Vidění a vnímání
Lidské oko: jak vidíme obrazovku
LED obrazovka existuje jen díky oku, které se na ni dívá. Kdo chce porozumět obrazovkám, začíná tedy okem: překvapivě fotoaparátu podobným orgánem se dvěma druhy světločivých buněk, pro den a noc.
Tvé oko funguje vlastně jako fotoaparát. Vpředu je malá čočka, která zaostřuje světlo. Vzadu, na sítnici, jsou miliony nepatrných světločivých buněk, které zachycují obraz a předávají ho tvému mozku.
Jsou dva druhy světločivých buněk. Jeden druh (čípky) pracuje ve dne a vidí barvy. Druhý druh (tyčinky) pracuje ve tmě, ale vidí jen odstíny šedi. Proto v noci skoro nevidíme barvy!
Opticky se oko velmi podobá fotoaparátu: sbírá odražené světlo a zaostřuje obraz. Světlo prochází postupně rohovkou, zornicí (otvorem, jehož velikost reguluje duhovka) a čočkou, která pomocí svalů mění tvar, aby zaostřila. Obraz dopadá na sítnici, která mění světlo na elektrochemické signály a posílá je do mozku zrakovým nervem.
Čípky a tyčinky
Sítnice obsahuje dva druhy fotoreceptorů. Čípky zajišťují barevné vidění a ostré vidění při dostatku světla (fotopické podmínky); je jich asi 8 milionů, z větší části soustředěných ve fovee. Tyčinky pracují jen při slabém světle (skotopické podmínky), nevidí barvu a je jich asi 120 milionů.
Fovea: malá, ale rozhodující
Fovea je nepatrná oblast ve středu sítnice, plná čípků. Pokrývá jen asi 2 % zorného pole, ale poskytuje nejostřejší vidění a nejvíce barevné informace. Mimo ni počet čípků prudce klesá; počet tyčinek dramaticky padá za úhlem zorného pole asi 20°. To vysvětluje, proč obrazovku vidíš opravdu ostře, až když se na ni díváš přímo, a proč je umístění tabule u silnice tak důležité.
Sítnice obsahuje ~120 milionů tyčinek a ~8 milionů čípků. Pozoruhodné: oba druhy fotoreceptorů jsou obráceny zády k dopadajícímu světlu. Hustota čípků je největší ve fovee (~2 % zorného pole) a mimo ni zůstává nízká, ale poměrně stálá; hustota tyčinek prudce klesá za ~20°. Informace z levého oka jde do pravé hemisféry a naopak; týlní lalok je primární zpracovatelská oblast a dostává lví podíl svého vstupu z fovey.
Fotopické versus skotopické vidění
Na úrovních denního světla (fotopické) dominují čípky; citlivost má maximum kolem 555 nm a barevné vidění je úplné. Na velmi nízkých úrovních světla (skotopické) přebírají tyčinky; vrchol citlivosti se posouvá na ~507 nm (Purkyňův posun) a vnímání barvy mizí. Návrhář displejů počítá s fotopickými podmínkami, a tedy s odezvou čípků a s V(λ), při určování jasu a barvy.
Důsledek pro návrh displejů
Protože ostrost a barvu nese fovea, je úhlová velikost znaků na sítnici rozhodující pro čitelnost: závisí jak na výšce znaků, tak na vzdálenosti sledování. To je fyziologický základ výpočtu čtecí vzdálenosti a důležitosti umístit obrazovku do zorného kužele cílového publika.