Látás – észlelet Az informatikus feladata információs technológiák: 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/f f: fókusztávolság m-ben mérve leképezési hibák a szemben határvonal élessége kromatikus aberráció

Határvonal leképzése a szemben

Kromatikus aberráció

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

Pupilla átmérő változás: 300 cd/m2– sötét

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

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

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 ~ 1,41 Villogó fények: 1,005:1 leghatékonyabb figyelemfelkeltésre: 1/3°, 1 ... 5 felvillanás/s optikailag keltett epilepszia !

Akkomodáció változása az életkorral

Átlagos akkomodációs tartomány

Az akkomodációs tartomány változása az életkorral életkor, év közel-pont, cm távol-pont, cm meg-jegyzés 20 11  - 50 korr. nélkül 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.

Különböző korrekciók hatása távolra és képernyőre való akkomodálás számára készült bifokális sz.ü. multi-fokális szemüveg Különböző korrekciók hatása feltekintés, távolra nézés esete képernyőre tekintés klaviatúrára tekintés nagy megvil. kis megvil.

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

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