Роль зрения в жизни человека

 

 

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Кафедра сетей и устройств телекоммуникаций

 

 

 

 

Реферат

по учебной практике

Роль зрения в жизни человека

 

 

 

 

Содержание

I.     Введение                                                                                                                     3

II.    Специальные дизайны для особенных потребностей                            3

1. Фотокамера                                                                                                   3
2. Маленькое отверстие                                                                                   3
3. Вогнутое зеркало                                                                                          4
4. Аппозиция                                                                                                     4
5. Невральная суперпозиция                                                                            5
6. Наложение преломления                                                                              5
7. Наложение отражения                                                                                  5
8. Параболическое наложение                                                                         6

 

III.   Физиология зрения человека                                                                       6

 

а.   Бинокулярное зрение                                                                                             6

б.   Стереоскопическое зрение                                                                                   6

            в.   Ведущий глаз                                                                                                            6

IV.   Основные свойства зрения                                                                           7

 

а.   Световая чувствительность человеческого глаза                                       7

б.  Острота зрения                                                                                               7

в.  Бинокулярность                                                                                             7

г.  Контрастная чувствительность                                                                     7

д.  Адаптация зрения

 

V. Психология зрительного восприятия                                                                     8

 

VI. Дефекты хрусталика                                                                                                  8

 

а.   Дальнозоркость                                                                                                       8

б.   Близорукость                                                                                                            8

в.   Астигматизм                                                                                                              8

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Зрение человека (зрительное восприятие) — процесс психофизиологической обработки изображения объектов окружающего мира, осуществляемый зрительной системой.

Глаза – одно из величайших изобретений природы. И природа изобрела их нескольких типов, каждый раз настраивая наилучшим образом для того или иного видения. Скажем, глаза рыб отлично приспособлены различать окружающее под водой, кошки отлично ориентируются в темноте, а орёл замечает крохотную мышь с километровой высоты…

Человек имеет следующие характеристики зрения по области охвата:

Область наилучшего видения 1.5 градусов.

Зона ясного видения 15 градусов.

Максимальная зона видения 35 градусов.

Зрение является ключевым для многих функций и действий нашего тела, которые обеспечивают средства создания чувства общности. К сожалению, наши весьма сложные глаза принимаются многими людьми как должное.

Частота подобных, но вместе с тем и отличимых дизайнов глаз у насекомых и животных разных размеров, форм и материалов поражает.

 

Специальные дизайны для особенных потребностей.

 

Существуют специфические дизайны глаз для особенных клеток каждого существа. Глаза насекомых пропорционально велики, относительно размера тела, по сравнению с большинством животных. Глаза некоторых насекомых могут обеспечить больше чувствительности для лучшего зрения на низких уровнях освещенности, объединяя чувствительные элементы за счет сокращения всеобщей четкости изображения. Пределы дифракции оптического дизайна влияют на общий дизайн для каждого из отдельных дизайнов.

 

 Фотокамера

  Глаза типа фотокамеры формируют изображение из одного набора линз в единственной оптической оси. Такие глаза есть у животных разных строений и размеров. Они обнаруживаются у людей и больших позвоночных животных, а также могут встречаться у маленьких животных, у водных существ, пауков и многих других. В общем, несколько разные дизайны необходимы для водных существ и для существ разных размеров. Характерный оптический дизайн для глаза, похожего на фотокамеру, создает перевернутое изображение на сетчатке. Человеческая сетчатка содержит до 125 миллионов сенсорных элементов одного типа для образования усовершенствованной зрительной системы, которая более сложна, чем существующая оптическая технология.

Эволюционисты используют аргументы о маленьких изменениях для объяснения сложности, необходимой глазу, или для развития зрительной системы. Они утверждают, что каждому поколению понадобилось бы внести позитивное увеличение в развитие глаз всего лишь в 0,005% на поколение.

 

Маленькое отверстие

Дизайн глаза с маленьким отверстием встречается у моллюсков наутилус, примитивных разновидностей плоского червя, и у других простых видов животных. Это менее сложный подход к оптическому дизайну системы глаза, которому не нужны линзы. Свет не фокусируется так, как в глазе, похожем на фотокамеру. Глаз с узким отверстием содержит сетчатку с меньшим количеством чувствительных элементов в отличие от глаза, похожего на камеру. Такой тип глаза использует естественную оптическую дифракцию для создания изображения. Это один из менее сложных дизайнов, которые чаще всего могут встречаться с минимальным количеством интеллектуального дизайна. Он предполагает существование генетического кода для компонентов всех необходимых клеток в четком порядке с механизмами для контролирования образования и размещения каждой клетки.

 

 Вогнутое зеркало

Дизайн «вогнутого зеркала» находится в ряде маленьких глаз. Очень миниатюрная оптическая система глаза по типу вогнутого зеркала позволяет свету формировать «перевернутые» изображения на маленьких сетчатках. Такие глаза более сложные, чем глаза с маленькими отверстиями из-за того, что они используют внутреннее вогнутое зеркало для образования изображения. Искривленные зеркала обычно используются для образования изображений на чувствительных элементах. В основном, у них может быть более высокое разрешение в маленьком пространстве, чем у глаз с маленьким отверстием. В основном, изображение формируется на прозрачной сетчатке, которая составлена из последовательности специально спроектированных прозрачных чувствительных элементов глаз. Такой тип глаза похож на дизайн отражающего телескопа, и использует вогнутое зеркало вместо линз камеры.

 

 Аппозиция

Примите во внимание следующие детали дизайна фасетки этого маленького глаза. Все происходит в диаметре величиной с человеческий волос. И все же такой дизайн сложного глаза встречается во многих насекомых, таких как муравьи, осы, стрекозы, пчелы и тараканы. Это один из наиболее общих дизайнов маленького глаза. Каждая из маленьких фасеток или линз, составляющих глаз, является отдельным светочувствительным элементом. Некоторые крабы тоже пользуются похожим дизайном наряду с другими поставляемыми чувствительными элементами, которые могут не создавать точные изображения. Мозг обеспечивает изображение с помощью объединения исходящей информации от сенсорных элементов каждой маленькой линзы фасетки. Каждая фасетка содержит свой собственный сенсор для улавливания света от специфических угловых сегментов картинки. Каждый очень маленький сенсор глаза имеет маленькую линзу и светлую трубку, чтобы улавливать часть целого изображения. Сигналы из каждой фасетки изображения потом передаются в мозг. Для мозга это весьма сложный подход получения изображения. Одним преимуществом этого сложного типа глаз является возможность определять движения в пределах маленькой части картинки, используя меньше времени деятельности мозга, чем необходимо для обработки полного изображения. Преимущество над глазами по типу фотокамеры и глазами с маленьким отверстием в том, что они могут покрывать большие области с меньшим общим объемом, используемым для оптики глаза.

 

Невральная суперпозиция

Глаз, работающий по принципу нервного или мозгового наложения, также имеет большое количество маленьких линз или фасеток, размещенных компактным образом. Несколько линз собирают свет с каждой маленькой частички целого поля обзора. Используя подход нервного наложения, мозг складывает вместе маленькие изображения из множества сенсоров в пределах маленьких фасеток глаз, все из которых получают свет от единственной точки в поле зрения. При этом каждая фасетка может содержать 7 очень маленьких отдельных световодов и чувствительных элементов. Каждый из этих сенсоров имеет свою собственную оптическую ось для возможности собирать часть картинки, но сигналы для определенного места приходят от многих других смежных фасеток. Каждая часть визуального поля зрения требует наличия сенсоров многих фасеток для объединения детальной информации по изображению. По сравнению с глазом, описанным прежде, обработка изображения должна быть совсем другой для такого типа глаза. Дизайн обработки изображения в мозге должен быть очень компактным, принимая во внимание наличие маленького мозга у существ, которые использует глаза с таким типом оптического дизайна.

 

 Наложение  преломления

Такой тип глаз встречается у моли, некоторых видов мух, креветок и у многих видов жуков. Этот глаз является более сложным для воспроизводства, но он предоставляет значительную гибкость дизайна для многих маленьких насекомых. Совокупность преломляющих и пропускающих линз взаимодействуют, чтобы устанавливать изображение на сетчатке. Поскольку каждая фасетка является эквивалентом маленького телескопа, то она содержит эквиваленты двух объективов для возможности установления изображения вертикально. Такой оптический дизайн похож на некоторые совокупности градиентных линз (линз с переменным показателем преломления). Такие линзы сильно сокращают весь размер оптической системы, где требуется вертикальное изображение. Подобно очень маленьким линзам, градиентные линзы разрешают формирование изображения благодаря тому, что свет искривляется коэффициентом преломления, изменяющийся по радиусу. Градиентные материалы встречаются во многих глазах, существующих в природе. Требуется присутствие повторяющихся радиальных клеточных изменений каждой фасетки, чтобы эта система изображения работала. Вероятность того, что расположение материала в глазе насекомого (даже в одной фасетке), произойдет без разумного замысла, чрезвычайно низка.

 

 Наложение  отражения

В оптическом дизайне наложения отражения, вместо только преломляющих элементов линз, взаимодействуют множество отражающих элементов, формируя изображение в группе рецепторов, которые действуют как маленькая сетчатка. Здесь главными оптическими элементами выступают отражатели, а не четкие преломляющие элементы. Небольшое количество всей отражающей поверхности используется для образования небольшого увеличения изображения. Свет отражается от сторон маленьких внутренних фасеток, чтобы сфокусировать его как изображение на маленькую группу сенсоров. Типичные существа, которые имеют такой оптический дизайн, включают в себя некоторые виды креветок и раков. Оптический дизайн здесь точно такой же, как и другие дизайны наложения (стр. 303, рис. 3в, «Оптика зрения & эволюция» Дена Нильсона, биологические науки, том 39, номер 5, май 1989).

Для исследователей сегодня, чтобы принять теорию происхождения, имея современное понимание того, каким образом на самом деле работает жизнь, понадобилось бы больше доказательств, чем простое существование разных типов глаз в различных организмах. Каждый аспект функционирования глаза и зрения – генетический код, отвечающий за макромолекулярные структуры, содержащиеся в пределах каждой необходимой части, физиологическая взаимозависимость каждого компонента, электрофизиология «зрения», механизмы мозга, которые позволяют получать нервные импульсы и преобразовывать их в то, что мы называем «зрением» и т.д. – все это должно быть представлено в виде пошагового процесса, чтобы макроэволюцию можно было считать приемлемым механизмом происхождения.