Author: Claudio Oleari
E-mail: [email protected]
Documentario: Luce, buio e colori
Clip del documentario: Da 02:54 a 04:10
Regista: Henrik Bëtius, Marie Luise Lauridsen and Marie Luise Lefèvre
Produzione: Magic hour films ApS
Scientific level – Spiegazione per insegnanti
I fenomeni della visione, considerati nel precedente livello, hanno a lungo affascinato
gli scienziati costituendo oggetto di ricerca in psicologia e in fisica, come pure in
anatomia e fisiologia. In oltre 150 anni si è raccolta una considerevole
documentazione e oggi la ricerca in questo campo è in corso. Tutti questi fenomeni
riguardano la struttura dell’occhio e del cervello, la formazione e l’elaborazione dei
segnali visivi.
La fisica dice che la luce visibile è una radiazione elettromagnetica con lunghezza
d’onda nell’intervallo 400-700nm, e che i colori spettrali, cioè violetto, blu, celeste,
verde, giallo e rosso, sono in corrispondenza con le lunghezze d’onda crescenti di
questo intervallo.
Sinteticamente si ha che la luce che entra nell’occhio colpisce la retina e attiva tre tipi
di cellule fotosensibili a forma di cono, e corrispondenti alle lunghezze d’onda corte
(S), medie (M) e lunghe (L). I segnali prodotti dai coni sono elaborati da una rete
neurale nella retina, raccolti dalle cellule gangliari e inviati al cervello. L’attività delle
cellule gangliari riguarda piccole porzioni di retina, che costituiscono i campi recettivi
delle cellule gangliari. Il campo recettivo è costituito da due regioni concentriche con
effetti opponenti sul segnale visivo e questa opponenza classifica le cellule in cellule a
risposta ON e cellule a risposta OFF. Tipicamente le cellule con risposta centroperiferia ON presentano un collegamento con un insieme di coni di una piccola
porzione di retina e operano in modo tale che la luce che colpisce il centro del campo
recettivo produce un segnale elettrico, mentre la luce che colpisce il contorno anulare
del campo recettivo inibisce il segnale. Il massimo della risposta si ottiene quando il
centro è illuminato e la periferia non lo è, per esempio al bordo o in un angolo della
scena. Le cellule a risposta OFF operano in modo opposto. Alcune cellule gangliari
hanno risposta al chiaro/scuro. Altre cellule hanno risposta specializzata al
rosso/verde (L-M) o al giallo/blu (L+M)-S. Il comportamento di queste cellule spiega il
comportamento percettivo delle opponenze tra chiaro e scuro, tra rosso e verde e tra
blu e giallo. Questi colori si presentano come complementari e costituiscono gli assi di
riferimento negli spazi matematici dei colori basati sull’ordinamento percettivo dei
colori.
Nel profondo del cervello, in una regione della corteccia visiva chiamata V1, cellule
doppiamente opponenti confrontano le entità delle attivazioni di regioni di retina
contigue esaltando il contrasto. Tale processo è responsabile dei contrasti di colore
considerati nei precedenti livelli.
Questi fenomeni sono spiegati nel libro “neural mechanisms of COLOR VISION,
written by B. R. Conway (Kluwer Academic Publishers, Boston, 2002).
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verde
rosso+
verde+
rosso
rosso+
verde
giallo
blu+
rosso
verde+
Figure 11. Schema di campi recettivi a colori opponenti rosso-verde e giallo-blu, e di
campi recettivi acromatici bianco-nero.
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http://en.wikipedia.org/wiki/
www.colorcube.com/
http://colorusage.arc.nasa.gov/guidelines_lum_cont.php
www.ncbi.nlm.nih.gov
http://www.visualexpert.com/FAQ/Part1/cfaqPart1.html
http://www.uni-mannheim.de/fakul/psycho/irtel/cvd.html
http://webvision.med.utah.edu/
