Oko i vid

1. Oko i vid

2. Ljudsko oko • Ljudsko oko je čudovišan optički instrument. Ono može da pravi oštre slike objekata koji se nalaze na raznim udaljenostima; može da funkcionira na osvjetljenjima izuzetno širokog spektra intenziteta, može da detektuje izuzetno male razlike u nijansama boja i zahtjeva tako malo truda da ga se održava. • Moderna tehnologija nije mogla da razvije optički instrument sa uporedivim karakteristikama.

3. Sastavni dijelovi oka • LJUDSKO OKO se sastoji od očne jabučice i pomoćnih organa ( mišići , suzne žlijezde, vjeđe)

4. Sastavni dijelovi oka • Oko odrasle osobe je gotovo sferna struktura prečnika od oko 23 mm.Vanjski zaštitni omot elastičnog tkiva se zove sclera. S prednje strane oka sclera je pretvorena u prozirnu strukturu koja propušta svjetlost u oko i zove se cornea. Nakon što prođe kroz corneu upadna svjetlost prolazi kroz komoricu napunjenu bistrom tekućinom koja se zove aqueous humor (vodena rastopina). • Upadna svjetlost se ograničava otvorom na irisu prije nego padne na sočivo oka. Iza sočiva je želatinozna masa koja se zove vitreous humor (vitrozna tekućina). I konačno na pozadini unutrašnje strane oka je gusta kolekcija osjetljivih elemenata (štapići i ćunjići) koji čine retinu.

5. Funkcionisanje oka • Funkcija optičkih dijelova oka je da na retini stvore sliku predmeta koji gledamo. Normalno oko će fokusirati na retinu snop paralelnih zraka. Naime svjetlosni zraci koji se odbijaju od objekta na udaljenosti od 6 m su u stvari paralelni zraci pa će relaksirano oko proizvesti oštru sliku svakog predmeta koji se nalazi na udaljenosti od 6 m do beskonačnosti. Ako se pak objekat nalazi bliže od 6 m, žižna daljina sočiva se mora promijeniti da bi se stvorila oštra slika. Ovo čini ciliarni mišić koji oblikuje sočivo u oblik veće zakrivljenosti nego kod relaksiranog (opuštenog) oka – tj. kažemo da se leća akomodira. Međutim zakrivljenost sočiva se ne može povećavati neograničeno pa zato oko ne može da akomodira objekt koji se nalazi bliže određene tačke koja se zove tačka blizine. Za odraslu osobu tačka blizine je oko 25cm, ali ona je različita za razne osobe i posebno zavisi od starosti.

6. Struktura očne jabučice 10-godišnje dijete može imati tačku blizine na svega 7cm, sa 20 godina ovo rastojanje se povećava na 10-12cm, a sa 40 ili 45 ono je oko 25cm. Ako se tačka blizine pomjeri iza 25 cm, to je znak da trebamo naočale za rad sa bliskim objektima. Naočale će pomoći oku da se fokusira. Do smanjenja sposobnosti oka da se akomodira dolazi usljed postepenog slabljenja elastičnosti sočiva.

7. Mišići oka imaju dvije bitne funkcije. Jedna je da vrše akomodaciju sočiva prema distanci objekta (da mu mijenjaju zakrivljenost), a druga je da kontrolišu otvor zjenice. Ljudsko oko je osjetljivo na svjetlost u širokom opsegu od skoro 1010 gdje je gornja granica ona koja izaziva bol (kaokad se direktno gleda u sunce)

8. Zanimljivo je kako oko stvara sliku. Umjesto tačaka ( pixel ) na senzoru slike od kamere , oko ima štapiće i čunjiće. Štapići su vitki membranski diskovi smješteni većinom na periferiji mrežnice a aktivniji su kod slabog svjetla. ( sumrak ). Ne razlučuju dobro detalje a ne raspoznaju ni boje koje registriraju kao svjetliju ili tamniju nijansu sivoga. Međutim posebno su osjetljivi na kretanje , pa se detekcija kretanja vrši isključivo uz njihovu pomoć. Njih ima u svakom oku oko 120.000.000.

9. Čunjići su zdepastiji i smješteni su u središnjem dijelu mrežnice. Osjetljivi su samo na jače svjetlo, razlučuju više detalja ( rezolucija ) i boje. Njihov broj je oko 6.000.000 ( šest miliona ). Pri dnevnom svjetlu čunjići i štapići rade zajednički. Kada gledamo direktno u predmet najvažnije su nam informacije čunjića , međutim kod prelaska ulice kada nam je važan periferni vid i kretanje najviše koristimo informacije štapića.. Kaže se vidio sam ga krajičkom oka , što je u stvari i tačno. Pri dovoljno jakom svjetlu boje su potpuno zasićene. Čunijći rade punim kapacitetom

10. Padom svjetla prvo nestaju zelena , pa crvena pa žuta boja, a najkasnije plava ( periferija mrežnice oka osjetljivija je na plavo svjetlo ). No daljnjim smanjivanjem svjetla nestaje i plave boje pa u oku rad preuzimaju štapići. Slika postaje bez boje , neoštra , a i razlučivost detalja je slaba.

11. Svjetlosni signali pretvoreni u električne impulse u mozgu pretvaraju se u sliku. Ona se sastoji od svjetlog , tamnog , boje , oblika , pokreta itd. Slika koja se stvara u ljudskom mozgu oštra je samo u središtu vidnog polja ( čunjići ) , međutim s obzirom da je mozak koncentriran na to polje slika je oštra. Brzim pokretima oka kompenzira se neoštrina perifernih dijelova slike ( štapići ) . Možda najbolji opis slike koja se stvara u mozgu bi glasio : To je slika interpretirana umom , slojevita , proteže se od elementarne fizike do najdublje psihologije. Slika koju stvara zdravo oko u mozgu se obrađuje koristeći iskustvo, pa će se takve asocijacije automatski dodati slici.

12. Ovakvoj slici treba dodati još i trenutačno stanje posmatrača kao npr.: radost , umor , opijenost alkoholom ili drogom itd. Sve se to odvija trenutačno u mozgu i mi nismo svjesni tih procesa. Međutim, ima i graničnih slučajeva kada se mozak ne može odlučiti. Tada govorimo o optičkim varkama ili iluzijama. U stvari radi se o logičkoj zabuni u koju smo doveli naš perceptivni mehanizam. One se najviše dešavaju pri slabom svjetlu kada je naš vid ionako slabiji. • Adaptacija na svjetlo i boje vrlo je brza , no adaptacija na mrak je spora i traje čak 30 minuta. U svakom slučaju oko je u stanju da savladaogromne razlike u intenzitetu svjetla. Gornja granica je kada se osjeti bol u oku.Vidni ugao naših očiju je oko 50 stepeni – u njemu vidimo oštro. Zbog izuzetne pokretljivosti našeg oka te usklađenosti sa radom mozga mi u stvari vidimo puno više. Još više od toga vidimo perifernim vidom koji čak ide i do 180 epeni.

13. Kada je nivo osvjetljenosti nizak zjenica se otvori na dijametar od 7 do 8 mm, a kad je intenzitet upadne svjetlosti veliki dijametar zjenice je samo 2 ili 3 mm. Zjenica djeluje na isti način kao samopodešavajući otvor na foto-aparatu. Međutim iznos upadne svjetlosti koji zjenica može da reguliše ide samo u opsegu 1:10 što je malo u odnosu na opseg osjetljivosti oka.

14. Najefikasniji način na koji oko reaguje na promjenu osvjetljenosti jesu adaptivni procesi u retini. Međutim, ovi procesi su relativno spori pa je naglo reagovanje zjenice važan dio početnog prilagođavanja na promjene intenziteta svjetlosti.

15. Relaksirano oko će fokusirati paralelne zrake samo ako je žižna daljina sočiva (u stvari kombinacija leća-mrežnjaća) jednaka prečniku očne jabučice.

16. Ako je prečnik očne jabučice veći od žižne daljine očnog sočiva, zraci će konvergirati i presjeći se prije nego što padnu na mrežnjaču stvarajući tako neoštru sliku na mrežnjači. Ovaj tip defekta oka se zove MIOPIJA – kratkovidost. • Može se ispraviti divergentnim (konkavnim) sočivom koje divergira upadne zrake prije nego one upadnu u oko.

17. Nasuprot miopiji je defekt oka koji se zove HIPERMETROPIJA ili dalekovidnost. U ovom slučaju upadni zraci ne stignu formirati sliku pri padu na mrežnjaču. Njihov presjek je iza mrežnjače. Ovo se koriguje stavljanjen sabirnog sočiva ispred očne leće.

18. Treći tip defekta se dešava kada postoji asimetrija u zakrivljenosti sistema sočivo-mrežnjača. Taj se defekt zove ASTIGMATIZAM, a sastoji se u tome da oko ne može istovremeno da se fokusira i u horizontalnom i u vertikalnom pravcu. Korekcija astigmatizma se postiže sočivom koje ima različitu zakrivljenost duž raznih ravni

19. Miopija i hipermetropija

20. Svjetlost je elektromagnetsko zračenje, procijenjeno prema spektralnoj osjet-ljivosti ljudskog oka, a koje prouzrokuje čulni osjećaj viđenja i omogućava izvršavanje vidnih zadataka. Fizikalno se tretira sa gledišta talasne i kvantne teorije: pri širenju kroz prostor egzistira u vidu elektromagnetskih talasa, dok se pri susretu sa materijalnom sredinom ponaša kao skup energetskih čestica (kvanata). SVJETLOST Spektar elektromagnetskog zračenja

21. SPEKTAR SUNČEVOG ZRAČENJA Transmisija spektra sunčevog zračenja u zemljinoj atmosferi izvan zemljine atmosfere na zemljinoj površini Talasna dužina sunčevog zračenja (nm)

22. Pod izrazom “viđenje” podrazumijevamo prepoznavanje, opažanje i osjećanje razlika u vanjskom svijetu, sa čulnim utiscima koje pro-uzrokuje svjetlost koja je dospjela u oko. Oko je početni dio vidnog organa u kojem nastaje optička slika vanj-skog svijeta, a koja se pretvara u vidne nadražaje. Vidni organ je skupina organa koja se sastoji iz oka, vidnog živca i dijelova mozga koji pretvaraju svjetlosne nadražaje u kompleksnu pobudu živaca čiji subjektivni korelati odgovaraju vidnom shvaćanju. Priroda procesiranja svjetlosnih nadražaja koji dovodi do viđenja je subjektivna, što u svjetlotehniku (fotometriju) uvodi proučavanja je- dinstvenih kompleksnih psihofizikalnih pojava i procesa. Vidni organ odigrava svoju značajnu ulogu samo u slučaju kada su uslovi okoline optimalno prilagođeni fiziološko-optičkim zakonitosti-ma viđenja. VIĐENJE

23. OPTIČKE PERFORMANSE OKA očni mišić štapići čepići i štapići sami čepići čepići i štapići čepići i štapići (pihtijasta tečnost) štapići očni mišić Horizontalni presjek ljudskog oka

24. VRSTE VIĐENJA • Mrežnjača sadrži milione fotoreceptora, koji se radi svojih oblika nazivaju “čepići” ili “čunjići”, koji su gusto raspoređeni u sredini mrežnjače (najgušće u žutoj mrlji) i “štapići”, koji su uglavnom raspoređeni periferijski po mrežnjači. • Obzirom na ulogu koju pri viđenju imaju čepići i štapići razlikuju se 3 os-novne vrste viđenja: • Fotopsko – viđenje danju (sjajnost iznad 3,5cd/m2) čepići (ima ih 3 tipa) su aktivirani i omogućavaju oštre slike u boji, • Skotopsko – viđenje noću (sjajnost ispod 0,035cd/m2) štapići omoguća-vaju periferno zapažanje kretanja i treperenja bez raspoznavanja boje, • Mezopsko – zona sumraka (0,035cd/m2<L<3,5cd/m2) aktivacija štapića i gašenje učešća čepića uzrokuju diskontinuitet spektralne krive reakcije oka uz pomjeraj oko 50nm ka plavom kraju spektra.

25. Spektralna svjetlosna efikasnost Krive spektralne svjetlosne efikasnosti oka za dnevno i noćno viđenje noćno viđenje dnevno viđenje Spektralna efikasnost talasnadužina

26. ADAPTACIJA je prilagođavanje oka na promjene sjajnosti u vidnom polju, a ostvaruje se promjenom otvora zjenice u ovisnosti od fotohemijskih promjena na mrežnjači i promjenom aktivne površine mrežnjače. AKOMODACIJA je sposobnost oka da se tako podesi na naki objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti, da ga oštro vidi, a ostvaruje se aktiviranjem cilijarnih mišića na podešavanje zakrivljenosti sočiva. ABERACIJA je izoštrenost slike mrežnjače kod prelamanja svjetlosti različitih talasnih dužina i upadnih uglova u sočivu oka. KONTRAST je odnos razlika sjajnosti ili boje između posmatranog objekta i njegove okoline. OŠTRINA VIDA je sposobnost odvojenog zapažanja vrlo bliskih susjednih linija. DUBINSKO VIĐENJE je sposobnost razlikovanja razmaka između raznih objekata na različitim udaljenostima. BRZINA ZAPAŽANJA je recipročna vrijednost vremenskog intervala između pojave nekog objekta ili kontrasta i njegovog zapažanja. ELEMENTARNE VIDNE FUNKCIJE

27. Svjetlost ne djeluje samo na vidni centar u kori velikog mozga nego i na centre drugih aktivnosti i regulacione organe vegetativnog nervnog siste-ma koji upravljaju cjelokupnom razmjenom supstanci u ljudskom orga-nizmu i njegovim tjelesnim funkcijama. Dokazano je da dobra svjetlost, osim što omogućava gledanje i raspo-znavanje, potpomaže izdržljivost, potiče sposobnost koncentracije i lo-gičnog razmišljanja, podiže volju za radom i ostvaruje ugodne osjećaje. Za ocjenu svjetlosne situacije potrebno je upotrijebiti više različitih krite-rija. Svjetlotehničke veličine koje je moguće izmjeriti, imaju isto tako va-žnu ulogu u odnosu na one koje nije moguće iskazati numeričkim vrijed-nostima jer na njih veliki uticaj ima subjektivno opažanje. Postizanje odgovarajućih nivoa osvijetljenosti i sjajnosti, optimalna raspo- djela i oblikovanje smjera svjetlosti, sjena i boja, te eliminisanje blještanja su najvažniji faktori kvaliteta instalacije osvjetljenja. UTICAJ SVJETLOSTI

28. Svjetlost se može vrijednovati pomoću fizikalnih i svjetlotehničkih veličina. Svjetlotehničke (fotometričke) veličine razlikuju se od fizikalnih po tome što vrijednuju svjetlost po osnovi reakcija ljudskog vidnog organa, pa se mogu nazvati psihofizikalnim. • Svjetlosni tok (fluks) je cjelokupna emitovana snaga zračenja izvora svjetlosti koje ljudsko oko prevodi kao svjetlost. Oznaka je Φ, a jedinica je : lumen (lm) i izvedena je jedinica: lm = cd / sr , (sr=steradijan je jedinica prostornog ugla). • Svjetlosna jačina (intenzitet) predstavlja mjerilo za vrijednost svjetlosti koja zrači u element prostornog ugla. Oznaka je I, a jedinica je : kandela (cd) i os-novna je mjerna jedinica sistema međunarodnih mjernih jedinica (SI). • Osvijetljenost predstavlja mjerilo za intenzitet svjetlosti koja pada na određenu površinu. Jedinica je luks (lx) i izvedena je jedinica: lx = lm / m² = cd*sr / m². • Sjajnost predstavlja mjerilo za svjetlosni utisak i jedina je svjetlotehnička veličina koju ljudsko oko neposredno osjeća. Jedinica je : kandela na kvadratni metar ( cd / m² ). OSNOVNE SVJETLOTEHNIČKE VELIČINE

29. Vidljivo zračenje (svjetlost) ljudsko oko opaža po svjetlini (sjajnosti) i po bojama. Svako fizikalno definisano vidljivo zračenje (određenog intenziteta i spektralnog sastava) uzbudi u vidnom organu “osjećaj boja”, što je rezultat složenog zajedni-čkog djelovanja fotohemijskih i neuroloških procesa. Pojam “boja” treba razumjeti u čulnom (subjektivnom) smislu ili u fizikalno-matematičkom smislu. Boja objekta može nastati samo pri svjetlosti (prirodnoj ili vještačkoj), a zavisi kako od spektralnog sastava i raspodjele snage zračenja svjetlosnog izvora tako i od refleksionih (transmisionih) svojstava površine objekta. Iz ovoga proizlazi da neki objekt može imati različite boje kada se osvjetljava s različitim bojama svjetlosti. U svjetlotehnici se za označavanje i vrijednovanje boja koristi kolorimetrijski sistem CIE zasnovan na trihromatskoj teoriji. Obojenost nekog svjetlosnog izvora ili objek-ta se određuje na osnovi trihromatskih koordinata na CIE dijagramu boja, a vrijed-novanje svjetlosti izvora se dopunjuje vrijednostima temperature boje i indeksa reprodukcije boja, koji označava mjeru usklađenosti boje objekta pod vještačkim svjetlosnim izvorom u odnosu na onu pod prirodnim dnevnim svjetlom. SVJETLOST I BOJE

30. Standardni spektralni dijagram CIE CIE funkcije standardnih spektralnih vrijednosti koje se odnose na tri primarne boje : crvene, zelene i plave (koje odgovaraju utiscima boje koji nastaju nadražajima čepića crvene, zelene i plave boje) talasna dužina (nm)

31. Standardni dijagram boja CIE 2.500K 3.000K 2.000K 4.000K 6.000K 10.000K

32. SPEKTAR IZVORA SVJETLOSTI PRIRODNI IZVOR - SUNCE SIJALICE SA ŽARNIM VLAKNOM Spektar zračenja izvora u funkciji relativne snage izvora i emitovanih talasnih dužina. NISKOTLAČNI IZVORI SA ELEKTRIČNIM PRAŽNJENJEM FLUORESCENTNE SIJALICE INDUKCIONE SIJALICE NATRIJUM NT SIJALICE VISOKOTLAČNI IZVORI SA ELEKTRIČNIM PRAŽNJENJEM METALHALOGENE SIJALICE ŽIVINE VT SIJALICE NATRIJUM VT SIJALICE

33. prikazuje područje u kojem odgovarajući nivo osvijetljenosti u zavisnosti od temperature boje svjetlosti doživljavamo kao ugodan ili neugodan osjećaj. Kruithofov dijagram vidne udobnosti

34. Vidne varke - iluzije • Ako gledate pažljivo vidjećete vjerovatno rubove trokuta Courtesy of Peter K. Kaiser

35. Vidne iluzije • Iluzija perspektive: • Koji blok je najveći? • Svi su istih dimenzija, ali tako ne izgledaju!

36. Vidne iluzije • Reverzibilne figure • Vaza ili dva lica? • Zavisno od toga šta vaš mozak izabere kao podlogu.

37. Nemoguće figure Kako se vara percepcija

38. Impossible Figures

45. 46

47. Kontrasti Intenzitet unutrašnjeg pravougaonika kao da se mijenja kako se mijenja intenzitet mpodloge.Intenzitet zavisi od informacije podloge. 48

48. Stroop Effect(context matters) ZEWIAAAKS KAKBKEALK IEIEAEPMX KQPPENAEP KEANEEAKT QKEELKKSS KEJAMEMMT BLUE RED YELLOW BLACK GRAY GREEN PURPLE A white box with colored lines of text will appear. Name the color of each line of text. See how fast you can identify the colors. 49

49. Kontrast oblika Koji od dva centralna kruga je veći? 50

50. Psiho vizuelna informacija Interpozicija Objekat koji prekriva drugi objekat se smatra da stoji bliže posmatraču. 51