Bài 2: Hệ thống camera quan sát: Hoạt động của mắt

icon
Meper, 05-09-2015          

          Người ta nói con người là tuyệt tác của tạo hóa thì đôi mắt của con người là tuyệt tác của ... tuyệt tác. Thật vậy, đôi mắt không chỉ có chức năng là thị giác mà còn có thể là các giác quan khác, vì vậy người ta còn nói "Đôi mắt là cửa sổ tâm hồn". Từ xưa tới nay, con người vẫn miệt mài thiết kế và hoàn thiện H thống camera quan sát - Hệ thống CCTV để mô phỏng đầy đủ hoạt động của đôi mắt nhưng chỉ đạt được thành tựu rất hạn chế.
         Hệ thống camera quan sát - Hệ thống CCTV được phát minh với mục đích ghi nhớ hình ảnh sự vật trước ống kính và sau đó lưu giữ, tái tạo lại trên màn hình quan sát. 


1. Cấu trúc của mắt
          Mắt được cấu tạo gồm nhãn cầu, hệ cơ để điều chỉnh nhãn cầu (gọi là “cơ vận nhãn”), hốc mắt và kèm theo là thần kinh mắt, mí mắt, lông mi, tuyến lệ và màng tiếp hợp. Cơ vận nhãn có nhiệm vụ điều chỉnh góc nhìn của mắt (chẳng hạn như một cô gái đang liếc mắt đưa tình).
          Mắt có chức năng vô cùng quan trọng:
-  Là bộ phận thu nhận và “mã hoá” thông tin cho đại não.

-  Là hệ quang học, thu chụp lấy hình ảnh.
-  Là một cơ quan chức năng, “phục vụ” cho sự sống con người.
 
 
-  Giác mạc: Các tia sáng vào trong mắt bị khúc xạ một phần ở giác mạc. Giác mạc, tiền phòng, con ngươi, thủy tinh thể (thấu kính) và dịch kính có chức năng cho xuyên qua và phản chiếu tia sáng, vì vậy chúng được gọi là môi trường xuyên ánh sáng. 
-  Thủy tinh thể: giữ vai trò của một thấu kính để hội tụ ánh sáng trên võng mạc. Nó được treo bởi các dây chằng tròn với cơ thể mi . Các cơ mi điều chỉnh thủy tinh thể để thay đổi tiêu cự sao cho có thể nhìn vật thể xa hoặc gần. Giữa giác mạc và thủy tinh thể là thủy dịch, giữa thủy tinh thể và võng mạc là dịch kính. Cả hai chất dịch này giữ cho mắt không bị xẹp.
-  Tiền phòng và hậu phòng: Chỗ hõm giữa giác mạc và mống mắt được gọi là tiền phòng, đối lại chỗ hõm đóng kín quanh sau mống mắt và phần thắt ngang thủy tinh thể (thấu kính mắt) được gọi là hậu phòng. Cả hai phòng đều chứa đầy thủy dịch.
-  Con ngươi (đồng tử): là lỗ tròn giữa màng mống mắt. Phần lớn nhất của hõm sau thủy tinh thể chứa đầy một chất trong suốt gọi là dịch kính (corpus vitreum). Cái băng đỡ thủy tinh thể được gọi là vùng bè (mi) (zonula ciliaris zinni) căng ra giữa màng ngang thủy tinh thể và thân bè (corpus ciliare).
-  Các cơ của mắt: cũng tham gia vào một số chức năng của mắt. Các cơ mống mắt giúp điều chỉnh đường kính đồng tử. Cơ thể mi có thể làm thay đổi độ cong của thủy tinh thể. Các cơ ngoài mắt điều khiển mắt quay về phía mục tiêu thị giác.

-  Võng mạc và thần kinh mắt tuần tự là những bộ phận tiếp nhận và truyền dẫn xung động ánh sáng. Phần giữa của võng mạc được gọi là hoàng điểm (macula lutea) có chức năng nhạy cảm nhất.
          Võng mạc là một “vùng nhạy sáng”chứa hàng triệu tế bào gọi là cones (tế bào hình nón)và rods (tế bào hình que). Những tế bào này là một phần của hệ thống thần kinh. Các tế bào hình nón nhạy cảm với ánh sáng trung bình và hơi chói, chúng đưa đến màu sắc, các tế bào hình que lại nhạy cảm với các ánh sáng mức độ thấp hơn, chúng không nhận ra màu sắc. Tế bào hình que được sử dụng vào ban đêm, do đó trong bóng tối con người không nhận ra màu sắc.
          Lượng tế bào cone trong mắt con người là khoảng 10 triệu và lượng tế bào hình que là 100 triệu. Tế bào hình nón tập trung trong vùng xung quanh trục quang con ngươi. Vùng này có màu vàng được gọi là hố thị giác (foeva). Hố thị giác này khu vực tập trung mà não xử lý thông tin. Mặc dù kích thước nhỏ bé nhưng tập trung khoảng 50,000 tế bào hình nón. Tiêu cự mắt con người (khoảng cách giữa thủy tinh thể và võng mạc khi nhìn vật thể ở xa vô định) là tầm 17mm. Tiêu cự này cho một hình ảnh chính xác ở một góc khoảng 30°. Trong cung góc này tập trung các tế bào nón. Vì vậy 30° được coi là là góc nhìn tiêu chuẩn.
Các tế bào hình nón càng tập trung hơn ở tâm trục quang, chủ yếu trong phạm vi góc 10°. Mỗi tế bào nón này kết nối với bộ não qua các dây thần kinh quang riêng biệt, nơi các tín hiệu điện được chuyển đến bộ não. Mắt người nhìn được góc rộng hơn nhiều vì bề mặt võng mạc phủ một cung khoảng 90° và vùng màu vàng cũng có các tế bào hình nón, tuy nhiên các tế bào này được nối với các dây thần kinh thành từng nhóm. Hình ảnh nhận được không rõ ràng so với ảnh từ các tế bào có dây thần kinh riêng lẻ, do đó, vùng này được gọi là vùng thị giác ngoại biên.
          “Bộ xử lý ảnh” của bộ não tập trung ở 30°, tuy nhiên mắt người nhìn rõ nhất ở khoảng 10°. Quá trình xử lý được tăng cường bằng chuyển động của con ngươi theo mọi hướng, điều này cũng giống như bộ phận xoay/lật (pan/tilt) ở hệ thống camera quan sát - hệ thống CCTV.

2. Ánh sáng và mắt người:

          Từ ánh sáng thường được sử dụng để chỉ các bức xạ điện từ mà bước sóng của chúng nằm trong vùng quang phổ mắt người nhìn thấy được (bước sóng bức xạ trong khoảng từ 380 nm cho đến 740 nm). Ánh sáng là những đợt sóng hạt chuyển động mà người ta thường gọi là photon. Loại ánh sáng từ Mặt  Trời chiếu xuống được gọi là ánh nắng (còn gọi là ánh sáng trắng, chúng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ dãi màu đỏ đến dãi màu tím); ánh sáng do Mặt Trăng chiếu xuống trái đất được gọi là ánh trăng, thực ra là ánh sáng phản xạ tới trái đất khi ánh sáng mặt trời chiếu vào mặt trăng. Ánh sáng do bóng đèn tạo ra thường được gọi là ánh đèn; ánh sáng do các loài vật phát ra người ta thường gọi là ánh sáng sinh học.
"Ánh sáng lạnh" là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ màu tím. Còn khái niệm "Ánh sáng nóng"  là để nói về ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng quang phổ màu đỏ.
          Ánh sáng trắng có quang phổ từ màu đỏ đến màu tím, còn ánh sáng có bước sóng tập trung tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là "ánh sáng đơn sắc".

3. Nguyên lý hoạt động của mắt:

          Khi nhìn vào một vật thể thì ánh sáng từ vật thể đó đi qua giác mạc trong suốt. Ánh sáng sẽ bị khúc xạ một phần (không đi vào thủy tinh thể). Phần còn lại được điều tiết khi qua đồng tử và dẫn qua thủy tinh thể. Thủy tinh thể có cấu tạo là thấu kính hội tụ với tiêu cự có thể thay đổi được. Hình ảnh vật thể lộn ngược sẽ hội tụ trên võng mạc. Khi vật ở xa hay gần thì thủy tinh thể sẽ co hay giãn để điều chỉnh tiêu cự sao cho hình ảnh luôn rơi trên võng mạc. Các tín hiệu điện do các tế bào tại võng mạc tạo ra sẽ đi theo các đường dây thần kinh thị giác để tới não, ở đó hình ảnh được đảo lại cho đúng chiều. Hệ thống camera quan sát - Hệ thống CCTV cũng mô phỏng nguyên lý hoạt động này.
 
 

A PHP Error was encountered

Severity: Notice

Message: Undefined variable: url_page

Filename: news/detail.php

Line Number: 99

" data-numposts="5" data-colorscheme="light" data-width="650">

Các tin khác

0903 155 881