Эффект Пуркинье - Purkinje effect

Анимированная последовательность моделируемых появлений красного цветка (о наличии зональной герани ) и фоне листвы под фотопическим , сумеречным и скотопические условиями

Эффект Пуркинье (иногда называемый сдвигом Пуркинье ) - это тенденция к смещению максимальной световой чувствительности глаза к синему концу цветового спектра при низких уровнях освещенности как часть адаптации к темноте . Как следствие, красный будет казаться темнее по сравнению с другими цветами по мере уменьшения уровня освещенности. Эффект назван в честь чешского анатома Яна Евангелиста Пуркине . Хотя эффект часто описывается с точки зрения человеческого глаза, он хорошо известен у ряда животных под тем же именем для описания общего сдвига спектральной чувствительности из-за объединения выходных сигналов стержня и колбочки как части темноты / световая адаптация.

Этот эффект вносит различие в цветовом контрасте при разных уровнях освещения. Так , например, при ярком солнечном свете , герани цветы появляются ярко - красные против тусклого зеленого цвета своих листьев или смежных синих цветов, но в той же сцене , если смотреть в сумерках , контраст перевернута, с красными лепестками появляются темно - красный или черный, и листья и голубые лепестки выглядят относительно яркими.

Чувствительность к свету при скотопическом зрении зависит от длины волны, хотя восприятие в основном черно-белое . Сдвиг Пуркинье - это соотношение между максимумом поглощения родопсина , достигающего максимума примерно при 500 нм, и максимумом опсинов в более длинноволновых колбочках, которые доминируют в фотопическом зрении , примерно 555 нм (зеленый).

В визуальной астрономии сдвиг Пуркинье может повлиять на визуальные оценки переменных звезд при использовании сравнительных звезд разных цветов, особенно если одна из звезд красная.

Физиология

Эффект Пуркинье происходит при переходе между первичным использованием фотопических (конуса на основе) и скотопических (стержневых основе) систем, то есть, в мезопического состоянии: а тускнеет интенсивности, стержни взять на себя, и прежде , чем цвет полностью исчезает, она смещается в сторону максимальной чувствительности стержней.

Эффект возникает из-за того, что в мезопических условиях выходы колбочек в сетчатке , которые обычно отвечают за восприятие цвета при дневном свете, объединяются с выходами стержней, которые более чувствительны в этих условиях и имеют пиковую чувствительность в сине-зеленой длине волны 507 нм.

Использование красных огней

Нечувствительность стержней к длинноволновому свету привела к использованию красных огней при определенных обстоятельствах - например, в диспетчерских на подводных лодках, в исследовательских лабораториях, в самолетах или во время астрономии невооруженным глазом.

Красный свет используется в условиях, когда желательно активировать как фотопическую, так и скотопическую системы. Подводные лодки хорошо освещены, чтобы облегчить обзор членам экипажа, работающим там, но диспетчерская должна быть освещена по-другому, чтобы члены экипажа могли читать приборные панели, но при этом оставались темными. Используя красный свет или надев красные очки , колбочки могут получать достаточно света для обеспечения фотопического зрения (а именно, высокой остроты зрения, необходимой для чтения). Стержни не насыщаются ярким красным светом, потому что они не чувствительны к длинноволновому свету, поэтому члены экипажа остаются адаптированными к темноте. Точно так же в кабинах самолетов используются красные огни, чтобы пилоты могли читать свои приборы и карты, сохраняя ночное видение, чтобы видеть за пределами самолета.

Красный свет также часто используется в исследовательских учреждениях. Многие исследуемые животные (например, крысы и мыши) имеют ограниченное фотопическое зрение, поскольку у них гораздо меньше фоторецепторов колбочек. Субъекты-животные не воспринимают красный свет и, следовательно, испытывают темноту (активный период для ночных животных), но исследователи-люди, у которых есть один вид колбочки («L-конус»), чувствительный к длинным волнам, могут читать инструменты или выполнять процедуры, которые были бы непрактичными даже при полностью адаптированном к темноте (но с низкой остротой) скотопическом зрении. По этой же причине зоопарки с ночными животными часто подсвечиваются красным светом.

История

Эффект был открыт в 1819 году Яном Евангелистой Пуркине . Пуркине был эрудитом, который часто медитировал на рассвете во время долгих прогулок по цветущим богемским полям. Пуркине заметил, что его любимые цветы в солнечный полдень казались ярко-красными, а на рассвете - очень темными. Он рассудил, что у глаза есть не одна, а две системы, приспособленные для восприятия цветов: одна для общей яркости света, а другая - для сумерек и рассвета.

Пуркине писал в своей книге Neue Beiträge:

Объективно степень освещенности имеет большое влияние на интенсивность качества цветопередачи. Чтобы доказать это наиболее наглядно, возьмите несколько цветов до рассвета, когда он начнет медленно светлеть. Первоначально видны только черный и серый. В частности, самые яркие цвета, красный и зеленый, кажутся самыми темными. Желтый невозможно отличить от розово-красного. Сначала мне стал заметен синий цвет. Нюансы красного, которые в остальном горят ярче всего при дневном свете, а именно кармин, киноварь и оранжевый, на долгое время кажутся самыми темными, в отличие от их средней яркости. Мне зеленый кажется более голубоватым, а его желтый оттенок проявляется только с увеличением дневного света.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фрисби JP (1980). Видение: иллюзия, мозг и разум . Издательство Оксфордского университета: Оксфорд.
  2. ^ Пуркинье JE (1825). Neue Beiträge zur Kenntniss des Sehens в Subjectiver Hinsicht . Реймер: Берлин. С. 109–110.
  3. ^ Мицуо Икеда, Чиан Чинг Хуанг и Шоко Ашизава: эквивалентная яркость цветных объектов при освещенности от скотопического до фотопического уровня
  4. ^ Додт, Э. (июль 1967). «Пуркинье-сдвиг в стержневом ушке малыша-куста, Galago crassicaudatus». Исследование зрения . 7 (7–8): 509–517. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (67) 90060-0 . PMID   5608647 .
  5. ^ Сильвер, Присцилла Х. (1 октября 1966 г.). «Сдвиг Пуркинье в спектральной чувствительности серых белок» . Журнал физиологии . 186 (2): 439–450. DOI : 10.1113 / jphysiol.1966.sp008045 . PMC   1395858 . PMID   5972118 .
  6. ^ Армингтон, Джон С .; Тиде, Фредерик С. (август 1956 г.). «Электроретинальная демонстрация сдвига Пуркинье в курином глазе» . Американский журнал физиологии. Устаревший контент . 186 (2): 258–262. DOI : 10,1152 / ajplegacy.1956.186.2.258 . PMID   13362518 .
  7. ^ Hammond, P .; Джеймс, CR (1 июля 1971 г.). «Сдвиг Пуркинье у кошки: степень мезопического диапазона» . Журнал физиологии . 216 (1): 99–109. DOI : 10.1113 / jphysiol.1971.sp009511 . PMC   1331962 . PMID   4934210 .
  8. ^ "Глаз, человек". DVD Encyclopdia Britannica 2006 Ultimate Reference Suite
  9. ^ Сиджвик, Джон Бенсон; Гэмбл, Р. К. (1980). Справочник астронома-любителя . Курьерская корпорация. п. 429. ISBN.   9780486240343 .
  10. ^ "Человеческий глаз - анатомия" . Британника онлайн . Сдвиг Пуркинье имеет интересный психофизический коррелят; с приближением вечера можно заметить, что яркость цветов разных цветов в саду меняется; красные становятся намного темнее или чернее, а синие становятся намного ярче. Что происходит, так это то, что в этом диапазоне яркостей, называемом мезопическим, реагируют как палочки, так и колбочки, и по мере того, как ответы стержней становятся более выраженными, т. Е. С увеличением темноты, шкала яркости стержней преобладает над шкалой яркости колбочек.
  11. ^ Барбара Фричман Томпсон (2005). Астрономические приемы: советы и инструменты для наблюдения за ночным небом . О'Рейли. С. 82–86. ISBN   978-0-596-10060-5 .
  12. ^ "На охоте с Полярной звездой" . Популярная наука . 181 (3): 59–61. Сентябрь 1962 г. ISSN 0161-7370 .  
  13. ^ Jeon et al. (1998) J. Neurosci. 18, 8936
  14. ^ Джеймс Г. Фокс; Стивен В. Бартольд; Мюриэл Т. Дэвиссон; Кристиан Э. Новичок (2007). Мышь в биомедицинских исследованиях: нормативная биология, животноводство и модели . Академическая пресса. п. 291. ISBN.   978-0-12-369457-7 .
  15. ^ a b Николас Дж. Уэйд; Йозеф Брожек (2001). Видение Пуркинье . Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс. п. 13. ISBN   978-0-8058-3642-4 .
  16. ↑ Цитата по: Грейс Максвелл Фернальд (1909). «Влияние ахроматических условий на цветовые явления периферического зрения» . Дополнения к психологической монографии . Балтимор: Издательская компания Обзор. Х (3): 9.

Внешние ссылки