Важными характеристиками органа зрения являются острота и поле зрения.
Остротой зрения называется максимальная способность глаза различать отдельные детали объектов. Остроту зрения определяют по наименьшему расстоянию между двумя точками, которые глаз различает, т. е. видит отдельно, а не слитно. Нормальный глаз различает две точки, видимые под углом в 1′. Максимальную остроту зрения имеет желтое пятно. К периферии от него острота зрения намного ниже. В центре сетчатки колбочки имеют более мелкие размеры и расположены гораздо плотнее, поэтому способность к пространственному различению здесь в 4-5 раз выше, чем на периферии сетчатки. Следовательно, центральное зрение отличается более высокой остротой зрения, чем периферическое зрение. Для детального разглядывания предметов человек поворотом головы и глаз перемещает их изображение в центр сетчатки. Острота зрения измеряется при помощи специальных таблиц, которые состоят из нескольких рядов букв или незамкнутых окружностей различной величины. Острота зрения, определенная по таблице, выражается обычно в относительных величинах, причем нормальная острота принимается за единицу. Встречаются люди, обладающие сверхостротой зрения (более 2).
Острота зрения зависит не только от густоты рецепторов, но и от четкости изображения на сетчатке, т. е. от преломляющих свойств глаза, от степени аккомодации, от величины зрачка. В водной среде преломляющая сила роговицы снижается, так как ее коэффициент преломления близок к коэффициенту воды. В результате под водой острота зрения уменьшается в 200 раз.
Полем зрения называется часть пространства, видимая при неподвижном положении глаза. Для черно-белых сигналов поле зрения обычно ограничено строением костей черепа и положением в глазницах глазных яблок. Для цветных раздражителей поле зрения меньше, так как воспринимающие их колбочки находятся в центральной части сетчатки. Наименьшее поле зрения отмечается для зеленого цвета. При утомлении поле зрения уменьшается.
Если фиксировать взглядом небольшой предмет, то его изображение проецируется на желтое пятно сетчатки. В этом случае мы видим предмет центральным зрением. Его угловой размер у человека 1,5—2°. Предметы, изображения которых падают на остальные места сетчатки, воспринимаются периферическим зрением. Пространство, видимое глазом при фиксации взгляда в одной точке, называется полем зрения. Измерение границы поля зрения производят периметром. Границы поля зрения для бесцветных предметов составляют книзу 70°, кверху — 60°, внутрь — 60° и кнаружи — 90°. Поля зрения обоих глаз у человека частично совпадают, что имеет большое значение для восприятия глубины пространства. Поля зрения для различных цветов неодинаковы и меньше, чем для черно-белых объектов.
Бинокулярное зрение. Человек обладает бинокулярным зрением, т.е.зрением двумя глазами. Такое зрение имеет преимущество перед моноокулярным зрением (одним глазом) в восприятии глубины пространства, особенно на близких расстояниях (менее100 м). Четкость такого восприятия (глазомер) обеспечивается хорошей координацией движения обоих глаз, которые должны точно наводиться на рассматриваемый объект. В этом случае его изображение попадает на идентичные точки сетчатки (одинаково удаленные от центра сетчатки) и человек видит одно изображение. Четкий поворот глазных яблок зависит от работы наружных мышц глаза — его глазодвигательного аппарата (четырех прямых и двух косых мышц), другими словами, от мышечного баланса глаза.
Однако идеальный мышечный баланс глаза или ортофория имеется лишь у 40% людей. Его нарушение возможно в результате утомления, действия алкоголя и пр., а также как следствие дисбаланса мышц, что приводит к нечеткости и раздвоению изображения (гетерофория). При небольших нарушениях сбалансированности мышечных усилий наблюдается небольшое скрытое (или физиологическое) косоглазие, которое в бодром состоянии человек компенсирует волевой регуляцией, а при значительных — явное косоглазие.
При взгляде на какой-либо предмет у человека с нормальным зрением не возникает ощущения двух предметов, хотя и имеется два изображения на двух сетчатках. Изображения всех предметов попадают на так называемые корреспондирующие, или соответственные, участки двух сетчаток, и в восприятии человека эти два изображения сливаются в одно. Надавите слегка на один глаз сбоку: немедленно начнет двоиться в глазах, потому что нарушилось соответствие сетчаток. Если же смотреть на близкий предмет, конвергируя глаза, то изображение какой-либо более отдаленной точки попадает на неидентичные (диспаратные) точки двух сетчаток. Диспарация играет большую роль в оценке расстояния и, следовательно, в видении глубины рельефа.
Для получения одного изображения в обоих глазах линии зрения сходятся в одной точке. Поэтому в зависимости от расположения предмета эти линии при взгляде на далекие предметы расходятся, а на близкие – сходятся. Такое приспособление (конвергенция) осуществляется произвольными мышцами глазного яблока (прямыми и косыми). Это приводит к получению единого стереоскопического изображения, к рельефному видению мира. Бинокулярное зрение дает возможность также определять взаимное расположение предметов в пространстве, зрительно судить об их удаленности. При смотрении одним глазом, т.е. при монокулярном зрении, также можно судить об отдаленности предметов, но менее точно, чем при бинокулярном зрении.
Глазодвигательный аппарат имеет важное значение в восприятии скорости движения, которую человек оценивает либо по скорости перемещения изображения по сетчатке неподвижного глаза, либо по скорости движения наружных мышц глаза при следящих движениях глаза.
Изображение, которое видит человек двумя глазами, прежде всего определяется его ведущим глазом. Ведущий глаз обладает более высокой остротой зрения, мгновенным и особенно ярким восприятием цвета, более обширным полем зрения, лучшим ощущением глубины пространства. При прицеливании воспринимается лишь то, что входит в поле зрения этого глаза. В целом, восприятие объекта в большей мере обеспечивается ведущим глазом, а восприятие окружающего фона — неведущим глазом.
При бинокулярном зрении предмет виден одиночным лишь в том случае, если его изображение возникает на идентичных участках обеих сетчаток. Идентичными точками сетчатки двух глаз называют области центральных ямок и все точки, расположенные от нее на одинаковом расстоянии и в одном и том же направлении (рис. 66). Остальные, несовпадающие точки сетчаток называют неидентичными. При попадании лучей на неидентичные точки изображение предмета оказывается раздвоенным.
Чтобы лучи от предмета попали на идентичные точки, необходимо сведение осей зрения на предмете. Сведение осей зрения на предмете называют конвергенцией. Конвергенция осуществляется путем вращения глазных яблок, которое происходит при сокращении шести наружных глазных мышц. Все мышцы, кроме нижней косой, прикрепляются к фиброзному кольцу, расположенному вокруг отверстия, из которого выходит зрительный нерв. Наружная прямая поворачивает глазное яблоко наружу, внутренняя — внутрь, верхняя прямая — вверх и одновременно наружу, нижняя прямая — вниз и внутрь. Верхняя косая мышца поворачивает глазное яблоко вниз и наружу, нижняя косая — вверх и наружу.
Рис. 1. Ход лучей при бинокулярном зрении. А — фиксирование взором ближнего предмета; Б — фиксирование взором дальнего предмета; 1,4 — идентичные точки сетчатки; 2.3 — неидентичные (диспаратные) точки
Предметы, расположенные близко и далеко, нельзя одновременно отчетливо видеть. Если свести оси зрения на ближнем предмете, то дальний предмет будет при этом раздваиваться (рис. 1).
Зрение двумя глазами значительно облегчает восприятие пространства и глубины расположения предмета. Оценка расстояния до предмета может быть произведена и одним глазом. При рассматривании ближних предметов напрягается ресничная мышца; чем ближе предмет, тем сильнее ее напряжение. Степень напряжения мышцы дает представление о расстоянии до предмета. Способствует оценке расстояний также и то, что близкие предметы дают большее изображение на сетчатке, чем далекие. Однако наиболее точная оценка расстояния до тех или иных предметов пространства осуществляется при зрении двумя глазами. Чем ближе расположен предмет, тем сильнее должны быть повернуты глазные яблоки для сведения на нем осей зрения. Степень сокращения соответствующих мышц дает представление об удаленности предмета от глаза.
Зрение двумя глазами способствует определению формы предмета, его объема. При рассматривании предмета одна часть лучей, идущих от него, попадает на идентичные участки сетчаток, а другая — на неидентичные, но смещенные относительно друг друга на очень небольшое расстояние. Поэтому при рассматривании предмета поочередно то одним, то другим глазом мы видим его неодинаково: часть деталей видима и одним и другим глазом, часть только правым или только левым. Это дает представление об объемности предмета.
