Ljudski vizualni sustav

Oko (lat. oculus)

Vanjska stjenka jabuice sastoji se od tri sloja.

Vanjska ovojnica, bjeloonica prelazi na prednjoj strani jabuice u prozirnu ronicu.

Srednja ovojnica, ilnica, bogata je krvnim ilama i u prednjem dijelu prelazi u arenicu (iris). U njezinoj sredini nalazi se optiki otvor kroz koji prolazi svjetlost-zjenica (pupila), koja se ovisno o jakosti svjetla iri ili stee.

Mrenica (lat. retina) je trei sloj oka. Na tom unutranjem sloju nalaze se fotoosjetljive stanice.

http://www.youtube.com/watch?v=_5dEO-LRV-g

Simetrala optikog sustava oka prolazi kroz mrenicu na mjestu koje je najosjetljivije na svjetlost, u tzv. utoj pjegi (fovei).

Podruje najotrijeg vida obuhvaa priblino 1,5 u sredini vidnog polja i lei na vidnoj zraci koja je pomaknuta za 4 od optike zrake oka. Zatiena je utim filtrom (macula), koji titi mrenicu od intenzivnog izlaganja zraenju kratkih valnih duljina.

Na udaljenosti 12 do 15 ispod ute pjege, nalazi se slijepa pjega, gdje ulazi u oko vidni ivac koji spaja ivani sustav s mozgom.

tapii i unjii slue za pretvaranje optikih informacija u kemijske i elektrine signale, koji se dalje prenose mreom nervnih stanica, kroz optiki ivac, u mozak.

tapii su tanki i cilindrini, a unjii deblji i krai

U utoj pjegi se susreu samo unjii, a tek prema periferiji pojavljuju se i tapii.

tapii omoguuju vid pri malim nivoima luminancije (manje od 1 cd/m2), a unjii pri viim nivoima luminancije.

Prijelaz iz skotopikog vida (gdje su samo tapii aktivni) u fotopiki vid (gdje su samo unjii aktivni) je mehanizam koji omoguuje vizualnom sustavu da funkcionira u velikom opsegu nivoa luminancije.

Kod nivoa luminancije veih od 100 cd/m2 tapii su zasieni i funkcioniraju samo unjii. Kod nivoa luminancije izmeu 1 i 100 cd/m2 funkcioniraju i unjii i tapii.

Postoji samo jedan tip tapia, koji imaju maksimalnu spektralnu osjetljivost na priblino 510 nm

i tri vrste unjia: L, M i S, to upuuje na njihovu spektralnu osjetljivost na velike valne duljine (L-long), na

srednje valne duljine (M-middle) i na kratke valne duljine

(S-short).

Purkinjeova promjena: pri promatranju crvenog i plavog objekta, pri maloj rasvjeti, plavi objekt ostaje iste

svjetline, a crveni objekt postaje gotovo crn.

Naseljenost unjia nije ravnomjerna: najmanje ima S unjia, a puno vie L i M unjia to se moe se prikazati slijedeim omjerom L:M:S je priblino 40:20:1.

http://www.youtube.com/watch?v=l8_fZPHasdo

Slika prikazuje

spektralnu osjetljivost unjia dvije spektralne funkcije

relativne osjetljivosti: V

krivulja za skotopiki vid i V za fotopiki vid

prostorna raspodjela u mrenici puno vie tapia (oko 120 milijuna) od unjia (oko 7 milijuna), to se moe objasniti injenicom da se samo jedan unji vee na bipolarne stanice za razliku

od tapia, koji se na jednu bipolarnu stanicu spajaju u

veem broju.

U utoj pjegi se susreu samo unjii. Prema periferiji mrenice broj tapia raste, a broj unjia pada.

Mehanizmi doivljaja boje

Optika slika se pretvara u kemijske i elektrine signale u fotoosjetljivim stanicama. Ti signali se tada

procesiraju kroz mreu ivaca do ganglija, koji formiraju optiki ivac, a zatim prenose u vanjski dio mozga.

Percepcija podraaja ne ovisi samo o intenzitetu svjetlosti, nego i o trajanju podraaja, mjestu podraaja mrenice, veliini podraene povrine i brzini podraaja.

Vremenski prag izazivanja podraaja opada pri porastu intenziteta.

Svjetlost se apsorbira pomou fotopigmenata u razliitim fotoosjetljivim stanicama (u tapiima je to rodopsin, a u unjiima jodopsin).

Jednako opaamo razliku intenziteta 0,10 i 0,11 kao i razliku intenziteta 0,50 i 0,55, to pokazuje da oko opaa jednake korake u svjetlini ako su intenziteti razmaknuti logaritamski.

Prag- ispod kojeg fotoosjetljive

stanice ne reagiraju, koji se

nastavlja linearnim dijelom

krivulje koja zavrava zasienjem. Ove krivulje predstavljaju struju

fotona koja predstavlja prvi korak

u procesiranju signala.

Da bi mrenica mogla razlikovati dvije toke, potrebno je da zrake koje dolaze od njih podrae svaka po jedan unji, izmeu kojih treba ostati najmanje jedan nepodraeni unji, to se dogaa kada zrake padnu na mrenicu pod kutom od jedne kutne minute (odgovara razmaku na mrenici od 4 m to je irina baze jednog unjia).

Ovi signali se procesiraju kroz mreu ivaca do mozga. Amplitudno modulirani signali u fotoosjetljivim

stanicama, konvertiraju se u frekvencijski modulirane

signale u ganglijima

U ganglijskim stanicama je uz prostornu, prisutna i spektralna suprotnost.

podruje percepcije ganglija-odziv ganglijskih stanica se sastoji od ulaza nekoliko unjia koji mogu biti pobueni (pozitivan predznak) ili nepobueni (negativan predznak).

ganglijske stanice djeluju kao detektori granica (detektori toke, eng. spot detector), to ima slinosti s digitalnim procesiranjem slike.

http://www.youtube.com/watch?v=hgZFuq2S15A

Hering -teorija suprotnih boja koja se bazira na subjektivnom zapaanju prikazivanja boja.

Ova zapaanja ukljuuju prikazivanje tonova, kontrasta i paslika.

Hering je primijetio da se odreeni tonovi nikad ne opaaju zajedno, pa je te tonove proglasio jedinstvenim.

etiri jedinstvena tona obuhvaaju dva para:

crveni i zeleni

uti i plavi.

Zbog svojih opaanja predloio je da se odziv fotoosjetljivih stanica opisuju kao svjetlo-tamno,

crveno-zeleno i uto-plavo.

U ivcima na mrenici kodira se boja u suprotni signal.

Izlazi iz sva tri unjia se zbrajaju (A=L+M+S) i postie se akromatski odziv (najvea prostorna rezolucija), koji odgovara krivulji fotopikog vida

Razlike signala razliitih tipova unjia omoguuju nastanak crveno-zeleno (L-M+S) i uto-plavo (L+M-S) (najmanja prostorna rezolucija) suprotnih signala.

Transformacija iz LMS (fotoosjetljive stanice) u suprotne signale slui da se informacije o boji, koje se prenose putem tri kanala, ne dovode u uzajamnu vezu, to omoguuje efikasniji i bri prijenos signala.

Vizualni signali na putu do mozga prolaze kroz LGN stanice (lateral geniculate nucleus), ija su prijamna polja identina ganglijskim, a djeluju na neki nain kao linije za kanjenje. U stanicama, koje se nalaze u mozgu, kodiranje signala postaje sloenije, pri emu se izlazi iz razliitih LGN stanica usporeuju i kombiniraju.

Nekoliko spoznajnih (kognitivnih) mehanizama utjee na prikaz boja, a to su:

Memorijske boje se dovode u vezu s pojavom da se poznatim objektima pridruuje boja vezana uz ljudsko sjeanje uz taj objekt. Memorijske boje se esto ne mogu nai u prirodi, npr. zelena trava i plavo nebo, ljudi pamte kao mnogo zasienije od stvarnog podraaja.

Konstantnost boje se odnosi na svakidanje opaanje pri emu boja objekta ostaje nepromijenjena pri promjenama osvijetljenosti i nivoa luminancije. Tu pojavu omoguuje mehanizam kromatske adaptacije.

http://www.youtube.com/watch?v=AuLR0kzfwBU

http://www.youtube.com/watch?v=Fm45A4yjmvo

http://www.youtube.com/watch?v=AN34QUEayzQ