Hämäränäkö
xxx Sami A xxx
Itselläni on sellainen käsitys, että se olisi
punainen, mutta esimerkiksi Cessnassa mittarivalot
ovat ennemminkin oranssit. Sitten taas fikkareissa
ne suotimet on yleensä punaiset. Miten on?
Follarit asetettu sfnet.harrastus.ilmailu
--
t.Sami
_______________________
Veneet - Kelkat - Jetit
www.vmax.fi
Vauhtia vapaa-aikaan
Tapio Linkosalo
: Minkä värinen valo haittaa vähiten hämäränäköä?
: Itselläni on sellainen käsitys, että se olisi
: punainen, mutta esimerkiksi Cessnassa mittarivalot
: ovat ennemminkin oranssit. Sitten taas fikkareissa
: ne suotimet on yleensä punaiset. Miten on?
Haa, tästä oli hyvä artikkeli muutama kuukausi sitten, mutta olikohan kokous
*.retkeily vai *.elektroniikka ... Dejanews saattaisi auttaa?
Pointti oli kuitenkin jotenkin niin, että useampikin värisävy sopii.
Punainen on ehkä hämäränäön herkkyyden säilyvyyden kannalta paras, mutta
punaista valoa vastaanottavia reseptoreita on silmässä sen verran harvassa,
että punavalossa silmän erotuskyky ei ole kovin hyvä, vaan esim. lukeminen
on hankalampaa kuin muunvärisessä valossa...
-Tapio-
Lauri Räty
>Minkä värinen valo haittaa vähiten hämäränäköä?
Punainen tappaa vähiten näköpurppuraa, jota ilman hämäränköä ei olisi.
Myös sapfire-taskulampuissa oleva sininen heikentää hämäränäköä
vähemmän kuin plain valkoinen.
Eli autojen takavalot eivät suotta ole punaisia. Puhumattakaan
laivojen komentosiltojen yövalaistuksesta.
- Lauri Räty * http://lauri.rdx.net/
Tapio Linkosalo
: Haa, tästä oli hyvä artikkeli muutama kuukausi sitten, mutta olikohan kokous
: *.retkeily vai *.elektroniikka ... Dejanews saattaisi auttaa?
Löytyi aika helposti. Eli 21.12.1999 Ville Voipio kirjoitteli elektroniikka-
kokouksessa seuraavaa:
Ja seuraa taas pieni kertaus ihmissilmän rakenteesta ja toiminnasta ;)
Tekniikan ihmisille silmä lienee helpointa mieltää kamerana.
Silmän etuosassa on kameran suljinta vastaava pupilli sekä
linssiä vastaava -- linssi. Pupillin koko muuttuu rengaslihaksen avulla
siten, että kirkkaassa valaistuksessa pupilli on
pieni (vastaa kameran pientä aukkoa). Linssi on myös ripustettu
rengaslihakseen, joka voi muuttaa linssin muotoa (kun linssin
reunaa vetää ulospäin, linssi litistyy ja sen polttoväli
kasvaa).
Tällä mekanismilla voidaan säätää kameran optiikkaa. Sinänsä
pupilli (aukon suuruus) ei vaikuta terävöintiin, mutta mitä
suurempi pupilli on, sitä epäterävämmäksi kuva tulee kuvaus-
virheitten vuoksi. Samalla myös syvyysterävyys vähenee.
(Ihan nice-to-know -tietona voisin heittää, että kukaan
ei ostaisi kameraa, jossa on niin surkea optiikka kuin
silmässä. Valovoima on heikko (pupillihan on pieni) ja
kuvausvirheitä tulee joka suuntaan. Luonnon kannalta
optiikan heikkoudet voidaan kuitenkin kiertää softassa
suhteellisen sujuvasti, jolloin kompakti koko ja detektorin
hienoudet korvaavat optiikan puutteet.)
Filmin tilalla silmässä on verkkokalvo, jossa on valolle
herkkiä aistinsoluja. Soluja on neljää tyyppiä, kolmenlaisia
tappisoluja ja lisäksi sauvasoluja. Tappisoluissa on mukana
väriainetta, joka toimii filtterinä, joten tappisolu on
herkkä vain tietylle osalle spektriä. Tappien kolme tyyppiä
ovat S, L ja M (lyhyille, keskipitkille tai pitkille aalloille),
kansanomaisesti sininen, vihreä ja punainen.
Sauvasolut ovat herkkiä koko spektrille, joskin niitten herkkyys on
parhaimmillaan sinivihreälle. Lisäksi sauvat ovat erikoistuneet mataliin
intensiteetteihin, ja ne vastaavat näöstä hyvin hämärässä.
Nyt päästäänkin siihen mielenkiintoiseen osaan: näkösolujen
jakaumaan verkkokalvolla:
- tappeja on lähinnä verkkokalvon keskiosassa, ja ne vastaavat
tarkasta näöstä
- punaisia tappeja on eniten, vihreitä ehkä puolet punaisten
määrästä ja sinisiä kymmenesosa
- sauvoja on hyvin vähän näköalueen keskiosassa ja enemmän
reunoilla
Tästä mielenkiintoisesta jakaumasta seuraa muutama tärkeä asia,
jotka on hyvä ottaa huomioon:
- puhdas sininen näkyy erittäin epäterävästi (katsokaapa vaikka
sinisiä mainosvaloja pimeässä)
- hämärässä näöntarkkuus heikkenee erittäin paljon etenkin
keskeisen näön alueella (maksimiresoluutio putoaa dramaattisesti) -
pimeässäkin kaikkein himmeimmät objektit näkyvät vain
syrjäsilmällä (vanhat tähtitieteilijät osasivat katsoa sivuun
himmeästä tähdestä nähdäkseen sen)
Tässä siis silmän fyysisen rakenteen tuomia rajoituksia näkökykyyn.
Hämäränäkö on sitten vielä pari pykälää hankalampi homma. Valotukseen
vaikuttavia tekijöitä ovat ainakin:
- pupillin koko
- silmän yleinen adaptaatio valaistukseen
- yksivärisessä valaistuksessa tappisolujen "turtuminen" kyseiseen väriin
Jo hämärässä pupilli on niin suuri kuin miksi se yleensä pääsee, joten
käytännössä pupillin koon muutokset eivät asiaan paljon
vaikuta (poikkeuksena ehkä vastaantulijan valot tiellä). Silmän
yleinen hämäräadaptaatio vie parikymmentä minuuttia pimeässä,
palautuminen vain pari minuuttia. Tästä syystä hämäränäköä on
syytä varjella, jos sitä tarvitsee.
Hämäränäön menettämiseen kuluva aika riippuu valon väristä.
Punainen ei vie hämäränäköä yhtään niin pahasti kuin sininen
tai vihreä. Siksi laivoissa ja lentokoneissa käytetään usein
punaista valaistusta, kun tarvitaan hämäränäköä.
Yksivärisessä valaistuksessa (esimerkiksi punaisessa) silmä
tottuu väriin, minkä jälkeen valkoinen valaistus näyttää
sinivihreältä. Tämäkään ei ole suuri ongelma yleensä, mutta
valokuvaushommissa ei punaisen huoneen jälkeen kannata yrittää
värejä justeerata ;)
Jos puhutaan todellisesta hämäränäöstä (siis tilanteesta
> 20 minuuttia pimeään joutumisen jälkeen), sauvat vastaavat
näkemisestä kokonaan. Tällöin lievä sinivihreä valaistus on
tehokkain.
Petri Nygren
> (Ihan nice-to-know -tietona voisin heittää, että kukaan
> ei ostaisi kameraa, jossa on niin surkea optiikka kuin
> silmässä. Valovoima on heikko (pupillihan on pieni) ja
> kuvausvirheitä tulee joka suuntaan. Luonnon kannalta
> optiikan heikkoudet voidaan kuitenkin kiertää softassa
> suhteellisen sujuvasti, jolloin kompakti koko ja detektorin
> hienoudet korvaavat optiikan puutteet.)
>
Hyödyllinen kertaus silmän fysiologiasta, mistä kiitos!
Ihan pikku kommentti tuohon ylläolevaan joka vähän "tökkäsi silmääni" :)
Tekniikan miehillä kun on tapana hieman vähätellä luontoa mikä on
tietysti linjassa teknologian peruslähtökohtien kanssa 1).
Ihmissilmä on optiikkaansa myöten käsittämättömän hieno kokonaisuus.
Evoluutio on huolehtinut siitä, että silmä täysin vastaa ihmisen
tarpeita pitäen hänet omalta osaltaan hengissä. Silmä soveltuu
erinomaisesti ruuan etsintään, maastossa käytettävän reitin valintaan,
etäisyyksien arviointiin, petojen huomaamiseen ennekuin ne ehtivät
pistää ihmisen poskeensa jne. Jos silmän optiikka vaikuttaa kameraan
verrattuna huonolta niin sehän vain johtuu siitä että evoluutiolla on
ollut ihmissilmän "insinöörinä" aivan muut mielessä kuin kymppikuvien
räpsiminen! Sitäpaitsi 95% maailmassa otettavista valokuvista on niin
suttuisia että paljain silminkin alkaa ihmetellä millaisen pullonpohjan
läpi ne on otettu. No, tämä voi kyllä johtua muustakin kuin linsseistä
;). Jos ihmissilmän linssi kelpaisi kartanpiirtoon kelpaavien kuvien
ottoon yöllä, olisi silmä jo sen luokan laite että välttämättömiä
resursseja olisi pitänyt ottaa jostain muusta kohtaa ihmisen fysiologiaa
niin paljon, että laji olisi tuskin näihin päiviin saakka selvinnyt.
Näin siis tartuttiin epäolennaiseen pikkuyksityiskohtaan Tapion hyvässä
kirjoituksessa! Ei saa ottaa kovin vakavasti, minulla nyt vaan esiintyy
tällaista pientä teknologia-allergiaa.
Terveisin,
Petri
1) Kuukauden kirjavinkki: Georg Henrik von Wright; Tiede ja ihmisjärki
xxx Sami A xxx
> Jos puhutaan todellisesta hämäränäöstä (siis
tilanteesta
> > 20 minuuttia pimeään joutumisen jälkeen),
sauvat vastaavat
> näkemisestä kokonaan. Tällöin lievä sinivihreä
valaistus on
> tehokkain.
Eli tuossa tilasteessa siis sinivihreä valaistus
vie myös tuhoaa tehokkaimmin hämäränäön vai?
Tapio Linkosalo
: vie myös tuhoaa tehokkaimmin hämäränäön vai?
Ei vaan "hämärässä" sinivihreässä valaistuksessa näkee tarkemmin kuin
punaisessa.
-Tapio-
Tapio Linkosalo
: Ihmissilmä on optiikkaansa myöten käsittämättömän hieno kokonaisuus.
: Evoluutio on huolehtinut siitä, että silmä täysin vastaa ihmisen
: tarpeita pitäen hänet omalta osaltaan hengissä. Silmä soveltuu
: erinomaisesti ruuan etsintään, maastossa käytettävän reitin valintaan,
: etäisyyksien arviointiin, petojen huomaamiseen ennekuin ne ehtivät
: pistää ihmisen poskeensa jne. Jos silmän optiikka vaikuttaa kameraan
Itse asiassa, silmän optiikkahan on aika kehno. Oletteko joskus nähneet
mimmoisen kuvan silmä verkkokalvolle itse asiassa piirtää? Siinä pitää olla
melkoinen kuvankäsittelylaitos muokkaamassa, että lopputulos vastaa oikeaa.
Ja tuo samainen laitos (eli siis aivot) vastaa lähinnä siitä, että silmän
tuottama data "tulkitaan" oikein, myös petojen yms. havaitsemisen suhteen.
Lisäksi vielä pitää mainita seikka, jolla on hyvä kiusata kreationisteja:
ihmisen silmän verkkokalvo on "väärin päin", valoa aistiva osa silmänpohjaa
kohti niin että valon pitää tulla näköhermojen ja verisuonten ohi ja
sivuitse, ennenkuin se tavoittaa valoa aistivat osat. Ilmeisesti silmä oli
kehittynyt aika pitkälle ennenkuin näköä todella tarvittiin, joten
evolutiivisesti olisi ollut liian iso "hyppäys" kääntää verkkokalvo
toisinpäin. Mustekaloillahan silmä on tältä osin "parempi".
: Näin siis tartuttiin epäolennaiseen pikkuyksityiskohtaan Tapion hyvässä
: kirjoituksessa!
Korjataan nyt vielä kerran se, että kopsasin jutun toisaalta, se on alun
perin jonkun muun kirjoittama (löytyy artikkelista, en jaksa kaivaa tietoa
tähän.)
-Tapio-
Petri Nygren
> Itse asiassa, silmän optiikkahan on aika kehno.
Ollaan näemmä tästä totaalisen eri mieltä mutta ei se mittään, ollaan
vaan ! :)
Näkemykset esitetty, kinaamatta paras!
Hyvää talvenjatkoa,
T: Petri
Kari Tikkanen
: Minkä värinen valo haittaa vähiten hämäränäköä?
: Itselläni on sellainen käsitys, että se olisi
: punainen, mutta esimerkiksi Cessnassa mittarivalot
: ovat ennemminkin oranssit. Sitten taas fikkareissa
: ne suotimet on yleensä punaiset. Miten on?
: Follarit asetettu sfnet.harrastus.ilmailu
: --
: t.Sami
: _______________________
: Veneet - Kelkat - Jetit
: www.vmax.fi
: Vauhtia vapaa-aikaan
Otteita kirjasta
/E.Vapaavuori,M.Sorsa,L.Nurmi,P.Kuronen: LENTÄVÄ IHMINEN; Ilmailu-
fysiologian ja -psykologian oppikirja, Helsinki 1992/
------------------------------------------------------------------
s.46:
"Verkkokalvolla, näköhermosta n. 3 mm ohimoon päin, keskuskuopassa,
pienellä tarkkaan näkemiseen erikoistuneella alueella, on vain
hyvässä valossa tarkasti yksityiskohtia ja värejä aistivia tappi-
soluja. Koska tappisolut vaativat paljon valoa, muodostuu keskus-
kuoppaan ns. yönäkemisen sokea piste. Sauvasoluilla, joita on
verkkokalvon äärialueilla huomattavasti enemmän kuin tappeja,
ihminen aistii hyvinkin vähäisessä valossa, mutta vain epä-
tarkkoja hahmoja eikä lainkaan värejä."
s.48:
"MUKAUTUMINEN ERILAISIIN VALAISTUSOLOSUHTEISIIN
Lentokoneen ohjaamossa olosuhteet muuttuvat nopeasti kirkkaasta
auringonvalosta varjoon, yöstä päivään ja tarkoista rakenteista
tilaan, jossa katseelle ei ole mitään kiinnekohtaa eli tyhjään
näkökenttään. Verkkokalvon aistinsolut ovat valoherkkyydeltään
kahdenlaisia ja hämärään sopeutuminen (adaptaatio) on kaksi-
vaiheinen: tappien adaptaatio on nopea, sauvojen hidas. Hämärässä
sauvasoluihin muodostuu hitaasti näköpurppuraa (rodopsiini), jonka
muodostumiseen tarvitaan A-vitamiinia; yksi A-vitamiinin puutosoi-
reista on hämäräsokeus. Hyvinkin lyhytaikainen kirkas valo hajottaa
näköpurppuran ja näköaistimus vaatii jälleen suuremman valomäärän.
Päivänvalosta sisälle siirryttäessä ei heti näe (koska näköpurppura
on hajonnut),vaan vasta hetken kuluttua, jolloin myös tuntuu kuin
valaistus lisääntyisi. Valosta hämärään siirryttäessä "näkökoneiston"
herkkyys lisääntyy. Aluksi verkkokalvon keskisen alueen tappien valo-
herkkä pigmentti alkaa nopeasti uusiutua, ja 5-9 minuutissa 100 kertaa
vähäisempi valoenergia erottuu, mutta tämä ei riitä yöllä näkemiseen.
10-15 minuutin kuluttua 1000 kertaa vähäisempi valo alkaa erottua
sauvojen hitaammin tapahtuvan näköpurppuran uusiutumisen myötä.
Verkkokalvon ääreisalueiden hämäräadaptaatio vaatii 20-30 minuuttia,
ja prosessi jatkuu vielä useita tunteja. Täysin pimeään mukautunut
(adaptoitunut) verkkokalvo on 10 000 kertaa herkempi valolle kuin
valoon mukautunut verkkokalvo. Reaktio on fotokemiallinen ja hermos-
tollinen; mustuaisaukon laajeneminen heikossa valaistuksessa vielä
lisää systeemin valoherkkyyden 100 000 -kertaiseksi.
Kun hämärään adaptoituneeseen silmään osuu kirkas valo, valoherkkyys
heikkenee nopeasti, hermojen toiminta muuttuu alle sekunnissa ja
mustuaisaukko supistuu. Kun aukko on pieni ja pistemäinen, myös
vääristymät karsiutuvat ja kuva tarkentuu. Siinä verkkokalvon kohdassa,
johon valo osui, fotokemiallinen prosessi muuttuu minuutissa näköppurp-
puran vaaletessa. Riittävässä valaistuksessa silmä on herkin 555 nm:n
(nm=nanometri) aallonpituudelle. Värien erottuessa tappisolut ovat
käytössä (fotooppinen eli päivänäkeminen), mutta jos kaikki näkyy
harmaan eri vivahteina, ovat vain sauvat käytössä (skotooppinen eli
hämäränäkeminen). Täydenkuun valossa on valomäärä sopiva sekä tapeille
että sauvoille (mesooppinen näkeminen).
Sauvat ovat herkkiä sinivihreän (n.500 nm) ja tapit keltavihreän
(n.560 nm) valon aallonpituudelle; tästä johtuen hämärässä punaiset
esineet näkyvät todellista tummempina. Sauvat eivät ole herkkiä pitem-
mille punaisen värin aallonpituuksille (630 nm tai yli),joten silmän-
pohjan ulompien osien hämäräadaptaatio ei häiriinny punaisessa valossa
tai punaisia laseja käytettäessä;tästä syystä ohjaamon valaistuksessa
on käytetty punaista valoa. Punaisissa varoitusvaloissa (esim. siiven
kärkivalot) on lyhytaaltoisempaa keltaista valoa mukana, sillä muuten ne
eivät erottuisi kuin suoraan valoa kohti katsomalla (verkkokalvon
keskisen tappisolujen avulla).
Punaisessa valossa tai punaisia laseja käytettäessä värillisten
esineiden suhteelliset valoisuuserot muuttuvat ja punainen väri ei
erotu; esim. karttojen punaiset merkinnät eivät näy. Piilevästikin
kaukotaittoinen tai ikänsä puolesta lukulaseja tarvitseva näkee
huonosti punaisessa valossa (tarvitsisi vahvemmat + -lasit).
Nykyaikaisissa lentokoneissa tarvitaan tarkkaa keskeistä (tappien)
näkökykyä siinä määrin, että punaisen valon käytöstä ohjaamossa on
luovuttu.
HÄMÄRÄSSÄ JA PIMEÄLLÄ NÄKEMINEN
Seuraavaan luetteloon on kerätty muutamia seikkoja, joilla on vaiku-
tusta hämärässä ja pimeällä näkemiseen.
_Sokea piste_: yölennolla kannattaa katsoa n. 10-15 astetta sivuun
kohteesta, sillä pimeässä herkkiä sauvoja on tällä alueella eniten.
Tapit eivät toimi hämärässä, esim. vain tähtien valossa ja tarkan
näön keskus on tällöin "sokea", ts. kohde katoaa näkyvistä (yönäke-
misen sokea piste). Sivuun katsomista kannattaa harjoitella.
_Silmien liike_: silmiä pyörittämällä saa paikallaan olevan
esineen kuvan liikkumaan verkkokalvolla. Näin voi käyttää hyväkseen
sauvojen kykyä havaita liike.
_Kontrasti_: hämärässä näköhavainto perustuu kontrastien tai valoi-
suuserojen näkemiseen: kohde erottuu taustaansa tummempana tai vaa-
leampana. Huurtuminen, lika tai naarmut tuulilasissa tai omissa silmä-
laseissa heikentävät kontrastia aina, mutta etenkin yöllä, sumussa tai
vastavalossa.
_Adaptaatio_:hämäräadaptaatio tapahtuu itsenäisesti kummassakin sil-
mässä. Jos hämärästä kirkkaaseen valoon siirtyessään sulkee toisen
silmän, jatkuu adaptaatio suljetussa silmässä, mutta tuhoutuu
muutamassa sekunnissa silmässä, johon valo osuu. Mittareita tai
karttoja katsottaessa on mahdollisimman vähäinen ja lyhytaikainen
valonkäyttö avuksi; mittarit ja valot tulisi myös sijoittaa siten,
ettei muodostuisi ylimääräisiä heijastuksia.
_Adaptaationopeus_:hämäräadaptaation nopeuteen vaikuttaa se valon
määrä, jolle verkkokalvo on ollut alttiina ennen hämärään siirtymistä.
Näin ollen pitkäaikainen altistus kirkkaalle valolle hidastaa hämärä-
adaptaatiota. Silmien suojaamisesta kirkkaassa auringonvalossa on
hyötyä.
_Hapenpuute_: ilman lisähappea 2800 metrin (10 000 ft) korkeudessa
hapenpuutteesta johtuva hämäränäön heikkeneminen on 18%:n luokkaa.
_Tupakointi_:tupakoinnin aiheuttama häkäkaasun (hiilimonoksidi)
kiinnittyminen veren hemoglobiiniin altistaa hapenpuutteelle; jo
4 %:n hiilimonoksidipitoisuus heikentää hämäränäköä saman verran
kuin 10 000 jalan lentokorkeus; ts. kolmen savukkeenpolttaminen
heikentää hämäränäköä jo maanpinnalla.
_A vitamiini_: A vitamiinia (esiaste beetakaroteeni) tarvitaan
näköpurppuran muodostumiseen, joten sen puute aiheuttaa
hämäräsokeutta.
_Alkoholi_:alkoholi, eräät lääkkeet ja väsymys heikentävät myös
hämäränäkökykyä.
_Ikä_: iän mukana, samoin kuin monissa muissa verkkokalvon sai-
rauksissa mukautuminen erilaisiin valaistusolosuhteisiin hidastuu:
ikääntyessä mustuaisaukko jäykistyy ja pienenee eikä se laajene
hämärässä valossa yhtä hyvin kuin nuorena. Mykiö läpäisee
huonommin valoa eikä verkkokalvo ole enää yhtä herkkä valolle kuin
nuorena.
-Kirjan Kirjoittajat:----------------------------------------------
-Eero K.Vapaavuosi Lääket. lis.
Sotilaslääketieten laitoksen
Ilmavoimaosaston ylilääkäri
-Matti Sorsa Liikennelentäjä, psykologi
FINNAIR
-Lasse Nurmi Yliopettaja, Psykologi, Poliisiopisto
-Pentti Kuronen Lääkintäeverstiluutnantti, Ilmavoimien ylilääkäri
---------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------
Kari Tikkanen ! . . -#- ! b ! begin
FIN-90550 OULU ! ! ! I = / f(x)dx ! s:=s+Eq(i);
FINLAND ! . . Vega ! a ! end
--------------------------------------------------------------------
http://www.student.oulu.fi/~ktikkane