται από 10log(I/I t ), όπου Εγώ είναι κάποια αυθαίρετη ένταση ίση ή μεγαλύτερη από την ένταση κατωφλίου Εγώ t (οποιοδήποτε διαφορικό 10 dB συνεπάγεται 10πλάσια αλλαγή στην ένταση ή, για Χ ως διαφορικό dB, ο αντίστοιχος λόγος εντάσεων είναι 10 0,1x ). Η φαινομενική φωτεινότητα δίνεται σε brils (βριλ είναι μια μονάδα ψυχολογικής κλίμακας που εισήχθη από τον S.S. Stevens, που ορίζεται ως η φαινομενική φωτεινότητα που προκύπτει από ένα λευκό έμπλαστρο 5 μοιρών 40dB - ίσο με 0,001 mL ή 0,000314 cd/m 2 - φωτεινότητα που φαίνεται από προσαρμοσμένο στο σκοτάδι μάτι σε σύντομη έκθεση). Κάθε μεμονωμένη πλοκή είναι μια μορφή B=k(I-I t ) μια συνάρτηση ισχύος - άρα logB=alog(I-I t )+logk) - με τις σταθερές κ και ένα που ποικίλλει ανάλογα με τη μεταβολή της φωτεινότητας, έτσι ώστε η καμπύλη να ταιριάζει σε πειραματικά δεδομένα για δεδομένο επίπεδο προσαρμογής (δηλαδή επίπεδο φωτεινότητας). Προσθήκη έντασης κατωφλίου Εγώ t στη συνάρτηση ισχύος έχει ως αποτέλεσμα η ευθεία γραμμή μιας γραφικής παράστασης συνάρτησης ισχύος σε ένα γράφημα log-log να στρέφεται γρήγορα προς τα κάτω όταν πλησιάζει το επίπεδο κατωφλίου. Καθώς η φωτεινότητα αυξάνεται, η ανακοπή κ μειώνεται (από 10 σε πλήρως προσαρμοσμένο στο σκοτάδι μάτι), με αποτέλεσμα τη μείωση του ευθύγραμμου τμήματος της γραφικής παράστασης ταυτόχρονα, ο εκθέτης ένα αυξάνεται, με αποτέλεσμα την απότομη κλίση του ευθύγραμμου τμήματος (από 0,33 κοντά στο κατώφλι των ράβδων, σε 0,44 για το κατώφλι 84 dB. Ενώ η επαρκής αλλαγή στην ένταση της φωτεινότητας προκαλεί αναπόφευκτα μετατόπιση στο επίπεδο προσαρμογής, με την αντίστοιχη αλλαγή στο επίπεδο κατωφλίου, το γράφημα δείχνει ότι οποιαδήποτε δεδομένη φωτεινή ένταση θα εμφανίζεται πιο φωτεινή στο χαμηλότερο επίπεδο αρχικής προσαρμογής, αλλά ο ρυθμός αύξησης της φαινομενικής φωτεινότητας με την ένταση είναι υψηλότερος για υψηλότερο επίπεδο προσαρμογής. καμπύλη που περιγράφει την απόκριση φωτεινότητας των ματιών σε ένα εκτεταμένο εύρος φωτεινών εντάσεων (κόκκινο διάστικτο).

Τα παραπάνω αποτελέσματα από τους Stevens και Stevens λαμβάνονται χρησιμοποιώντας ένα ομοιόμορφα φωτισμένο έμπλαστρο (αντικείμενο, στόχος, ερέθισμα) σε μεγαλύτερο φόντο, του οποίου η φωτεινότητα καθόριζε το επίπεδο προσαρμογής. Για πιο σύνθετες εικόνες, συγκεκριμένα φωτογραφικές εικόνες, Bartleson και Breneman βρήκε διαφορετική απόκριση, με τη συνάρτηση καλύτερης προσαρμογής να μην είναι μια συνάρτηση ισχύος, αλλά μια που παράγει μια καμπύλη, όχι ευθεία, γραφική παράσταση μακρύτερα από το κατώφλι στις συντεταγμένες log-log (ΣΥΚΟ. 243).

ΕΙΚΟΝΑ 243: Απόκριση των ματιών στη φωτογραφική εικόνα κάτω από ποικίλη φωτεινότητα εικόνας και περιβάλλοντος ήχου (βάσει Αντίληψη φωτεινότητας σε σύνθετα πεδία, Bartleson και Breneman, 1967). Οι ομοιότητες έναντι της απόκρισης με ένα ομοιόμορφο έμπλαστρο είναι: (1) η αντιληπτή φωτεινότητα για οποιοδήποτε επίπεδο φωτεινότητας αυξάνεται με τη μείωση του επιπέδου προσαρμογής και (2) ο ρυθμός αύξησης της αντιληπτής φωτεινότητας είναι υψηλότερος για υψηλότερο επίπεδο προσαρμογής. Ωστόσο, σε αντίθεση με το φωτιζόμενο έμπλαστρο, όπου η απόκριση φωτεινότητας των ματιών περιγράφεται καλά με μια απλή λειτουργία τροφοδοσίας, η λειτουργία καλύτερης προσαρμογής εδώ έχει πιο περίπλοκη μορφή:
logB=2.037+0.1401logI-ένα exp(σι logI)
όπου πρόσθετες παράμετροι ένα και σι είναι σταθερές που ποικίλλουν ανάλογα με το επίπεδο φωτεινότητας. Η γραφική παράσταση log-log που προκύπτει μακριά από το κατώφλι δεν είναι μια ευθεία γραμμή, αλλά έχει μια μέτρια κυρτή μορφή.

Σύμφωνα με αυτό, η αντιληπτή φωτεινότητα μιας σύνθετης εικόνας είναι συνάρτηση της φωτεινότητας της (οριζόντιας κλίμακας) και της φωτεινότητας του περιβάλλοντος (περιβάλλοντος). Για δεδομένη φωτεινότητα εικόνας, η αντιληπτή φωτεινότητα, αναμενόμενα, μειώνεται καθώς αυξάνεται η φωτεινότητα περιβάλλοντος χώρου (θέση κατακόρυφης γραφικής παράστασης), ενώ ο ρυθμός μεταβολής της αντιλαμβανόμενης φωτεινότητας με την αλλαγή της φωτεινότητας της εικόνας (δηλαδή κλίση γραφικής παράστασης) αυξάνεται με τη φωτεινότητα περιβάλλοντος χώρου. Στο εκτεταμένο εύρος της φωτεινότητας surround, η αντιληπτή φωτεινότητα αυξάνεται με τη φωτεινότητα της εικόνας όταν είναι παρόμοιου επιπέδου (πράσινη) ή σταθερά υψηλότερη (πορτοκαλί) από τη φωτεινότητα περιβάλλοντος ήχου. Για φωτεινότητα εικόνας σταθερά χαμηλότερη από εκείνη του surround (μπλε), η αντιληπτή φωτεινότητα αυξάνεται με τη φωτεινότητα surround μέχρι ένα σημείο, μετά από το οποίο σχεδόν μένει στάσιμη και, πιθανώς, αρχίζει να μειώνεται σε υψηλά επίπεδα φωτεινότητας surround.

Σε αντίθεση με το γράφημα του Stevens για ένα ομοιόμορφο έμπλαστρο, όπου η οπτική απόκριση (φωτεινότητα) μετράται σε έως και πολλές φορές μεγαλύτερο φόντο, καθορίζοντας το επίπεδο προσαρμογής, η φωτεινότητα μιας σύνθετης εικόνας στους Bertleson και Breneman αξιολογείται υπό ποικίλη φωτεινότητα περιβάλλοντος (περιβάλλοντος) επίπεδα, που είναι εδώ ο κύριος καθοριστικός παράγοντας του επιπέδου προσαρμογής των ματιών. Το σταθερό όριο 0,1 bril στο εύρος της φωτεινότητας θα πρέπει να οφείλεται στη μέθοδο προσδιορισμού της φωτεινότητας μιας σύνθετης εικόνας, με την αντιστοίχιση της φωτεινότητας των στοιχείων της εικόνας με εκείνη μιας προηγουμένως κλιμακούμενης σειράς ουδέτερων ερεθισμάτων. Ουσιαστικά, η κλίμακα φωτεινότητας για οποιοδήποτε δεδομένο επίπεδο φωτεινότητας εδώ είναι συγκριτική (σχετική) στη φύση της: αυτή η συγκριτική φωτεινότητα είναι διαφορετική από την ονομαστική φωτεινότητα και χρησιμοποιούμε διαφορετική λέξη για αυτήν: ελαφρότητα.

Λαμβάνοντας υπόψη τις ομοιότητες μεταξύ των διαγραμμάτων για απλό και σύνθετο ερέθισμα, δεν ήταν έκπληξη το γεγονός ότι περαιτέρω αναλύσεις διαπίστωσαν ότι το τελευταίο μπορεί να εκφραστεί ως μείωση από τη συνάρτηση ισχύος τύπου Stevens, που είναι η ίδια μια συνάρτηση ισχύος της φωτεινότητας περιβάλλοντος ( Choi, 1994). Με άλλα λόγια, η συνάρτηση Bartleson/Breneman που περιγράφει την απόκριση της φωτεινότητας των ματιών σε μια σύνθετη εικόνα είναι μόνο μια πιο περίπλοκη μορφή συνάρτησης ισχύος, ακόμα μέσα στο γενικό αξίωμα του Steven, το οποίο ήταν ότι η ανθρώπινη αισθησιακή απόκριση ακολουθεί τον νόμο ισχύος.

Όμως, όπως αναφέρθηκε, σε αντίθεση με το απλό, ομοιόμορφο ερέθισμα, η φωτεινότητα δεν είναι ούτε η μόνη, ούτε η πιο σημαντική ιδιότητα μιας σύνθετης εικόνας. Αυτό που είναι συνήθως πιο σημαντικό είναι το επίπεδο αντίθεσης μεταξύ των στοιχείων του. Αυτή η πτυχή της απόκρισης των ματιών μπορεί να ονομαστεί οπτική αναπαραγωγή τόνου αυτού στην αρχική εικόνα. Δεν εξαρτάται άμεσα από τη φωτεινότητα της εικόνας, αλλά από την ελαφρότητα των στοιχείων εικόνας, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από την ονομαστική φωτεινότητα των στοιχείων εικόνας, αλλά και από τη φωτεινότητα της εικόνας σε σχέση με αυτή του περιβάλλοντος ήχου. Ενώ και οι δύο, η ελαφρότητα και η φωτεινότητα αποτελούν μέρος της οπτικής αντίληψης, αναφέρονται σε δύο διαφορετικές αντιληπτικές μεθόδους. Σε αντίθεση με τη φωτεινότητα , η οποία είναι το χαρακτηριστικό μιας οπτικής αίσθησης που προκύπτει από ένα δεδομένο μέγεθος εκπομπής φωτός (φωτεινότητα), η φωτεινότητα ορίζεται ως η φωτεινότητα μιας περιοχής που κρίνεται σε σχέση με τη φωτεινότητα μιας παρόμοιας φωτισμένης περιοχής που φαίνεται να είναι λευκή ή υψηλής μετάδοσης (ΣΥΚΟ. 244).

ΕΙΚΟΝΑ 244: Η νευρωνική επεξεργασία παράγει αντίληψη ελαφρότητας που αποκλίνει από το πραγματικό μοτίβο έντασης και την αντίστοιχη ονομαστική φωτεινότητα. Η αλλαγή της φωτεινότητας του φόντου αλλάζει την αντιληπτή ελαφρότητα (ΕΝΑ, επαγωγή ελαφρότητας ή ταυτόχρονη αντίθεση τα τετράγωνα και οι γραμμές είναι όλα ίδιας έντασης). Το ίδιο και ο συνδυασμός περιοχών διαφορετικών εντάσεων (σι, και ντο, το τελευταίο μετατρέπει τυχαία λευκούς κύκλους σε μαύρους).

Η ελαφρότητα μπορεί να θεωρηθεί ως σχετική φωτεινότητα, αλλά δεν είναι τυπικά, καθώς δεν εξαρτάται μόνο από τις πραγματικές εντάσεις των στοιχείων της εικόνας, αλλά από την οπτική τους εμφάνιση σε σχέση μεταξύ τους στοιχεία με ίδιες εντάσεις εκπομπής - επομένως από δεδομένη σταθερή φωτεινότητα όταν προβάλλεται σε ουδέτερο φόντο - μπορεί να έχει διαφορετική φωτεινότητα κάτω από διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας περιβάλλοντος ήχου. Η φωτεινότητα κυμαίνεται από ΛΑΜΠΡΌΣ προς το αμυδρός, ενώ η ελαφρότητα κυμαίνεται από φως προς το σκοτάδι.

Η ελαφρότητα διαφορετικών περιοχών μιας σύνθετης εικόνας είναι βασικό στοιχείο της αντιληπτής αντίθεσής της, η οποία με τη σειρά της είναι το κλειδί για την αναπαραγωγή τόνου. Ως εκ τούτου, η λειτουργία απόκρισης ματιών για σύνθετες εικόνες - δηλαδή αναπαραγωγή οπτικού τόνου - σχετίζεται άμεσα με τη μεταφορά αντίθεσης. Όταν υπάρχουν χρώματα, η απόχρωση και ο κορεσμός είναι επίσης σημαντικά στοιχεία της αναπαραγωγής του τόνου της εικόνας. Καθώς τα οικόπεδα επί ΣΥΚΟ. 243 ένδειξη, η φωτεινότητα της εικόνας (ελαφρότητα) για οποιοδήποτε δεδομένο επίπεδο φωτεινότητας εικόνας αυξάνεται αντιστρόφως σε σχέση με τη φωτεινότητα του περιβάλλοντος χώρου. Ωστόσο, η αυξημένη φωτεινότητα των στοιχείων του λόγω του σκοτεινού περιβάλλοντος έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη αντίθεση της εικόνας, με ρυθμό ανάλογο με την αλλαγή της κλίσης των γραφικών. Για παράδειγμα, οι Bartleson και Breneman διαπίστωσαν ότι η εικόνα που αναπαράγεται σε μια διαφάνεια (διαφάνεια) και προβάλλεται σε σκοτεινό περιβάλλον πρέπει να έχει εγγενή αντίθεση υψηλότερη κατά 1,5 στις συντεταγμένες log-log.

32 φορές) από το πρωτότυπο για τη βέλτιστη αναπαραγωγή τόνου που αντιστοιχεί στην αύξηση ενός εκθέτη συνάρτησης ισχύος (δηλαδή κλίση) κατά συντελεστή 1,5. Από την άλλη πλευρά, η εκτυπωμένη εικόνα που προβάλλεται σε φωτισμένο περιβάλλον χρειάζεται μόνο να έχει την ίδια εγγενή αντίθεση με το πρωτότυπο για τη βέλτιστη αναπαραγωγή τόνου (αντίθεσης).

Όλα αυτά χαράζουν μόνο την επιφάνεια της πολυπλοκότητας της απόκρισης των ματιών στην ένταση του φωτός, αλλά θα πρέπει να δείχνουν καλά ότι η κοινή αντίληψη ότι περιγράφεται ως απλά λογαριθμική είναι, τουλάχιστον, υπεραπλούστευση. Τα διαθέσιμα εμπειρικά δεδομένα βασίζονται στο περιορισμένο εύρος της μορφής και της διάρκειας των ερεθισμάτων, κυρίως σύντομες αναλαμπές σε συνδυασμό με κάποια μορφή φόντου. Από την άλλη πλευρά, τα τηλεσκοπικά αντικείμενα κυμαίνονται από σημειακά σαν αστέρια, έως πολύπλοκες εκτεταμένες εικόνες, όπως οι πλανητικές επιφάνειες, και είναι γενικά ένα συνεχές σήμα, λιγότερο από τέλεια σταθεροποιημένο στον αμφιβληστροειδή. Ενώ η λογαριθμική απόκριση του ματιού στη φωτεινότητα σίγουρα μπορεί να εφαρμοστεί σε ορισμένες περιπτώσεις, δεν θα ισχύει σε άλλες. Γενικά, η χαμηλή ισχύς καλύπτει περισσότερο έδαφος, γεγονός που το καθιστά πιο κατάλληλο ως γενικός νόμος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή της απόκρισης του ματιού στην ένταση του φωτός.

Επίσης, πρέπει να γίνει διάκριση σε σχέση με την απόκριση φωτεινότητας των ματιών σε οποιοδήποτε επίπεδο προσαρμογής έναντι απόκρισης σε ένα εκτεταμένο εύρος φωτεινοτήτων που συνδέει έναν αριθμό διαδοχικών επιπέδων προσαρμογής. Οι δύο αντίστοιχες καμπύλες απόκρισης είναι διαφορετικές και η πρώτη μπορεί, γενικά, να προσκολλάται πιο κοντά σε μια λογαριθμική συνάρτηση - αν και όχι απαραίτητα παρόμοια μεταξύ διαφορετικών επιπέδων προσαρμογής - από τη δεύτερη. Από την άλλη πλευρά, το σχετικά μικρό εύρος διαδοχικών επιπέδων προσαρμογής είναι σχεδόν ευθεία στις συντεταγμένες ημερολογίου, επομένως θα πρέπει επίσης να είναι καλά προσαρμοσμένο με μια λογαριθμική συνάρτηση.

Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι έχουν απλά, αποτελεσματικά μέσα εξαίρεσης του φωτός περιβάλλοντος (περιβάλλοντος) από την εξίσωση, οπότε η απόκριση του ματιού καθορίζεται κυρίως από το ερέθισμα (παρατηρούμενο αντικείμενο) και το φόντο του (τηλεσκοπικό οπτικό πεδίο). Αλλά δεν είναι ασυνήθιστο για τη φωτεινότητα του περιβάλλοντος να είναι σημαντικός παράγοντας. Επομένως, όλα τα σενάρια είναι πιθανά. Για να γίνει πιο περίπλοκο, ο αμφιβληστροειδής είναι ικανός για επιλεκτική τοπική προσαρμογή, δηλαδή τα διαφορετικά τμήματα του μπορούν να βρίσκονται σε διαφορετικούς τρόπους προσαρμογής.

Οι παραπάνω σκέψεις υποδηλώνουν πολύ ξεκάθαρα ότι δεν υπάρχει απλός τρόπος να παρουσιαστούν οι πολυπλοκότητες της απόκρισης των ματιών στην ένταση του φωτός. Λιγότερο για το τηλεσκοπικό μάτι, το οποίο λειτουργεί υπό συνθήκες γενικά διαφορετικές από το τυπικό «εργαστηριακό μάτι». Δεν υπάρχει καμία συγκεκριμένη έρευνα για την τηλεσκοπική εικόνα οποιουδήποτε τύπου που να είναι γνωστή σε μένα. Στην καλύτερη περίπτωση, κάθε μεμονωμένο γράφημα μπορεί να απεικονίσει ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά αυτής της απόκρισης, τα οποία έχουν μόνο πολύ γενικευμένες επιπτώσεις σε σχέση με τον τρόπο με τον οποίο το ανθρώπινο μάτι αποκρίνεται στην ένταση του φωτός όταν συνδέεται με ένα τηλεσκόπιο (ΣΥΚΟ. 245).

ΕΙΚΟΝΑ 245: Γράφημα απόκρισης φωτεινότητας ματιών για σύνθετη εικόνα (σκηνή) που υποδεικνύεται από δοκιμές σε εργαστηριακές συνθήκες (με βάση τους Gonzalez και Woods, 1992). Η οριζόντια κλίμακα, σε αντίθεση με την κατακόρυφη, είναι λογαριθμική, γεγονός που κάνει το γράφημα να συμπιέζεται πολύ οριζόντια: πηγαίνοντας από αριστερά προς τα δεξιά, κάθε τμήμα γραφικής παράστασης που αντιστοιχεί σε έναν ολόκληρο λογάριθμο θα ήταν δέκα φορές μεγαλύτερο από ό,τι είναι, αν γραφτεί σε γραμμική κλίμακα. Αυτό θα έκανε και τα δύο, σκοτοπικά και φωτοπικά οικόπεδα πολύ πιο επιμήκη, και ειδικά το τελευταίο θα ήταν, λίγο πολύ, παρόμοια με τα οικόπεδα στο ΣΥΚΟ. 173 ή, εν προκειμένω, η "μεταβατική" γραφική παράσταση ΣΥΚΟ. 174/175, με τη μετάβαση από τη λειτουργία αποκλειστικά ράβδου (σκοτοπική) στην αποκλειστικά κωνική λειτουργία (φωτογραφική) πολύ πιο ομαλή από ό,τι φαίνεται εδώ. Ομοίως, η γραφική παράσταση "αποσυμπιέζεται" εάν η κατακόρυφη κλίμακα τεθεί επίσης σε λογαριθμική μορφή, όπως φαίνεται στο επάνω ένθετο.Η οριζόντια συμπίεση της γραφικής παράστασης, ωστόσο, διευκολύνει την απεικόνιση μιας σημαντικής ιδιότητας της απόκρισης φωτεινότητας των ματιών, η οποία είναι ότι δεν μπορεί, σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή, να καλύψει όλο το εύρος προσαρμογών στην ένταση φωτός που μπορεί να κάνει. Μάλλον, σε οποιοδήποτε δεδομένο επίπεδο προσαρμογής, ανταποκρίνεται σε ένα σημαντικά μικρότερο εύρος φωτεινότητας, με το φωτεινό σήμα να εμφανίζεται μαύρο στο επίπεδο κατωφλίου και ολοφάνερα λευκό στο όριο του. Οποιαδήποτε παρατεταμένη έκθεση σε εντάσεις φωτός πιο κοντά στο κατώφλι ή στο όριο αυτού του επιπέδου προσαρμογής, προκαλεί τη μετατόπιση του ματιού σε άλλο επίπεδο. Το γράφημα δείχνει ότι αυτό το επίπεδο προσαρμογής εκτείνεται σχεδόν σε τέσσερις μονάδες καταγραφής του εύρους φωτεινότητας και μόνο περίπου 0,2 μονάδες καταγραφής στην κλίμακα φωτεινότητας (το τελευταίο συμφωνεί αρκετά με ΣΥΚΟ. 174/175 υποδεικνύω). Σε ένα επίπεδο προσαρμογής, η απόκριση φωτεινότητας είναι πιθανό να είναι σχεδόν λογαριθμική (δηλαδή ακολουθώντας σχεδόν ευθεία ασβέστη σε λογαριθμικές συντεταγμένες) σε ένα μεγάλο μέρος της μεσοπικής και φωτοπικής περιοχής. Μπορεί να αποκλίνει σημαντικά από το λογαριθμικό προς το σκοτοπικό και το υψηλότερο φωτοπικό υπο-εύρος, αλλά η συγκεκριμένη απόκριση μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τον τύπο του ερεθίσματος, το φόντο και το περιβάλλον.

Ολόκληρο το εύρος φωτεινότητας που αντιστοιχεί στο εύρος προσαρμογής των ματιών μεταξύ του σκοτοπικού ορίου και του φωτοπικού ορίου είναι, όπως ΣΥΚΟ. 242/243 σημαίνει, περίπου τρεις λογαριθμικές μονάδες, ή 1.000 bril. Σε οποιοδήποτε δεδομένο επίπεδο προσαρμογής, μεταξύ του απόλυτου ορίου και του επιπέδου δυσφορίας, το διαθέσιμο εύρος φωτεινότητας είναι σημαντικά μικρότερο από αυτό, με ένα ερέθισμα να εμφανίζεται μαύρο εάν είναι κάτω από το όριο του επιπέδου και ολοφάνερα λευκό εάν είναι πάνω από το όριο του. Οπως και ΣΥΚΟ. 242 προτείνει, αυτό το εύρος φωτεινότητας σε επίπεδο προσαρμογής είναι το πιο στενό στη σκοτοπική λειτουργία, με τη μέγιστη αναλογία φωτεινότητας στα χαμηλά μονοψήφια ψηφία ενώ η ευρύτερη στη λειτουργία φωτοπικής πλήρους φυσήματος, όταν μπορεί να πλησιάσει το 100πλάσιο.

Για τον τυπικό ερασιτέχνη, ο οποίος γενικά παρατηρεί προσαρμοσμένες σε συνθήκες φωτός, η απόκριση της φωτεινότητας των ματιών εντός του επιπέδου προσαρμογής είναι πιο σχετική από την πλοκή προσαρμογής που έχει κατασκευαστεί σε ένα εκτεταμένο εύρος έντασης φωτός. Αν μείνουμε μακριά από το κατώφλι και το όριο ενός τέτοιου επιπέδου προσαρμογής, η απόκριση φωτεινότητας των ματιών είναι πολύ πιθανό να είναι σχεδόν λογαριθμική -δηλαδή σχηματίζοντας ευθεία γραμμή σε λογαριθμική γραφική παράσταση - και για τα δύο, απλά ερεθίσματα (ΣΥΚΟ. 242) και (σχεδόν έτσι) για σύνθετη εικόνα (ΣΥΚΟ. 243). Αυτό είναι πιθανώς όσο πρέπει να γνωρίζουν οι περισσότεροι ερασιτέχνες. Πιο συγκεκριμένες πληροφορίες είναι δύσκολο να βρεθούν, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας δεν διεξήχθη με «τηλεσκοπικό μάτι», με τυπικά αστρονομικά αντικείμενα, ούτε υπό τυπικές συνθήκες πεδίου. Οι περισσότερες από τις διαθέσιμες πληροφορίες είναι μόνο εν μέρει σχετικές.

Αλλά για οποιαδήποτε ακριβή μέτρηση, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε ακριβώς - ή όσο το δυνατόν πιο κοντά σε αυτήν - ποια είναι η απόκριση της φωτεινότητας των ματιών. Για παράδειγμα, εάν η απόκριση του ανθρώπινου ματιού στην αστρική φωτεινότητα δεν είναι λογαριθμική, αλλά μάλλον συνάρτηση ισχύος, ποια θα ήταν η συνέπεια; Η διαφορά μπορεί να μην είναι αμελητέα (ΣΥΚΟ. 246).


ΕΙΚΟΝΑ 246: Η γνωστή έννοια του αστρικού μεγέθους βασίζεται στην υπόθεση της λογαριθμικής απόκρισης του ματιού στη φωτεινότητα της σημειακής πηγής. Για απλότητα, το φωτεινότερο μέγεθος εδώ θεωρείται ότι είναι μεγαλύτερος θετικός αριθμός, σε αντίθεση με τον συμβατικό προσδιορισμό. Προκειμένου να απεικονιστεί ο βαθμός πιθανής απόκλισης αυτής της έννοιας από την πραγματική απόκριση του ματιού σε περίπτωση που ακολουθεί το νόμο ισχύος, οι δύο συναρτήσεις - η συμβατική λογαριθμική και μια πιθανή συνάρτηση ισχύος - σχεδιάζονται μαζί. Η συνάρτηση ισχύος απλώς ικανοποιεί την προϋπόθεση ότι αποδίδει 0 για (L/L 0 )=1 και 5 για (L/L 0)=100, δηλαδή ότι ένα 100 φορές πιο φωτεινό αστέρι φαίνεται να είναι 5 φορές πιο φωτεινό στο μάτι. Χρησιμοποιεί

Εκθέτης ισχύος 0,39, ο οποίος βρίσκεται μεταξύ των αρχικών εκθετών του Steven για patch 5° στο σκοτάδι (0,33) και της σημειακής πηγής (απροσδιόριστες συνθήκες, 0,5). Η σημειακή πηγή σχεδόν σίγουρα δεν ήταν αστέρι - και για ένα οπτικό αστέρι θα ήταν διαφορετικό από ό,τι για τα τηλεσκοπικά αστέρια - επομένως αυτή η συνάρτηση ισχύος θα πρέπει να είναι αρκετά κοντά για το σκοπό αυτό (η σταθερά δεν αλλάζει το σχήμα της πλοκής, επηρεάζει απλώς την κατακόρυφη θέση του). Είναι αμέσως αντιληπτό ότι οι δύο λειτουργίες διαφέρουν σε κάθε άλλο σημείο εκτός από τον λόγο φωτεινότητας L/L 0 που ισούται με 1 και 100, μεγάλο είναι η φωτεινότητα ενός φωτεινότερου αστεριού, και μεγάλο 0 αυτό ενός αυθαίρετου μεγέθους ασθενέστερου αστέρα. Η λογαριθμική συνάρτηση αποδίδει σταθερά φωτεινότερο μέγεθος σε μια δεδομένη αναλογία φωτεινότητας από τη συνάρτηση ισχύος και η διαφορά μπορεί να είναι σημαντική. Για παράδειγμα, ένα έξι φορές πιο φωτεινό αστέρι θα ταξινομηθεί ως σχεδόν δύο μεγέθη φωτεινότερο στη λογαριθμική έννοια, και μόνο περίπου ένα μόνο μέγεθος φωτεινότερο στην έννοια του νόμου ισχύος.

Η ουσία είναι αυτή η απόκριση των ματιών στην ένταση του φωτός - ή η αίσθηση που ονομάζεται λάμψη - δεν είναι γραμμικό, δηλαδή ανάλογο με την είσοδο φωτός. Μάλλον, γενικά προσεγγίζεται καλά από κάποια μορφή συνάρτησης ισχύος της έντασης φωτός και σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να περιγραφεί και ως λογαριθμική. Με άλλα λόγια, δεν είναι η ονομαστική αλλαγή στη ροή φωτός που εισέρχεται στο μάτι που καθορίζει τη μεταβολή της φωτεινότητας, είναι η αλλαγή στη ροή σε σχέση με το αρχικό μέγεθος ροής.

Ενώ η ακριβής απόκριση της φωτεινότητας των ματιών είναι κυρίως σημαντική στους επαγγελματικούς και ακαδημαϊκούς κύκλους, η αρχή μπορεί να είναι χρήσιμη και για τον μέσο ερασιτέχνη. Για παράδειγμα, βοηθά να κατανοήσουμε γιατί η τηλεσκοπική εικόνα της Σελήνης εμφανίζεται τόσο πιο φωτεινή από το να κοιτάζει κανείς απευθείας τη Σελήνη, παρά το γεγονός ότι έχει πολύ χαμηλότερη ονομαστική φωτεινότητα επιφάνειας. Σε μεγέθυνση 100x, η περιοχή της εικόνας της Σελήνης είναι 10.000 φορές μεγαλύτερη και, κατά συνέπεια, η φωτεινότητα της επιφάνειάς της είναι πολύ χαμηλότερη, παραβλέποντας τις απώλειες μετάδοσης του φωτός. Ωστόσο, για το μάτι, η φωτεινότητα της επιφάνειας είναι μόνο 4 φορές χαμηλότερη, εάν η απόκριση είναι λογαριθμική, και

20 φορές χαμηλότερη εάν η απόκριση είναι μια απλή συνάρτηση ισχύος τύπου Stevens με 0,33 εκθέτη. Στην πρώτη περίπτωση, η τηλεσκοπική Σελήνη θα είχε 2.500 φορές μεγαλύτερη συνολική φωτεινότητα (8,5 φορές πιο φωτεινό αντιληπτό ολοκληρωμένο μέγεθος) και ακόμα έως και 500 φορές (6,8 μεγέθη) μεγαλύτερη στη δεύτερη.

Η απόκριση φωτεινότητας E ye σχετίζεται με το ήδη αναφερθέν μάτι ευαισθησία αντίθεσης (ΣΥΚΟ. 240), το οποίο ορίζει το όριο ανάλυσής του ως συνάρτηση του επιπέδου φωτεινότητας και του γωνιακού μεγέθους του αντικειμένου (ημιτονοειδές κύμα) (χωρική συχνότητα).


Σχετικά με τον danielpeel

14 Απαντήσεις σε Lion Anatomy- The Eye

Μεγάλωσα στην Αφρική και μου είπαν ότι οι λεοπαρδάλεις έχουν πράσινα μάτια και κόκκινο λιοντάρι, αλλά αρχίζω να πιστεύω ότι αυτό είναι μύθος. Μπορείτε να μου πείτε τις παρατηρήσεις σας; Σας ευχαριστώ

Γεια σου Μελ
Ευχαριστώ για το σχόλιο. Ναι, έχω ακούσει ότι διαφορετικά ζώα έχουν διαφορετικό χρώμα λάμψης ματιών. Από την εμπειρία μου αυτό δεν είναι έτσι, απλά εξαρτάται από τη γωνία που πιάνεις το ζώο. Το μόνο ζώο που ξέρω ότι έχει σταθερό χρώμα είναι ένα Bushbaby, έχω ακούσει ότι αυτό οφείλεται στο μέγεθος της κόρης του ματιού. Προφανώς τα θάμνοι έχουν τεράστια μάτια για να μεγιστοποιήσουν τη νυχτερινή όραση και επειδή το μάτι είναι τόσο μεγάλο, πρέπει να υπάρχει τεράστια ποσότητα αίματος στο μάτι, για να τροφοδοτήσει τα κύτταρα των φωτοϋποδοχέων με οξυγόνο. Γι' αυτό φαίνονται κόκκινα. Αλλά όπως λέω για τα άλλα ζώα εξαρτάται μόνο από τη γωνία.

Σας ευχαριστώ
Εάν έχετε περισσότερες ερωτήσεις, μη διστάσετε να ρωτήσετε!

Ευχαριστώ πολύ. Αυτό ισχύει ασφαλώς για τις παρατηρήσεις μου για οικόσιτα ζώα. Έτσι, αν επιστρέψω ποτέ στον θάμνο, δεν θα βασιστώ στη λάμψη των ματιών για να αναγνωρίσω τα πλάσματα. Στις αρχές της δεκαετίας του 50’, ο πατέρας μου παρακολουθήθηκε στη Nyasaland (το Μαλάουι τώρα) από αυτό που νόμιζε (&μάλλον ήταν) λεοπάρδαλη. Το επόμενο βράδυ νόμιζε ότι είχε επιστρέψει, αλλά όταν έλαμψε τον πυρσό του – ήταν 2 πυγολαμπίδες να κλείνουν το μάτι στο πλάι της σκηνής του! Ευχαριστώ και πάλι για την άμεση ανταπόκριση!

Γεια σας, μας παρέπεμψε ο Rae of lion alert. Η κόρη μου λατρεύει τα λιοντάρια και τα κάνει χαρτί. Μπορείτε να μας πείτε αν τα λιοντάρια είναι τόσο ευέλικτα όσο οι οικιακές γάτες; Έχουν μέρη του σώματος διαφορετικά από τις οικιακές γάτες που τους επιτρέπουν να κάνουν πράγματα; Διαφορετική δομή προσάρτησης κατασκευών; Έχετε δει λιοντάρια να κάνουν πράγματα που οι οικιακές γάτες μπορούν’t-εκτός από μια ζέβρα:) Οποιεσδήποτε πληροφορίες μπορείτε να μας δώσετε είναι χρήσιμες. Σε ευχαριστώ πάρα πολύ. Margie

Γεια σου Margie
Ευχαριστώ για τις ερωτήσεις, τα Lions είναι απίστευτα και η κόρη σας έκανε μια καλή επιλογή κάνοντας ένα χαρτί για αυτά.
Όσο για τις διαφορές μεταξύ λιονταριών και σπιτικών γατών, αυτή είναι μια δύσκολη ερώτηση, υπάρχουν τόσα πολλά πράγματα που πρέπει να καλύψουμε. Το κύριο πράγμα είναι για τι έχει σχεδιαστεί το ζώο. Οι οικιακές γάτες, που είναι εξημερωμένες, έχουν χάσει την ανάγκη να επιβιώσουν μόνες τους. Πολλοί μπορούν και συχνά κυνηγούν και μπορούν να επιβιώσουν χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Αλλά μέσα από αιώνες εξημέρωσης, οι γάτες του σπιτιού έχουν χάσει τη «θέση» τους στην άγρια ​​φύση, και έτσι υπάρχουν τόσοι πολλοί διαφορετικοί ‘ τύποι’ σπιτικών γατών, μερικές πιο ικανές από άλλες.
Τα λιοντάρια που είναι άγρια ​​πρέπει να βρίσκονται στην "κορυφή του παιχνιδιού τους" διαφορετικά δεν θα επιβιώσουν. Αυτό είναι η Εξέλιξη, και σημαίνει ότι τα λιοντάρια, οι λεοπαρδάλεις, οι τσιτάχ, οι αγριόγατες, τα καράκαλα και τα σερβάλια (όλες οι γάτες που επιβιώνουν, συχνά δίπλα δίπλα στον αφρικανικό θάμνο) έχουν βρει και ευδοκιμούν στη δική τους ‘θέση’ ή περιοχή εξειδίκευσης.
Ας επικεντρωθούμε στις μεγάλες γάτες της Αφρικής - Λιοντάρι, Λεοπάρδαλη και Τσίτα. Οι ‘θέσεις’ τους είναι πιο εμφανείς.
Ας ξεκινήσουμε με τα Lions- Είναι οι μόνες κοινωνικές γάτες, που ζουν με υπερηφάνεια. Το να ζουν σε υπερηφάνεια και το μέγεθός τους σημαίνει ότι είναι πιο κατάλληλοι για να καταστρέψουν μεγαλύτερα θηράματα, αγριολούλουδα, ζέβρα, βουβάλια κ.λπ.
Οι λεοπαρδάλεις είναι μικρότερες από τα λιοντάρια και είναι μοναχικές. Εστιάζουν την προσοχή τους σε μικρού έως μεσαίου μεγέθους παιχνίδια όπως το impala.
Στη συνέχεια φτάνουμε στο Cheetah, ίδιου βασικού μεγέθους με τις λεοπαρδάλεις, αλλά σχεδιασμένες εντελώς διαφορετικά, πηγαίνουν επίσης για παιχνίδι μεσαίου μεγέθους.

Εντάξει, καλύψαμε Τι τροφή τρώνε οι μεγάλες γάτες, πρέπει να δούμε τις τεχνικές κυνηγιού τους για να καταλάβουμε πραγματικά πώς και γιατί διαφέρει η ανατομία της γάτας. Ένα καμάρι λιονταριών θα κυνηγήσει μαζί και θα εργαστεί ως ομάδα. Η τεχνική τους είναι καταδίωξη και σύντομη καταδίωξη, σπρώχνοντας συχνά το θήραμα σε ενέδρα. Τα λιοντάρια δεν έχουν πολλή αντοχή, και έτσι, αν δεν είναι δυνατή η στενή κοτσάνα, τις περισσότερες φορές δεν θα προσπαθήσουν καν. Τα λιοντάρια είναι βαριά χτισμένα, η κύρια εστίασή τους είναι η δύναμη. Υπερβολικό μεγάλο θήραμα είναι η ‘θέση’ τους
Οι λεοπαρδάλεις είναι κυνηγοί ενέδρων, δεν έχουν επίσης μεγάλη αντοχή και επομένως βασίζονται στο να έρθουν πολύ κοντά χρησιμοποιώντας το εκπληκτικό καμουφλάζ τους. Καθώς είναι μοναχικά, δεν μπορούν να βασιστούν σε εφεδρεία και δεν μπορούν να κυνηγήσουν το θήραμα και να κάνουν ενέδρα. Είναι πολύ γρήγορα και πολύ δυνατά. Η επιτυχία του Leopard προέρχεται σε μεγάλο βαθμό από το γεγονός ότι μπορεί να σκαρφαλώσει στα δέντρα. Η αποθήκευση της τροφής μακριά από άλλα πεινασμένα αρπακτικά σημαίνει ότι μπορεί να φάει στον ελεύθερο χρόνο. Η ανάγκη τους να είναι πολύ ισχυροί στο μπροστινό τους τέταρτο, για να ανεβάζουν έως και 60 κιλά πάνω σε ένα φυτικό δέντρο.
Οι τσιτάχ έχουν σχεδιαστεί εντελώς διαφορετικά από τις άλλες δύο μεγάλες γάτες, βασιζόμενοι στην ταχύτητά τους στο κυνήγι. Είναι απλές, με μακριά πόδια, μακριά ουρά σαν πηδάλιο και πολλές άλλες προσαρμογές για καταδίωξη υψηλής ταχύτητας. Οι τσιτάχ δεν είναι πολύ ισχυρά ζώα.

Η εξέταση των τεχνικών κυνηγιού τους σας δίνει πραγματικά μια εικόνα για το γιατί έχουν σχεδιαστεί όπως είναι.
Ελπίζω αυτή η σύντομη εξήγηση να βοηθήσει λίγο και, αν χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε ξανά μαζί μου.

Αν τα λιοντάρια βλέπουν κυρίως σε μπλε και πράσινα, ποιο χρώμα ξεχωρίζει περισσότερο;

Γεια σου Τράβις
Ευχαριστώ για την ερώτηση.
Η όραση των ζώων είναι κάτι που ο λαϊκός παρατηρητής δεν καταλαβαίνει πραγματικά, καθώς είναι πολύ δύσκολο να κατανοήσει κανείς ότι τα ζώα έχουν στην πραγματικότητα μια εντελώς διαφορετική άποψη για τον κόσμο.
Έτσι, τα χρώματα που ξεχωρίζουν περισσότερο για τα λιοντάρια είναι αρκετά σκληρά, γιατί αντιλαμβάνονται το χρώμα διαφορετικά. Πολλοί άνθρωποι λένε οποιαδήποτε φωτεινά/ζωηρά χρώματα, αυτό δεν οφείλεται στο πραγματικό χρώμα αλλά στο γεγονός ότι ξεχωρίζει. Για ένα λιοντάρι, παρόλο που το χρώμα δεν φαίνεται, θα κολλήσει και μπορεί να έχει διαφορετική απόχρωση, αλλά το γεγονός ότι τίποτα άλλο στον θάμνο δεν είναι αυτό το χρώμα, μπορεί να διακριθεί πολύ εύκολα.

Ένα άλλο χρώμα που είναι ένα μη-όχι στον θάμνο είναι το λευκό. Αυτό δεν οφείλεται στο ότι ξεχωρίζει τόσο πολύ όσο τα φωτεινότερα χρώματα, αλλά επειδή αυτό είναι το χρώμα που μας προειδοποιεί. Αν κοιτάξετε, ας πούμε, τον Kudu καθώς τρέχουν, θα κουλουριάσουν την ουρά τους και θα δείχνουν το λαμπρό λευκό από κάτω, άλλα ζώα του ίδιου είδους ή άλλου είδους, θα το σηκώσουν και συχνά θα το ακολουθήσουν. Η ιδέα είναι ότι όλα τα ζώα φεύγουν προς την ίδια κατεύθυνση αντί να διασκορπιστούν, δημιουργώντας μεγαλύτερη πιθανότητα θήρευσης.
Λέγοντας ότι οι Lions χρησιμοποιούν το αντίθετο, χρησιμοποιούν το μαύρο. Αν κοιτάξετε τη τούφα της ουράς ενός λιονταριού είναι μαύρη, και το πίσω μέρος των αυτιών είναι επίσης μαύρο.

Έτσι, για να συνοψίσουμε, τα λιοντάρια θα διακρίνουν έντονα ζωηρά χρώματα, επειδή δεν είναι φυσικά. Οι λευκοί και οι μαύροι επειδή είναι πιο προσεκτικοί σε αυτά τα χρώματα.

Ελπίζω να απαντήσει στην ερώτησή σας, μη διστάσετε αν έχετε κάτι άλλο που πρέπει να επεκταθώ.

Γεια σου Daniel,
Συνάντησα μια Μαύρη Λεοπάρδαλη τη νύχτα, που πιστεύω ότι είχε διαφορετικό χρώμα στα μάτια σε τρεις διαφορετικές περιπτώσεις. Η πρώτη φορά ήταν το 2008, όταν είδα ένα ζευγάρι κόκκινα μάτια σε έναν θάμνο μέσα από το φως του πυρσού από περίπου 4 πόδια μακριά.
Η δεύτερη συνάντηση ήταν ένα χρόνο αργότερα το 2009, τον ίδιο μήνα και τον ίδιο τόπο με την πρώτη μου συνάντηση, αλλά αυτή τη φορά είδα μια απίστευτα λαμπερή πράσινη λάμψη ματιών από περίπου 30 μέτρα.
Στην τρίτη συνάντηση η λάμψη των ματιών ήταν κεχριμπαρένιο χρώμα και φαινόταν από περίπου 25 πόδια. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση, είδα καλά το ζώο στο φως του φεγγαριού και τι απίστευτο θέαμα ήταν!
Αυτό το ζώο δεν θα έπρεπε να ήταν εκεί που το είδα, και αυτό με κάνει να πιστεύω ότι και οι 3 θεάσεις που αναφέρθηκαν ήταν πολύ πιθανώς του ίδιου ζώου.
Βλέποντας ότι η λάμψη των ματιών είχε διαφορετικό χρώμα σε κάθε περίσταση, κατά τη γνώμη σας, πιστεύετε ότι αυτό ήταν πιθανό να προκλήθηκε κοιτάζοντας από διαφορετική οπτική γωνία, παρακαλώ;

Ευχαριστώ για το σχόλιο Alvin,
Αυτό είναι καταπληκτικό οι μαύρες λεοπαρδάλεις είναι πολύ πολύ σπάνιες, πού το βλέπετε;
Ναι, θα έλεγα ότι η διαφορετική γωνία και η απόσταση μπορεί να έχουν επηρεάσει τη λάμψη των ματιών.

Επισκέπτεται τακτικά ένα μέρος όπου πηγαίνω βόλτα με τον σκύλο μου στο Έσσεξ. Δεν το έχω συναντήσει ακόμα φέτος, αλλά εμφανίστηκε πέρυσι για το καλύτερο μέρος των τριών εβδομάδων. Δεν μπορώ να δώσω πάρα πολλά για την ακριβή τοποθεσία, διαφορετικά μπορεί να υπάρχουν κυνηγοί τροπαίων παντού.
Αν σας ενδιαφέρει, μην διστάσετε να μου στείλετε email!

ΑΥΤΟ ΜΕ ΒΟΗΘΗΣΕ ΠΟΛΥ ΝΑ ΜΑΘΩ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ το μάτι του λιονταριού που με βοήθησε να ολοκληρώσω το έργο μου.

Γεια σου Ντάνιελ
Γιατί είναι υποθετικά εξοικονόμηση για ενήλικες να τσακίζουν λιοντάρια σε ανοιχτό όχημα
Και γιατί δεν επιτρέπουν στα παιδιά το ίδιο

γεια
Αυτή είναι μια πολύ καλή ερώτηση, ευχαριστώ.
Για να πάρετε την απάντηση πρέπει να κατανοήσετε τη συμπεριφορά των λιονταριών και τις τεχνικές κυνηγιού. Τα λιοντάρια όταν κυνηγούν αναζητούν πάντα τα πιο αδύναμα άτομα, για παράδειγμα σε ένα κοπάδι ζέβρες. Πιθανώς ένα τραυματισμένο ζώο, αλλά τα μικρά είναι πάντα πιο εύκολο να πιαστούν, καθώς έχουν λιγότερη ‘εμπειρία ζωής’ μπορεί να πανικοβληθούν και να ξεφύγουν από την ασφάλεια του κοπαδιού. Μπορεί επίσης να είναι πιο αργοί και να παλεύουν λιγότερο.
Επομένως τα λιοντάρια αναζητούν πάντα πιο αδύναμο θήραμα.
Τα παιδιά προσελκύουν πάντα την προσοχή τους για αυτόν τον λόγο και, παρόλο που η ασφάλεια του οχήματος βοηθάει τα λιοντάρια θα ελκύονται πάντα από τα παιδιά, καθώς θα μπορούσε να είναι ένα εύκολο γεύμα.

Δανιήλ
Επιτρέψτε μου να επαναδιατυπώσω την ερώτηση
Είναι ασφαλές για οποιοδήποτε άτομο (ενήλικα ή παιδί) να πάει σε ένα παιχνίδι με ένα ανοιχτό όχημα, σταματώντας δίπλα σε ένα καμάρι λιονταριών για να τα παρατηρήσει


Η απάντηση του ανθρώπινου ματιού στο φως

Οι τρεις καμπύλες στο παραπάνω σχήμα δείχνουν την κανονικοποιημένη απόκριση ενός μέσου ανθρώπινου ματιού σε διάφορες ποσότητες φωτός περιβάλλοντος. Η αλλαγή στην ευαισθησία συμβαίνει επειδή δύο τύποι φωτοϋποδοχέων που ονομάζονται κώνοι και ράβδοι είναι υπεύθυνοι για την απόκριση του ματιού στο φως. Η καμπύλη στα δεξιά δείχνει την απόκριση του ματιού υπό κανονικές συνθήκες φωτισμού και αυτό ονομάζεται φωτοπική απόκριση. Οι κώνοι ανταποκρίνονται στο φως κάτω από αυτές τις συνθήκες.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι κώνοι αποτελούνται από τρεις διαφορετικές φωτογραφικές χρωστικές που επιτρέπουν την αντίληψη του χρώματος. Αυτή η καμπύλη κορυφώνεται στα 555 νανόμετρα, πράγμα που σημαίνει ότι υπό κανονικές συνθήκες φωτισμού, το μάτι είναι πιο ευαίσθητο σε ένα κιτρινοπράσινο χρώμα. Όταν τα επίπεδα φωτός πέφτουν σχεδόν στο απόλυτο σκοτάδι, η απόκριση του ματιού αλλάζει σημαντικά όπως φαίνεται από την καμπύλη σκοτοπικής απόκρισης στα αριστερά. Σε αυτό το επίπεδο φωτός, οι ράβδοι είναι πιο ενεργές και το ανθρώπινο μάτι είναι πιο ευαίσθητο στο παρόν φως και λιγότερο ευαίσθητο στο εύρος του χρώματος. Οι ράβδοι είναι πολύ ευαίσθητες στο φως, αλλά αποτελούνται από μία μόνο χρωστική φωτογραφία, η οποία ευθύνεται για την απώλεια της ικανότητας διάκρισης χρώματος. Σε αυτό το πολύ χαμηλό επίπεδο φωτός, η ευαισθησία στο μπλε, το ιώδες και το υπεριώδες αυξάνεται, αλλά η ευαισθησία στο κίτρινο και το κόκκινο μειώνεται. Η βαρύτερη καμπύλη στη μέση αντιπροσωπεύει την απόκριση του ματιού στο επίπεδο φωτός περιβάλλοντος που βρίσκεται σε έναν τυπικό θάλαμο επιθεώρησης. Αυτή η καμπύλη κορυφώνεται στα 550 νανόμετρα, που σημαίνει ότι το μάτι είναι πιο ευαίσθητο στο κιτρινοπράσινο χρώμα σε αυτό το επίπεδο φωτός. Τα υλικά επιθεώρησης με διεισδυτικά φθορισμού είναι σχεδιασμένα να φθορίζουν περίπου στα 550 νανόμετρα για να παράγουν βέλτιστη ευαισθησία σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Αναφορές: Robinson, S. J. and Schmidt, J. T., Fluorescent Penetrant Sensitivity and Removability - What the Eye Can See, a Fluorometer Can Measure, Materials Evaluation, Vol. 42, Νο. 8, Ιούλιος 1984, σελ. 1029-1034


Jake Whalen: Living and Coping with Keratoconus

Ο Jake Whalen είναι ένας ανεξάρτητος κειμενογράφος που αγωνίστηκε για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του με τον κερατόκωνο.

Ο κερατόκωνος είναι μια εκφυλιστική πάθηση του κερατοειδούς, ενός διαφανούς ιστού σε σχήμα θόλου που σχηματίζει το μπροστινό μέρος του ματιού. Ο κερατόκωνος σταδιακά κάνει τον κερατοειδή να λεπταίνει, να διογκώνεται/προεξέχει προς τα έξω και να αποκτά κωνικό σχήμα. Αυτό δημιουργεί μια μη φυσιολογική καμπυλότητα του ματιού που μπορεί να προκαλέσει θολή όραση, προβλήματα λάμψης, ευαισθησία στο φως και ακόμη και έντονο πόνο.

Μάθετε περισσότερα σχετικά με τα βασικά της αποτελεσματικής φροντίδας των ματιών, όπως:

  • Η διαφορά μεταξύ των φυσιολογικών αλλαγών στα μάτια και της όρασης και των συμπτωμάτων των προβλημάτων όρασης όταν επισκέπτεστε έναν ειδικό οφθαλμικής φροντίδας.
  • Ρίξτε μια ματιά στο κιτ για να ξεκινήσετε για περισσότερες ιδέες που θα σας βοηθήσουν να ζήσετε καλά με χαμηλή όραση. για να λαμβάνετε δωρεάν εβδομαδιαίες ειδοποιήσεις μέσω email για περισσότερες χρήσιμες πληροφορίες και συμβουλές για την καθημερινή ζωή με απώλεια όρασης.

Χλιαρό χιούμορ

Το υδατοειδές υγρό είναι ένα διαυγές, υδαρές υγρό, που περιέχεται σε δύο θαλάμους πίσω από τον κερατοειδή χιτώνα, το οποίο βοηθά στη μεταφορά θρεπτικών συστατικών στους ιστούς των ματιών. Παράγεται από την ακτινωτό σώμα, ένας δακτύλιος από ιστό που κάθεται πίσω από την ίριδα.

Καθώς κυκλοφορεί, το υδατικό υγρό ρέει στο μπροστινό μέρος του ματιού, όπου παροχετεύεται από το δοκιδωτό πλέγμα, ένα σύστημα φιλτραρίσματος που μοιάζει με σφουγγάρι που βρίσκεται εκεί όπου συναντώνται ο κερατοειδής και η ίριδα. Μετά την αποστράγγιση μέσω του δικτυωτού πλέγματος, το υδατικό υγρό περνάει από έναν μικρό αγωγό, που ονομάζεται κανάλι του Schlemmκαι απορροφάται στην κυκλοφορία του αίματος.

Η υγεία του ματιού σας εξαρτάται από μια συνεχή διαδικασία παραγωγής, ροής και αποστράγγισης αυτού του υδατικού υγρού.Οποιαδήποτε διακοπή αυτής της διαδικασίας μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα με αυξημένη πίεση στο εσωτερικό του ματιού, όπως το γλαύκωμα.

Ο Σκληρός

Ο σκληρός χιτώνας είναι μια σκληρή λευκή εξωτερική επικάλυψη ινώδους ιστού που καλύπτει ολόκληρο τον βολβό του ματιού σας (σε όλη τη διαδρομή) εκτός από τον κερατοειδή. Οι μύες που κινούν το μάτι συνδέονται με τον σκληρό χιτώνα. Το όνομα σκληρός προέρχεται από την ελληνική λέξη “skleros” που σημαίνει “σκληρό.”

Η Ίριδα και η Μαθήτρια

Η ίριδα είναι μια μεμβράνη σε σχήμα δακτυλίου μέσα στο μάτι που περιβάλλει ένα άνοιγμα στο κέντρο, που ονομάζεται κόρη. Η ίριδα περιέχει μύες που επιτρέπουν στην κόρη να γίνει μεγαλύτερη (ανοίγει ή διαστέλλεται) και μικρότερη (από κοντά ή να συστέλλεται). Η ίριδα ρυθμίζει την ποσότητα του φωτός που εισέρχεται στο μάτι σας προσαρμόζοντας το μέγεθος του ανοίγματος της κόρης.

Σε έντονο φως, η ίριδα κλείνει (ή συστέλλεται) και κάνει το άνοιγμα της κόρης μικρότερο για να περιορίσει την ποσότητα φωτός που εισέρχεται στο μάτι σας.

Σε αμυδρό φως, η ίριδα ανοίγει (ή διαστέλλεται) και κάνει το άνοιγμα της κόρης μεγαλύτερο για να αυξήσει την ποσότητα φωτός που εισέρχεται στο μάτι σας:

Η ίριδα σε αμυδρό φως

Επιπλέον, είναι η ίριδα που καθορίζει το χρώμα των ματιών σας. Τα άτομα με καστανά μάτια έχουν έντονα χρωματισμένες ίριδες, ενώ τα άτομα με μπλε ή πιο ανοιχτόχρωμα μάτια έχουν ίριδες με λιγότερη χρωστική ουσία.

Ο Φακός

Ο φακός αποτελείται από διαφανή, εύκαμπτο ιστό και βρίσκεται ακριβώς πίσω από την ίριδα και την κόρη. Είναι το δεύτερο μέρος του ματιού σας, μετά τον κερατοειδή, που βοηθά να εστιάσετε το φως και τις εικόνες στον αμφιβληστροειδή σας.

Επειδή ο φακός είναι εύκαμπτος και ελαστικός, μπορεί να αλλάξει το καμπυλωτό του σχήμα για να εστιάσει σε αντικείμενα και άτομα που βρίσκονται είτε κοντά είτε σε απόσταση. Ο φακός παρέχει το 25-35% της δύναμης εστίασης των ματιών σας.

ο ακτινωτοί μύες, τα οποία αποτελούν μέρος του ακτινωτό σώμα, συνδέονται με το φακό και συστέλλονται ή απελευθερώνονται για να αλλάξουν το σχήμα και την καμπυλότητα του φακού.

Ο φακός γίνεται πιο στρογγυλεμένος για να εστιάσει σε κοντινά αντικείμενα (βλ. Εικόνα 1):

Εικ. 1: Ένας πιο στρογγυλεμένος φακός μπορεί να εστιάσει σε κοντινά αντικείμενα.

Ο φακός γίνεται πιο επιμήκης (ή τεντωμένος) για να εστιάσει σε αντικείμενα που βρίσκονται μακριά (βλ. Εικόνα 2):

Εικ. 2: Ένας πιο επιμήκης/τεντωμένος φακός μπορεί να εστιάσει σε μακρινά αντικείμενα

Με την πάροδο του χρόνου, ο φακός χάνει μέρος της ελαστικότητάς του και ως εκ τούτου χάνει μέρος της ικανότητάς του να εστιάζει σε κοντινά αντικείμενα. Αυτό ονομάζεται πρεσβυωπία και εξηγεί γιατί οι άνθρωποι χρειάζονται γυαλιά ανάγνωσης καθώς μεγαλώνουν.

Ο χοριοειδής

Το χοριοειδές είναι μια σκούρα καφέ μεμβράνη που είναι πλούσια σε αιμοφόρα αγγεία, που βρίσκεται μεταξύ του σκληρού χιτώνα και του αμφιβληστροειδή. Παρέχει αίμα και θρεπτικά συστατικά στον αμφιβληστροειδή και θρέφει όλες τις άλλες δομές μέσα στο μάτι.

Το Υαλοειδές

Το υαλοειδές είναι η ουσία που μοιάζει με ζελέ που γεμίζει το εσωτερικό του πίσω μέρους του ματιού. Με την πάροδο του χρόνου, το υαλοειδές γίνεται πιο υγρό και μπορεί να αποκολληθεί από το πίσω μέρος του ματιού, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει πλωτήρες. Εάν παρατηρήσετε νέα πλωτήρες ή φώτα που αναβοσβήνουν, είναι σημαντικό να επισκεφτείτε τον οφθαλμίατρό σας, επειδή ένα αποκολλημένο υαλοειδές μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη μιας οπής (μια κατάσταση που ονομάζεται τρύπα της ωχράς κηλίδας) στον αμφιβληστροειδή.

Ο αμφιβληστροειδής και το οπτικό νεύρο

Ο αμφιβληστροειδής είναι ο φωτοευαίσθητος ιστός που καλύπτει την εσωτερική επιφάνεια του ματιού, σαν την ταπετσαρία. Τα κύτταρα στον αμφιβληστροειδή μετατρέπουν το εισερχόμενο φως σε ηλεκτρικές ώσεις. Αυτές οι ηλεκτρικές ώσεις μεταφέρονται από το οπτικό νεύρο (που μοιάζει με το καλώδιο της τηλεόρασης) στον εγκέφαλο, ο οποίος τελικά τις ερμηνεύει ως οπτικές εικόνες.

ο κηλίδα είναι η μικρή ευαίσθητη περιοχή στο κέντρο του αμφιβληστροειδούς που παρέχει καθαρή κεντρική όραση. ο fovea βρίσκεται στο κέντρο της ωχράς κηλίδας και παρέχει την πιο ευκρινή λεπτομέρεια όραση.


Συνεισφορές συγγραφέα

M.D.R. και Τ.Χ.Ο. σχεδίασε τη μελέτη και έγραψε την εργασία. M.D.R. πραγματοποίησε τα πειράματα, την απεικόνιση και τη στατιστική ανάλυση. ΕΝ ΤΟΥΤΟΙΣ. δημιούργησε τον κώδικα R για την καμπύλη Govardovskii opsin.

Το ομοεστιακό μικροσκόπιο χρηματοδοτήθηκε από μια επιχορήγηση Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας Κοινόχρηστων Οργάνων [1 S10 OD010610-01A1] στη Mary Raven στο NRI Microscopy Facility στο UCSB. Αυτό το έργο χρηματοδοτήθηκε από επιχορηγήσεις του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών στην THO [IOS-1045257 and DEB-1146337]. Κατατίθεται στο PMC για κυκλοφορία μετά από 12 μήνες.


Περιεχόμενα

Το βρεγματικό μάτι βρίσκεται στο tuatara, στις περισσότερες σαύρες, βατράχους, σαλαμάνδρες, ορισμένα οστεώδη ψάρια, καρχαρίες και λάμπες (είδος ψαριού χωρίς γνάθο). [2] [3] [4] Απουσιάζει στα θηλαστικά, αλλά υπήρχε στους πλησιέστερους εξαφανισμένους συγγενείς τους, τα θεραπίδια. [5] Επίσης απουσιάζει στις χελώνες και στους αρχόσαυρους, που περιλαμβάνει τα πουλιά και τους κροκόδειλους, και τους εξαφανισμένους συγγενείς τους. [6]

Το τρίτο μάτι, όπου υπάρχει, είναι πάντα πολύ μικρότερο από τα κύρια ζευγαρωμένα μάτια και, στα ζωντανά είδη, καλύπτεται πάντα από δέρμα και συνήθως δεν είναι εύκολα ορατό εξωτερικά. [7]

Το βρεγματικό μάτι είναι ένα μέρος του επιθάλαμου, το οποίο μπορεί να χωριστεί σε δύο κύρια μέρη, την επίφυση (το όργανο της επίφυσης ή επίφυση αν είναι κυρίως ενδοκρινής) και το παραεπινεϊκό όργανο (συχνά ονομάζεται βρεγματικό μάτι, ή αν είναι φωτοδεκτικό, το τρίτο μάτι). Ο βρεγματικός οφθαλμός εμφανίζεται ως πρόσθια εκκένωση του οργάνου της επίφυσης ή ως ξεχωριστή ανάπτυξη της οροφής του διεγκεφάλου. Σε ορισμένα είδη, προεξέχει μέσα από το κρανίο. [8] Ο βρεγματικός οφθαλμός χρησιμοποιεί μια διαφορετική βιοχημική μέθοδο ανίχνευσης φωτός από αυτή των κυττάρων ράβδου ή των κωνικών κυττάρων σε ένα κανονικό μάτι σπονδυλωτών. [9]

Πολλά από τα παλαιότερα απολιθωμένα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των οστρακοδέρμων, των πλακοδερμάτων, των σταυροοπτερυγίων, ακόμη και των πρώιμων τετράποδων, είχαν μια υποδοχή στο κρανίο που φαίνεται να κρατούσε ένα λειτουργικό τρίτο μάτι. Αυτή η υποδοχή παραμένει ως τρήμα μεταξύ των βρεγματικών οστών ακόμη και σε πολλά ζωντανά αμφίβια και ερπετά, αν και έχει εξαφανιστεί σε πτηνά και θηλαστικά.

Τα Lampreys έχουν δύο βρεγματικά μάτια, το ένα που αναπτύχθηκε από το παραεπινεϊκό όργανο και το άλλο από το όργανο της επίφυσης. Αυτά βρίσκονται το ένα πίσω από το άλλο στο κέντρο της άνω επιφάνειας του εγκεφαλικού σκελετού. Επειδή οι λάμπες είναι από τα πιο πρωτόγονα από όλα τα ζωντανά σπονδυλωτά, είναι πιθανό ότι αυτή ήταν η αρχική κατάσταση μεταξύ των σπονδυλωτών και μπορεί να επέτρεπε στα είδη που κατοικούν στον βυθό να αισθανθούν τις απειλές από ψηλά. [7]

Saniwa, μια εξαφανισμένη σαύρα varanid, πιθανότατα είχε δύο βρεγματικά μάτια, το ένα που αναπτύχθηκε από το όργανο της επίφυσης και το άλλο από το όργανο της επίφυσης. Saniwa είναι το μόνο γνωστό σπονδυλωτό με γνάθο που έχει και επίφυση και παραεπινεϊκό μάτι. Στα περισσότερα σπονδυλωτά, το όργανο της επίφυσης σχηματίζει το βρεγματικό μάτι, ωστόσο, στους λεπιδόσαυρους, σχηματίζεται από το παραεπινεϊκό όργανο, γεγονός που υποδηλώνει ότι Saniwa επανεξέλιξε το μάτι της επίφυσης. [10]

Το βρεγματικό μάτι των αμφίβιων και των ερπετών εμφανίζεται σχετικά μακριά προς τα εμπρός στο κρανίο, επομένως μπορεί να προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η ανθρώπινη επίφυση εμφανίζεται πολύ μακριά από αυτή τη θέση, κρυμμένη ανάμεσα στο κάλλος και την παρεγκεφαλίδα. Επίσης τα βρεγματικά οστά, στους ανθρώπους, αποτελούν ένα τμήμα του πίσω μέρους του κρανίου, μακριά από τα μάτια. Για να το καταλάβετε αυτό, σημειώστε ότι τα βρεγματικά οστά αποτελούσαν ένα μέρος του κρανίου που βρίσκεται ανάμεσα στα μάτια σε σαρκοπτέρυγα και βασικά αμφίβια, αλλά έχουν μετακινηθεί πιο πίσω στα ανώτερα σπονδυλωτά. [11] Ομοίως, στον εγκέφαλο του βατράχου, ο διεγκέφαλος, από τον οποίο προκύπτει ο μίσχος της επίφυσης, εμφανίζεται σχετικά πιο μπροστά, καθώς τα εγκεφαλικά ημισφαίρια είναι μικρότερα, αλλά οι οπτικοί λοβοί είναι πολύ πιο εμφανείς από τον ανθρώπινο μεσεγκέφαλο, που αποτελεί μέρος του το εγκεφαλικό στέλεχος. [12] Στον άνθρωπο η οπτική οδός, η κοίλωμα και το οπτικό νεύρο γεφυρώνουν την ουσιαστική απόσταση μεταξύ των ματιών και του διεγκεφαλικού. Ομοίως και το μίσχο της επίφυσης Πετρομύζων επιμηκύνεται πολύ σημαντικά κατά τη μεταμόρφωση. [13]

Τα καρκινοειδή έχουν ένα μόνο μάτι στην κορυφή του κεφαλιού ως ναύπλιο (προνύμφη πρώτου σταδίου). Το μάτι έχει φακό και αισθάνεται την κατεύθυνση του φωτός, αλλά δεν μπορεί να επιλύσει περισσότερες λεπτομέρειες στις εικόνες. Αργότερα, πιο εξελιγμένα τεμαχισμένα μάτια αναπτύσσονται στα πλάγια του κεφαλιού ενώ το αρχικό μάτι παραμένει για κάποιο χρονικό διάστημα. Άρα, μπορούμε να πούμε ότι, σε κάποιο στάδιο ανάπτυξης, τα καρκινοειδή έχουν επίσης «τρίτο μάτι». Μερικά είδη, όπως η γαρίδα άλμης, διατηρούν το πρωτεύον μάτι, καθώς είναι τρίοφθαλμα στο ενήλικο στάδιο. Τα περισσότερα αρθρόποδα έχουν απλά μάτια, που ονομάζονται ωτσέλι, ανάμεσα στα κύρια, σύνθετα μάτια τους. [14]


Πώς να σταματήσετε την καταπόνηση των ματιών από τους υπολογιστές

Η χρήση υπολογιστή είναι μια από τις κύριες αιτίες της καταπόνησης των ματιών. Πολλοί άνθρωποι υποφέρουν από καταπόνηση των ματιών και τελικά παθαίνουν μόνιμα κατεστραμμένα μάτια. Έχει ως αποτέλεσμα όχι μόνο πόνο στα μάτια αλλά και πονοκέφαλο και άλλους πόνους στο σώμα.

  • Όταν κάνετε μία μόνο εργασία κοιτάζοντας την οθόνη, πρέπει να κοιτάτε συχνά για να αποφύγετε την καταπόνηση των ματιών. Μπορείτε να ακολουθήσετε τον κανόνα 20-20-20 για αυτό. Πρέπει να κάνετε ένα διάλειμμα κοιτάζοντας την οθόνη κάθε 20 λεπτά και να κοιτάτε 20 πόδια μακριά για 20 δευτερόλεπτα. Είναι γνωστός ως ο κανόνας 20-20-20 για την αποφυγή της καταπόνησης των ματιών.
  • Πρέπει να κάνετε πολλαπλές εργασίες με ακρίβεια. Πρέπει να ρυθμίσετε το υλικό του ντοκιμαντέρ σας, όπως μια θέση που σας περιορίζει από το να κινείτε συχνά τα μάτια, το λαιμό ή το κεφάλι σας. Μια βάση εγγράφων μπορεί να σας βοηθήσει σε αυτό το σκοπό για να αποφύγετε την καταπόνηση των ματιών.
  • Η καταπόνηση των ματιών συμβαίνει λόγω του λιγότερου ανοιγοκλείματος. Αν αναβοσβήνει λιγότερο, τα μάτια σας στεγνώνουν και προκαλούν καταπόνηση των ματιών. Για αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια οφθαλμική σταγόνα για να σταματήσετε να στεγνώνουν τα μάτια.
  • Εάν εργάζεστε σε μέρος που είναι πολύ ξηρό ή μολυσμένο μπορεί να προκαλέσει καταπόνηση των ματιών. Για να αποφύγετε αυτό, μπορείτε να βελτιώσετε αυτόν τον αέρα με έναν υγραντήρα ή να φύγετε από το μέρος.
  • Μερικές φορές, η αποφυγή ειδών για τα μάτια προκαλεί κούραση των ματιών. Πρέπει να ελέγχετε τα μάτια σας και να χρησιμοποιείτε κατάλληλα γυαλιά εάν είναι απαραίτητο για να αποφύγετε την καταπόνηση των ματιών.
  • Όταν εστιάζετε σε μια μεμονωμένη δραστηριότητα, μπορεί να προκληθεί καταπόνηση των ματιών. Έτσι, για να αποφύγετε την καταπόνηση των ματιών, πρέπει να περιορίσετε την περίοδο δημιουργίας ενός συγκεκριμένου ντοκιμαντέρ.

Arthropod Eye & Vision

Τα αρθρόποδα έχουν απλά αλλά και σύνθετα μάτια, τα τελευταία εξελίχθηκαν στα Αρθρόποδα και δεν βρίσκονται σε καμία άλλη ομάδα ζώων. Τα έντομα που διαθέτουν και τους δύο τύπους ματιών θεωρούνται τα πιο επιτυχημένα ζώα στη γη.

ΟΡΑΜΑ ΣΕ ΟΛΑΚΙΝΗ (Γαρίδα) – Το Σύνθετο Μάτι

Τα μαλακόστρακα περιλαμβάνουν γαρίδες, καβούρια, αστακούς, γαρίδες, ψύλλους νερού κ.λπ., που διαθέτουν ένα ζευγάρι σύνθετα μάτια για όραση.

Η γαρίδα έχει ένα ζευγάρι μεγάλα ημισφαιρικά μάτια με μίσχο στην πρόσθια πλευρά του κεφαλοθώρακα κάτω από το ρόστρο. Κάθε μάτι αποτελείται από έναν μεγάλο αριθμό ανεξάρτητων οπτικών μονάδων που ονομάζονται ομματίδια που συνδέονται με το οπτικό νεύρο. Ένα ommatidium διαιρείται στο εξωτερικό διοπτρική περιοχή για λήψη και εστίαση των ακτίνων φωτός και του εσωτερικού αισθητηριακή περιοχή για την αντίληψη του φωτός και την αποστολή της νευρικής ώθησης στον εγκέφαλο, ο οποίος αναλύει τις ώσεις ως εικόνα του αντικειμένου.

Η επιδερμίδα στην επιφάνεια τροποποιείται ως κερατοειδής πάνω από τα ομματίδια και παρέχει στο μάτι την απαραίτητη προστασία και επιτρέπει επίσης στις ακτίνες φωτός να εισέλθουν στο μάτι. Κάτω από τον κερατοειδή, ένα ζευγάρι από κύτταρα κερατοειδούς εκκρίνει φρέσκο ​​κερατοειδή σε περίπτωση φθοράς. Ένας φακός που μοιάζει με φακό κρυσταλλικός κώνος βρίσκεται κάτω από τα κύτταρα του κερατοειδούς και χρησιμεύει για την εστίαση των ακτίνων φωτός προς τα μέσα. Ο κρυσταλλικός κώνος περιβάλλεται από τέσσερα κωνικά κύτταρα ή Vitrellae που χρησιμεύουν για την παροχή τροφής στον κώνο.

Το επόμενο στρώμα είναι από αισθητήρια κύτταρα που ονομάζεται Ραβδόμοι τα οποία είναι επιμήκη και εγκάρσια ραβδωτά και έχουν αισθητηριακή λειτουργία. Επτά αμφιβληστροειδούςκύτταρα που περιβάλλουν τον ραβδόμο και τον περιβάλλουν, του παρέχουν θρέψη και προστασία. Χρωματοφόρα είναι χρωστικά κύτταρα που είναι υπεύθυνα για το διαχωρισμό του ενός ommatidium από το άλλο έτσι ώστε να παραμείνουν ως ανεξάρτητες μονάδες. Βρίσκονται γύρω από τα κωνικά κύτταρα και τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς και μπορούν να συρρικνωθούν ή να επεκταθούν για να αυξήσουν ή να μειώσουν την ένταση του φωτός που εισέρχεται στο μάτι.

ΤΟ ΜΩΣΑΪΚΟ ΟΡΑΜΑ

Ο σύνθετος οφθαλμός δεν είναι ικανός να δώσει μακρινή όραση και ευκρινή όραση, αλλά είναι αποτελεσματικός στην ανίχνευση κίνησης και στην παροχή προβολής 360°, καθώς είναι μεγάλος σφαιρωτός και τοποθετημένος σε κινητό μίσχο. Κάθε ommatidium είναι ικανό να παράγει μια ανεξάρτητη εικόνα ενός μικρού μέρους του αντικειμένου που φαίνεται και όχι ολόκληρου του αντικειμένου. Όλες αυτές οι μικρές εικόνες συνδυάζονται στον εγκέφαλο για να σχηματίσουν μια πλήρη εικόνα του αντικειμένου που αποτελείται από μικρές κουκκίδες ή μωσαϊκό κουκκίδων και ως εκ τούτου ονομάζεται μωσαϊκό όραμα. Η εμβέλεια του σύνθετου ματιού δεν είναι μεγαλύτερη από ένα πόδι και ως εκ τούτου κανένα μεμονωμένο ommatidium δεν μπορεί να αντιληφθεί ολόκληρο το αντικείμενο. Η κίνηση των αντικειμένων μπορεί να ανιχνευθεί πολύ πιο αποτελεσματικά από το σύνθετο μάτι γιατί καθώς το αντικείμενο περνά μπροστά από το μάτι, τα ομματίδια ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται ανάλογα με τη θέση τους σε σχέση με το αντικείμενο. Αυτό το χαρακτηριστικό του σύνθετου ματιού βοηθά το ζώο να ανιχνεύσει την κίνηση των αρπακτικών και να δραπετεύσει πριν τα τελευταία προλάβουν να χτυπήσουν.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα του σύνθετου ματιού είναι το υψηλό του ρυθμός σύντηξης τρεμοπαίζει, που σημαίνει ότι μπορεί να αντιληφθεί τη δράση ως διαδοχικά ανεξάρτητα πλαίσια εικόνων και όχι ως συνεχή κίνηση. Ο ρυθμός σύντηξης τρεμοπαίσματος του σύνθετου ματιού είναι περίπου 50 καρέ ανά δευτερόλεπτο σε σύγκριση με 12-15 καρέ ανά δευτερόλεπτο ανθρώπινου ματιού. Με την αντίληψη της κίνησης, το σύνθετο μάτι βοηθά τα αρθρόποδα να ξεφύγουν από τους θηρευτές.

Η εικόνα της κατάθεσης

Αυτό γίνεται αντιληπτό στο έντονο φως, όταν τα χρωστικά κύτταρα στις διοπτρικές και αισθητήριες περιοχές εξαπλώνονται και διαχωρίζουν τελείως τα ommatidia το ένα από το άλλο, έτσι ώστε η γωνία όρασης ενός ommatidium να είναι μόνο 1 μοίρα και οι ακτίνες φωτός που προέρχονται απευθείας από το μπροστινό μέρος μπορούν να εισέλθουν μόνο το ommatidium, ενώ οι φωτεινές ακτίνες που έρχονται υπό γωνία απορροφώνται από τη χρωστική προτού φτάσουν στους ραβδόμους. Η εικόνα που σχηματίζεται στον εγκέφαλο είναι ένα μωσαϊκό από πολλές κουκκίδες, καθεμία από τις οποίες σχηματίζεται από ένα ommatidium. Κάθε ommatidium χρησιμοποιεί μόνο ένα μικροσκοπικό τμήμα του συνολικού οπτικού πεδίου και στη συνέχεια στον εγκέφαλο αυτές οι μικροσκοπικές εικόνες ομαδοποιούνται για να σχηματίσουν μια ενιαία εικόνα του αντικειμένου. Δεδομένου ότι κάθε κουκκίδα είναι ξεκάθαρα διαχωρισμένη από την άλλη, ονομάζεται μωσαϊκό ή εικόνα απόθεσης. Η ευκρίνεια της εικόνας εξαρτάται από τον αριθμό των ομματιδίων και την απομόνωσή τους το ένα από το άλλο.

Η εικόνα υπέρθεσης

Αυτός ο τύπος όρασης εμφανίζεται σε αμυδρό φως στα νυχτερινά αρθρόποδα. Τα χρωστικά κύτταρα συρρικνώνονται για να επιτρέψουν περισσότερο φως στο μάτι, έτσι ώστε τα ομματίδια να μην παραμένουν πλέον οπτικά απομονωμένα το ένα από το άλλο, επιτρέποντας ακόμη και σε λοξές ακτίνες φωτός να χτυπήσουν ένα ή περισσότερα ομματίδια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επικάλυψη των παρακείμενων κηλίδων εικόνων που σχηματίζονται από διαφορετικά ομματίδια. Αυτό ονομάζεται εικόνα υπέρθεσης επειδή σχηματίζονται επικαλυπτόμενες εικόνες στον εγκέφαλο. Αυτή η εικόνα δεν είναι ευκρινής αλλά θολή λόγω των επικαλυπτόμενων εικόνων.

ΟΡΑΜΑ ΣΤΗΝ ΑΡΑΧΝΙΔΑ (Σκορπιός) – Το απλό μάτι

Ο Σκορπιός ανήκει στην τάξη των Αραχνιδών και έχει μόνο απλά μάτια. Έχει ένα ζευγάρι μεγάλους μεσαίους έμμεσους οφθαλμούς και τρία ζεύγη πλευρικών άμεσων ματιών που λειτουργούν με διαφορετικούς τρόπους σε διαφορετικές καταστάσεις.

Οι διάμεσοι έμμεσοι οφθαλμοί: Τα μεσαία μάτια είναι μεγάλα κυρτά και καλύπτονται με την παχιά επιδερμίδα που σχηματίζει τον κερατοειδή ή τον φακό. Το υπόδερμα σχηματίζει ένα παχύ υαλώδες σώμα που θρέφει τον φακό. Οι αισθητικοί ραβδόμοι δείχνουν προς τα πίσω προς το ανακλαστικό στρώμα που ονομάζεται tapetum. Οι ραβδόμοι περιβάλλονται από πολλά αισθητήρια κύτταρα του αμφιβληστροειδούς τα οποία μεταδίδουν νευρικές ώσεις στο οπτικό νεύρο και στη συνέχεια στον εγκέφαλο. Τα μεσαία μάτια του σκορπιού χρησιμοποιούνται για όραση τη νύχτα ή σε σκοτεινά μέρη, επειδή το αμυδρό φως που εισέρχεται στο μάτι αντανακλάται από το τάπετο για να χτυπήσει ξανά τους ραβδούς για να σχηματίσει όραση.

Τα πλευρικά άμεσα μάτια: Τα πλάγια μάτια είναι μικρού μεγέθους, 3 ζεύγη και βρίσκονται στις πλάγιες πλευρές του προσώματος. Αυτό το μάτι καλύπτεται εξωτερικά από έναν αμφίκυρτο φακό που σχηματίζεται από τη διαφανή επιδερμίδα. Η επιδερμίδα σχηματίζει ένα λεπτότερο υαλώδες σώμα κάτω από τον φακό. Μέσα στο οφθαλμικό κύπελλο υπάρχουν αρκετοί ραβδόμοι που δείχνουν κατευθείαν προς την πηγή φωτός, καθώς το τάπετο απουσιάζει σε αυτά τα μάτια. Κάθε ραβδόμος συνδέεται στο οπίσθιο άκρο με ένα αισθητήριο κύτταρο του αμφιβληστροειδούς που συνδέεται με το νεύρο. Τα πλευρικά μάτια χρησιμοποιούνται για να παρέχουν όραση την ημέρα ή σε έντονο φως.

ΟΡΑΜΑ ΣΕ ΕΝΤΟΜΟ (Κατσαρίδα) – Απλά αλλά και Σύνθετα Μάτια

Τα έντομα έχουν ένα ζεύγος σύνθετων ματιών και 1-3 απλούς οφθαλμούς ή ωκεανούς στην κορυφή του κεφαλιού. Στην κατσαρίδα τα κελιά είναι υποτυπώδη.

Τα σύνθετα μάτια των εντόμων: Τα σύνθετα μάτια είναι άμισχα με τη μορφή κυρτών καστανομαύρων δομών σε σχήμα νεφρού στις πλευρικές πλευρές του κεφαλιού. Κάθε μάτι περιέχει περίπου 2.000 ομματίδια, παρόμοια σε δομή με αυτά που περιγράφηκαν νωρίτερα.

Οι χρωστικές που διαχωρίζουν τα ομματίδια δεν μπορούν να ανασυρθούν στα μάτια της κατσαρίδας, καθώς το ζώο είναι νυχτόβιο και περνά τη μέρα σε σκοτεινά μέρη. Αλλά το μάτι παράγει μωσαϊκό όραμα παρόμοια με τα καρκινοειδή. Τα σύνθετα μάτια είναι ειδικά προσαρμοσμένα για να αντιλαμβάνονται τις κινήσεις των αντικειμένων. Το σύνθετο μάτι του εντόμου είναι προηγμένη δομή επειδή ο αριθμός των ομματιδίων στα μάτια των εντόμων αυξάνεται δίνοντας στο μάτι ευκρίνεια της όρασης. Επίσης η απόσταση όρασης αυξάνεται στα αρπακτικά έντομα και στα γρήγορα ιπτάμενα έντομα.

Το έντομο Ocelli. Τα Ocelli είναι απλά μάτια, λίγο πολύ παρόμοια με τα απλά μάτια των αραχνοειδών και παρέχουν στο μάτι μακρινή όραση. Το Ocelli δίνει επίσης νυχτερινή όραση στα έντομα που πετούν τη νύχτα, τα οποία βρίσκουν το δρόμο τους ευθυγραμμίζοντάς τα υπό γωνία με το φεγγάρι ή τα αστέρια. Διαθέτοντας και τους δύο τύπους ματιών, τα έντομα απολαμβάνουν και τους δύο τύπους όρασης, δηλαδή την ανίχνευση κίνησης με σύνθετα μάτια και την μακρινή όραση με απλά μάτια ή ωχρά.


HSL Lightness vs Eye sensitivity - Βιολογία

Ένας δημιουργιστής σχολιαστής σε μια ανάρτησή μου που συζητούσε για κουτσούς δημιουργιστικά επιχειρήματα αρχικά παραδέχτηκε ότι δεν διάβασε την ανάρτησή μου και μετά άρχισε να επαναλαμβάνει τα ίδια κουρασμένα δημιουργιστικά ψέματα και λογικές πλάνες που ακούμε ξανά και ξανά.

Είχα υποστηρίξει ένα καλά τεκμηριωμένο βιολογικό γεγονός – το μάτι δεν είναι ανεπανόρθωτα πολύπλοκο. Υπάρχουν παραδείγματα στη φύση απλούστερων ματιών που αντιπροσωπεύουν πιθανά στάδια μέσω των οποίων εξελίχθηκε το μάτι των σπονδυλωτών. Το έκανα ως μέρος ενός ευρύτερου σημείου, ότι πολλές δομές και συστήματα που ισχυρίζονται ότι είναι μη αναγώγιμα έχουν γνωρίσει απλούστερα προηγούμενα, και μάλιστα παρείχα έναν σύνδεσμο προς μια σελίδα στο Talk Origins που συνδέθηκε με τη σειρά του σε πολλά άρθρα με τα στοιχεία για αυτόν τον ισχυρισμό.

Οι δημιουργιστές, ωστόσο, προφανώς δεν ενδιαφέρονται να προβάλουν ορθά επιχειρήματα ή τι έχει να πει η επιστήμη για οποιαδήποτε συγκεκριμένη ερώτηση – απλώς συσκοτίζουν την αλήθεια με λανθασμένη κατεύθυνση και τακτικές συζήτησης. Ο σχολιαστής ισχυρίστηκε ότι δεν είχα μπει στον κόπο να προσκομίσω αποδεικτικά στοιχεία για να υποστηρίξω τον ισχυρισμό μου και συμπέρανε ότι δεν μπορούσα.

Αυτή η σύνδεση δεν έχει καμία απολύτως σχέση με την επιστημονική απόδειξη ότι αυτά τα δύο βιολογικά συστήματα, συγκεκριμένα η όραση ή η πήξη του αίματος, θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί από απλούστερα συστήματα που ήταν λειτουργικά αλλά εξυπηρετούσαν διαφορετικό σκοπό από τον τρέχοντα. Δεν διαφέρει από την προσέγγισή σας – απλώς δηλώστε ότι το επιχείρημα είναι εσφαλμένο χωρίς συγκεκριμένη επιστημονική απόδειξη για το αντίθετο, αλλά ευρείες δηλώσεις του είδους… «αυτό είναι λάθος και έτσι λειτουργεί», χωρίς καμία απόδειξη.

Στη συνέχεια με προκάλεσε να παράσχω στοιχεία για απλούστερα προηγούμενα στα μάτια. Λοιπόν, η πρόκληση δεκτή. Φυσικά, αυτό που πραγματικά λέει είναι ότι είναι πολύ διανοητικά τεμπέλης και/ή ανέντιμος για να βρει ο ίδιος τις πληροφορίες. Δεν είναι κρυμμένο σε σκονισμένες πανεπιστημιακές βιβλιοθήκες –’είναι μόλις μερικά κλικ Google μακριά.

Χωρίς πολύ κόπο μπόρεσα να βρω συνδέσμους που τεκμηριώνουν όσα είχα διαβάσει από πολλές πηγές – υπάρχουν πολλά παραδείγματα ζωντανών πλασμάτων με πιο απλά μάτια – εξαιρετικά λειτουργικά, συχνά προσαρμοσμένα ειδικά για τη λειτουργία τους και αντιπροσωπεύουν μια εύλογη διαδρομή του εξέλιξη των ματιών των σπονδυλωτών από τίποτα άλλο παρά ένα κομμάτι φωτοευαίσθητων κυττάρων.

Θα προλάβω την πιθανή δημιουργιστική λάθος κατεύθυνση – αυτά τα παραδείγματα δεν αντιπροσωπεύουν μια πραγματική εξελικτική ακολουθία. Φυσικά όχι – είναι παραδείγματα από υπάρχοντα (ζωντανά) είδη – όλα τα οποία έχουν κοινό πρόγονο, αλλά αντιπροσωπεύουν σημερινά παραδείγματα πολλών διαφορετικών γενεαλογιών που χωρίστηκαν σε διάφορες εποχές στο παρελθόν. Δεν είναι μια σειρά.

Ο σκοπός αυτών των ζωντανών παραδειγμάτων είναι να αντικρούσει τον ισχυρισμό ότι το μάτι είναι ανεπανόρθωτα πολύπλοκο – ότι αν ήταν απλούστερο δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει ή πιο συγκεκριμένα δεν θα μπορούσε να προσφέρει ένα εξελικτικό πλεονέκτημα στον ξενιστή.

Τα μάτια είναι μαλακοί ιστοί – γενικά δεν απολιθώνονται. Έτσι έχουμε ελάχιστα απολιθώματα για την εξέλιξη των ματιών. Έχουμε ορισμένα, από είδη με διατηρημένα οστά του κρανίου που δείχνουν μυϊκές παρεμβολές και τη δομή του ιστού γύρω από το μάτι (για παράδειγμα), αλλά όχι τα μαλακά μέρη του ίδιου του ματιού.

Εδώ είναι μερικές απλές δομές των ματιών που λειτουργούν μια χαρά για τους οργανισμούς που τις έχουν:

Οφθαλμική κηλίδα – έμπλαστρο ιστού ή κυττάρων που είναι φωτοευαίσθητα. Ο οργανισμός μπορεί να κινηθεί προς το φως ή να συγχρονίσει τον κιρκάδιο ρυθμό, αλλά να μην δει σχήματα.

Μόλις αποκτήσετε ένα έμπλαστρο για τα μάτια, το επόμενο βήμα είναι το έμπλαστρο των κυττάρων να γίνει προοδευτικά καταθλιπτικό. Αυτό αυξάνει σταδιακά την ικανότητα διάκρισης κατεύθυνσης, κάθε βήμα παρέχει ένα μικρό πλεονέκτημα, μέχρι να αποκτήσετε ένα Eye cup. Τα κύπελλα ματιών είναι σε θέση να πουν την κατεύθυνση του φωτός καλύτερα από το έμπλαστρο ματιών – όσο πιο κλειστό είναι το μάτι, τόσο πιο λεπτή είναι η γωνία διάκρισης.

Όταν ένα κύπελλο ματιών συνεχίζει να βαθαίνει, τελικά το εξωτερικό χείλος του κυπέλλου κλείνει μέσα του, σχηματίζοντας ένα μάτι Pinhole. Το pinhole eye λειτουργεί σαν μια απλή κάμερα και μπορεί όχι μόνο να διακρίνει την κατεύθυνση αρκετά καλά αλλά και να διακρίνει βασικά σχήματα.

Ωστόσο, μια οπή καρφίτσας εξακολουθεί να είναι ανοιχτή στον έξω κόσμο, επομένως ο σχηματισμός ενός διαφανούς στρώματος κυψέλης πάνω από την τρύπα έχει ένα προφανές πλεονέκτημα. Μόλις συμβεί αυτό, ανοίγει η πόρτα για στρωματοποίηση και εξειδίκευση, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού μιας τσέπης κυττάρων που θα λειτουργούν ως φακός. Ένας πρωτόγονος φακός θα εστιάζει το φως στο μάτι, αυξάνοντας την ποσότητα φωτός που πέφτει στον αμφιβληστροειδή. Προτού αυτό ήταν αρκετά εκλεπτυσμένο ώστε ο φακός να εστιάσει μια εικόνα ευκρινώς στον αμφιβληστροειδή, ένας αδύναμος πρωτόγονος φακός θα εξακολουθούσε να ενισχύει το φως. Αυτό θα επέτρεπε στα θαλάσσια πλάσματα να βλέπουν σε όλο και μεγαλύτερα βάθη, μέχρι να αποκτήσουν έναν ισχυρό φακό που θα μπορούσε να εστιάσει στον αμφιβληστροειδή.

Παράδειγμα: Το Box Jellyfish – έχει πρωτόγονους φακούς που δεν εστιάζουν, προσαρμοσμένους για περιβάλλοντα χαμηλού φωτισμού. Τα ζελέ σε φωτεινότερα περιβάλλοντα έχουν πιο απλά μάτια χωρίς φακούς.

Και τώρα έχετε όλα τα βασικά στοιχεία ενός ματιού σπονδυλωτών, που απαιτούν μόνο προοδευτική βελτίωση.

Και πάλι – αυτή η σειρά αποδείξεων δεν αποδεικνύει ότι ή πώς εξελίχθηκε το μάτι των σπονδυλωτών. Απλώς δείχνει ότι τα απλούστερα μάτια, μέχρι ένα έμπλαστρο ευαίσθητων στο φως κυττάρων, θα μπορούσαν να λειτουργήσουν και να παρέχουν μια προσαρμοστική λειτουργία – επομένως το μάτι δεν είναι αμετάκλητα πολύπλοκο.

Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες αποδείξεις από τη γενετική, τα απολιθώματα και τον μη βέλτιστο σχεδιασμό του ματιού των σπονδυλωτών, που δείχνουν άμεσα την εξέλιξη.

Φυσικά, αυτά τα στοιχεία δεν θα σταματήσουν να τρολάρουν τους δημιουργιστές από το να αφήνουν σχόλια υποστηρίζοντας ότι το μάτι δεν θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί επειδή είναι πολύ περίπλοκο. Οι δημιουργιστές έχουν μια επίπεδη καμπύλη μάθησης όσον αφορά την εξέλιξη.

Αυτό είναι ένα ωραίο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature που εξετάζει την εξέλιξη του ματιού των σπονδυλωτών δίνοντας παραδείγματα των διαφόρων απλούστερων σταδίων με συγγενείς σπονδυλωτών. Με άλλα λόγια, αυτό είναι τόσο κοντά σε μια εξελικτική ακολουθία όσο μπορούμε να φτάσουμε με τα υπάρχοντα είδη. Αυτό ξεπερνά την αληθοφάνεια και πέρα ​​από την εξάλειψη της μη αναγώγιμης πολυπλοκότητας, στην τεκμηρίωση της εξέλιξης του ματιού των σπονδυλωτών ειδικά.

Είναι ειρωνικό που οι δημιουργιστές συνεχίζουν να χρησιμοποιούν το μάτι ως παράδειγμα της περίπλοκης δομής που αψηφά την εξελικτική εξήγηση – όταν στην πραγματικότητα τα διάφορα μάτια που έχουν εξελιχθεί στη φύση αντιπροσωπεύουν μια από τις καλύτερες γραμμές μορφολογικών αποδείξεων για την εξέλιξη.


Δες το βίντεο: HMI Skærm 1. Semesterprojekt (Φεβρουάριος 2023).