Острота зрения

Способность различных людей видеть большие или меньшие детали предмета с одного и того же расстояния при одинаковой форме глазного яблока и одинаковой преломляющей силе диоптрической глазной системы обусловливается различием в расстоянии между чувствительными элементами сетчатки и называется остротой зрения.

Острота зрения - способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии. Мерилом остроты зрения является угол зрения, то есть угол, образованный лучами, исходящими от краёв рассматриваемого предмета (или от двух точек A и B) к узловой точке (K) глаза.

Острота зрения обратно-пропорциональна углу зрения, то есть, чем он меньше, тем острота зрения выше. В норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше 1′ (1 минута).

Острота зрения - одна из важнейших функций зрения. Она зависит от размеров колбочек, находящихся в области жёлтого пятна, сетчатки, а также от ряда факторов: рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика (и его эластичности), стекловидного тела (кои составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста.

Адаптация зрения

Приведенные выше свойства зрения тесно связаны со способностью глаза к адаптации. Адаптация глаза - приспособление зрения к различным условиям освещения. Адаптация происходит к изменениям освещённости (различают адаптацию к свету и темноте), цветовой характеристики освещения (способность

воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света).

Адаптация к свету наступает быстро и заканчивается в течение 5 мин., адаптация глаза к темноте - процесс более медленный. Минимальная яркость, вызывающая ощущение света, определяет световую чувствительность глаза. Последняя быстро нарастает в первые 30 мин. пребывания в темноте, её повышение практически заканчивается через 50-60 мин. Адаптацию глаза к темноте исследуют при помощи специальных приборов - адаптометров.

Понижение адаптации глаза к темноте наблюдают при некоторых глазных (пигментная дистрофия сетчатки, глаукома) и общих (A-авитаминоз) заболеваниях.

Адаптация проявляется также в способности зрения частично компенсировать дефекты самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)

Восприятие, его виды и свойства

Внешние явления, воздействуя на наши органы чувств, вызывают субъективный эффект в виде ощущений без какой бы то ни было встречной активности субъекта по отношению к воспринимаемому воздействию. Способность ощущать дана нам и всем живым существам, обладающим нервной системой, с рождения. Способностью же воспринимать мир в виде образов наделены только человек и высшие животные, она у них складывается и совершенствуется в жизненном опыте.

В отличие от ощущений, которые не воспринимаются как свойства предметов, конкретных явлений или процессов, происходящих вне и независимо от нас, восприятие всегда выступает как субъективно соотносимое с оформленной в виде предметов, вне нас существующей действительностью, причем даже в том случае, когда мы имеем дело с иллюзиями или когда воспринимаемое свойство сравнительно элементарно, вызывает простое ощущение (в данном случае это ощущение обязательно относится к какому-либо явлению или объекту, ассоциируется с ним).

Ощущения находятся в нас самих, воспринимаемые же свойства предметов, их образы локализованы в пространстве. Этот процесс, характерный для восприятия в его отличии от ощущений, называется объективацией.

Еще одно отличие восприятия в его развитых формах от ощущений состоит в том, что итогом возникновения ощущения является некоторое чувство (например, ощущения яркости, громкости, соленого, высоты звука, равновесия и т.п.), в то время как в результате восприятия складывается образ, включающий комплекс различных взаимосвязанных ощущений, приписываемых человеческим сознанием предмету, явлению, процессу. Для того чтобы некоторый предмет был воспринят, необходимо совершить в отношении его какую-либо встречную активность, направленную на его исследование, построение и уточнение образа. Для появления ощущения этого, как правило, не требуется.

Отдельные ощущения как бы «привязаны» к специфическим анализаторам, и достаточно бывает воздействия стимула на их периферические органы - рецепторы, чтобы ощущение возникло. Образ, складывающийся в результате процесса восприятия, предполагает взаимодействие, скоординированную работу сразу нескольких анализаторов. В зависимости от того, какой из них работает активнее, перерабатывает больше информации, получает наиболее значимые признаки, свидетельствующие о свойствах воспринимаемого объекта, различают и виды восприятия. Соответственно выделяют зрительное, слуховое, осязательное восприятие. Четыре анализатора - зрительный, слуховой, кожный и мышечный, - чаще всего выступают как ведущие в процессе восприятия.

Восприятие, таким образом, выступает как осмысленный (включающий принятие решения) и означенный (связанный с речью) синтез разнообразных ощущений, получаемых от целостных предметов или сложных, воспринимаемых как целое явлений. Этот синтез выступает в виде образа данного предмета или явления, который складывается в ходе активного их отражения.

Предметность, целостность, константность и категориалъностъ (осмысленность и означенность) - это основные свойства образа, складывающиеся в процессе и результате восприятия. Предметность - это способность человека воспринимать мир не в виде набора не связанных друг с другом ощущений, а в форме отделенных друг от друга предметов, обладающих свойствами, вызывающими данные ощущения. Целостность восприятия выражается в том, что образ воспринимаемых предметов не дан в полностью готовом виде со всеми необходимыми элементами, а как бы мысленно достраивается до некоторой целостной формы на основе небольшого набора элементов. Это происходит и в том случае, если некоторые детали предмета человеком непосредственно в данный момент времени не воспринимаются. Константность определяется, как способность воспринимать предметы относительно постоянными по форме, цвету и величине, ряду других параметров независимо от меняющихся физических условий восприятия. Категориальность человеческого восприятия проявляется в том, что оно носит обобщенный характер, и каждый воспринимаемый предмет мы обозначаем словом-понятием, относим к определенному классу. В соответствии с этим классом нами в воспринимаемом предмете ищутся и видятся признаки, свойственные всем предметам данного класса и выраженные в объеме и содержании этого понятия.

Описанные свойства предметности, целостности, константности и категориальности восприятия с рождения человеку не присущи; они постепенно складываются в жизненном опыте, частично являясь естественным следствием работы анализаторов, синтетической деятельности мозга.

Чаще и больше всего свойства восприятия изучались на примере зрения - ведущего органа чувств у человека. Существенный вклад в понимание того, как из отдельных зрительно воспринимаемых деталей предметов складывается их целостная картина - образ, внесли представители гешталыппсихологии - направления научных исследований, сложившегося в начале XX в. в Германии. Одним из первых классификацию факторов, влияющих на организацию зрительных ощущений в образы в русле гештальтпсихологии предложил М. Вертгеймер. Выделенные им факторы следующие:

Близость друг к другу элементов зрительного поля, вызвавших соответствующие ощущения. Чем ближе друг к другу пространственно в зрительном поле располагаются соответствующие элементы, тем с большей вероятностью они объединяются друг с другом и создают единый образ.

Сходство элементов друг с другом. Это свойство проявляется в том, что похожие элементы обнаруживают тенденцию к объединению.

Фактор «естественного продолжения». Он проявляется в том, что элементы, выступающие как части знакомых нам фигур, контуров и форм, с большей вероятностью в нашем сознании объединяются именно в эти фигуры, форму и контуры, чем в другие.

Замкнутость. Данное свойство зрительного восприятия выступает, как стремление элементов зрительного поля создавать целостные, замкнутые изображения.

Принципы перцептивной организации зрительного восприятия иллюстрируются рис. 36. Ближе друг к другу расположенные линии в ряду А скорее объединяются друг с другом в нашем восприятии, чем далеко расставленные. Добавление горизонтальных, разнонаправленных отрезков к отдельным, стоящим далеко друг от друга вертикальным линиям в ряду Б побуждает нас, напротив, видеть целостные фигуры в них, а не в близко расположенных линиях. В данном случае это квадраты. Соответствующее впечатление усиливается еще больше (ряд В), становится необратимым, если контуры оказываются замкнутыми.

Выяснилось, что восприятие человеком более сложных, осмысленных изображений происходит по-иному. Здесь в первую очередь срабатывает механизм влияния прошлого опыта и мышления, выделяющий в воспринимаемом изображении наиболее информативные места, на основе которых, соотнеся полученную информацию с памятью, можно о нем составить целостное представление. Анализ записей движений глаз, проведенный АЛ. Ярбусом 1, показал, что элементы плоскостных изображений, привлекающих внимание человека, содержат участки, несущие в себе наиболее интересную и полезную для воспринимающего информацию. При внимательном изучении таких элементов, на которых более всего останавливается взор в процессе рассматривания картин, обнаруживается, что движения глаз фактически отражают процесс человеческого мышления. Установлено, что при рассматривании человеческого лица наблюдатель больше всего внимания уделяет глазам, губам и носу. Глаза и губы человека действительно являются наиболее выразительными и подвижными элементами лица, по характеру и движениям которых мы судим о психологии человека и его состоянии. Они многое могут сказать наблюдателю о настроении человека, о его характере, отношении к окружающим людям и многом другом.

Известно, что глаз человека способен работать в очень широком диапазоне яркостей. Однако воспринимать весь этот диапазон одновременно глаз не может. В процессе зрения глаз приспо­сабливается к преобладающему в поле зрения уровню яркости. Это явление объясняется зависимостью световой чувствительности глаза от уровня возбуждения его светочувствительных элементов. Максимальной световой чувствительностью глаз обладает после длительного пребывания в темноте. На свету чувствительность глаза понижается. Процесс приспособления зрительного органа человека к различным уровням яркости принято называть яркостной адаптацией .

Экспериментально показано, что диапазон воспринимаемых яркостей при заданном уровне адаптации сильно ограничен. Все поверхности, имеющие яркость меньше минимальной для данного диапазона, кажутся нам черными. Максимальная яркость создает ощущение белого. Если в поле зрения появится поверхность, яркость которой превышает максимальную для данного диапазона, то адаптация зрения изменится, и весь диапазон видения соответ­ствующим образом сдвинется в сторону более высоких яркостей. При этом те поверхности, которые при более низком уровне адап­тации казались нам серыми, будут восприниматься как черные.

Яркостная адаптация возникает в результате изменения яр­кости поля зрения, а, следовательно, и освещенности сетчатки в зоне изображения. Частными случаями яркостной адаптации являются темновая и световая адаптация. Темновая адаптация возникает при мгновенном уменьшении яркости поля зрения от некоторой величины до нулевого значения яркости адаптации. Световая - при увеличении яркости от нулевого ее значения до некоторой конечной величины. Длительность процессов световой и темновой адаптации различна. В то время как понижение чув­ствительности зрения (световая адаптация) происходит за время от долей секунды до нескольких секунд, процесс темновой адапта­ции длится 60…80 мин.

Если в течение 10…15 сек наблюдать лист белой бумаги, поло­вина которого закрыта чем-нибудь черным, а затем черное снять, то закрытая до этого часть листа покажется светлее остальной его части. В этом случае принято говорить о местной яркостной адап­тации . Явление местной яркостной адаптации можно объяснить тем, что при одновременном наблюдении деталей различной яр­кости, т. е. когда освещенности различных участков сетчатки в один и тот же момент времени оказываются различными, уровень воз­буждения одних участков влияет на световую чувствительность других.

Цветовая адаптация возникает в результате изменения цвет­ности поля зрения при неизменной его яркости. В то время как яркостная адаптация характеризуется несоответствием светлоты и яркости, для цветовой адаптации характерно несоответствие между цветностью излучения и ощущением этой цветности.

Явление цветовой адаптации объясняется изменением чувстви­тельности глаза в результате изменения соотношения уровней возбуждения трех его приемников при воздействии на глаз излу­чения определенной цветности. Цвет, на

который адаптируется глаз, как бы выцветает. Это происходит в результате понижения, чувствительности к данному цвету того участка сетчатки, который на этот цвет адаптирован. Так, если после наблюдения зеленой фигуры в течение 15…20 сек перевести взгляд на ахроматический фон, то на фоне возникает последовательный образ (след от пред­шествующего раздражения) красноватого цвета. Если некоторое время смотреть сквозь желтые очки, то после того, как очки сняты, все окружающие предметы будут казаться синеватыми. Изменение цвета в результате предварительного действия на глаз других цветов называют последовательным цветовым контрастом . Экспериментально показано, что изменения ощущения цветности в процессе цветовой адаптации могут быть достаточно велики, причем характер изменения цветности не за­висит от яркости наблюдаемого цвета.

В зависимости от наличия в поле зрения деталей различного цвета могут иметь место изменения визуальных контрастов как вследствие изменения светлоты, так и вследствие изменения цветности. Детали, рассматриваемые на темном фоне, светлеют, а на светлом – темнеют. Так, два кусочка одной и той же бумаги, положенные в одном случае на черный бархат, а в другом – на белую ткань, кажутся неодинаковыми по светлоте. Светлота детали под влиянием цвета фона меняется независимо от того, является ли фон и рассматриваемая на нем деталь ахроматическими или цветными.

Поместив кусочки одной и той же серой бумаги на фоны раз­личного цвета, заметим, что эти кусочки будут казаться нам различными по цветовому тону. На красном фоне серое поле при­обретет зеленоватый оттенок, на синем – желтоватый, а на зеле­ном – красноватый. Подобное явление наблюдается и в том слу­чае, если на цветных фонах поместить кусочки бумаги цветов, отличных от цвета фона: желтое на красном покажется слегка зеленоватым, желтое на зеленом – оранжевым и т. д. Это явление, в отличие от последовательного контраста, носит название одно­временного цветового контраста .

Известно, что один и тот же лист белой бумаги воспринимается «белым» в любых условиях освещения: при свече, при лампах накаливания и при дневном свете. Несмотря на то, что различия в спектральном составе «белого» света иногда превышают разли­чия в спектральных кривых отражения большинства объектов, глаз почти всегда безошибочно определяет цвета объектов. Так, например, хотя поверхности, голубые в условиях дневного осве­щения, при освещении лампами накаливания оказываются зеле­новатыми, человек продолжает считать их голубыми. Объясняется это тем, что в любых условиях освещения легче всего узнаются белые детали, так как они всегда самые светлые. Все же остальные цвета оцениваются глазом по отношению к ним. Иными словами, при наблюдении некоторой сцены, содержащей ряд цветных объек­тов, в определенных условиях освещения относительные чувстви­тельности трех приемников глаза изменяются таким образом, что соотношение уровней возбуждения их на том участке сетчатки, где оказалось изображение самого светлого объекта сцены, ста­новится равным соотношению уровней возбуждения, вызывающему ощущение белого. Это явление носит название явления кон­стантности цвета , или поправки на освеще­ние . Этим явлением объясняется, например, и то, что зритель при просмотре кинофильмов (в затемненном помещении) не замечает

Замечали ли Вы, что при переходе из освещенной комнаты в темную в первые секунды Ваши глаза почти ничего не видят? И, наоборот, если Вы попадали на яркий свет из темного помещения, возникало ли у Вас ощущение ослепления? Спустя пару десятков секунд ситуация меняется, и мы уже способны различать предметы в темноте или не слепнуть от яркого солнца. Такая способность глаз человека приспосабливаться к освещению называется световой адаптацией .

Световая адаптация зрения - это одна из разновидностей сенсорной адаптации, которая заключается в приспособлении глаза к различной силе освещения окружающего пространства. Различают световую адаптацию к свету и к темноте.

Адаптация к свету у среднестатистического человека происходит за 50 - 60 с. При нормальном состоянии зрительного анализатора время адаптации зависит от интенсивности и яркости попадающего в глаз света. Адаптация зрения к темноте в норме происходит за 30 - 60 мин. При этом происходит повышение чувствительности глаза в 8-10 тыс. раз. Процесс адаптации продолжается и в течение последующих часов пребывания в темноте.

На рисунке 2 Вы можете увидеть кривую темновой адаптации глаза у человека, находящегося в темноте (после пребывания на ярком свете). Сразу после попадания человека в темноту чувствительность сетчатки глаза максимально низкая, но уже в течение пары минут она возрастает в десять раз.

Это означает, что сетчатка может реагировать на освещение, интенсивность которого составляет всего 10% от предварительно требуемой интенсивности. Через двадцать минут чувствительность возрастает в 5000 - 6000 раз, а через сорок минут - приблизительно в 25000-30000 раз.

Каждый астроном-любитель, да и не только любитель, знает, как важно перед наблюдениями объектов далёкого космоса предварительно провести от получаса до часа в ночной темноте. За это время глаз адаптируется к темноте и значительно повышает свою чувствительность, что в итоге помогает астроному разглядеть такие слабосветящиеся объекты, как туманности и галактики.

Галактика Андромеда (М31).

Световая адаптация зрения осуществляется за счёт регулирования величины зрачка (зрачковый рефлекс) и изменения чувствительности фоторецепторов сетчатки глаза. Эти две функциональные возможности глаза обеспечивают его требуемым количеством света . Результатом световой адаптации является оптимальное соотношение между чувствительностью фоторецепторов и силой светового потока, попадающего на сетчатку глаза.

Перегрузка механизма адаптации вызывает значительное утомление, а также снижает производительность и качество труда. Так, водитель автомобиля при сильном слепящем эффекте теряет возможность качественно оценить дорожную обстановку в течение нескольких секунд или минут, что может создавать аварийные ситуации.

Световую адаптацию измеряют с помощью специализированных приборов (адаптометров), позволяющих количественно учитывать значительные колебания интенсивности световых раздражителей.

Для различения цветов решающее значение имеет их яркость. Приспособление глаза к различным уровням яркости называется адаптацией. Различают световую и темновую адаптации.

Световая адаптация означает снижение чувствительности глаза к свету в условиях большой освещенности. При световой адаптации функционирует колбочковый аппарат сетчатки. Практически световая адаптация происходит за 1 – 4 мин. Полное время световой адаптации – 20-30 мин.

Темновая адаптация – это повышение чувствительности глаза к свету в условиях малой освещенности. При темновой адаптации функционирует палочковый аппарат сетчатки.

При яркостях от 10-3 до 1 кд/м 2 происходит совместная работа палочек и колбочек. Это так называемое сумеречное зрение .

Цветовая адаптация предполагает изменение характеристик цвета под действием хроматической адаптации. Этим термином называют снижение чувствительности глаза к цвету при более или менее длительном наблюдении его.

4.3. Закономерности цветовой индукции

Цветовая индукция – это изменение характеристик цвета под влиянием наблюдения другого цвета, или, проще говоря, взаимное влияние цветов. Цветовая индукция – это стремление глаза к единству и цельности, к замыканию цветового круга, что в свою очередь служит верным знаком стремления человека к слиянию с миром во всей его цельности.

Приотрицательной индукции характеристики двух взаимно индуцирующих цветов изменяются в противоположном направлении.

Приположительной индукции характеристики цветов сближаются, происходит их "подравнивание", нивелирование.

Одновременная индукция наблюдается во всякой цветовой композиции при сопоставлении различных цветовых пятен.

Последовательную индукцию можно наблюдать на простом опыте. Если положить цветной квадрат (20х20 мм) на белый фон и фиксировать на нем взгляд в течение полминуты, то затем на белом фоне мы увидим цвет, контрастный цвету выкраски (квадрата).

Хроматическая индукция – это изменение цвета любого пятна на хроматическом фоне в сравнении с цветом того же пятна на белом фоне.

Яркостная индукция. При большом контрасте по яркости явление хроматической индукции значительно ослабевает. Чем меньше различие по яркости между двумя цветами, тем сильнее на восприятие этих цветов влияет их цветовой тон.

Основные закономерности отрицательной цветовой индукции.

На меру индукционного окрашивания влияют следующие факторы .

Расстояние между пятнами. Чем меньше расстояние между пятнами, тем больше контраст. Этим объясняется явление краевого контраста – кажущееся изменение цвета к краю пятна.

Четкость контура. Четкий контур увеличивает яркостный контраст и уменьшает хроматический.

Отношение яркостей цветовых пятен. Чем ближе значения яркости пятен, тем сильнее хроматическая индукция. И наоборот, увеличение яркостного контраста приводит к уменьшению хроматического.

Отношение площадей пятен. Чем больше площадь одного пятна относительно площади другого, тем сильнее его индукционное действие.

Насыщенность пятна. Насыщенность пятна пропорциональна его индукционному действию.

Время наблюдения. При длительном фиксировании пятен контраст уменьшается и может даже исчезнуть совсем. Лучше всего индукция воспринимается при быстром взгляде.

Область сетчатки, фиксирующая цветовые пятна. Периферические области сетчатки чувствительнее к индукции, чем центральная. Поэтому отношения цветов более точно оцениваются, если смотреть несколько в сторону от места их контакта.

В практике нередко возникает задача ослабления или устранения индукционного окрашивания. Этого можно достичь следующими способами:

подмешиванием цвета фона в цвет пятна;

обведением пятна четким темным контуром;

обобщением силуэта пятен, сокращением их периметра;

взаимным удалением пятен в пространстве.

Oтрицательная индукция может быть вызвана следующими причинами:

местной адаптацией – снижением чувствительности участка сетчатки к фиксируемому цвету, в результате чего цвет, который наблюдается вслед за первым, как бы теряет способность интенсивного возбуждения соответствующего центра;

автоиндукцией , т. е. способностью органа зрения в ответ на раздражение каким-либо цветом продуцировать противоположный цвет.

Цветовая индукция – причина множества явлений, объединяемых общим термином "контрасты". В научной терминологии под контрастом подразумевают вообще всякое различие, но при этом вводят понятие меры. Контраст и индукция не одно и то же, поскольку контраст – мера индукции.

Яркостный контраст характеризуется отношением разности яркости пятен к большей яркости. Яркостный контраст может быть большим, средним и малым.

Контраст по насыщенности характеризуется отношением разности величин насыщенности к большей насыщенности. Контраст по насыщенности краски может быть большим, средним и малым.

Контраст по цветовому тону характеризуется величиной интервала между цветами в 10-ти ступенчатом круге. Контраст по цветовому тону может быть большим, средним и малым.

Большой контраст:

большой контраст по цветовому тону при среднем и большом контрасте по насыщенности и яркости;

средний контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Средний контраст:

средний контраст по цветовому тону при среднем контрасте по насыщенности или яркости;

малый контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Малый контраст:

малый контраст по цветовому тону при среднем и малом контрасте по насыщенности или яркости;

средний контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности или яркости;

большой контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности и яркости.

Полярный контраст (диаметральный) формируется при достижении различиями в своих крайних проявлениях. Наши органы чувств функционируют только посредством сравнений.

3-11-2012, 22:44

Описание

Диапазон воспринимаемых глазом яркостей

Адаптацией называется перестройка зрительной системы для наилучшего приспособления к данному уровню яркости. Глазу приходится работать при яркостях, меняющихся в чрезвычайно широком диапазоне, примерно от 104 до 10-6 кд/м2, т. е. в пределах десяти порядков. При изменении уровня яркости поля зрения автоматически включается целый ряд механизмов, которые и обеспечивают адаптационную перестройку зрения. Если уровень яркости длительное время существенно не меняется, состояние адаптации приходит в соответствие с этим уровнем. В таких случаях можно говорить уже не о процессе адаптации, а о состоянии: адаптации глаза к такой-то яркости L.

При резком изменении яркости происходит разрыв между яркостью и состоянием зрительной системы , разрыв, который и служит сигналом для включения адаптационных механизмов.

В зависимости от знака изменения яркости различают световую адаптацию - перестройку на более высокую яркость и темновую - перестройку на более низкую яркость.

Световая адаптация

Световая адаптация протекает значительно быстрее темновой. Выходя из темного помещения на яркий дневной свет, человек бывает ослеплен и в первые секунды почти ничего не видит. Образно выражаясь, зрительный прибор зашкаливает. Но если милливольтметр перегорает при попытке измерить им напряжение в десятки вольт, то глаз отказывается работать только короткое время. Чувствительность его автоматически и достаточно быстро падает. Прежде всего сужается зрачок. Кроме того, под непосредственным действием света выцветает зрительный пурпур палочек, в результате их чувствительность резко падает. Начинают действовать колбочки, которые, по-видимому, оказывают тормозящее действие на палочковый аппарат и выключают его. Наконец, происходит перестройка нервных связей в сетчатке и понижение возбудимости мозговых центров. В результате уже через несколько секунд человек начинает видеть в общих чертах окружающую картину, а минут через пять световая чувствительность его зрения приходит в полное соответствие с окружающей яркостью, что обеспечивает нормальную работу глаза в новых условиях.

Темновая адаптация. Адаптометр

Темновая адаптация изучена гораздо лучше, чем световая, что в значительной степени объясняется практической важностью этого процесса. Во многих случаях, когда человек попадает в условия низкой освещенности, важно заранее знать, через сколько времени и что он сможет видеть. Кроме того, нормальное течение темновой адаптации нарушается при некоторых болезнях, и поэтому ее изучение имеет диагностическое значение. Поэтому созданы специальные приборы для исследования темновой адаптации - адаптометры . В Советском Союзе серийно выпускается адаптометр АДМ. Опишем его устройство и метод работы с ним. Оптическая схема прибора изображена на рис. 22.

Рис. 22. Схема адаптометра АДМ

Пациент прижимает лицо к резиновой полумаске 2 и смотрит обоими глазами внутрь шара 1, покрытого изнутри белой окисью бария. Через отверстие 12 врач может видеть глаза пациента. С помощью лампы 3 и фильтров 4 стенкам шара можно сообщить яркость Lc, создающую предварительную световую адаптацию, во время которой отверстия шара закрывают заслонками 6 и 33, белыми с внутренней стороны.

При измерении световой чувствительности лампу 3 выключают и открывают заслонки 6 и 33. Включают лампу 22 и по изображению на пластинке 20 проверяют центрирование ее нити. Лампа 22 освещает через конденсор 23 и светофильтр дневного света 24 молочное стекло 25, которое служит вторичным источником света для пластинки из молочного стекла 16. Часть этой пластинки, видимая пациентом через один из вырезов в диске 15, служит тест-объектом при измерении пороговой яркости. Регулировка яркости тест-объекта производится ступенями с помощью фильтров 27-31 и плавно с помощью диафрагмы 26, площадь котором изменяется при вращении барабана 17. Фильтр 31 имеет оптическую плотность 2, т. е. пропускание 1%, а остальные фильтры - плотность 1,3, т. е. пропускание 5%. Осветитель 7-11 служит для боковой засветки глаз через отверстие 5 при исследовании остроты зрения в условиях ослепления. При снятии кривой адаптации лампа 7 выключена.

Небольшое, прикрытое красным светофильтром отверстие в пластинке 14, освещаемое лампой 22 с помощью матовой пластинки 18 и зеркальца 19, служит фиксационной точкой, которую пациент видит через отверстие 13.

Основная процедура измерения хода темновой адаптации состоит в следующем . В затемненном помещении пациент садится перед адаптометром и смотрит внутрь шара, плотно прижав лицо к полумаске. Врач включает лампу 3, установив с помощью фильтров 4 яркость Lc - 38 кд/м2. Пациент адаптируется к этой яркости в течение 10 мин. Установив поворотом диска 15 круглую диафрагму, видимую пациентом под углом 10°, врач по истечении 10 мин гасит лампу 3, включает лампу 22, фильтр 31 и открывает отверстие 32. При полностью открытой диафрагме и фильтре 31 яркость L1 стекла 16 равна 0,07 кд/м2. Пациенту дается указание смотреть на фиксационную точку 14 и сказать «вижу», как только он увидит светлое пятно на месте пластинки 16. Врач отмечает это время t1 уменьшает яркость пластинки 16 до значения L2, ждет, пока пациент снова скажет «вижу», отмечает время t2 и снова уменьшает яркость. Измерение длится 1 ч после выключения адаптирующей яркости. Получается ряд значений ti, каждому из которых соответствует свое, L1, что позволяет построить зависимость пороговой яркости Ln или световой чувствительности Sc от времени темновой адаптации t.

Обозначим через Lm максимальную яркость пластинки 16, т. е. ее яркость при полном раскрытии диафрагмы 26 и при выключенных фильтрах. Суммарное пропускание фильтров и диафрагмы обозначим?ф. Оптическая плотность Dф системы, ослабляющей яркость, равна логарифму обратной ему величины.

Значит, яркость при введенных ослабителях L = Lm ?ф, a lgL, = lgLm - Dф.

Так как световая чувствительность обратно пропорциональна пороговой яркости, т. е.

В адаптометре АДМ Lm - 7 кд/м2.

В описании адаптометра приведена зависимость D от времени темновой адаптации t, принимаемая врачами за норму. Отклонение хода темновой адаптации от нормы указывает на ряд заболеваний не только глаза, но и всего организма . Приведены средние значения Dф и допустимые граничные значения, еще не выходящие за пределы нормы. Исходя из значений Dф, мы вычислили по формуле (50) и на рис. 24

Рис. 24. Нормальный ход зависимости Sc от времени темновой адаптации t

приводим зависимость Sc от t в полулогарифмическом масштабе.

Более детальное изучение темновой адаптации указывает на большую сложность этого процесса. Ход кривой зависит от многих факторов : от яркости предварительной засветки глаз Lc, от места на сетчатке, на которое проецируется тест-объект, от его площади и т. д. Не входя в подробности, укажем на различие адаптационных свойств колбочек и палочек. На рис. 25

Рис. 25. Кривая темновой адаптации по Н. И. Пинегину

изображен график уменьшения пороговой яркости, взятый из работы Пинегина. Кривая снята после сильной засветки глаз белым светом с Lс = 27 000 кд/м2. Тестовое поле освещалось зеленым светом с? = 546 нм, тест-объект размером 20" проецировался на периферию сетчатки По оси абсцисс отложено время темновой адаптации t, по оси ординат lg (Lп/L0), где L0-пороговая яркость в момент t = 0, a Ln - в любой другой момент. Мы видим, что примерно за 2 мин чувствительность повышается в 10 раз, а за следующие 8 мин - еще в 6 раз. На 10-й минуте возрастание чувствительности опять ускоряется (пороговая яркость уменьшается), а затем снова становится медленным. Объяснение хода кривой такое. Сначала быстро адаптируются колбочки, но они могут повысить чувствительность только примерно в 60 раз. Через 10 мин. адаптации возможности колбочек исчерпаны. Но к этому времени уже расторможены палочки, обеспечивающие дальнейший рост чувствительности.

Факторы, повышающие световую чувствительность при адаптации

Раньше, изучая темновую адаптацию, основное значение придавали возрастанию концентрации светочувствительного вещества в рецепторах сетчатки, главным образом родопсина . Академик П. П. Лазарев при построении теории процесса темновой адаптации исходил нз допущения, что световая чувствительность Sс пропорциональна концентрации а светочувствительного вещества. Таких же взглядов придерживался и Хехт. Между тем легко показать, что вклад повышения концентрации в общее увеличение чувствительности не так уж велик.

В § 30 мы указали границы яркостей, при которых приходится работать глазу - от 104 до 10-6 кд/м2. При нижнем пределе пороговую яркость можно считать равной самому пределу Lп = 10-6 кд/м2. А при верхнем? При высоком уровне адаптации L пороговой яркостью Lп можно назвать минимальную яркость, которую еще можно отличить от полной темноты. Используя экспериментальный материал работы, можно сделать вывод, что Lп при высоких яркостях составляет примерно 0,006L. Итак, нужно оценить роль различных факторов при уменьшении пороговой яркости от 60 до 10_6 кд/м2, т. ". в 60 млн. раз. Перечислим эти факторы :

1. Переход от колбочкового зрения к палочковому. Из того, что для точечного источника, когда можно считать, что свет действует на один рецептор, Еп = 2-10-9 лк, а Ец = 2-10-8 лк, можно сделать вывод, что палочка чувствительней колбочки в 10 раз.
2. Расширение зрачка от 2 до 8 мм, т. е. по площади в 16 раз.
3. Увеличение времени инерции зрения от 0,05 до 0,2 с, т. е. в 4 раза.
4. Увеличение площади, по которой производится суммирование воздействия света на сетчатку. При большой яркости угловой предел разрешения? = 0,6", а при малой? = 50". Увеличение этого числа означает, что множество рецепторов объединяется для совместного восприятия света, образуя, как обычно говорят физиологи, одно рецептивное поле (Глезер). Площадь рецептивного поля увеличивается в 6900 раз.
5. Увеличение чувствительности мозговых центров зрения.
6. Увеличение концентрации а светочувствительного вещества. Именно этот фактор мы и хотим оценить.

Допустим, что увеличение чувствительности мозга мало и им можно пренебречь. Тогда мы сможем оценить влияние возрастания а или, по крайней мере, верхний предел возможного увеличения концентрации.

Таким образом, повышение чувствительности, обусловленное только первыми факторами, будет 10X16X4X6900 = 4,4-106. Теперь можно оценить, во сколько раз чувствительность возрастает из-за увеличения концентрации светочувствительного вещества: (60-106)/(4,4-10)6= 13,6, т. е. примерно в 14 раз. Это число невелико по сравнению с 60 миллионами.

Как мы уже упоминали, адаптация - это весьма сложный процесс. Сейчас, не углубляясь в механизм его, мы количественно оценили значимость отдельных его звеньев.

Следует отметить, что ухудшение остроты зрения с падением яркости есть не просто недостаток зрения, а активный процесс, позволяющий при недостатке света видеть в поле зрения хотя бы крупные предметы или детали.