Látás – észlelet Az informatikus feladata információs technológiák:

Az előadások a következő témára: "Látás – észlelet Az informatikus feladata információs technológiák:"— Előadás másolata:

1 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

2 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

3 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

4 Méréstechnikai alapok
„látható” optikai sugárzás: 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

5 A szem szerkezete szaruhártya v. cornea sárgafolt v. fovea
ideghártya v. retina pupilla: mm szivárvány- hártya v. írisz

6 A szem szerkezete

7 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

8 Határvonal leképzése a szemben

9 Kromatikus aberráció

10 Egyszerű lencse szín-hibája

11 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!

12 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

13 A pupilla szerepe adaptáció: a környezeti fénysűrűséghez való igazodás, pupilla átmérő csökken a növekvő fénysűrűséggel: mm látóélesség nő növekvő fénysűrűséggel, csökkenő pupilla átmérővel a pupilla átmérő változási sebessége fénysűrűség irány változás függvénye

14 A pupilla területének változása az adaptációs fénysűrűség (L) függvényében

15 Pupilla átmérő változás: sötét – 300 cd/m2

16 Pupilla átmérő változás: 300 cd/m2– sötét

17 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

18 Landolt-C gyűrűk

19 Kettesy féle tábla, a tábla egymás alatt elhelyezkedő két részét egymás mellé vetítettük

20 Rács periodicitás és nóniusz teszt

21 Látóélesség fénysűrűség függése
4 szögperc látószögű, 1/5 s-re felvillantott jel láthatósági határértéke a háttér fénysűrűsé-gének függ-vényében

22 Látóélesség fénysűrűség függése
Weber-Fechner törvény (L = 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: /3°, felvillanás/s optikailag keltett epilepszia !

23 Akkomodáció változása az életkorral

24 Átlagos akkomodációs tartomány

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

26 Számítógépes munkahely távolságai

27 Korrekció mono- bi- és multifokális szemüveggel

28 Képernyőre való akkomodálás
feltekintés, távolra nézés esete képernyőre tekintés klaviatúrára tekintés jó világítás kis fénysűrűség bifokális sz.ü.

29 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.

30 A tökéletes látás és eltérései
emmetropia , vagy „tökéletes” látás hiperopia, vagy messzelátás myopia vagy közellátás presbyopia az akkomodációs beszűkülése astigmia stb., további látási eltérések

31 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

32 A retina szerkezete

33 Retina, részlet

34 Csapok és pálcikák

35 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

36 A csapok és pálcikák eloszlása a retinán

37 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

38 Pálcika látás színképi érzékenysége

39 Csapok színképi érzékenysége

40 Az L-, M-, S-csapok eloszlása a foveában és annak környezetében

41 Adaptív optika nélküól és adaptív optikával készült retina felvételek

42 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

43 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

44 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

45 Retinális előfeldolgozás

46 Opponens jelfeldolgozás

47 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

48 A T és D jelek kialakulása az L-, M-, S-csap jelekből

49 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

50 Az emberi látórendszer felépítésének sematikus ábrája

51 Az ikertest metszeti képe