1.4.2. Зрительный анализатор человека

Совсем немного времени с момента открытия электромагнитных колебаний понадобилось на понимание того, что свет также является совокупностью электромагнитных колебаний – только очень высокочастотных. Не случайно скорость света равна скорости распространения электромагнитных волн и характеризуется константой с = 300 000 км/с.

Чтобы понять механизм восприятия человеком видеоинформации, мы должны определить компоненты видимого света, дающие зрительные ощущение у человека.

Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение, как и радиоволны, рентгеновские лучи и т. д. Он относится, как показано на рисунке 19, к узкой полосе в электромагнитном спектре.

Рис. 19. Спектр электромагнитного излучения (КВЧ – крайне высокая частота; ОВЧ – очень высокая частота)

С

Рис. 20. Зрительный анализатор человека

ветовые волны попадают в глаз человека (рис. 20). Далее свет проходит через зрачок, который ограничен радужной оболочкой, или радужкой. Радужка является наростом, выстилающим глазное яблоко сосудистой оболочкой. Она обеспечивает кровообращение внутри глаза. У каждого человека радужка индивидуальна. Цвет радужки определяет цвет глаз человека, он зависит от количества пигмента меланина (от греч. melas – «черный»). Количество пигмента напрямую связано с местностью проживания. Чем солнечнее местожительство, тем более нужна защита от солнца, тем больше меланина в радужной оболочке и тем меньше света проходит через нее. Поэтому светлые глаза чаще встречаются у северных народов, а темные – у южных. Цвет глаз передается по наследству, но на протяжении жизни меняется. У новорожденных глаза светлее, а с возрастом приобретают заданный генами цвет. У пожилых людей глаза вновь светлеют, «выцветают». В центре радужной оболочки находится зрачок – отверстие, которое впускает световые лучи внутрь глаза. Пройдя через зрачок, свет попадает в хрусталик – в маленькую двояковыпуклую линзу. Свое название хрусталик получил за прозрачность и гладкость поверхности. Его роль состоит в том, чтобы преломлять световые лучи и фокусировать их на сетчатке глаза. За хрусталиком находится прозрачное стекловидное тело, которое заполняет внутреннюю часть глазного яблока. Роговица, хрусталик, стекловидное тело преломляют ход световых лучей, которые попадают в глаз, и на сетчатке глаза возникает уменьшенное перевернутое изображение видимого предмета. Сетчатка чувствительна к электромагнитным волнам в видимом диапазоне, она способна преобразовывать электромагнитную энергию в подходящую информацию, которая затем передается в мозг по многочисленным нервным волокнам. Сетчатка позвоночных, к которым относится и человек, имеет сложное строение. Она состоит из нервной ткани и является частью мозга, выдвинутого на периферию. Сетчатка состоит из специализированных клеток – палочек и колбочек. Палочки отвечают за черно-белое изображение, а колбочки – за цветное. Одной из интереснейших особенностей глаза позвоночных является то, что при рассматривании неподвижным глазом неподвижного предмета он может быть виден лишь в течение очень короткого времени, а потом глаз перестает его замечать, т. е. человеческий глаз не видит неподвижных предметов. Дело в том, что человеческий глаз, помимо значительных поисковых движений, постоянно дрожит, совершая крохотные колебания. Еще одна особенность глаза: ощущения, вызванные каким-либо раздражителем, исчезают не сразу после прекращения их действия – так называемое инерционное свойство зрительного анализатора человека. Благодаря этому мы не видим по отдельности световые вспышки, если они возникают с частотой 16–18 Гц. Нам просто кажется, что лампочка зажглась и горит.

Цветное зрение обеспечивается за счет свойства, известного как трехкомпонентность цветовосприятия. Согласно теории цветового зрения, высказанной впервые в 1736 г. М. В. Ломоносовым, экспериментально установлено, что все цвета могут быть получены путем сложения (смешения) трех световых потоков, например красного, зеленого и синего с высокой насыщенностью, называемых основными или первичными.

Ломоносов пришел к выводу, что цветоощущающий (колбочковый) аппарат глаза человека содержит рецепторы (нервные окончания) трех видов. Причем излучения различных волн возбуждают эти рецепторы неодинаково. Так, первый вид окончаний наиболее чувствителен к длинноволновой части видимого спектра (красно-оранжевой), второй – к средневолновой части спектра (зелено-желтой) и третий – к коротковолновой (сине-фиолетовой). На рисунке 21 показаны кривые спектральной чувствительности рецепторов глаза, которые называются кривыми основных возбуждений. Обычно световое излучение возбуждает все три вида рецепторов одновременно, и совокупность трех различных возбуждений воспринимается человеческим глазом как один какой-либо цвет. Зрительный аппарат анализирует воздействующий на него свет, определяя в нем относительное содержание различных излучений, а затем в мозгу человека происходит синтез трех возбуждений в единый цвет.

С

Рис. 21. Кривые спектральной чувствительности глаза

етчатка содержит большое число светочувствительных элементов. Элементы, называемые палочками, обладают чувствительностью только к яркости; элементы, называемые колбочками, чувствительны только к цвету. Число палочек в 20 раз больше числа колбочек; кроме того, палочки в 10 000 раз чувствительнее колбочек, поэтому глаз реагирует на яркость цветной картинки намного интенсивнее, чем на цвет.

Колбочки делятся на три типа. Колбочки первого типа возбуждаются от красного цвета, второго типа – от зеленого и третьего – от синего. Эти три цвета называют основными цветами. Все другие цвета получаются одновременным возбуждением колбочек двух или трех типов. Например, ощущение желтого цвета получается одновременным возбуждением красных и зеленых колбочек. Другие цвета можно получить, смешивая основные цвета разными способами. В общем, взяв соответствующие количества трех основных цветов – красного – R, зеленого – G и синего – В – можно получить любой цвет.

Человеческий мозг обладает определенными особенностями восприятия окружающей нас действительности, которые необходимо помнить при использовании и разработке аудиовизуальных пособий. Превосходя по своим возможностям современные компьютеры, мозг отличается от них тем, что имеет склонность концентрировать внимание на определенных объектах и исключать из внимания не интересующие его, т. е. выделять главное. Эта склонность подчиняется определенным закономерностям, не зная которых и не используя в своей работе преподаватель не сможет реализовать весь потенциал заложенный в ТиАСО.

В процессе эволюции человеческий мозг выработал определенные реакции (на уровне подсознания) на различные виды раздражителей, и при наличии некоторых факторов объект может вызывать реакцию отторжения. То есть неправильно расставив акценты на наглядном материале или в учебном фильме, можно вызвать совершенно противоположную реакцию у обучающегося.

Так, большие объекты (и псевдоувеличенные) острее воспринимаются, но чем сильнее реакция на объект, тем сильнее отторжение в случае несоответствия изображения поставленной цели.

Цвет в определенных пропорциях способен создавать настроение и привлекать внимание, но при нарушении этих соотношений в сторону увеличения может восприниматься как опасность и вызывать реакцию недоверия.

Любой объект или изображение может быть естественным в одной ситуации и неуместным в другой.

Среди однородных объектов внимание концентрируется на тот объект, который отличается какими-то качествами. Так, например, один черный объект выделяется среди группы белых, большой – среди маленьких, цветной – среди черно-белых и наоборот.

Глаз человека обладает определенным углом зрения, что обеспечивает поле благоприятного восприятия. Максимальный угол восприятия глаза 57°, оптимальный – 35–40°. Эти данные позволяют вычислять наиболее благоприятные размеры демонстрируемого изображения на различных расстояниях рассматривания. Например, если экран монитора компьютера находится на расстоянии в среднем 35–40 см от глаз обучающегося, то оптимальный размер изображения составляет 15–18 см по высоте и 10–14 см по ширине (учтены особенности бинокулярного зрения).

Важен не только благоприятный размер, но и определенное размещение особо важных элементов в композиции. Наш взгляд концентрирует внимание на достаточно небольшой области, а остальную, ближе к краям, как бы размывает. Мозг просто отсеивает эту информацию. (С помощью специальных тренировок можно развить боковое зрение.)

Пренебрегать данной особенностью при построении наглядного материала нельзя. Приведем пример.

Вы разместили на слайде презентации демонстрируемый материал, содержащий большое количество анимированных изображений, бегущих строк, каждое из которых активно привлекает внимание. Мозг инстинктивно акцентирует внимание на эту информацию, так как природа заложила в него приоритет движущихся объектов и их изображений над неподвижными. Но другие объекты также активно требуют внимания к себе. В результате мозг наблюдателя не в состоянии выделить главный объект на фоне второстепенных. Подсознательно возникает реакция тревоги и отторжения увиденного.