Sensibilitatea cromatic a ochiului Ochiul omenesc are o sensibilitate diferit pentru diferitele culori. Maximul de sensibilitate cromatic se gsete n zona foveei centrale, care dispune de cele mai fine conuri. Pe msur ce ne deprtm de regiunea maculei lutea spre periferia retinei, sensibilitatea cromatic scade. Conurile au o sensibilitate mai mare pentru registrul spectral al galbenului (575 m), scznd la extremele dinspre rou i violet.

Curba sensibilitii spectrale se modific n funcie de intensitatea luminii. n condiii de intensitate luminoas sczut (exemplu, n amurg), tonalitile culorilor nu se mai disting. n aceste condiii de iluminat, curba sensibilitii cromatice se deplaseaz spre registrul undelor ceva mai sczute, ca de exemplu al albastrului (470 m).

Deplasarea maximului de sensibilitate cromatic spre poriunea albastr a spectrului, n condiiile trecerii de la vederea diurn la cea crepuscular, a fost observat pentru prima dat de Purkinje (1823), al crui nume l i poart acest fenomen. Descreterea intensitii de lumin duce la neputina de a percepe culoarea roie i, dac lumina scade i mai mult, nu mai sunt percepute nici culorile albastre.

Dac lumina este deosebit de puternic, culorile i pierd gradul de saturaie i devin albicioase sau glbui. De aceast paliditate sunt atinse mai mult lungimile de und din regiunea inferioar a registrului spectral (culoarea violet) i mai puin culoarea roie.

De asemenea, sensibilitatea ochiului este diferit pentru diversele regiuni spectrale. Cea mai mare sensibilitate optic este pentru regiunea galben i albastr din spectru, unde pragul diferenial are o valoare de 1 m. Spre extremitile spectrului cromatic sensibilitatea scade progresiv, ca dup o anumit lungime de und s dispar complet (sub 380 i peste 780 m).

n seria cromatic pot fi difereniate aproximativ 160 de nuane de culori, dar n plan subiectiv numrul acestora trebuie s fie infinit mai mare.

Poriunile periferice ale retinei care sunt bogat reprezentate n bastonae sunt sensibile n special la recepia culorilor acromatice. Animalele care au o activitate exclusiv diurn (gini, porumbei.) au n retin numai conuri, iar cele nocturne, numai bastonae (bufnie, lilieci.).

Rezult, deci, c bastonaele constituie aparatul vederii crepusculare i nocturne, iar conurile formeaz aparatul vederii colorate i diurne.

Sensibilitatea cromatic diferit a elementelor fotosensibile a fost dovedit de R. Granit (premiul Nobel), care a reuit, cu ajutorul unor microelectrozi, s nregistreze impulsuri din celulele ganglionare isolate din retina unor mamifere. El a determinat astfel cantitatea minim de lumin cu lungimi de und diferite, care este necesar pentru a declana descrcarea celulei ganglionare (rspunsurile dominatoare scotopice i fotopice).Teoriile privind natura i mecanismul sensibilitii cromatice Dei numeroase cercetri au fost dedicate lmuririi naturii vederii colorate, nc nu putem considera c dispunem de o teorie satisfctoare n acest sens.Cea mai veche i plauzibil teorie asupra vederii colorate, n circulaie i astzi, este cea enunat de Thomas Young n 1801 i dezvoltat ulterior de H. Helmholtz n 1852. O teorie similar formulase i savantul rus N.V. Lomonosov n 1755.Este vorba de teoria tricromatic a vederii . Teoria Young-Helmholtz presupune existena unor receptori cromatici specifici, a unor fibre nervoase i celule corticale specifice, corespunznd respectiv substanelor fotochimice roii, verzi i albastre.

Dac toate cele trei aparate fotosensibile sunt deopotriv stimulate de undele luminoase, senzaia rezultat d o culoare acromatic (culoarea alb).

Senzaiile cromatice sunt generate de stimularea combinat a celor trei receptori, dar n proporii diferite ca pondere de aciune a lungimilor de und.

Astfel, senzaia de rou apare prin excitarea receptorilor pentru rou i a unei pri din cei pentru verde. Senzaia de galben apare prin excitarea receptorilor pentru rou i a celor pentru verde. Senzaia de verde apare prin excitarea substanei pentru verde i parial a substanelor pentru rou i violet. Senzaia de albastru apare prin excitarea substanei pentru violet i parial a substanelor pentru verde i rou.

Cu ct este mai puternic excitarea unei substane n raport cu excitarea

celorlalte, cu att este mai mare saturaia culorii respective. Slbind intensitatea excitrii tuturor substanelor fotosensibile, slbete i luminozitatea culorii. Prin modificarea oricrei corelaii funcionale dintre cele trei substane fotosensibile, apare o nou calitate a senzaiei. Ca rezultat al acestui fapt, dei nu dispune dect de trei substane fotosensibile, ochiul poate deosebi zeci de mii de nuane coloristice diferite dup tonul cromatic, luminozitate i saturaie.

Obosind ochiul cu o anumit culoare se modific i raporturile dintre cele trei procese fotochimice care determin senzaia. Datorit acestui fenomen se schimb i sensibilitatea ochiului fa de diferitele lungimi de und.

Receptorii cu aceast sensibilitate au fost denumii dominatori.

Restul receptorilor cromatici a cuprins un registru cromatic mai ngust, avnd sensibilitatea maxim n regiunea lungimilor de und de aproximativ 460 m (albastru), 530 m (verde) sau 600 m (rou). Aceti receptori au fost numii modulatori.

Dominatorii ar rspunde la stimularea cu lumin alb i ceilali la

lungimile de und artate mai sus.

Au mai fost propuse i alte teorii ale vederii colorate, cum sunt cea a lui E. Hering (1872), Mller, teoria filogenetic a lui Ledd-Franklin, teoria diviziunii teriare (Rite, Schexby), teoria policromatic (Hartridge, 1941) etc. Din nefericire, nici una din teoriile menionate nu a primit o confirmare experimental, rmnnd n faza de simple ipoteze.

Cercetrile histologice n-au putut stabili deosebiri importante n ce privete aparatele fotosensibile. Pe de alt parte, aceste teorii au n vedere numai procesele ce se

consum la nivelul receptorului, nelund n consideraie pe cele din segmentele nervoase superioare, care au fr ndoial o participare mare n geneza senzaiei cromatice.Amestecul culorilor

nc de foarte mult vreme se tie c toate culorile spectrului pot fi obinute prin amestecarea n doze diferite a celor trei culori de baz (Helmholtz, Hering).

n fapt, ochiul nu distinge culori pure, care ar fi determinate de aciunea unei singure lungimi de und, ci culori rezultate dintr-un registru spectral mai larg.

Pentru studierea amestecului culorilor ne servim de cunoscutul disc al lui Newton.

Pe aceast baz au fost stabilite urmtoarele legi (Grassman):

I. Pentru fiecare culoare cromatic se poate gsi un complement care, combinndu-se cu ea, d culoarea alb. Astfel de perechi de culori se numesc complementare. Astfel de culori sunt: rou i verde-albstrui; portocaliu-galben i albastru deschis; galben i albastru nchis (indigo); galben-verzui i violet; verde i purpuriu.

II. Amestecnd dou culori apropiate ntre ele n registrul spectral, se obine o culoare intermediar, situat ntre culorile amestecate (de exemplu, roul i galbenul dau prin fuziune culoarea portocalie).

III. Dou perechi de culori percepute la fel n plan subiectiv dau prin amestec o culoare identic, indiferent de deosebirile de structur fizic ce exist ntre ele.

De exemplu, culoarea gri, rezultat din amestecul unor culori, nu se va deosebi cu nimic n plan subiectiv de un gri identic, dar provenit din amestecul altor culori diferite.

Amestecul culorilor este neles, de regul, prin numitul amestec optic,care apare la excitarea aceleiai poriuni din retin de ctre stimuli cromatici de diferite lungimi de und, ce acioneaz simultan sau n succesiune rapid. Acest amestec poate fi denumit temporal. n afar de acesta mai poate fi considerat i amestecul rezultat din perceperea culorilor aflate n raporturi spaiale i nu temporale (raporturi de contiguitate spaial).

De exemplu, dac se privesc de la distan dou pete colorate care se ating unele de altele, ele vor fi percepute ca o singur pat, a crei rezultant cromatic va fi dat de amestecul celor dou.

Legile amestecului spaial sunt identice cu cele ale amestecului temporal. Fenomenul amestecului spaial este mult folosit n pictur (redarea global a culorilor prin intermediul punctelor sau petelor colorate).

Interes prezint, de asemenea, aa-numitul amestec binocular al culorilor. Prin aceasta se nelege obinerea unei a treia culori prin excitarea fiecrui ochi cu culori diferite. De exemplu, dac privim obiectele prin nite ochelari ale cror lentile sunt colorate diferit, vom vedea obiectele ca fiind colorate cu o rezultant a amestecului celor dou culori.

Dac ns culorile sunt foarte diferite ntre ele, atunci amestecul binocular nu apare, fiind percepute pe rnd cele dou culori. Amestecul culorilor prezint o importan practic deosebit pentru industria de colorani, textil etc. Procedee experimentale pentru investigarea sensibilitii cromaticeStudiul tonalitii cromatice Cromosensibilitatea poate fi testat din punct de vedere al tonalitii cromatice i al saturaiei. Pentru cercetarea tonalitii cromatice se folosesc obinuit diferite

fotometre (colorimetre) cum este cel descris anterior (Fotometrul Pulfrich), cu observaia c de aceast dat se folosesc filtrele colorate cu care sunt dotate aceste aparate. Aceste filtre las s treac numai razele spectrale cu o anumit lungime de und, astfel nct ele selecteaz numai anumite culori i care sunt, de regul, culorile de baz din spectru (rou, orange, galben, verde, albastru, indigo i violet).

Ca i n cazul determinrii sensibilitii luminoase, n procedura experimental pentru determinarea cromosensibilitii, se ia o emisfer a filtrului ca etalon (la o tonalitate cunoscut), iar cealalt poate fi apropiat de etalon cu ajutorul unui tambur special, pn ce diferena dintre tonuri devine abia sesizabil. Studiul saturaiei Pentru testarea capacitii de difereniere a culorilor dup saturaie, se folosete metoda discurilor rotative. Capacitatea de difereniere a saturaiei, n diferite poriuni ale spectrului, depinde de numrul de trepte minime n saturaie sesizate ntre culoarea spectral pur i culoarea alb.. S-a constatat c ntre diferenierea tonului cromatic i cea a saturaiei exist de obicei un raport invers proporional, n sensul c n registrul spectral unde diferenierea tonurilor e mai bun, diferenierea saturaiei e mai slab i invers. Determinarea tulburrilor sensibilitii cromatice Vederea culorilor prezint o importan mare n exercitarea anumitor profesiuni (oferi, aviatori etc.). Cum statistic s-a demonstrat c exist o rspndire relativ mare a tulburrilor cromosensibilitii, examenul medical rutinier al integritii sensibilitii cromatice trebuie trecut de toi oamenii care cer ncadrarea n funcii unde acest sim al culorilor trebuie s fie integru.

Cecitatea pentru culori a fost observat pentru prima dat de chimistul englez John Dalton (1794), el nsui deficitar din acest punct de vedere

(de unde i denumirea de daltonism dat cecitii pentru anumite culori).

Cecitatea cromatic se manifest, fie prin scderea sensibilitii cromatice, fie sub forma cecitii cromatice pariale sau complete.

Cecitatea cromatic complet e ntlnit rar, n schimb cecitatea cromatic parial se ntlnete mai frecvent, n special la brbai.

Diferitele clasificri fcute pentru ncadrarea tulburrilor sensibilitii cromatice s-au bazat, iniial, pe teoria Young-Helmholtz a vederii colorate, respectiv pe o anomalie a receptorilor cromatici (rou, verde i albastru). Ulterior, clasificarea acestor tulburri a fost mbuntit, deoarece s-a constatat c bolnavii care prezint cecitate pentru culoarea roie (conform Helmholtz), n fapt, au o cecitate i

pentru culoarea verde. Astfel de persoane vd spectrul ca fiind galben i albastru.

O clasificare mai complet este cea a lui von Kries, care mparte convenional, tulburrile cromatice astfel:

I. Tricromatici II. Bicromatici III. Monocromatici

ntr-o form simpl, aceast schem de clasificare poate fi prezentat astfel:

1. Protanopia (daltonismul) este tulburarea sensibilitii pentru rou i verde. Persoanele care sufer de aceast boal nu pot vedea nuanele de rou i verde.

2. Deuteranopia, de asemenea, e dat de cecitatea pentru rou i verde, dar cu o scdere foarte accentuat n recepia spectrului pentru verde. Cei care sufer de aceast anomalie au sensibilitatea cromatic deplasat spre regiunea portocalie a spectrului (spre 600 m).

3. Tritanopia reprezint cecitatea pentru culorile albastru i violet; este ntlnit rar.

Denumirile acestor anomalii evideniaz receptorul chromatic deficitar: protos primul; deuteros al doilea i tritos al treilea receptor.

n clasificarea lui von Kries, sufixele anomalie i anopie marcheaz deosebirea dintre vederea cromatic redus i cecitatea cromatic.

Cei care sufer de protanomalie i deuteronomalie au dificulti de difereniere ntre culorile rou i verde, iar cei cu tritanomalie difereniaz greu intervalul dintre albastru i galben.

Bicromaticii au cecitate cromatic pentru culorile descrise, protanopii i denteranopii pentru rou-verde i tritanopii pentru albastru-galben. Pentru depistarea eventualilor deficitari cromatici se folosesc diferite procedee, dintre care cele mai importante sunt urmtoarele:

1. Testul Holmgren, cartoanele lui Polak

n testul lui Holmgren se folosesc fire de ln colorate n trei culori standard: standard I fir de ln de culoare verde pur, care s nu bat spre galben-verzui; standard II fir de ln de culoare rou aprins.

Subiectul are sarcina s aleag, dintr-o jurubi de fire de ln de diferite

culori, pe cele care se aseamn cel mai mult cu standard I (firul etalon I). Deoarece pentru bicromatici firul etalon I apare ca avnd o culoare cenuie cu o uoar nuan de galben sau albastru, acetia vor allege pentru aceast prob nu numai firele verzi, ci i pe cele cenuii sau cenuii-albastre.

Persoanele cu protanopie vor alege pentru etalonul II (standard II), care este rou-roz, pe lng firele purpurii, i pe cele albastre sau violete.

Cei cu deuteranopie vor alege numai firele verzi i cenuii (prin confuzie).

Pentru firul standard III (etalon III rou), protanopii vor allege firele verzi-cenuii sau cafenii mai puin luminoase dect culoarea standard, iar deuteranopii vor alege firele verzi cenuii sau cafenii mai luminoase dect firul etalon.