КОНВЕРГЕНЦИЯ И ДИВЕРГЕНЦИЯ

Весьма важными движениями глаз являются сведение (конвергенция) и разведение (дивергенция) зрительных осей.

КОНВЕРГЕНЦИЯ – это поворот зрительных линий внутрь при фиксации предметов, расположенных на конечном расстоянии. Конвергенция требуется при переводе взгляда с далекого объекта на более близкий. Конвергенция наступает через 0,16 – 0,20 с, начинается сразу с максимальной равномерной скоростью, которая остается постоянной около 200 мс, и затухает далее по экспоненте. Конвергенция совершается автоматически, непроизвольно, независимо от желания человека.

ДИВЕРГЕНЦИЯ – наоборот, с близкого объекта на более далекий. За наименьшую удаленность объекта, при которой уже не приходится конвергировать и зрительные оси глаз считаются параллельными, принимается расстояние, равное 6 м.

Слияние изображений на сетчатках обоих глаз в единый зрительный образ называют ФУЗИЕЙ.

Если взор наблюдателя направлен на объект, то глазодвигательная система должна сохранять какое-то время фиксацию объекта для получения нужной информации. Наиболее простая форма фиксации – фиксация неподвижного объекта, более сложная – фиксация объекта, движущегося на постоянном удалении от наблюдателя. Она осуществляется с помощью прослеживающих движений глаз. Еще более сложной является фиксация движущегося объекта, расстояние до которого изменяется. В этом случае требуются прослеживающие и конвергенционные движения.

ФИКСАЦИЮ объекта (как неподвижного, так и движущегося) сопровождают три вида движений: дрейф, тремор и непроизвольные скачки.

ДРЕЙФ – сравнительно медленное движение глаз со средней скоростью 6 угл.мин/с при амплитуде от 3 до 30 угл.мин. Работы Дичборна, Ярбуса [13] показали, что если искусственно стабилизировать изображение на одном месте сетчатки, то уже через 1 – 3 с после начала опыта испытуемый перестает что бы то ни было видеть. Устанавливается так называемое пустое поле, которое не кажется темным, но и на котором не различается никаких деталей. Изменение освещенности на короткое время восстанавливает видимость. Но потом снова возникает пустое поле. В естественных условиях все три движения – дрейф, тремор и скачки – обеспечивают перемещение изображения по сетчатке даже в тех случаях, когда человек считает, что он не двигает глазами, и, таким образом, предотвращается появление пустого поля.

ТРЕМОР – мелкие колебания глаз с амплитудой около 1′ и частотой от 30 до 90 Гц.

НЕПРОИЗВОЛЬНЫЕ СКАЧКИ или флики – быстрые движения длительностью около 25 мс с амплитудой 2 – 60 угл.мин и скоростью от 3 до 12 град/с в зависимости от амплитуды. Интервалы между фликами изменяются в пределах от 100 мс до нескольких секунд. При фиксации движущегося объекта глазодвигательная система также должна удерживать изображение в пределах какой-то ограниченной зоны на сетчатке.

ПРОСЛЕЖИВАЮЩИЕ ДВИЖЕНИЯ – плавные, медленные движения глаз – возникают через 0,15 – 0,17 с после появления движущегося объекта и начинаются сразу со скоростью, соответствующей скорости движения объекта. Обнаружена линейная зависимость между скоростями движения объекта и прослеживания до скорости 10 град/с. Глаза следят плавно с редкими скачками, необходимыми для ликвидации рассогласования из-за несовпадения скорости движения глаза и объекта. Относительно точное длительное непрерывное слежение возможно при скорости, не превышающей 30 – 40 град/с. При более высоких скоростях движения объекта скачкообразные движения вытесняют плавные, следящие движения, фиксация объекта нарушается. Если вместе с глазом движется и голова, то верхний предел длительного прослеживаемого движения достигает 60 град/с, при этом рассогласование глаза и объекта достигает 1°. Максимальная скорость, вызывающая прослеживающие движения, составляет 5 угл.мин/с, что приближенно соответствует порогу восприятия движения.

На рис.1.7 показана типичная картина движения глаза при попытке фиксировать взор на одной точке /29/.

Рис.1.7.

Здесь можно видеть движение трех типов:

1. Дрейф – относительно медленное (около 0,2с) практически прямолинейное движение с протяженностью 3 – 30 угловых минут.

Тремор – (мелкое дрожание) мелкие колебания глаз с амплитудой около 1′ (с размахом, близким к расстоянию между светочувствительными рецепторами) .и частотой от 30 до 90 Гц.

Саккада – скачкообразное перемещение взора с размахом несколько угловых минут и угловой скоростью перемещения порядка сотен градусов в секунду с периодичностью 1 – 2 скачка в секунду.

Острота зрения (разрешающая способность)

Острота зрения (разрешающая способность зрительного анализатора)– одна из важнейших функций зрения, обеспечивающая возможность обнаруживать объекты, определять их форму и взаимное расположение в поле зрения. Острота зрения V – величина, обратная предельному углу разрешения между двумя объектами, которые глаз еще может воспринимать раздельно. Теоретически верхний предел остроты зрения ограничивается дифракцией света на зрачке, аберрациями оптической системы глаза, квантовыми флуктуациями света и структурой сетчатки [2].

Максимальная острота зрения наблюдается в центральной зоне сетчатки (фовеа). Чем дальше от центральной ямки, тем ниже острота зрения; на расстоянии 20° от центра она составляет всего 0,1 от максимального значения.

С учетом указанных факторов теоретически минимальный замечаемый промежуток между двумя объектами (разрешающая способность зрительного анализатора) составляет около 30² (угловых секунд), Однако множество экспериментальных данных свидетельствует о том, что в некоторых случаях разрешающая способность зрительного анализатора может отличаться от величины 30² как в большую, так и в меньшую сторону.

Различительная чувствительность (восприятие градаций яркости)

Различительной чувствительностью зрительного анализатора (контрастной чувствительностью) называется способность различать яркости объектов. Зрительный анализатор человека способен различать объекты в чрезвычайно широком диапазоне яркостей, составляющем до 12 порядков. Зависимость различительной чувствительности от интенсивности светового раздражители определяется законом Вебера – Фехнера:

E = К lnI + C

Где Е – видимая яркость

I – интенсивность светового раздражителя

К и С – постоянные коэффициенты

Величина разностного порога (едва заметного прироста видимой яркости) по данным различных исследователей составляет от 1: 64 до 1: 164.

В диапазоне яркостей 20 – 3200 кд/м² при неизменной адаптации глаз воспринимает контраст L_макс/ L_мин=160. При этом количество градаций яркости, воспринимаемых ЗА составит g=253. Разностный порог остается постоянным и равным 1,5 – 2% лишь в области средних яркостей, для очень больших и очень малых яркостей он существенно возрастает.