Täyden spektrin näkökyky

Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Kuvitellaan että on olemassa olento, joka näkee saman kaistaleen fotonispektriä kuin ihmisetkin, mutta joka kykenee erottamaan kaikki aallonpituudet toisistaan äärettömän tarkasti. Toisin sanoen verkkokalvon aistinsolut havaitsevat kaikkia aallonpituuksia ja lähettävät "analogista" signaalia aivoihin. (älkää kysykö miten tämä olisi käytännössä mahdollista)

Ihmissilmässähän on vain neljää solutyyppiä: kolme tappisolua kolmen additiivisen päävärin (punainen, vihreä, sininen) havaitsemiseen, sekä sauvasoluja valon amplitudin eli kirkkauden havaitsemiseen. Muiden kuin päävärien näkeminen perustuu siihen että jokaisella tappisolulla on laaja toleranssi, joten aallonpituuden "vierestä" lähtee myös ärsyke, mutta heikommin. Esimerkiksi keltaista kohdetta katsellessa punaiset ja vihreät tappisolut saavat 50% ärsykkeen ja sininen 0%, ja aivot tulkitsevat nämä suhteet keltaiseksi.

Televisioruudussa on juurikin tästä syystä nuo kolme pääväriä, ja punaiden, vihreiden ja sinisten kuvapisteiden suhteellisia kirkkauksia muuttelemalla saadaan aikaan kaikki värit - ihmissilmälle.

Vaan jos tällainen täyden spektrin näkökyvyn omaava olento katsoisi ihmisten telkkaria, olisiko hänen ensimmäinen kysymyksensä "miksi kuvassa on vain punaista, vihreää ja sinistä? Missä muut värit ovat?"

Tapahtuisiko tälle olennolle samanlainen ongelma subtraktiivsen väriavaruuden kanssa kun hän lukee värillistä painettua sanomalehteä? (subktraktiivinen väriavaruus koostetaan syaanista, magentasta ja keltaisesta + mustasta)

Entä kun me ihmiset katselemme keltaista esinettä, mistä me voimme omin silmin tietää heijastaako se keltaista aallonpituutta, vaiko vain yhtä paljon punaista ja vihreää, mutta ei varsinaisesti itse keltaista aallonpituutta? Esimerkki: vihreä paprika, joka muuttuu keltaiseksi, sitten punaiseksi - heijastaako se kaiken aikaa vain punaista ja vihreää aallonpituutta eri suhteissa, muttei koskaan varsinaista keltaista aallonpituutta?

P.S. jotkut linnut ja hyönteiset näkevät myös ultraviolettia, ja jotkut matelijat infrapunaa eli lämpösäteilyä. Olisi mielenkiintoista nähdä maailma sellaisten silmien läpi.

P.P.S. En ollut ihan varma kuuluuko tämä aistien vaiko fysiikan alueelle. Optiikkaan perehtyneiltä fyysikoiltakin odotan kyllä vastausta.

Kommentit (12)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
PeterH
Kuvitellaan että on olemassa olento, joka näkee saman kaistaleen fotonispektriä kuin ihmisetkin, mutta joka kykenee erottamaan kaikki aallonpituudet toisistaan äärettömän tarkasti.

...

Vaan jos tällainen täyden spektrin näkökyvyn omaava olento katsoisi ihmisten telkkaria, olisiko hänen ensimmäinen kysymyksensä "miksi kuvassa on vain punaista, vihreää ja sinistä? Missä muut värit ovat?"




Se, että kolmella kapeakaistaisella valonlähteellä pystytään simuloimaan kaikkia mahdollisia väriaistimuksia, perustuu nimenomaan siihen, että silmässä on vain kolmenlaisia soluja. Se pelkistää spektrin (periaatteessa) äärettönulotteisen informaation kolmiulotteiseksi aistimukseksi (siis ääretön reaalilukua muuttuu kolmeksi). Tuosta seuraa, että väistämättä on suuri (ääretön) määrä erilaisia spektrejä, jotka tuottavat saman väriaistimuksen.

Jos eliö aistisi joka näkösolullaan koko spektrin, vastaava huijaus ei onnistuisi. TV-ruudun värit eivät näyttäisi läheskään samoilta kuin luonnolliset.

Tapahtuisiko tälle olennolle samanlainen ongelma subtraktiivsen väriavaruuden kanssa kun hän lukee värillistä painettua sanomalehteä? (subktraktiivinen väriavaruus koostetaan syaanista, magentasta ja keltaisesta + mustasta)



Koko spektin aistiva eliö ei saisi myöskään tolkkua lehtikuvista. Subtraktiivinen väriavaruus hyödyntää samaa ideaa säätelemällä heijastusspektriä kolmella pigmentillä. Mustaa tarvitaan, koska käytännön pigmentit heijastavat paljon laajemmalta alueelta kuin hyvä näytön fosfori luminoi. Muutenkin epäideaalisuudet rajoittavat painetun (tai minkä tahansa heijastavan) kuvan väriavaruuden paljon suppeammaksi kuin monitorilla on.

Entä kun me ihmiset katselemme keltaista esinettä, mistä me voimme omin silmin tietää heijastaako se keltaista aallonpituutta, vaiko vain yhtä paljon punaista ja vihreää, mutta ei varsinaisesti itse keltaista aallonpituutta? Esimerkki: vihreä paprika, joka muuttuu keltaiseksi, sitten punaiseksi - heijastaako se kaiken aikaa vain punaista ja vihreää aallonpituutta eri suhteissa, muttei koskaan varsinaista keltaista aallonpituutta?



Ellei ole mahdollisuutta vaikuttaa valaisuun tai käyttää muita vippaskonsteja, ihmisen aisteilla on täysin mahdotonta sanoa valon spektri-informaatiosta mitään. Tietynlainen spektri, jolla on yksi huippu keltaisella tuottaa aistinsoluille täsmälleen saman aistimuksen, kuin kaksihuippuinen spektri, jonka huiput osuvat punaiselle ja vihreälle. Itse asiassa kaikki muut paitsi monokromaattisimmat väriaistimukset voidaan toteuttaa äärettömällä mahdollisella tavalla.

Kasvien värit aiheutuvat tietyistä pigmenteistä, joilla on tietyt heijastus- ja absorptiokaistat. Pigmenttien suhteelliset pitoisuudet määräävät heijastuneen valon värin pitkälti samaan tapaan kuin pigmenttien suhteet painotuotteissa.

P.S. jotkut linnut ja hyönteiset näkevät myös ultraviolettia, ja jotkut matelijat infrapunaa eli lämpösäteilyä. Olisi mielenkiintoista nähdä maailma sellaisten silmien läpi.



Valokuvaamalla se onnistuu, kun hankit kameraan sopivat suodattimet. Eläinten aistimukset ovat kuitenkin hyvin lähellä näkyvää valoa, ja tyypilliset kamerat toimivat niillä aallonpituuksilla.

P.P.S. En ollut ihan varma kuuluuko tämä aistien vaiko fysiikan alueelle.

Kumpaankin. Aistien toiminta perustuu fysiikkaan. Vaikka hermoston tason toiminta, joka vaikuttaa väriaistimuksiin liki yhtä paljon kuin varsinainen aistittu valo, tunnetaan huonosti, itse valon detektointiin liittyvä fysiikka on käsittääkseni hyvin hallinnassa.

Titanic
Seuraa 
Viestejä852
Liittynyt10.5.2014

Miksi taivas on sininen? Jos koko spektrillä voisi havainnoida taivasta niin se saattaisi näyttää mielenkiintoiselta.

Jos valo minkä näette on pimeyttä niin kuinka suuri onkaan pimeys?

Silmät ja näkökyky ovat vielä vajaat evoluution kannalta? Näkökyky voisi olla paljon monipuolisempi, mutta se saattaa edellyttää muutosta aivojen rakenteisiin myös?

Jotkut väittävät, että huumeet tekevät vääristyneitä näkö- ja värihavaintoja.

ksuomala
Seuraa 
Viestejä1866
Liittynyt30.3.2014

PeterH kirjoitti:
Kuvitellaan että on olemassa olento, joka näkee saman kaistaleen fotonispektriä kuin ihmisetkin, mutta joka kykenee erottamaan kaikki aallonpituudet toisistaan äärettömän tarkasti. Toisin sanoen verkkokalvon aistinsolut havaitsevat kaikkia aallonpituuksia ja lähettävät "analogista" signaalia aivoihin. (älkää kysykö miten tämä olisi käytännössä mahdollista)

Onkohan tuossa otettu huomioon Fourieria tahikka Heisenbergiä?

Titanic
Seuraa 
Viestejä852
Liittynyt10.5.2014

Myös kuulohavainnossa on eräs erikoisuus. Oma puhe kuullostaa pään sisällä erilaiselta kuin äänitettynä. Pitäisi kehittää laite tai ohjelma, joka äänittää puhetta sellaisena kuin se kuullostaa omissa korvissa.

Miksei myös eläinten ääniä esim. linnunlaulua samalla periaatteella äänitettäisi?

ksuomala
Seuraa 
Viestejä1866
Liittynyt30.3.2014

Titanic kirjoitti:
Jotkut väittävät, että huumeet tekevät vääristyneitä näkö- ja värihavaintoja.

No sen oon huomannu että kännissä naiset näyttää kauniilta.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005

Titanic kirjoitti:
Miksi taivas on sininen?

Siksi, että typpimolekyylien aiheuttama sironta on suunnilleen Rayleighin sirontaa, jonka voimakkuus riippuu kääntäen aallonpituudesta. Sininen siroaa enemmän. Aurinko näyttää samasta syystä keltaiselta ja sitä punaisemmalta mitä pitemmän matkan säteily kulkee ilmakehässä.

Lainaus:
Jos koko spektrillä voisi havainnoida taivasta niin se saattaisi näyttää mielenkiintoiselta.

Ilmakehä on aika läpinäkymätön lukuunottamatta näkyvän valon kaistaa ja paria aluetta infrapunaisella ja radioaallonpituuksilla. Ei niillä näy mitään erikoisen ihmeellistä. Varsinkin jos otetaan huomioon silmän koon aikaansaamat rajat erottelukyvyssä, herkemmästä näöstä näkyvällä alueella olisi enemmän iloa kuin laajemmasta spektristä.

Punde
Seuraa 
Viestejä1822
Liittynyt13.12.2016

ksuomala kirjoitti:
Titanic kirjoitti:
Jotkut väittävät, että huumeet tekevät vääristyneitä näkö- ja värihavaintoja.

No sen oon huomannu että kännissä naiset näyttää kauniilta.

Ja aamulla herää SUSI-ruman naisen vierestä.
Hirveetä!

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5201
Liittynyt26.3.2005

Titanic: Silmät ja näkökyky ovat vielä vajaat evoluution kannalta? Näkökyky voisi olla paljon monipuolisempi, mutta se saattaa edellyttää muutosta aivojen rakenteisiin myös?

Ihmisen silmät (tietysti niinkuin muidenkin elävien organismien) ja näkökyky ovat opportunistisen evoluution tuotetta. Ei yksinkertaisesti ole ollut viisasta tuhlata energiaa ”turhaan” kohteisiin joiden tuotto eloonjäämisen kannalta on merkityksetöntä. Sekä silmät että aivot ovat samanlaisen ”hyötynäkökohdan” tuotetta.Silmä/näkökyky on evoluutiossa kehittynyt itsenäisesti useita kertoja eri mekanismein. Maan alla elävät eivät edes tarvitse ollenkaan silmiä.

Evoluutio ei koskaan ole ”vajaata”. Se on aina kokeilevan tarkoituksenmukaista. Kun se kumminkin aina rakentuu ”vanhan” pohjalle (ei siis tabula rasa) ei se ole mitään insinöörituotantoa. Ihmisen kulttuurievoluutio on tosin paikkaillut selviä puutteellisuuksia/heikkouksia (silmälasit, kaukoputket, silmäleikkaukset jne).  

Minijehova
Seuraa 
Viestejä1069
Liittynyt10.10.2011

ksuomala kirjoitti:
Titanic kirjoitti:
Jotkut väittävät, että huumeet tekevät vääristyneitä näkö- ja värihavaintoja.

No sen oon huomannu että kännissä naiset näyttää kauniilta.

Erilaisia, sanoisin. Tai oudosta perspektiivistä, ei vääristyneitä.

Ja kännissä ainoastaan näkö sumenee.

Ah, this is obviously some strange usage of the word 'safe' that I wasn't previously aware of.

Minijehova
Seuraa 
Viestejä1069
Liittynyt10.10.2011

"Jotkut väittävät, että huumeet tekevät vääristyneitä näkö- ja värihavaintoja."

Jäi pois edellisen alusta.

Ah, this is obviously some strange usage of the word 'safe' that I wasn't previously aware of.

Lyde19
Seuraa 
Viestejä2235
Liittynyt7.7.2013

Mm. Jotkin muurahaiset ja sirkkaäyriäiset näkevät myös valon polarisaation :

"Sirkkaäyriäisillä on eläinkunnan kehittyneimmät silmät. Sirkkaäyriäisten silmät ovat sarvien päässä, joka mahdollistaa kummankin silmän liikuttelun erikseen. Kumpikin silmä jakautuu kolmeen osaan, joista jokaisessa on pupillin tapainen rakenne. Tämän ansiosta sirkkaäyriäiset pystyvät arvioimaan esineiden etäisyyden vain yhdellä silmällä eli lahkon edustajilla on syvyysnäkö kummassakin silmässä erikseen. Siinä missä ihmisillä ja useimmilla nisäkkäillä on kolmelle eri päävärille herkkiä tappisoluja, eräillä sirkkaäyriäislajeilla on jopa kahdelletoista eri aallonpituudelle herkkiä tappisoluja mukaan lukien ultraviolettisäteilyn. Lisäksi sirkkaäyriäiset pystyvät erottamaan kolmen eri tyypin polarisoitunutta valoa.[4]"

Kertoo wiki

Vänni
Seuraa 
Viestejä223
Liittynyt27.11.2013

Lyde19 kirjoitti:
Mm. Jotkin muurahaiset ja sirkkaäyriäiset näkevät myös valon polarisaation :

"Sirkkaäyriäisillä on eläinkunnan kehittyneimmät silmät. Sirkkaäyriäisten silmät ovat sarvien päässä, joka mahdollistaa kummankin silmän liikuttelun erikseen. Kumpikin silmä jakautuu kolmeen osaan, joista jokaisessa on pupillin tapainen rakenne. Tämän ansiosta sirkkaäyriäiset pystyvät arvioimaan esineiden etäisyyden vain yhdellä silmällä eli lahkon edustajilla on syvyysnäkö kummassakin silmässä erikseen. Siinä missä ihmisillä ja useimmilla nisäkkäillä on kolmelle eri päävärille herkkiä tappisoluja, eräillä sirkkaäyriäislajeilla on jopa kahdelletoista eri aallonpituudelle herkkiä tappisoluja mukaan lukien ultraviolettisäteilyn. Lisäksi sirkkaäyriäiset pystyvät erottamaan kolmen eri tyypin polarisoitunutta valoa.[4]"

Kertoo wiki

 

Jos nuo silmät olisi sarvien päässä ihmisilläkin niin olisivst kovin herkästi haavoittuvaisia nyt kuopissa hyvin suojattuna.

Uusimmat

Suosituimmat