Γενικές Αρχές Φωτισμού ΤΟΜΟΣ Β Σοφία Σωτηροπούλου Δρ. Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου Η Φυσιολογία της Οπτικής Αντίληψης και το Φως
Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του υποέργου 2 με τίτλο «Ανάπτυξη έντυπου εκπαιδευτικού υλικού για τα νέα Προγράμματα Σπουδών» της Πράξης «Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο» η οποία έχει ενταχθεί στο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» (ΕΠΕΔΒΜ) του ΕΣΠΑ (2007-2013), Άξονας Προτεραιότητας 7: «Ενίσχυση της Διά Βίου Εκπαίδευσης Ενηλίκων στις 8 Περιφέρειες Σύγκλισης» με κωδικό MIS 296121 και η οποία συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους, μέσω του Προγράμματος Δημοσίων Επενδύσεων (ΠΔΕ) του Υ.ΠΑΙ.Θ. Η Φυσιολογία της Οπτικής Αντίληψης και το Φως Σημείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιμέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειμένων σύμφωνα με τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστημονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραμμάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδημαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Εφαρμοσμένων Τεχνών Πρόγραμμα Σπουδών ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΠΟΛΥΜΕΣΑ Θεματική Ενότητα ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Τόμος Β Η Φυσιολογία της Οπτικής Αντίληψης και το Φως Συγγραφή ΣΟΦΙΑ ΣΩΤΗΡΟΠΟΥΛΟΥ Δρ. Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου Κριτική Ανάγνωση ΣΤΥΛΙΑΝΟΣ ΖΕΡΕΦΟΣ Αναπληρωτής Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Ακαδημαϊκός Υπεύθυνος για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού του Π.Σ. ΙΑΚΩΒΟΣ ΠΟΤΑΜΙΑΝΟΣ Καθηγητής Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Συντονιστής για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού της Θ.Ε. ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΖΕΥΓΩΛΗΣ Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Ειδικός στη Μεθοδολογία της Ανοικτής και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης ΜΟΪΡΑ ΧΙΛΛ Γλωσσική Επιμέλεια ΕΛΕΝΗ ΟΡΓΑΝΟΠΟΥΛΟΥ Τεχνική Επιμέλεια Καλλιτεχνική Επιμέλεια Σελιδοποίηση ΑΡΤΕΜΙΣ ΓΛΑΡΟΥ ISBN: 978-960-538-949-9 Κωδικός Έκδοσης: ΣΦΠ 51/Β Copyright 2014 για την Ελλάδα και όλο τον κόσμο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Πάροδος Αριστοτέλους 18, 26335 Περιβόλα Πατρών Τηλ.: 2610 367300, Φαξ: 2610 367650 To παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις του Ελληνικού Νόμου (Ν. 2121/1993 όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται απολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη, κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο, αντιγραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή (ηλεκτρονική, μηχανική κ.λπ.) και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου.
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Εφαρμοσμένων Τεχνών Πρόγραμμα Σπουδών ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΠΟΛΥΜΕΣΑ Θεματική Ενότητα ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Τόμος Β Η Φυσιολογία της Οπτικής Αντίληψης και το Φως ΣΟΦΙΑ ΣΩΤΗΡΟΠΟΥΛΟΥ Διδάκτωρ Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου ΠΑΤΡΑ 2014
Βιογραφικό Η Σοφία Σωτηροπούλου σπούδασε στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, συνέχισε τις μεταπτυχιακές της σπουδές στην Αρχαιομετρία και εκπόνησε τη διδακτορική της διατριβή στο τμήμα Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, με θέμα «Αριστοποίηση της μέτρησης χρώματος στα ζωγραφικά έργα τέχνης με τη βοήθεια μη καταστρεπτικών τεχνικών». Έχει πολυετή ερευνητική εμπειρία στην αναλυτική μελέτη και τη διεπιστημονική τεκμηρίωση αρχαιολογικών αντικειμένων και έργων πολιτιστικής κληρονομιάς. Από το 1996 είναι Ερευνήτρια στο Διαγνωστικό Κέντρο έργων Τέχνης του Ιδρύματος «Ορμύλια» στην Ορμύλια Χαλκιδικής, ενώ από το 2011 είναι μέλος ΣΕΠ του ΕΑΠ, όπου και διδάσκει το μάθημα «Γενικές Αρχές Φωτισμού» στο Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών «Σχεδιασμός Φωτισμού και Πολυμέσα» της Σχολής Εφαρμοσμένων Τεχνών. Κατά την ερευνητική της σταδιοδρομία έχει εξειδικευτεί στην εφαρμογή τεχνικών απεικόνισης, οπτικών, φωτομετρικών και φασματοσκοπικών μεθόδων στην ανάλυση των υλικών, τη μελέτη των μηχανισμών φυσικής γήρανσης και το χαρακτηρισμό αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομιάς, ειδικότερα έργων ζωγραφικής τέχνης αλλά και γενικότερα αντικειμένων με εφαρμογή χρώματος σε διαφορετικά υποστρώματα. Η ερευνητική της δραστηριότητα στον τομέα του φωτισμού επικεντρώνεται στη μελέτη του ρόλου του φωτισμού στην οπτική αντίληψη και την ανάδειξη μουσειακών αντικειμένων.
Περιεχόμενα Εισαγωγή...11 Βιβλιογραφία...23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ερέθισμα Αισθητηριακά συστήματα Αντίληψη Σκο πός, Προσ δο κώ μενα Αποτε λέ σματα, Έννοιες-Κλει διά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...25 1.1 Ερέθισμα Αίσθηση Αντίληψη...29 1.1.1 Ιδιότητες της αίσθησης και χαρακτηριστικά του ερεθίσματος...30 1.1.2 Το είδος της αίσθησης και του ερεθίσματος...32 1.1.3 Η ένταση της αίσθησης και του ερεθίσματος...33 1.1.4 Η διάρκεια και εντόπιση του ερεθίσματος...35 1.2 Αναλογίες αισθητηριακών συστημάτων...36 1.2.1 Υποδοχή του ερεθίσματος...36 1.2.2 Νευρική κωδίκευση του αισθητικού σήματος...42 1.2.3 Επιλεκτική αντίληψη των ερεθισμάτων...49 1.2.4 Εξειδίκευση των αισθήσεων...50 1.3 Το οπτικό σύστημα...56 1.3.1 Οπτική αντίληψη και συμπεριφορά...58 1.3.2 Οπτική αντίληψη και γνωστικές λειτουργίες...60 Σύνοψη...68 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...69 Βιβλιογραφία...70 Διαδικτυακές Πηγές...72
8 Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΑΝΤΙΛΗΨΗΣ ΚΑΙ ΤΟ ΦΩΣ Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...73 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...74 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Φυσιολογία και βασικές λειτουργίες της οπτικής αντίληψης Σκο πός, Προσ δο κώ μενα Αποτε λέ σματα, Έννοιες-Κλει διά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...79 2.1 Ο μηχανισμός της όρασης: υποδοχή επεξεργασία οργάνωση της οπτικής πληροφορίας...84 2.1.1 Η λειτουργία του ματιού...85 2.1.2 Υποδοχή και επεξεργασία της οπτικής εικόνας στον αμφιβληστροειδή...99 2.1.3 Επεξεργασία της οπτικής εικόνας στον εγκέφαλο...113 2.2 Βασικές ιδιότητες της ανθρώπινης όρασης που καθορίζουν την οπτική αντίληψη...128 2.2.1 Οπτική προσαρμογή...129 2.2.2 Έγχρωμη όραση...133 2.2.3 Αντίληψη της φωτεινότητας και του χρώματος...137 2.2.4 Κεντρική και περιφερειακή όραση Μεγαλοκυτταρική και μικροκυτταρική οδός...139 2.2.5 Αντίληψη της μορφής...143 2.2.6 Αντίληψη της κίνησης...147 2.2.7 Διοφθάλμια όραση...156 2.2.8 Αντίληψη του βάθους ή της τρίτης διάστασης...158 2.2.9 Επιμερισμός της όρασης/οπτικής αντίληψης...162 2.3 Σχηματισμός της οπτικής εικόνας...166 2.3.1 Προσοχή...166
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 9 2.3.2 Αφαίρεση...168 2.3.3 Σταθερότητα...169 Σύνοψη...173 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...174 Βιβλιογραφία...175 Διαδικτυακές Πηγές...177 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...178 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...181 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Η χρωματική αντίληψη και οι σχέσεις της με τη φυσιολογία της όρασης Σκο πός, Προσ δο κώ μενα Αποτε λέ σματα, Έννοιες-Κλει διά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...187 3.1 Φως οπτική αντίληψη χρώμα. Η φυσική ερμηνεία του χρώματος...192 3.1.1 Φύση και φυσική του χρώματος...194 3.1.2 Το χρώμα ως αποτέλεσμα του τρόπου αντίληψης της αλληλεπίδρασης του φωτός με τις υλικές επιφάνειες...196 3.1.3 Τρόποι δημιουργίας χρώματος...200 3.2 Η ψυχοφυσική διάσταση της χρωματικής αντίληψης και στοιχεία φυσιολογίας που εξηγούν τους βασικούς όρους λειτουργίας της...205 3.2.1 Ψυχοφυσική πειραματική προσέγγιση της οπτικής αντίληψης...205 3.2.2 Τρόποι αξιολόγησης και μέτρησης της οπτικής απόδοσης σε διαφορετικές συνθήκες φωτισμού και παρατήρησης...207 3.2.3 Τα διαφορετικά είδη κωνίων και η αντίληψη των χρωμάτων. Η τριχρωματική θεωρία...215 3.2.4 Το νευρικό σύστημα και η διάκριση των χρωμάτων. Η θεωρία των ανταγωνιστικών χρωμάτων...219
10 Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΑΝΤΙΛΗΨΗΣ ΚΑΙ ΤΟ ΦΩΣ 3.2.5 Η αντίληψη της χροιάς, του κορεσμού και της λαμπρότητας...223 3.2.6 Αντίληψη της φωτεινότητας σε σχέση με τη λαμπρότητα των αντικειμένων...224 3.2.7 Αλληλεπίδραση παρακείμενων χρωμάτων Χρωματική επαγωγή...227 3.2.8 Χρωματική σταθερότητα...230 3.2.9 Χρωματική προσαρμογή...231 3.2.10 Φαινόμενα της χρωματικής αντίληψης που συνδέονται με τη φυσιολογία της όρασης...234 3.3 Χρωματική αντίληψη και φως...244 3.3.1 Χρωματικά χαρακτηριστικά των φωτεινών πηγών τεχνητού φωτισμού...245 3.3.2 Πρότυπα χρωματομετρικά συστήματα της CIE και χρωματική αντίληψη...246 3.3.3 Δείκτες χρωματικής απόδοσης και χρωματική αντίληψη...254 Σύνοψη...262 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...263 Βιβλιογραφία...264 Διαδικτυακές Πηγές...267 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...268 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...272 Γλωσσάρι...276