Глаз
Функция глаза состоит в том, чтобы фиксировать визуальное изображение и преобразовывать световую энергию в нервные импульсы, которые интерпретируются мозгом. Общая структура человеческого глаза, показанная на рисунке 3, является аналогом камеры. Таблица 2 сравнивает функции глаза и видео камеры.
 |
Рисунок 3 - Человеческий глаз
conjunctiva - слизистая оболочка глаза;
zonula -мышца изменяющая кривизну хрусталика и фокусирующая его на ближние и дальние предметы;
aqueonus humour - водянистая влага(внутриглазная жидкость);
lens - хрусталик;
pupil -зрачок;
cornea - роговица;
iris - радужка;
retina - сетчатка;
fovea - центральная ямка, область наиболее острого зрения;
optic nerve - оптический нерв
corpus vitreum - стекловидное тело
Таблица 2
Сравнение функций глаза и видеокамеры
| Глаз | Видео Камера | Функция | |||
| Роговица и водянистая влага | Первичная фокусирующая линза | Преломление света для
формирования изображения | |||
| Хрусталик | Вторичная линза | Точная фокусировка | |||
| Радужка | Апертура | Резкость и регулировка освещенности | |||
| Zonula | Автофокус | Перемещение хрусталика | |||
| Конъюнктива | Фильтр дневного света | Защищает оптику от пыли | |||
| Склера | Кожух | Механическая защита | |||
| Сетчатка | Фотоэлектрическая поверхность | Преобразование света в электрической сигнал | |||
| Кровеносные сосуды сетчатки | Силовые кабели | Поставка энергии в сетчатку | |||
| Зрительный нерв | Сигнал видеовыхода | Передача данных |
Основной поток световой энергии попадает в глаз через роговицу, которая преломляет свет из-за большой разницы между коэффициентом преломления воздуха снаружи и коэффициентом преломления внутриглазной жидкости. Эта тонкая компонента закрыта конъюнктивой(слизистой оболочкой глаза), чтобы предотвратить царапанье мелкими частицами типа песка, пыли и дыма; слезы непрерывно выделяются, чтобы увлажнять конъюнктиву, а ресницы, веки и структура черепа защищают глаз от более серьезных повреждений.
Радужная оболочка(радужка) - мышца, которая, когда сокращена, закрывает все, кроме маленькой центральной области хрусталика глаза, блокируя большую часть света и увеличивая глубину резкости. Это обеспечивает больший диапазон просмотра, от очень тусклого к очень яркому. Процесс реагирования на большое изменение световой интенсивности назван адаптацией.
Фокусировка на объекты на различных расстояниях выполняется хрусталиком, который перемещается мышцей, названной zonula. Часть этого перемещения подобно перемещению камеры: вперед и назад. Также эта мышца может меняет выпуклость самого хрусталика, например, сжимать его для улучшения фокусировки при просмотре дальних предметов. Часть линзы, не покрытая радужкой, выглядит черной снаружи и названа зрачком.
Поскольку коэффициент преломления линзы и внутриглазной жидкости изменяется с длиной волны, восприятие различных цветов требует различных положений хрусталика для четкого фокуса. Это названо хроматической аберрацией и проявляется в размытии фокуса, когда цвета с разной длиной волны находятся рядом.