Spalvinė rega: apibrėžimas ir kaip smegenys suvokia spalvas
Spalvinė rega: sužinokite, kaip smegenys kuria spalvų pasaulį, kodėl objektai atrodo spalvoti ir kaip veikia mūsų regos sistema.
Spalvinė rega - tai organizmo gebėjimas atskirti objektus pagal jų atspindimos, skleidžiamos ar perduodamos šviesos bangos ilgį (arba dažnį). Spalva yra regos smegenų sukurta savybė, o ne objektų savybė.
Raudonas obuolys neskleidžia raudonos šviesos. Priešingai, jis tiesiog sugeria visus jį apšviečiančios matomos šviesos dažnius, išskyrus grupę dažnių, kurie atsispindi.
Būtent šie dažniai suvokiami kaip raudoni.
Kaip akių tinklainė užfiksuoja spalvą
Šviesa patenka į akį ir ištirpsta tinklainėje, kur yra du pagrindiniai fotoreceptorių tipai: šviesai jautrios ląstelės — stiebeliai (rodai) ir spalvoms jautrios ląstelės — kūgeliai (konai). Rodai yra labai jautrūs šviesos intensyvumui ir svarbūs naktiniam matymui, tačiau jie nesuteikia spalvinės informacijos. Konai yra atsakingi už spalvų matymą.
Žmogaus tinklainėje įprastai yra trijų tipų konų ląstelės, skiriančiossi pagal jautrumą skirtingiems bangos ilgiams:
- S-konai (trumpų bangų, jautrūs mėlynai);
- M-konai (vidutinių bangų, jautrūs žaliai);
- L-konai (ilgų bangų, jautrūs raudonai).
Skirtingi konų tipai reaguoja skirtingai į tą pačią šviesos kombinaciją; smegenys palygina jų aktyvumo santykį ir taip nustato spalvinę informaciją.
Perdavimo kelias į smegenis ir spalvų apdorojimas
Konų signalai keliauja per tinklainės ganglijines ląsteles į akies nervą ir pasiekia talamus (ypač lateralinį genikulinį branduolį, LGN). Iš ten informacija patenka į pirminę regos žievę (V1), o vėliau į specializuotas sritis, susijusias su spalvų apdorojimu (tarp jų V2 ir V4). Ten spalva interpretuojama kartu su forma, apšvietimu ir kontekstu, todėl galutinis spalvos suvokimas yra kompleksinis procesas.
Spalvų suvokimo ypatumai
- Spalvinė konstanta: smegenys sugeba išlaikyti objektų spalvos suvokimą pastovų, nepaisant apšvietimo sąlygų. Pavyzdžiui, baltas popierius atrodo baltas ir ryškioje saulėje, ir pavėsyje, nors spektrinė apšvietimo sudėtis skiriasi.
- Simultaninis kontrastas: spalvos suvokimas priklauso nuo aplinkinių spalvų — tas pats atspalvis gali atrodyti kitaip, kai yra šalia skirtingų fono spalvų.
- Spalvinis gamut: įvairūs šaltiniai ir medžiagos atspindi skirtingas spektrines sudėtis, todėl „tas pats raudonas“ gali turėti skirtingą atspalvį priklausomai nuo pigmento ar šviesos šaltinio.
Spalvų aklumas ir sutrikimai
Spalvinė rega gali būti sutrikusi dėl genetikos, ligų ar traumų. Dažniausi sutrikimai:
- Protanopija — L-konų (raudonųjų) nebuvimas arba funkcijos praradimas (sunkumas atskirti raudoną/žalią).
- Deuteranopija — M-konų (žaliųjų) nebuvimas ar sutrikimas (panašus į protanopiją pavojus raudona–žalia diferencijavimui).
- Tritanopija — S-konų (mėlynųjų) nebuvimas (retas, sunkina mėlynos ir geltonos atskyrimą).
- Anomalinė trichromatija — vieno tipo konų jautrumas pakeistas, todėl spalvos atrodo kitaip, bet ne visiškai dingusios.
Spalvų aklumą dažnai tikrina testai, pvz., Ishihara spalvų kortelės. Kai kurių ryškesnių sutrikimų atveju gali būti taikomi specializuoti regėjimo mokslo arba optometrijos tyrimai.
Skirtumai tarp rūšių
Spalvinė rega skiriasi tarp gyvūnų. Dauguma žinduolių turi tik du konų tipus (dichromatai), o paukščiai, vabzdžiai ir kai kurie žuvų tipai gali turėti keturis ar daugiau konų, todėl jie gali matyti ultraviolečią šviesą ar platesnį spektrą. Tai reiškia, kad „spalvų pasaulis“ skirtingoms rūšims gali būti labai skirtingas.
Praktinė reikšmė
- Spalvinė rega svarbi orientacijai, vaisių/maisto atpažinimui, socialinei komunikacijai (pvz., spalvoti signalai gyvūnų pasaulyje) ir estetikai.
- Technologijose supratimas apie spalvų suvokimą naudojamas vaizdų apdorojime, spalvų korekcijoje, ekranuose ir apšvietime, kad būtų pasiektas pageidaujamas vizualus efektas.
Apibendrinant, spalva nėra objekto savybė „savyje“, o mūsų smegenų išvestinė apie tai, kaip objektas sąveikauja su šviesa ir kaip ši informacija apdorojama nervų sistemoje. Todėl supratimas apie konusų veiklą, nervinius takus ir smegenų apdorojimo mechanizmus yra būtinas norint paaiškinti, kodėl mes matome spalvas taip, kaip matome.
Mechanizmas
Nervų sistema nustato spalvą, lygindama kelių tipų akies kūginių fotoreceptorių reakcijas į šviesą. Šie kūgio fotoreceptoriai yra jautrūs skirtingoms matomo spektro dalims.Žmonių regimasis spektras apima maždaug 380-740 nm bangos ilgį, o kūgeliai paprastai būna trijų tipų. Įvairių rūšių gyvūnai matomo spektro spektrą ir kūgelių tipų skaičių turi skirtingą.
Spalvoto regėjimo žmogus geriau mato (gauna daugiau informacijos) apie tai, ką mato. Taip jis mato, kada vaisiai ar daržovės yra prinokę, ir pastebi pasislėpusius gyvūnus. Spalvinio regėjimo pranašumas daugiausia pasireiškia dienos metu. Naktį pagrindinė problema - surinkti šviesą ir matyti silpnoje šviesoje. Tai lazdelės daro geriau nei kūgeliai.
Spalvinio regėjimo tipai
Spalvinis matymas nėra vienareikšmis. Daugelis gyvūnų grupių gali atskirti spalvas, tačiau skirtingais būdais. Pavyzdžiui, kai kurios žinduolių grupės neturi spalvinio regėjimo, o kai kurios yra dichromatai: jie turi dviejų rūšių kūgelius ir nemato ultravioletinės, raudonos ir oranžinės šviesos. Manoma, kad žinduoliai, išgyvenę iki juros periodo, buvo maži naktiniai rujojantys gyvūnai, kuriems nebuvo didelio poreikio matyti spalvas. Vėliau, išnykus dinozaurams, daugelis linijų prisitaikė būti aktyvesni dieną. Dauguma jų išvystė spalvinį matymą, kuris daug naudingesnis dieną. Primatai išvystė visišką (trichromatinį) spalvinį regėjimą. Jiems gebėjimas atskirti vaisių ir lapų spalvą yra beveik būtinas.Daugelis vabzdžių turi spalvinį regėjimą ultravioletiniame diapazone, o žmonės jo neturi. Štai kodėl medaus vedliai ant žiedų tokie pastebimi ultravioletinėje šviesoje darytose nuotraukose.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra spalvinis matymas?
A: Spalvinė rega - tai organizmo gebėjimas atskirti objektus pagal jų atspindimos, skleidžiamos ar perduodamos šviesos bangos ilgį ar dažnį.
K: Ar spalva yra objektų savybė?
A: Ne, spalva nėra objektų savybė. Ji yra regos smegenų sukurta savybė, todėl nepriklauso nuo suvokimo.
K: Ar raudonas obuolys skleidžia raudoną šviesą?
Atsakymas: Ne, raudonas obuolys neskleidžia raudonos šviesos. Jis sugeria visus jį apšviečiančios regimosios šviesos dažnius, išskyrus grupę atspindėtų dažnių, kurie suvokiami kaip raudoni.
K: Kaip mes suvokiame spalvas?
A: Spalvas suvokiame per regos smegenis, kurios interpretuoja nuo objekto atsispindinčios šviesos bangų ilgius arba dažnius.
K: Ar skirtingi bangų ilgiai siejami su skirtingomis spalvomis?
A: Taip, skirtingi bangos ilgiai siejami su skirtingomis spalvomis ir tai padeda mums atskirti objektus pagal jų atspindimos, skleidžiamos ar perduodamos šviesos bangos ilgį arba dažnį.
K: Ar suvokimas turi įtakos spalvai?
Atsakymas: Ne, suvokimas neturi įtakos spalvai, nes ji yra objektyvus faktas ir nepriklauso nuo suvokimo.
K: Kas atsitinka, kai matoma šviesa apšviečia objektą?
A: Kai matoma šviesa apšviečia objektą, objektas sugeria visus dažnius, išskyrus grupę dažnių, kurie atsispindi, ir šie dažniai suvokiami kaip tam tikra jo spalva.
Ieškoti