Компьютерная графика.

Рисунок 6: Видимый свет

Глаз человека.

Хотя глаза и являются очень сложной биологической системой, они обладают всеми компонентами искусственно созданных оптических систем, таких как фотокамера и микроскоп.

Рисунок 7: Структура глаза

Структура глаза схематически показана на рис. 7. Свет попадает в глаз через роговицу и хрусталик (своего рода линзу). Роговица — это прозрачная субстанция, предохраняющая хрусталик. Радужная оболочка глаза играет роль диафрагмы, регулируя количество пропускаемого внутрь света. Хрусталик формирует изображение на двухмерной поверхности сетчатки — внутренней поверхности глазного яблока. Расположенные на сетчатке фоторецепторные клетки — палочки и колбочки — играют роль приемников света, которые воспринимают электромагнитные колебания в диапазоне длин волн от 350 до 780 нм.

Палочки являются высокочувствительными приемниками излучения и работают в

-13-

Компьютерная графика.

условиях слабого освещения (ночью), а колбочки при обычном, дневном освещении. Размеры палочек и колбочек в совокупности с оптическими свойствами хрусталика и роговицы определяют разрешающую способность глаза. Этот параметр характеризует способность глаза, как, впрочем, и любой другой оптической системы, различать мельчайшие видимые объекты.

Чувствительные клетки глаза неодинаково реагируют на электромагнитные колебания разной длины волны. Существуют три типа колбочек и один тип палочек. В то время как интенсивность есть мера энергии света, воздействующего на глаз, яркость — это мера восприятия этого воздействия. Глаз человека по-разному воспринимает монохроматический красный цвет и монохроматический зеленый цвет равной интенсивности, поскольку чувствительность колбочек разного типа отличается. На рис. 8 приведена интегральная кривая спектральной чувствительности глаза, известная как стандартная кривая Международной светотехнической комиссии. Из нее видно, что глаз наиболее чувствителен к зеленому цвету, а наименее — к чисто красному и синему.

Рисунок 8: Спектральная чувствительность глаза: 1 - чуствительность в светлое время суток; 2 - чуствительность в темное время суток.

Яркость — это интегральная мера нашего восприятия поступившего света. Возможность цветового восприятия появляется у человека благодаря наличию «узкополосных» приемников излучения — колбочек трех типов. Каждый тип характеризуется своей кривой спектральной чувствительности, причем диапазон длин волн для каждого типа существенно уже полного спектра световых волн. Максимум чувствительности на одной из этих кривых приходится на синий цвет, на другой — на зеленый, на третьей — на желтый. Одним из следствий раскрытия механизма цветовосприятия глаза явилось то, что по этому же принципу выделения основных, или первичных, цветов строятся и технические системы приема цветных изображений — телевизионные и фотографические. Эти первичные цвета можно использовать для приближенного представления любого «промежуточного» цвета.

Хотя начальная фаза обработки изображения, появившегося на внутренней поверхности сетчатки глаза, во многом походит на то, что происходит в технических системах, далее все идет совершенно по-иному (по крайней мере, по сравнению с

-14-