Основные характеристики зрительного анализатора.

Глаза человека воспринимают электромагнитное излучение в диапазоне 4,0×10^-5–7,5×10^–5 см. Область обзора глаза составляет порядка 5°, а область захвата достигает 120° по вертикали и 160° по горизонтали.

Измерительная структура глаза включает более 137 ×10⁶ фоторецепторов, их чувствительность чрезвычайно высока: для срабатывания фоторецептора достаточно одного кванта света. В сетчатке глаза обнаружены два вида фоторецепторов: усилительные (колбочки), выходные сигналы которых пропорциональны световому воздействию, и адаптивные (палочки), реагирующие только на изменения световых сигналов.

Фоторецепторы в сетчатке распределены неравномерно: в центре сетчатки имеется центральная зона радиусом 1,7...2,2 мм, в которой сосредоточены только усилительные фоторецепторы. Здесь их плотность распределения наивысшая и достигает 250×10³ шт./мм². Эта зона сетчатки обеспечивает четкое восприятие цветной картины с высокой разрешающей способностью, достигающей 0,5¢, и в состоянии различать до 17000 оттенков цветов. Именно она является областью обзора глаза.

Рис. 25. Плотность фоторецепторов в измерительной структуре глаза.

В периферической зоне сетчатки плотность усилительных фоторецепторов на два порядка меньше, однако к ним добавляются адаптивные фоторецепторы, плотность которых составляет 200×10³ шт./мм. Эта область не дает четкого изображения видимой картины, но быстро реагирует на все происходящие в ней изменения и поэтому выполняет функцию области захвата, обнаруживает объект, принимает решения и наводит оптические оси глаз на него всего за 0,3 с.

По краям сетчатки имеется зона, на которуюI не проецируется изображение видимой картины. Там располагаются только усилительные фоторецепторы, причем их плотность едва достигает 60 шт./мм². Они измеряют характеристики усредненного излучения, рассеянного светонаправляющими элементами глаза. Эта часть сетчатки выполняет нуль-функцию.

Выходные сигналы фоторецепторов обрабатывают так называемые ганглиозные клетки. Их число достигает до 800 000 шт. Их выходные волокна объединяются в зрительный нерв, по которому видеоинформация направляется в зрительные отделы мозга.

Глаза человека все время совершают небольшие хаотичные движения, даже когда взгляд фиксируется на маленькой неподвижной точке. Известны три типа таких движений:

тремор – дрожание глаза с малой амплитудой 5..15², но большой частотой 20...150 Гц;

дрейф – медленные повороты глаза со скоростью около 6 угл. мин/с на углы до 30¢;

скачки – быстрые повороты глаза со скоростью 3..12 град\с и амплитудой до 10¢.

Роль этих движений в получении видеоинформации в настоящее время неизвестна, однако установлено, то они являются необходимой составляющей измерительного процесса, так как при полной фиксации изображения на сетчатке глаза зрительное восприятие прекращается.

В нейронной структуре зрительного анализатора существует несколько каналов обработки видеоинформации, которые разделены функционально и структурно и работают параллельно и независимо друг от друга.