Читать в оригинале

<< ПредыдущаяОглавлениеСледующая >>


2.2. ГЛАЗ

Наиболее естественным подходом к разработке модели зрительной системы человека было бы, видимо, проведение физиологического анализа глаза, нервных путей от глаза к мозгу и тех отделов мозга, которые связаны со зрительным восприятием. К сожалению, мы не в состоянии решить эту задачу из-за того, что зрительная система состоит из огромного числа очень маленьких элементов. Однако в результате физиологических исследований глаза уже получено много данных, полезных для создания модели зрительной системы [4-7].

На рис. 2.2.1 показан поперечный разрез человеческого глазного яблока. Передняя прозрачная наружная оболочка глаза называется роговицей. Остальная часть наружной оболочки - склера - состоит из плотных волокон. Следующий слой - сосудистая оболочка, содержащая капилляры, которые снабжают глаз кровью. Внутри сосудистой оболочки находится сетчатка с рецепторами двух типов -палочками и колбочками. Соединенные с сетчаткой нервные волокна выходят из глазного яблока в виде пучка - зрительного нерва. Свет, попавший в глаз через роговицу, фокусируется на поверхности сетчатки хрусталиком, форма которого под действием специальной мышцы меняется для обеспечения хорошей фокусировки предметов,, находящихся на различном расстоянии от глаза. Радужная оболочка действует как диафрагма, изменяя количество света, проходящее в глаз.

Рис. 2.2.1. Поперечный разрез глаза.

Палочки - это длинные тонкие рецепторы, а колбочки — более короткие и толстые. Эти рецепторы действуют различным образом. Палочки более чувствительны к свету, чем колбочки. При малой освещенности палочки обеспечивают реакцию зрительной системы (ночное зрение). Колбочки функционируют при большой освещенности, их реакция представляет дневное зрение. На рис. 2.2.2 приведены относительные чувствительности палочек и колбочек в зависимости от длины волны воспринимаемого света [7, 8]. Глаз содержит около 6,5 млн. колбочек и 100 млн. палочек.  Распределение палочек и колбочек по сетчатке показано на рис. 2.2.3 (4 1. Наибольшая плотность колбочек приходится на небольшую область сетчатки, называемую центральной ямкой которая находится вблизи выхода из глаза зрительного нерва. Это область наиболее резкого дневного зрения. В окрестности зрительного нерва нет ни палочек, ни колбочек — это слепое пятно глаза.

В последние годы установлено, что имеются три основных типа колбочек сетчатки [9, 10). Эти колбочки имеют различные спектральные характеристики поглощения света с максимумом в красной, зеленой и синей областях оптического спектра. На рис. 2.2.4 приведены спектральные кривые поглощения пигментов сетчатки [10]. Следует отметить две особенности этих кривых: во-первых, относительно низкую чувствительность колбочек типа а, воспринимающих в основном синий свет, и, во-вторых, значительное перекрытие кривых. Существование трех типов колбочек служит физиологической основой для трехцветной теории цветового зрения.

Рис. 2.2.2. Чувствительность палочек в колбочек по данным Валда [7, 8].

Когда свет возбуждает палочку или колбочку, возникает фотохимический переходный процесс, в результате которого создается нервный импульс. Механизм распространения нервных импульсов в зрительной системе в настоящее время полностью не выяснен. Известно, что зрительный нерв содержит около 800 000 нервных волокон. Сетчатка имеет свыше 100 000 000 рецепторов. Поскольку фотохимические процессы в сетчатке и механизм распространения нервных импульсов в глазе недостаточно изучены, нельзя дать полного описания зрительных процессов. Приходится удовлетворится разработкой моделей, которые описывают и, будем надеяться, предскажут реакцию зрительной системы человека на те или иные изображения. В следующем разделе описываются некоторые явления, которые должны учитываться при моделировании зрительной системы.

Рис. 2.2.3. Распределение палочек и колбочек по сетчатке [4].

Рис. 2.24. Спектральные кривые поглощения пигментов рецепторов сетчатки [10].

 



<< ПредыдущаяОглавлениеСледующая >>