jak nás oko klame a proč vidíme barevně
DESCRIPTION
Jak nás oko klame a proč vidíme barevně. RNDr. Jitka Prokšová,Ph.D. KOF FPE ZČU Plzeň přednáška pro FPV 2010/11. Obsah. 1. Vznik zrakového vjemu (fyziologie oka, rozlišovací schopnost …) 2. Optické klamy 3. Vnímání barev 4. Experimentální část. 1. Vznik zrakového vjemu. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/1.jpg)
Jak nás oko klame a proč vidíme barevně
RNDr. Jitka Prokšová,Ph.D.
KOF FPE ZČU Plzeň
přednáška pro FPV 2010/11
![Page 2: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/2.jpg)
Obsah
1. Vznik zrakového vjemu
(fyziologie oka, rozlišovací schopnost …)
2. Optické klamy
3. Vnímání barev
4. Experimentální část
![Page 3: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/3.jpg)
1. Vznik zrakového vjemu
![Page 4: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/5.jpg)
Elektromagnetické spektrum
• viditelné světlo
• rozsah vlnové délky: 390 nm až 760 nm
![Page 6: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/6.jpg)
Barva Vlnová délka Frekvence
červená ~ 625 až 760 nm ~ 480 až 405 THz
oranžová ~ 590 až 625 nm ~ 510 až 480 THz
žlutá ~ 565 až 590 nm ~ 530 až 510 THz
zelená ~ 520 až 565 nm ~ 580 až 530 THz
azurová ~ 500 až 520 nm ~ 600 až 580 THz
modrá ~ 430 až 500 nm ~ 700 až 600 THz
fialová ~ 380 až 430 nm ~ 790 až 700 THz
![Page 7: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/7.jpg)
Parametry optických prostředí
1c
nv
1 2 2
2 1
1
r
cv v n
ncv nv
• absolutní index lomu(podíl rychlosti světla ve vakuu a v daném prostředí)
• relativní index lomu(podíl rychlostí světla v dvou různých prostředích)
![Page 8: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/8.jpg)
Šíření světla optickým prostředím
• homogenní, izotropní a lineární prostředí
• rychlost světla v prostředí:
opticky řidší x opticky hustší
![Page 9: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/9.jpg)
Gullstrandův model okaAllvar Gullstrand (1862-1930)
(NC 1911)
Newton, Helmholtz, Young
![Page 10: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/10.jpg)
50 65 mm
• sítnice (11 vrstev)
• tyčinky čípky
• žlutá skvrna (čípků 50x více než tyčinek)
• Purkyňův jev
• slepá skvrna (Mariottův pokus)
67 10 6150 10
![Page 11: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/11.jpg)
Oko v číslech(u dospělého člověka)
• Předozadní délka oka: 24,3 mm• Hmotnost oka: 6,3 až 7,8 g• Objem oka: 6,5 ml• Poloměr zakřivení celé oční koule: 10,8 mm• Obsah vody v rohovce: 73 %• Obsah vody ve sklivci: 98 % • Optická mohutnost rohovky: 43 D• Optická mohutnost čočky: 19 D (33 D)
1D
f
1 2
1 11 Drn
r r
![Page 12: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/12.jpg)
Absorpční schopnost různých částí oka
• Rohovka : filtr UV ( pod 300 nm)
• Komorová voda a čočka: filtr IR
![Page 13: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/13.jpg)
Transmisní vlastnosti okapodle věku
• Nutnost ochrany oka před UV-A v nízkém věku
• S věkem klesá propustnost čočkového jádra
![Page 14: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/14.jpg)
Rozlišovací mez oka
• Kruhová plocha testu:
72 stejných výsečí bílých a černých
• Nelze-li ze vzdálenosti L rozeznat hvězdicovitý tvar obrázku průměru d, je rozlišovací mez
18 mm´́
m
d
L
![Page 15: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/15.jpg)
Vývoj oční čočky• Oční čočka – vývoj nastává v raném stádiu embrya• Oční čočka – jediná průhledná tkáň v lidském těle (čočka =
biologický krystal)• Buňky oční čočky samovolně neopravitelné (až 90% buněk v
těle
v neustálé obnově)• Jedinečná schopnost oční čočky aktivovat ve svých buňkách
samozničující program• Rozpuštění jader buněk čočky• Vznik krystalinů (hustý roztok speciálních bílkovin)
![Page 16: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/16.jpg)
2. Optické klamy
![Page 17: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/17.jpg)
vytvoření obrazu na sítnici - varianty, výběr
chybná interpretace - vznik klamu
Kategorie:• objektivní
• fyziologické
• psychologické
![Page 18: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/18.jpg)
Poznámka 1: Quételetovy kruhy
• vznik barevných kruhů nebo jejich částí na skle okenní tabulky, zrcadle nebo na vodní hladině po osvícení silným zdrojem světla (např. světlomety, reflektory aut)
• interference v tenké vrstvě?
• prach
• Lambert Adolphe Jacques Quételet
•(1796-1874)
•astronom, matematik, statistik a sociolog
![Page 19: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/19.jpg)
Matematické pozadí
• pozorovatel v bodě O
• zdroj světla v bodě L
• zrcadlo má tloušťku t
• rozptyl na prachové částici v bodě P
![Page 20: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/20.jpg)
• interference:
• dráhový rozdíl:
k
2
1
2 cos
2 cos
s nt
s nt
2 1s s
![Page 21: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/21.jpg)
Quételetovy kruhy
Shrnutí:• vznik – na znečistěné okenní tabulce, na zaprášeném zrcadle nebo pylem zanesené vodní hladině + silný zdroj světla.
• GO – lom a odraz
• VO – interference, ohyb, rozptyl na zrnkách prachu
• překrytí rozptýlených paprsků světla – QK
Experiment:• sádrový (cementový) prach, zrcadlo, halogenová lampa (světlomet)
![Page 22: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/22.jpg)
Poznámka 2: ohyb světla na zácloně
![Page 23: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/23.jpg)
Fyziologické klamy:a) iradiace (Helmholtzův klam)
![Page 24: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/24.jpg)
b) jevy kontrastu (únava oka)
![Page 25: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/27.jpg)
Psychologické klamy:odhad velikosti
![Page 28: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/29.jpg)
• Oba špalky jsou stejně velké. Zadní se zdá být větší.
• mozek: snaha o přenos perspektivního vidění do grafiky
![Page 30: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/30.jpg)
Klamy 1
![Page 31: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/31.jpg)
Klamy 2
![Page 32: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/32.jpg)
Klamy 3
![Page 33: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/35.jpg)
Neskutečný trojúhelník
• Oscar Reutersvärd (1934)
• 1980 triangl oceněn Švédskou vládou
• 1982 tisk známky
![Page 36: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/36.jpg)
Klamy 4
![Page 37: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/37.jpg)
Experimentujte doma:
• trubička z papíru(průměr cca 3 cm),
držet před levým okem,
pravou dlaň dát za trubičku,
nezaostřovat.
![Page 38: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/38.jpg)
• 3D odraz
![Page 39: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/39.jpg)
• světelný tunelvpředu – polopropustné zrcadlo,
za ním jsou do kruhu sestaveny pestrobarevné diody,
iluzi světelného tunelu vytváří další zrcadlo na zadní straně.
![Page 40: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/40.jpg)
Hollow-Face-iluze• psychologický klam:
3D vystupující obličej• skutečnost: konkávní
maska• při správném osvětlení ji
mozek interpretuje na základě zkušenosti jako konvexní
![Page 41: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/42.jpg)
3. Vnímání barev
![Page 43: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/43.jpg)
• Isaac Newton (1643 - 1727)
7 základních barev
• Thomas Young (1773 - 1829)
• Hermann von Helmholtz (1821 - 1894)
přesný popis tří receptorů R, G, B
![Page 44: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/45.jpg)
bílé světlo, trichromatické oko (velikost odezvy čípků - obr.)
![Page 46: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/46.jpg)
Tabulka:
![Page 47: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/47.jpg)
Další barevné prostory
• xyY
• CMY(K): cyan (azurová), magenta (purpurová), yellow (žlutá) - subtraktivní
• HSB: hue (odstín), saturation (nasycení), brightness (jas)
• Lab: a (červená - zelená), b (žlutá - modrá)
• Luv: u, v (barevné hodnoty)
![Page 48: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/48.jpg)
4. Experimentální část
![Page 49: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/49.jpg)
a) Součtové skládání základních barev
• vytváření barevných odstínů změnou intenzity složek
• součtové skládání doplňkových barev
• vytváření barevných stínů
![Page 50: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/50.jpg)
b) Užití SSB
• barevná obrazovka
• velkoplošné reklamy
• umění: pointilismus
(Georges Seurat /1859-1891/)
vliv osvětlení a možnost srovnání barevných vjemů z okolí
![Page 51: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/51.jpg)
c) Rozdílové skládání barev
• rozdílové skládání základních barev
• vliv osvětlení předmětu na pozorovanou barvu
• pozorování barevných předmětů přes barevné prostředí
![Page 52: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/52.jpg)
Zdroje:http://www.illusionworks.com/index.shtmlhttp://www.brainbashers.com/illusions.asphttp://www.ionaphysics.org/lab/Demoes.htmapod.
Feynman R. P.: Přednášky z fyziky Fuka J., Havelka B.: OptikaBednář J.: Pozoruhodné jevy v atmosféře
![Page 53: Jak nás oko klame a proč vidíme barevně](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081420/5681457e550346895db25760/html5/thumbnails/53.jpg)
• SCIENTIFIC AMERICAN
(Dahm: Umírají, abychom mohli vidět),
leden 2005, české vydání• JOURNAL OF CELL SCIENCE
(Bassnett: Development of a macromolecular diffusion pathway in the lens),
díl 15, 2003• EXPERIMENTAL EYE RESEARCH 74,
(Bassnett: Lens Organelle Degradation),
č.1, str. 1-6