Upload
jill
View
36
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Látás – észlelet. Az informatikus feladata információ bevitel a számítógépbe információ megjelenítése információ vesztés elkerülése információs technológiák : fizikai eszközök használata élettani hatások figyelembevétele látószervünk működésének alapjai. Látószervünk működése. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Látás – észlelet
• Az informatikus feladata– információ bevitel a számítógépbe– információ megjelenítése– információ vesztés elkerülése
• információs technológiák:– fizikai eszközök használata– élettani hatások figyelembevétele
• látószervünk működésének alapjai
Látószervünk működése
• bemenő optikai rendszer• fiziológiai - biológiai jelfeldolgozás• agyi mechanizmusok: pszichológiai
jelfeldolgozás• környezetből származó fény-inger, vagy
-stimulus• idegi gerjesztések: fény-érzet• feldolgozott információ: fény- észlelet
Látószervünk működése, 2• a szem leképező mechanizmusa • retina: csapok és pálcikák: a fényinger ideg
ingerületté való alakítása• az agy felé továbbítandó ingerületek kialakulása a
retinában• idegpályák mechanizmusa• agyi feldolgozás: észlelet kialakulása
– a mentális kép összetevői:forma, mozgás, szín információk
– asszociációk kialakulása: tárgy (pl. betűkép) azonosítása
Méréstechnikai alapok
• „látható” optikai sugárzás: 380 nm – 780 nm közti opt. sug.
• radiometria: az opt. sug. méréstechnikája• fotometria: a látásérzet színképi (spektrális)
érzékenységével súlyozott inger- metrikája• színmérés: a színkép-függés olyan
figyelembevétele, mely az emberi színlátásnak megfelel
A szem szerkezete• szaruhártya v. cornea
• sárgafolt v. fovea
• ideghártya v. retina
• pupilla: 2 ... 8 mm
• szivárvány- hártya v. írisz
A szem szerkezete
Képalkotás a szemben
• a corena és szemlencse képezi le a külvilágot a retinára
• dioptria: d = 1/ff: fókusztávolság m-ben mérve
• leképezési hibák a szemben– határvonal élessége– kromatikus aberráció
Határvonal leképzése a szemben
0
0.5
1
-2 -1 0 1 2
szögtávolság határvonaltól, szögperc
rel.
meg
vilá
gítá
s
Kromatikus aberráció
-0,5
0
0,5
1
1,5
400 500 600 700
hullámhossz, nm
Kro
mat
ikus
abe
ráci
ó, d
iopt
ria
Egyszerű lencse szín-hibája
Kromatikus aberráció hatása látásunkra
• rövidhullámhosszú sugarak (kék fény) erősebben törik meg, mint a hosszúhullámhosszú sugarak (vörös fény)
• ha a kék fényre fókuszálunk (A), vörös gyűrű jelenik meg
• ha a zöld fényre fókuszálunk (B), magenta (bíbor) gyűrűt látunk
• ha a vörös fényre fókuszálunk (C), kék gyűrűt látunk
• sose használjunk egyszerre vörös és kék színt információ megjelenítésre!
Éleslátás• sugárizmok domborítják a szemlencsét, akkomodáció
(eltérések: aberráció)– kb. 0,25 dioptriás oszcilláció
• a két szemtengely azonos helyre kell irányítja a szemet, hibája: phoria– fentiekhez izommozgatás kell: fáradás
• a szem irányításának apró mozgásai: hippus• akkomodációs helyek megkeresése: versio és saccadok
– újraakkomodálás fárasztó, ha új távolságra kell akkomodálni
– 10°-os irányváltás kb. 40 ms
A pupilla szerepe
• adaptáció: a környezeti fénysűrűséghez való igazodás, pupilla átmérő csökken a növekvő fénysűrűséggel: 8 ... 2 mm
• látóélesség nő növekvő fénysűrűséggel, csökkenő pupilla átmérővel
• a pupilla átmérő változási sebessége fénysűrűség irány változás függvénye
A pupilla területének változása az adaptációs fénysűrűség (L)
függvényében
Pupilla átmérő változás: sötét – 300 cd/m2
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5
T, s
pupi
lla á
tm.,
mm
Pupilla átmérő változás: 300 cd/m2– sötét
2
3
4
5
6
7
8
0,1 1 10 100 1000
T , s
pupi
lla á
tm.,
mm
Látóélesség
• Landolt-C teszt: 1’nyílás a határ• Snellen és Kettesy féle teszt• rács periodicitás teszt: 1°-ra eső rácsállandók
száma• noniusz teszt: 10 x érzékenyebb, mint a Landolt-C
teszt, jó látóélességű személy 0,1’-es eltérést lát
Látóélesség függ a világítástól és a kontraszttól
Landolt-C gyűrűk
S
S5S
Kettesy féle tábla, a tábla egymás alatt elhelyezkedő két részét
egymás mellé vetítettük
Rács periodicitás és nóniusz teszt
Látóélesség fénysűrűség függése
• 4 szögperc látószögű, 1/5 s-re felvillantott jel láthatósági határértéke a háttér fénysűrűsé-gének függ-vényében 0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10 100
L háttér, cd/m2
Lje
l, cd
/m2
Látóélesség fénysűrűség függése
• Weber-Fechner törvény (L = 1 ... 100 cd/m2)
L/L = Konst • Észlelhetőség határa L/L = 1,05 : 1,
ebből származik a „szürke árnyalat – shade of grey”: éppen észlelhető lépcső:1,057
• Villogó fények: 1,005:1– leghatékonyabb figyelemfelkeltésre:
1/3°, 1 ... 5 felvillanás/s– optikailag keltett epilepszia !
Akkomodáció változása az életkorral
1 1 c m
5 0 é v e sK ö z e l p o n t 5 0 c m
5 0 é v e sK ö z e l p o n t 1 1 c m 5 0 c mT á v o l p o n t :
É l e s l á t á s t a r t o m á n y a
É l e s l á t á s t a r t o m á n y a
2 d i o p t r i ak o r r e k c i ó v a l
2 0 é v e sK ö z e l p o n t
É l e s l á t á s t a r t o m á n y a
T á v o l p o n t : 00
T á v o l p o n t : 0 0
Átlagos akkomodációs tartomány
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 20 40 60 80 100
Életkor, év
Átla
gos
akko
mod
áció
s ta
rtom
ány,
di
optr
ia
Az akkomodációs tartomány változása az életkorral
életkor, év
közel-pont, cm
távol-pont, cm
meg-jegyzés
20 11 -
50 50 korr.nélkül
50 11 50 korr.-val
Számítógépes munkahely távolságai
Korrekció mono- bi- és multifokális szemüveggel
Képernyőre való akkomodálás
feltekintés, távolra nézés esete
képernyőre tekintés
klaviatúrára tekintés
jó világítás kis fénysűrűség bifokális sz.ü.
távolra és képernyőre való akkomodálás számára készült bifokális sz.ü.
multi-fokális szemüveg
nagy megvil. kis megvil.
feltekintés, távolra nézés esete
képernyőre tekintés
klaviatúrára tekintés
Különböző korrekciók hatása
A tökéletes látás és eltérései
• emmetropia , vagy „tökéletes” látás• hiperopia, vagy messzelátás • myopia vagy közellátás • presbyopia az akkomodációs beszűkülése• astigmia stb., további látási eltérések
Az optikai jel feldolgozása a retinán
• A cornea és szemlencse leképezi a külvilágot a retinára: fény inger kép
• A retinán fényérzékelők: csapok (nappali és színes látás) és pálcikák alakítják az ingert ideg-ingerületté
• további sejtek a retinában előföldolgoznak, majd az agy felé továbbítják a jelet, ahol kialakul a fény észlelet kép
A retina szerkezete
Retina, részlet
Csapok és pálcikák
Fényérzékelő sejtek
• csapok koncentrációja nagy a foveában (látógödör, sárga folt)
• pálcika koncentráció nagy a periferiális tartományokban
• fovea központi tartománya a foveola• ~ 120 millió pálcika (ötétben látás) és• ~ 5 millió csap (szín-látás)• ~ 125 millió látóideg
A csapok és pálcikák eloszlása a retinán
Spektrális érzékenységek
• pálcikák színvakok: rhodopszin v. látóbíbor• csapok: 3 különböző abszorpciójú csap-
pigmens: – L (long), hosszú hullámhosszon érzékeny– M (medium), közepes hullámhosszon érzékeny– S (short), rövid hullámhosszon érzékeny
• Mikropipettás vizsgálatok
Pálcika látás színképi érzékenysége
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
350 400 450 500 550 600 650 700
hullámhossz, nm
szín
képi
érz
éken
ység
Csapok színképi érzékenysége
Az L-, M-, S-csapok eloszlása a foveában és annak környezetében
Adaptív optika nélküól és adaptív optikával készült retina felvételek
A fovea szerkezete
• ~ 10°-os tartományban még elsősorban csap látás, de van pálcika kölcsönhatás is (lásd majd CIE színmérés); L:M:S = 40:20:1
• ~ 4°-os tartományban sárga pigmentáció: macula lutea, szelektív szűrő
• 2°-on belül jó szín és éleslátás• ~ 1°alatt foveola: nincs S-csap: kék-sárga
színtévesztő (tritanop), saccadok (éleslátás) miatt látunk
Világosban – sötétben látás
• világosban-, fotopos-látás: csap látás; 3 cd/m2 felett
• sötétben-, szkotopos-látás: pálcika látás;10-3 cd/m2 alatt
• alkonyi-, mezopos-látás: a két tartomány között, mind a csapok, mind a pálcikák aktívak
Retinális előfeldolgozás
• bipoláris-, amakrin- és ganglion sejtek előfeldolgozzák a csapok és pálcikák nyújtotta jelet:– centrum-környezet szembe kapcsolódó jel– L, M, S csap jel átkódolása:
• világos - sötét (achromatikus) jelpár• vörös - zöld• sárga - kék antagonisztikus jel
Retinális előfeldolgozás
Opponens jelfeldolgozás
L, M, S csap jel átkódolása
• világos – sötét (achromatikus) jelpár:A = aL + bM, magnocellurális idegpályák
• vörös – zöld jelpár:T = cL - dM
• sárga – kék jelpár:D = eL + fM – gS
parvocellurális idegpályák, antagonisztikus jelek
A T és D jelek kialakulása az L-, M-, S-csap jelekből
A látásérzet útja a szemtől az agyig
• kereszteződés, vagy chiasma opticum• ikertestek, corpus geniculatum laterale
– befutó idegköteg: tractus opticus – továbbvezetés: látókisugárzás, vagy radiatio
optica• látó cortex, forma, mozgás, szín stb. feldolgozás,
észlelet kialakulása
Az emberi látórendszer felépítésének sematikus ábrája
Az ikertest metszeti képe