Jump to content

Скотопическое зрение

(Перенаправлено с Scotopic )

При изучении зрительного восприятия ) — скотопическое зрение (или скотопия это зрение глаза в условиях низкой освещенности . [1] Этот термин происходит от греческого skotos , что означает «тьма», и -opia , что означает «состояние зрения». [2] В глазу человеческом колбочки нефункциональны в условиях слабого видимого света . Скотопическое зрение обеспечивается исключительно стержневыми клетками , которые наиболее чувствительны к длинам волн около 498 нм и нечувствительны к длинам волн длиннее 640 нм. [3] В условиях скотопии свет, падающий на сетчатку, не кодируется спектральным распределением мощности . Более высокое зрительное восприятие возникает при скотопическом зрении, как и при фотопическом зрении. [4]

Схема сетчатки

[ редактировать ]

Из двух типов клеток сетчатки палочки фоторецепторных доминируют в скотопическом зрении. Это доминирование обусловлено повышенной чувствительностью молекул фотопигмента , выраженных в палочках, а не в колбочках . Палочки сигнализируют о приращении света палочковидным биполярным клеткам , которые, в отличие от большинства типов биполярных клеток , не образуют прямых связей с ганглиозными клетками сетчатки – выходными нейронами сетчатки. Вместо этого два типа амакриновых клеток AII и A17 — обеспечивают боковой поток информации от палочковидных биполярных клеток к конусным биполярным клеткам, которые, в свою очередь, контактируют с ганглиозными клетками. Таким образом, сигналы палочек, передаваемые амакриновыми клетками, доминируют в скотопическом зрении. [5]

возникновение

[ редактировать ]

Скотопическое зрение возникает при уровне освещенности 10. −3 [6] до 10 −6 [ нужна ссылка ] кд 2 . Другие виды не всегда являются дальтониками в условиях низкой освещенности. Слоновый бражник ( Deilephila elpenor ) демонстрирует развитое различение цветов даже при тусклом свете звезд. [7]

Мезопическое зрение возникает в условиях промежуточного освещения ( яркости 10). уровень −3 до 10 0.5 кд 2 ) [ нужна ссылка ] и фактически представляет собой комбинацию скотопического и фотопического зрения . Это приводит к неточной остроте зрения и различению цветов.

При нормальном освещении ( уровень яркости от 10 до 10 8 кд 2 ), преобладает зрение колбочек и фотопическое зрение . Хорошая острота зрения (ОЗ) и цветовосприятие.

Чувствительность к длине волны

[ редактировать ]
CIE 1951 года Функция скотопической светимости . Горизонтальная ось — длина волны в нм .

Относительная чувствительность к длине волны обычного человека-наблюдателя не изменится из-за изменения фоновой освещенности при скотопическом зрении. Чувствительность к длине волны определяется родопсином фотопигментом . Это красный пигмент, видимый в задней части глаза у животных, у которых глаз имеет белый фон, называемый Tapetum lucidum . Пигмент не заметен в фотопических и мезопических условиях. Принцип, согласно которому чувствительность к длине волны не меняется при скотопическом зрении, привел к возможности обнаруживать у людей два функциональных класса колбочек. Если присутствуют два класса колбочек, то их относительная чувствительность изменит поведенческую чувствительность к длине волны. Таким образом, эксперименты могут определить «наличие двух классов конусов, измеряя чувствительность к длине волны на двух разных фонах и отмечая изменение относительной чувствительности наблюдателя к длине волны». [8]

Поведение родопсина фотопигмента объясняет, почему человеческий глаз не может различать свет с различным спектральным распределением мощности при слабом освещении. Реакция этого единственного фотопигмента даст одинаковые кванты для света с длиной волны 400 нм и света с длиной волны 700 нм. Следовательно, этот фотопигмент лишь отображает скорость поглощения и не кодирует информацию об относительном спектральном составе света. [8]

В научной литературе иногда встречается термин скотопическая люкс , который соответствует фотопическому люксу , но вместо этого используется весовая функция скотопической видимости. [9] Функция скотопической освещенности — это стандартная функция, установленная Международной комиссией по освещению (CIE) и стандартизированная в сотрудничестве с ISO . [10]

Максимальная скотопическая эффективность составляет 1700 лм/Вт при длине волны 507 нм (по сравнению с 683 лм/Вт при длине волны 555 нм для максимальной фотопической эффективности). [11] Хотя соотношение между скотопической и фотопической эффективностью составляет всего около 2,5, при расчете на пиковую чувствительность это соотношение сильно возрастает ниже 500 нм.

Разрешение

[ редактировать ]

Чтобы адаптация происходила на очень низких уровнях, человеческому глазу необходимо иметь большую выборку света на сигнале, чтобы получить надежное изображение. Это приводит к тому, что человеческий глаз не может различать высокие пространственные частоты при слабом освещении, поскольку наблюдатель пространственно усредняет световой сигнал. [8]

Другая причина плохого зрения при скотопическом зрении заключается в том, что палочки, единственные клетки, активные при скотопическом зрении, сходятся к меньшему количеству нейронов сетчатки. Такое соотношение «многие к одному» приводит к плохой чувствительности к пространственной частоте . [8]

Общее восприятие

[ редактировать ]

Зрительное восприятие высокого уровня сходно со скотопическим и фотопическим зрением: люди читают с неизменной точностью (хотя и в два раза более длительные фиксации ), способны распознавать лица и демонстрировать эффект инверсии лица . [4]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Хайн, Роберт, изд. (2019). Биологический словарь (8-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/acref/9780198821489.001.0001 . ISBN  978-0-19-882148-9 .
  2. ^ «скотопия» . Dictionary.com Полный (онлайн). nd
  3. ^ Фрисби, Джон П.; Стоун, Джеймс В. (2010). Видение: вычислительный подход к биологическому зрению (2-е изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN  978-0-262-51427-9 . ОСЛК   430192600 . Архивировано из оригинала 9 апреля 2024 г. Проверено 8 апреля 2024 г.
  4. ^ Jump up to: а б Маккитон, Айелет; Элул, Дина; Левин, Нетта (2024). «Видение в темноте: зрительные функции высокого порядка в скотопических условиях» . iScience . 27 (2): 108929. Бибкод : 2024iSci...27j8929M . дои : 10.1016/j.isci.2024.108929 . ПМЦ   10844829 . ПМИД   38322984 .
  5. ^ Колб, Хельга (1995), Колб, Хельга; Фернандес, Эдуардо; Нельсон, Ральф (ред.), «Роль амакриновых клеток» , Webvision: Организация сетчатки и зрительной системы , Солт-Лейк-Сити (Юта): Центр медицинских наук Университета Юты, PMID   21413397 , получено 16 апреля 2024 г.
  6. ^ Покорный, Джоэл; и др., ред. (1979). «Глава 2». Врожденные и приобретенные дефекты цветового зрения (PDF) . Современные монографии по офтальмологии. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 14 января 2016 г.
  7. ^ Кельбер, Альмут; Балкениус, Анна; Ордер, Эрик Дж. (31 октября 2002 г.). «Скотопическое цветовое зрение у ночных ястребов». Природа . 419 (6910): 922–925. Бибкод : 2002Natur.419..922K . дои : 10.1038/nature01065 . ПМИД   12410310 . S2CID   4303414 .
  8. ^ Jump up to: а б с д «Основы видения» . Foundationsofvision.stanford.edu . Архивировано из оригинала 17 июня 2023 г. Проверено 13 марта 2013 г.
  9. ^ Фотобиология: наука о свете и жизни. Архивировано 9 апреля 2024 г. в Wayback Machine (2002), Ларс Олоф Бьорн, стр. 43. Архивировано 9 апреля 2024 г. в Wayback Machine . ISBN   1-4020-0842-2
  10. ^ ISO/CIE 23539:2023 CIE TC 2-93 Фотометрия. Система физической фотометрии CIE . ИСО/МКО. 2023. Архивировано из оригинала 8 апреля 2023 г. Проверено 14 апреля 2023 г.
  11. ^ «Яркость и чувствительность день/ночь» . Архивировано из оригинала 21 февраля 2014 г. Проверено 03 декабря 2018 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 39c51b921c7b71d2ad73336cb16ae912__1719304560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/39/12/39c51b921c7b71d2ad73336cb16ae912.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Scotopic vision - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)