+ All Categories
Home > Documents > Vederea in Culori

Vederea in Culori

Date post: 31-Jul-2015
Category:
Upload: abalaesei-vlad-florian
View: 653 times
Download: 7 times
Share this document with a friend
Description:
OPTOMETRIE
17
VEDEREA ÎN CULORI Noţiuni generale despre culoare Culoarea reprezintă proprietatea de percepţie vizuală ce corespunde unor radiaţii cu diferite lungimi de undă. Culoarea derivă din spectrul de lumină ce interacţionează în ochi cu senzitivitatea spectrală a receptorilor de lumină. Categoriile de culori şi specificaţiile fizice ale acestora sunt, de obicei, asociate cu obiecte, materiale, surse de lumină, etc bazate pe proprietăţile lor fizice, cum sunt: absorbţia luminii, reflexia, spectrul de emisie. Radiaţia electromagnetică este caracterizată de lungimea de undă (sau frecvenţă) şi intensitate. Când lungimea de undă intră în spectrul vizibil, se numeşte „lumină vizibilă”. Lumina vizibilă este, de fapt, radiaţia electromagnetică din intervalul 380nm – 740nm, perceptibilă de către ochiul uman. Spectrul electromagnetic şi aria vizibilă Culoarea are trei mari atribute, cunoscute drept HSL – hue, saturation, lightness: H - nuanţa culoarea pură, fără alte tente sau umbre; S - saturaţia combinaţia dintre intensitatea luminii şi măsura în care este distribuită în spectrul lungimilor de undă; culoarea pură se obţine folosind o singură lungime de undă la o intensitate foarte mare (cum este lumina laser); pentru a desatura o culoare, se poate adăuga alb, negru, gri sau o culoare complementară; L - strălucirea (luminozitatea) – cât de luminoasă este o culoare. Culoarea unui obiect este rezultatul complex atât al proprietăţilor suprafeţei sale, cât şi al proprietăţilor de transmisie şi de emisie ale sale, toţi aceşti factori contribuind la amestecul de lungimi de undă ce pleacă de pe suprafaţa unui obiect. Mai jos sunt câteva generalizări ale proprietăţilor fizice ale obiectelor: lumina care pleacă de la o suprafaţă opacă poate fi reflectată specular (la fel ca la o oglindă), dispersată (reflectată difuz) sau absorbită; Culoarea Intervalul lungimii de undă Intervalul de frecvenţă Roşu ~ 630–700 nm ~ 480–430 THz Portocaliu ~ 590–630 nm ~ 510–480 THz Galben ~ 560–590 nm ~ 540–510 THz Verde ~ 490–560 nm ~ 610–540 THz Albastru ~ 450–490 nm ~ 670–610 THz Violet ~ 400–450 nm ~ 750–670 THz
Transcript
Page 1: Vederea in Culori

VEDEREA ÎN CULORI

Noţiuni generale despre culoare Culoarea reprezintă proprietatea de percepţie vizuală ce corespunde unor radiaţii cu diferite lungimi de undă. Culoarea derivă din spectrul de lumină ce interacţionează în ochi cu senzitivitatea spectrală a receptorilor de lumină. Categoriile de culori şi specificaţiile fizice ale acestora sunt, de obicei, asociate cu obiecte, materiale, surse de lumină, etc bazate pe proprietăţile lor fizice, cum sunt: absorbţia luminii, reflexia, spectrul de emisie. Radiaţia electromagnetică este caracterizată de lungimea de undă (sau frecvenţă) şi intensitate. Când lungimea de undă intră în spectrul vizibil, se numeşte „lumină vizibilă”. Lumina vizibilă este, de fapt, radiaţia electromagnetică din intervalul 380nm – 740nm, perceptibilă de către ochiul uman.

Spectrul electromagnetic şi aria vizibilă

Culoarea are trei mari atribute, cunoscute drept HSL – hue, saturation, lightness: ♦ H - nuanţa – culoarea pură, fără alte tente sau umbre; ♦ S - saturaţia – combinaţia dintre intensitatea luminii şi măsura în care este distribuită în

spectrul lungimilor de undă; culoarea pură se obţine folosind o singură lungime de undă la o intensitate foarte mare (cum este lumina laser); pentru a desatura o culoare, se poate adăuga alb, negru, gri sau o culoare complementară;

♦ L - strălucirea (luminozitatea) – cât de luminoasă este o culoare. Culoarea unui obiect este rezultatul complex atât al proprietăţilor suprafeţei sale, cât şi al

proprietăţilor de transmisie şi de emisie ale sale, toţi aceşti factori contribuind la amestecul de lungimi de undă ce pleacă de pe suprafaţa unui obiect.

Mai jos sunt câteva generalizări ale proprietăţilor fizice ale obiectelor: ♦ lumina care pleacă de la o suprafaţă opacă poate fi reflectată specular (la fel ca la o

oglindă), dispersată (reflectată difuz) sau absorbită;

Culoarea Intervalul lungimii de undă Intervalul de frecvenţă Roşu ~ 630–700 nm ~ 480–430 THz Portocaliu ~ 590–630 nm ~ 510–480 THz Galben ~ 560–590 nm ~ 540–510 THz Verde ~ 490–560 nm ~ 610–540 THz Albastru ~ 450–490 nm ~ 670–610 THz Violet ~ 400–450 nm ~ 750–670 THz

Page 2: Vederea in Culori

♦ obiectele opace, care nu reflectă lumina în mod specular (tind să aibă suprafeţe aspre, neşlefuite), au culoarea determinată de acea lungime de undă pe care o împrăştie cel mai mult. Dacă sunt difuzate toate lungimile de undă, atunci obiectele apar albe. Dacă absorb toate lungimile de undă, atunci ele apar negre;

♦ obiectele opace, care reflectă lumina diverselor lungimi de undă cu eficienţe diferite apar ca nişte oglinzi colorate. Un obiect care reflectă într-o anumită proporţie lumina şi absoarbe restul poate părea negru, dar şi uşor reflectiv, cum sunt acele obiecte negre acoperite cu straturi de lac sau email;

♦ obiectele care transmit lumină sunt fie translucide (difuzează lumina transmisă), fie transparente (nu difuzează lumina transmisă). Dacă mai şi absorb sau reflectă lumina diverselor lungimi de undă în mod diferit, ele apar colorate, culoarea fiind determinată de natura acelei absorbţii sau reflexii;

♦ obiectele pot să emită lumină, pe care o generează ele însele. Acest lucru are loc fie datorită temperaturii lor ridicate (obiecte incandescente), fie ca rezultat al unor reacţii chimice (fenomen numit chemoluminescenţă), fie din alte motive;

♦ obiectele pot absorbi lumină şi apoi, să emită lumină cu proprietăţi diferite. Acestea se numesc fluorescente (dacă lumina este emisă numai pe măsură ce este absorbită) sau fosforescente (dacă lumina este emisă şi după ce încetează absorbţia ei).

Vederea în culori

Vederea culorilor este capacitatea unui organism de a distinge obiectele, bazându-se pe lungimea de undă (sau frecvenţa) luminii pe care acestea o reflectă sau o emit. Sistemul nervos percepe culoarea prin compararea răspunsului cu lumina de la câteva tipuri de fotoreceptori din ochi. Aceştia sunt sensibili la diverse porţiuni ale spectrului vizibil. Pentru a vedea o culoare este nevoie de 3 lucruri: sursa de lumină, detectorul (ochiul) şi mostra de văzut. Culoarea nu este o proprietate a obiectelor, ci este calitatea creată de către creierul nostru. Un măr „roşu” nu emite lumină roşie. El absoarbe, pur şi simplu, toate frecvenţele luminii vizibile care strălucesc pe el, cu excepţia unui grup de frecvenţe percepute ca fiind roşu, ce sunt reflectate. Astfel, mărul este perceput ca fiind roşu numai pentru că ochiul uman poate distinge printre diverse lungimi de undă. Teoria culorilor a fost formulată la început în termeni de “trei culori primare” – roşu, galben şi albastru (RYB – red, yellow, blue), deoarece se credea că acestea sunt capabile, prin amestecare, să formeze toate celelalte culori. Problema cea mai importantă a fost confuzia dintre comportarea mixului de lumină – numită amestec aditiv de culori şi comportarea mixului de vopsea sau cerneală (pigment) – numită amestec substractiv de culori. Această problemă a apărut deoarece absorbţia luminii de către substanţe materiale are alte reguli decât percepţia luminii de către ochiul uman.

Combinaţie de culori aditivă şi substractivă, pornind de la cele trei culori de bază

Page 3: Vederea in Culori

Se ştie că există trei tipuri de celule fotoreceptoare (conuri). În ochiul uman, conurile receptează lungimi de undă scurte, medii şi lungi ale luminii, în consecinţă numindu-se conuri S, conuri M şi conuri L. Conurile L sunt cunoscute ca receptori pentru culoarea roşie. În mod similar, conurile S sunt receptori pentru culoarea albastră, iar conurile M pentru culoarea verde.

Răspuns normal al tipurilor de conuri S, M şi L la stimuli monocromatici

Diverse lungimi de undă ale luminii stimulează fiecare dintre aceşti receptori în diverse grade. Lumina verde-gălbuie, de exemplu, stimulează atât conurile L, cât şi conurile M la fel de puternic, dar cele S sunt slab stimulate. Lumina roşie, pe de altă parte, stimulează conurile M la fel de mult ca şi pe cele L, însă aproape deloc pe cele S; lumina verde-albastră stimulează mai mult conurile M decât L, şi mai puternic conurile S; lumina violetă stimulează exclusiv conurile S. Creierul uman combină informaţia primită de la fiecare tip de receptor, dând astfel naştere la percepţii diferite ale diverselor lungimi de undă ale luminii. Scurtă istorie a teoriei vederii în culori

Deşi Aristotel şi alţi oameni de ştiinţă din vechime au avut diverse scrieri referitoare la natura luminii şi vederea în culori, abia în vremea lui Newton lumina a fost identificată ca fiind sursa senzaţiei de culoare. Teoria culorilor primare „RYB” a devenit baza diverselor teorii ale vederii în culori din secolul XVIII, ca fiind calităţile fundamentale senzoriale ce sunt amestecate în percepţia tuturor culorilor, precum şi a vopselelor şi pigmenţilor. Aceste teorii au fost intensificate datorită diverselor investigaţii ale efectelor psihologice ale culorilor, în mod deosebit contrastul dintre culorile complementare sau opuse. Aceste idei, precum şi multe alte observaţii personale referitoare la culori, se regăsesc în două documente din teoria culorilor: „Teoria culorilor” (1810) – lucrare scrisă de poetul şi ministrul german Johann Wolfgang von Goethe şi “Legea contrastului simultan al culorilor” (1839) – scrisă de chimistul francez Michel-Eugène Chevreul.

Oamenii de ştiinţă germani şi englezi au stabilit la sfârşitul secolului XIX că percepţia culorii de către retină este descrisă cel mai bine în termeni de seturi diferite de culori primare – roşu, verde şi albastru (RGB), modelate cu ajutorul amestecului aditiv de trei culori. Pe aceste baze, la începutul secolului XX s-a dezvoltat colorimetria sau descrierea cantitativă a amestecului de culori, precum şi o serie de modele sofisticate ale spaţiului culorilor şi ale percepţiei lor.

În aceeaşi perioadă, s-a extins mult industria chimică şi a pigmenţilor sintetici, permiţând îmbunătăţirea substanţială a saturaţiei la amestecul de culori din vopseluri şi cerneluri. Au fost, de asemenea, create vopselurile şi procesele chimice necesare fotografiei în culori. Ca rezultat, imprimarea pe baza celor trei culori a devenit posibilă în mass-media, atât din punct de vedere estetic, cât şi economic, iar teoria culorilor a fost adaptată la culorile primare cele mai utile pentru cernelurile şi vopselele fotografice: cyan, magenta şi galben (CMY). Aceste culori primare au fost reconciliate cu celelalte culori primare retinale RGB, iar mixul aditiv cu cel substractiv, definind astfel culorile primare CMY ca fiind substanţe ce absorb numai una din

Page 4: Vederea in Culori

culorile primare retinale: cyanul absoarbe numai roşu, magenta absoarbe numai verde şi galbenul absoarbe numai albastru. În 1931, un grup internaţional de experţi cunoscut sub denumirea de „Commission Internationale d’Eclairage” (CIE) a dezvoltat un model matematic al culorilor, care reprezenta harta spaţiului observabil de culori şi a atribuit fiecărei valori un set de trei numere.

Diagrama cromatică a spaţiului observabil de culori întocmită de CIE în anul 1931

Mecanismul vederii în culori în creierul uman Procesarea culorii începe de la nivelul primar al sistemului vizual (retina). Informaţia vizuală este trimisă prin intermediul nervului optic către chiasma optică, adică punctul unde se întâlnesc cei doi nervi optici. Aici informaţia traversează în partea cealaltă a creierului. Apoi este preluată de tractele optice (tractele fibrei vizuale), care intră în talamus prin sinapsă la nucleul genicular lateral (LGN).

Calea vizuală în creierul uman; partea ventrală (mov) este importantă în recunoaşterea culorilor

Page 5: Vederea in Culori

Reprezentarea căii vizuale

Adaptarea cromatică Un obiect poate fi văzut în diverse condiţii. De exemplu, poate fi iluminat de lumina soarelui, de lumina focului sau de lumina stridentă electrică. În toate aceste situaţii, vederea umană percepe că obiectul are aceeaşi culoare: un măr va apărea mereu roşu, fie că este văzut ziua sau noaptea. Pe de altă parte însă, o cameră fără o ajustare a luminii poate face ca mărul să aibă diverse nuanţe. Această caracteristică a sistemului vizual se numeşte adaptare cromatică. Deşi sistemul vizual menţine constantă, în general, perceperea culorilor sub diverse lumini, există situaţii când luminozitatea relativă a doi stimuli diferiţi va apărea opusă la diverse nivele de iluminare. De exemplu, petalele galbene strălucitoare ale unei flori vor apărea întunecate în comparaţie cu frunzele verzi, privite într-o lumină slabă, în timp ce la lumina zilei este adevărată exact situaţia opusă. Acesta este cunocut ca “efectul Purkinje” şi apare deoarece sensibilitatea maximă a ochiului uman se deplasează către finalul albastru al spectrului, la nivele mai slabe de luminare. Tipuri de anomalii ale vederii culorilor Deficienţa de vedere a culorilor reprezintă incapacitatea de a percepe diferenţele dintre unele culori sau dintre toate culorile, pe care ceilalţi oameni le pot distinge. În general, este de natură genetică, însă poate apărea şi datorită vătămării ochilor, nervilor optici sau creierului, ori chiar datorită expunerii la diverse substanţe chimice.

Deficienţele de vedere a culorilor sunt produse de anomalii ale fotopigmenţilor retinieni. Studii recente de genetică au arătat cum pot fi pierdute gene ale fotopigmenţilor, producând dicromatism, şi cum se pot forma gene hibride, producând tricromatism anormal. Aceste studii au scos în evidenţă şi cum pot fi implicaţi pigmenţii din conuri în afecţiunile de vedere a culorilor.

Page 6: Vederea in Culori

Cunoaşterea exactă a capacităţii de vedere a culorilor şi a anomaliilor existente este de mare importanţă la alegerea profesiei, unele profesii neputând fi practicate pentru anumite afecţiuni de vedere a culorilor.

Deficienţele de vederea a culorilor au început să fie studiate încă din secolul 18, John Dalton investigând-şi propriile deficienţe de vedere a culorilor în 1798. El a observat că rozul apărea ca "albastrul cerului" şi "verdele se apropia de maron". Roşu, portocaliu, galben şi verdele apăreau ca o singură culoare, denumită de el "galben". Restul spectrului apărea ''albastru", trecând gradual spre "purpuriu". Dalton a concluzionat, cu o bună precizie pentru vremea aceea, că aceste probleme erau datorate incapacităţii sale să vadă culoarea roşie cu lungime de undă mare. Deficienţele vederii culorilor se pot clasifica după etiologie astfel:

I. dobândită II. moştenită – există trei tipuri de deficienţe moştenite sau congenitale:

- deficienţa monocromatică, cunoscută şi ca “orbire totală cromatică”, este lipsa abilităţii de a distinge culorile şi este cauzată de deficienţe ale conurilor sau lipsa acestora. Monocromatismul apare atunci când doi sau toţi trei pigmenţi ai conurilor lipsesc şi vederea este redusă doar la o dimensiune. La rândul său, monocromatismul poate fi: a) monocromatism de bastonaşe (acromatopsie) – inabilitatea nonprogresivă de a

distinge orice culoare, ca rezultat al absenţei conurilor sau nefuncţionării lor. Este asociat cu sensibilitatea la lumină (fotofobie), oscilaţii involuntare ale ochilor (nistagmus) şi vedere slabă.

b) monocromatism de conuri – orbirea cromatică totală, care este foarte rară, dar asociată cu o vedere relativ normală.

- deficienţa dicromatică este defectul de vedere a culorilor moderat-sever, în care unul din cele trei mecanisme ale culorilor de bază este absent sau nu funcţionează corespunzător, vederea culorilor fiind redusă la două dimensiuni. Afectează, de obicei, sexul masculin. Şi în acest caz, există trei feluri de dicromatism: a) protanopie – cazul în care lipsesc total fotoreceptorii de roşu (conurile L); b) deuteranopie – cazul în care lipsesc total fotoreceptorii de verde (conurile M); c) tritanopie – cazul în care lipsesc total fotoreceptorii de albastru (conurile S).

- deficienţa tricromatică anormală apare atunci când unul din cele trei tipuri de conuri este modificat din punct de vedere al sensibilităţii sale spectrale. Astfel, rezultă trei feluri de tricromatism anormal: a) protanomalie – este modificat receptorul de roşu, rezultând o percepţie slabă a

nuanţei roşu-verde; b) deuteranomalie – este modificat receptorul de verde, rezultând o percepţie

slabă a nuanţei roşu-verde; c) tritanomalie – este modificat receptorul de albastru, rezultând o percepţie slabă

a nuanţei albastru-galben.

Culorile curcubeului văzute de o persoană fără deficienţe Culorile curcubeului văzute de o persoană cu protanopie

Page 7: Vederea in Culori

Culorile curcubeului văzute de o persoană cu deuteranopie Culorile curcubeului văzute de o persoană cu tritanopie Denumirea culorilor de către pacient nu este o metodă bună pentru examinarea vederii culorilor, datorită factorilor subiectivi. Aceasta a fost înţeleasă însăşi de Dalton, care a inventat un test de vedere a culorilor cu benzi colorate. Un test constând din mai mult de 300 hârtii colorate a fost introdus de August Seebeck în 1837. Rezultatele cercetărilor lui Seebeck au indicat că există două tipuri distincte de deficienţe de culoare de roşu/verde cu diverse grade de severitate. La unul din ele a fost observată o sensibilitate redusă la lumina roşie. Cadrul necesar pentru interpretarea corectă a rezultatelor lui Seebeck a fost oferit în 1881 de John William Strutt. El a dezvoltat un test de asociere spectrală şi a arătat că unii pacienţi cu deficienţe de vedere a culorilor pot fi clasificaţi ca dicromaţi, în timp ce ceilalţi sunt tricromaţi anormali (Tabelul 1).

Testul propus de el, înglobat în anomaloscoapele de tip Nagel, a rămas testul de referinţă acceptat pentru diagnosticarea deficienţelor de vedere a culorilor pentru roşu/verde. În mod normal, indivizii sunt tricromaţi. Există trei tipuri de fotopigment şi trei variabile de asociere de culoare necesare pentru a avea asocieri cu toate nuanţele spectrului. Termenii utilizaţi pentru a descrie diferitele tipuri de deficienţe de culoare se bazează pe numărul de fotopigmenti prezenţi şi, în consecinţă, pe numărul de variabile de asociere de culoare necesare.

Retina poate să piardă funcţionarea fotopigmenţilor conurilor sau pot fi doar unul sau doi fotopigmenţi în locul a trei, cum este normal. Majoritatea persoanelor cu deficienţe de vedere a

Tabel 1 Clasificarea deficienţelor de vedere a culorilor congenitale Numărul variabilelor

de asociere la culoare necesare

pentru a asocia toate nuanţele spectrale

Numărul de

pigmenţi din

conuri

Tip Denumire Capacitatea de discriminare a

nuanţelor

1 Fără Monocromat Monocromat tipic (de bastonaşe) Fără

1 Unul Monocromat

Monocromat atipic, incomplet (de conuri) uzual

pigment sensibil la albastru în conuri

Discriminare limitată în condiţii de vedere mesopică

2 Doi Dicromat a) Protanopi

b) Deuteranopi c) Tritanopi

Afectată sever

3 Trei Tricromat a) Protanormal

b) Deuteranormal c) Tritanormal

Afectată de la sever la redus, depinzând de caracteristicile

pigmentului anormal

Page 8: Vederea in Culori

culorilor au trei fotopigmenţi şi sunt tricromaţi dar sensibilitatea spectrală a unuia dintre fotopigmenţi este anormală. Există diverse grade de severitate la tricromatismul anormal, determinate de variaţiile de sensibilitate a fotopigmenţilor. Toate persoanele cu deficienţe de vedere a culorilor văd mai puţine culori în spectru decât cele cu vedere normală a culorilor. Unele culori care par diferite pacienţilor normali cromatic sunt asociate şi confuze, greu de definit, de către cei cu deficienţe. Eficienţa relativă luminoasă a ochiului este alterată, în particular la protanopi, ceea ce modifică senzaţia de luminozitate relativă a diferitelor culori. Monocromaţii sesizează doar diferenţe de luminozitate în spectru şi sunt "orbi cromatic".

Monocromaţii tipici ("de bastonaşe") nu au receptori funcţionali în conuri şi au acuitate vizuală redusă, fotofobie şi nistagmus. Majoritatea monocromaţilor de bastonaşe pierd complet fotopigmenţii din conuri, aceştia nedând nici un răspuns la excitarea luminoasă. Rareori, există fotopigmenţi în conuri. Atipic, există şi monocromaţi incompleţi ("de conuri") care au doar pigment de conuri sensibil la radiaţia cu lungime de undă redusă (albastru). În condiţii de vedere mesopică este posibilă o capacitate de discriminare a culorilor reziduală, deoarece sunt utilizate atât conurile, cât şi bastonaşele. Acuitatea vizuală este redusă la nivele de 2/3-1/4 şi doar pacienţii cu acuitate sub 1/3 au fotofobie şi nistagmus. Unii monocromaţi cu conuri, cu pigment sensibil la albastru, au dezvoltat o degenerescenţă retiniană centrală progresivă lent, iar acuitatea vizuală a acestora scade cu vârsta. Termenii protanopi, deuteranopi şi tritanopi (provenind din termenii greceşti cu semnificaţia de primul, al doilea şi al treilea) sunt utilizaţi pentru a descrie deficienţe ale vederii culorilor implicând un anumit fotopigment. Fiecare termen include dicromatismul şi tricromatismul anormal. Funcţiile caracteristice de asociere a culorilor, care arată domeniul culorilor asociate (asupra cărora se face confuzie) de către deuteranopi şi protanopi, au fost stabilite complet în 1930, pe baza colorimetriei vizuale. Aceste măsurări au stabilit zonele isocromatice (de aceeaşi culoare) în sistemul de măsurare a culorilor al Commision Internationale d'Ecleirage (CIE 1931). Culorile specificate într-o zonă isocromatică par identice şi sunt asociate unei aceleiaşi culori de către pacienţii cu acel tip de deficienţă a vederii culorilor, dacă nu există diferenţe de percepţie a luminozităţii (Figura 1).

Fig. 1 Zonele isocromatice pentru protanopi (sus dreapta), deuteranopi (jos stânga) şi tritanopi ( jos dreapta), indicate pe diagrama cromatică CIE. Culorile specificate în zonele isocromatice par la fel persoanelor cu deficienţe de vederen a culorilor din fiecare categorie şi sunt asociate, cu condiţia să nu existe diferenţe de luminozitate.

Page 9: Vederea in Culori

Diferenţele de luminozitate fac ca şi pentru aceşti pacienţi, culorile din interiorul zonelor să fie distinse diferit, deşi ele sunt asociate aceleiaşi nuanţe. Pentru isocromaţii tritanopi datele au fost stabilite în 1952.

Luminile colorate şi culorile pigmeţilor de la testele cu imagini de diverse nuanţe pot fi măsurate cu un spectrofotometru şi marcate în sistemul de măsurare a culorilor CIE. Aceste date pot fi comparate cu zonele isocromatice. Culorile utilizate la testele de vedere a culorilor pot fi evaluate în acest mod.

Dacă culorile utilizate pentru testele isocromatice nu sunt în zonele isocromatice sau dacă există o diferenţă de luminozitate faţă de cea standard, atunci testele nu sunt utilizabile pentru testarea vederii culorilor.

Atât protanopii, cât şi deuteranopii fac confuzii similare în partea roşu-galben-verde a spectrului. Aceste culori sunt utilizate la testele cu pigment pentru a identifica ambele tipuri de deficienţe a vederii culorilor. Punctele (culorile) din diagramă acromatice sau "neutre", ce sunt confundate cu gri, sunt diferite la protanopi şi deuteranopi. Aceste culori sunt utilizate la testele pseudoisocromatice pentru clasificarea protanopilor/deuteranopilor. Dicromaţii confundă culorile intense, puternic saturate. Tricromaţii anormali confundă culorile pale, slab saturate (Tabel 2). Lipsa sensibilităţii la radiaţia roşie de lungime de undă mare are consecinţe practice importante pentru protanopi deoarece persoanele cu acest tip de deficienţă nu pot presta o serie de activităţi ocupaţionale.

Testele pseudoisocromatice sunt modele de camuflare. Sunt utilizate puncte sau segmente pentru a delimita o zonă ce formează o anumită figură. Testele de discriminare a nuanţei prezintă un număr de culori selectate dintr-un cerc de nuanţe de egală luminozitate, pe care subiectul trebuie să le aranjeze într-o ordine naturală. Aceste teste au diverse niveluri de trece/nu trece în funcţie de numărul culorilor şi nivelul de saturaţie.

Tehnici de examinare a vederii culorilor

Există mai multe metode pentru detecţia şi clasificarea anomaliilor de vedere a culorilor, în continuare urmărindu-se prezentarea lor comparativă. Pentru compararea testelor de vedere a culorilor sunt utilizate două noţiuni: specificitate şi senzitivitate. Specificitatea este definită ca procentul de indivizi normali identificaţi corect ca normali, în timp ce senzitivitatetea este definită ca procentul de indivizi anormali identificaţi corect ca anormali în raport cu un test standard.

Testul de referinţă pentru deficienţele de vedere a culorilor la roşu-verde este anomaloscopul Nagel. Se obţine o specificitate şi o sensibilitate de peste 90%, ceea ce indică un

Tabel 2 Confuzia culorilor la protanopi, deuteranopi şi tritanopi CONFUZIA CULORILOR TIPUL DEFICIENŢEI DE VEDERE A CULORILOR

PROTANOPI DEUTERANOPI TRITANOPI Roşu/portocaliu/galben/verde ∗ ∗ Maron/verde ∗ ∗ Discriminarea nivelului de saturaţie verde/alb

∗ ∗

Discriminarea nivelului de saturaţie roşu/alb

∗ ∗

Albastru-verde/gri/roşu-purpuriu ∗ Verde/gri/albastru-purpuriu ∗ Roşu/negru ∗ Verde/negru ∗ Violet/galben-verde ∗ Roşu/roşu-purpuriu ∗ Albastru închis/negru ∗ Galben/alb ∗

Page 10: Vederea in Culori

test performant. În practică însă, un astfel de procent de reuşită conduce la un număr mare de indivizi incorect evaluaţi, cerinţele moderne impunând creşterea procentelor spre 100%. Se acceptă totuşi un număr redus de rezultate eronate deoarece indivizii cu probleme de vedere a culorilor, incorect evaluaţi, vor fi cei cu vedere tricromată uşor anormală.

Creşterea performanţelor testelor impune respectarea cu stricteţe a zonelor izocromatice din diagrama de cromaticitate a CIE şi tipărirea de foarte bună calitate a testelor. Există studii pentru realizarea de teste cu performanţe ridicate, bazate pe generarea pe ecrane TV de înaltă performanţă a imaginilor de test. Problema majoră este necesitatea calibrării emiţătorilor cu fosfor ai tubului, ceea ce necesită aparate sofisticate şi costisitoare, care nu sunt disponibile în prezent pentru monitoarele de la calculatoarele personale.

În consecinţă, rămân foarte larg răspândite testele tradiţionale. Primul şi cel mai cunoscut este testul Ishihara, format din imagini isocromatice. Testul a fost propus în 1917 şi este încă unul dintre cele mai perfomante şi larg utilizate.

Testul Ishihara Testul Ishihara a fost tipărit într-un număr ridicat de ediţii, primele 15 fiind cunoscute

după ordinul în serie, iar cele de după 1962 fiind cunoscute după anul apariţiei. Există mici variaţii ale calităţii între diferitele ediţii dar fără modificări care să conducă la scăderea eficienţei testelor.

Testul complet are 38 de planşe (cartoane tipărite). Dintre acestea, 25 conţin numere, iar 13 conţin imagini. Testul există şi într-o versiune mai scurtă, de 24 planşe, cât şi într-o formă cu 14 planşe, introdusă în 1989. În anii 1970 a fost introdusă în Japonia o versiune pentru pacienţii care nu ştiu să citească, fără litere şi cifre, preluată în Europa şi Statele Unite după 1990. Aceste teste conţin cercuri, pătrate şi desene simplificate, fiind utilă pentru testarea copiilor între 3 şi 7 ani.

Testele se pot clasifica în funcţie de principiul de realizare (Tabel 3). Tabelul 3 Clasificarea planşelor la testul Ishihara complet Planşa Funcţie Interpretare aşteptată

1 Introducere Observată corect de toţi pacienţi. Permite instruirea pacientului.

2-9 Transformare

Prezentare Un număr este observat corect de pacienţii normali cromatic, iar pacienţii cu deficienţă cromatică indică alt număr. Uneori pacienţii cu deficienţă de vedere a culorilor nu disting nici un număr.

10-17 Dispariţie

Prezentare Un număr este observat de pacienţii cu deficienţă cromatică dar nu poate fi observat de pacienţii cu deficienţă de roşu-verde.

18-21 Cifre ascunse

(Prezentare) Un număr nu poate fi observat de pacienţii normali cromatic dar poate fi observat de pacienţii cu deficienţă de roşu-verde. (Aceste planşe au o senzitivitate şi specificitate reduse şi se recomandă să fie evitate)

22-25 Clasificare

Utilizate doar atunci când planşele de

prezentare au indicat o

deficienţă de vedere a culorilor

Clasificarea deficenţelor la protani şi deutani

Protanii nu văd decât numerele din partea dreaptă a fiecărei planşe, iar deutanii nu pot vedea decât numerele din partea stângă. Dacă se identifică o deficienţă de vedere a culorilor la planşele de prezentare şi pacientul vede ambele numere, clasificarea poate fi obţinută comparând contrastul relativ al perechilor de numere; interpretarea se face ca şi cum numărul văzut cel mai neclar nu ar fi văzut. Pacienţii cu deficienţă cromatică severă, în special protanopii, nu pot vedea numerele de clasificare.

Page 11: Vederea in Culori

Testele de "cifre ascunse" sunt observate de mai puţin de 50% dintre pacienţii cu deficienţe de vedere a culorilor, ceea ce a condus la recomandarea ca pentru testele de vedere a culorilor să se utilizeze doar cele 16 teste de transformare şi dispariţie. Pentru aceste teste, peste 90% dintre pacienţii cu probleme de vedere a culorilor realizează peste 12 erori, ceea ce indică o performanţă destul de bună a testelor. Trebuie reţinut că, deşi testul nu este conceput pentru a clasifica pacienţii după severitatea afecţiunii, s-a observat că pacienţii cu o foarte uşoară deficienţă de vedere a culorilor realizează mai puţin de 8 erori, numărul de erori crescând cu severitatea. Fontul de tip "sherif" al testelor Ishihara produce unele confuzii chiar la pacienţi normali, ce au tendinţă de "completare" a unor linii curbe, astfel încât 5 poate deveni 6, iar 3 poate deveni 8. Greşelile de interpretare a numerelor la testele de dispariţie nu trebuie considerate ca erori de interpretare cromatică la acele teste. La testele de transformare pot apărea însă confuzii, ce conduc la un rezultat incert, dacă răspunsul eronat face parte din numerele corecte şi transformate. Acest tip de eroare este denumită "eroare parţială" şi poate fi realizată atât de pacienţi normali, cât şi de cei cu deficienţe de vedere a culorilor. Cele două tipuri de pacienţi se vor separa în final, după realizarea şi a celorlalte teste, deoarece pacienţii cu deficienţe de vedere a culorilor realizează invariabil erori clare pentru celelalte planşe. Specificitatea acestei metode se apropie de 100%.

Pentru clasificarea tipului de anormalitate, s-au elaborat testele 22-25, de clasificare. Această clasificare are o incertitudine ridicată. Sunt situaţii când pacientul nu distinge numerele din nici un test de clasificare, caz în care se suspectează deficienţă severă de roşu-verde. Aproape 40% dintre tricromaţii anormali văd ambele numere de clasificare, clasificarea corectă fiind obţinută, pentru mai mult de 94% dintre subiecţi, cerându-le să compare claritatea perechilor de numere. Se clasifică, în acest caz, ca şi cum cel mai neclar număr nu ar fi fost observat. Observarea ambelor numere de clasificare indică o deficienţă redusă/moderată.

Fiecare planşă a testului este expusă pacientului pentru numai câteva secunde, iar subiectul trebuie să dea un răspuns verbal imediat. Ezitări în răspuns indică o uşoară deficienţă de vedere a culorilor. La setul complet de 38 de planşe, cele dintre numerele de ordine 26 şi 38 conţin imagini pentru examinarea non-verbală a subiecţilor. Desenarea de-a lungul liniilor din imagini necesită o durată îndelungată şi de aceea aceste planşe nu sunt recomandate.

Este posibilă scurtarea duratei de testare folosind un minim de şase planşe, considerate cele mai eficiente. Se recomandă patru planşe de transformare (2,3,5 şi 9) şi două planşe de dispariţie (12 şi 16). Se recomandă utilizarea şi a planşei de introducere, şi a unei planşe de clasificare.

Tendinţa actuală este de generare a testelor Ishihara pe calculator, existând posibilităţi de organizare a testării, cât şi interpretare automate a datelor. O analiză a acestor metode de testare şi diagnosticare asistată de calculator a vederii cromatice va fi realizată după prezentarea metodelor uzuale de testare.

În tabelul 4 sunt prezentate o parte din testele Ishihara. Tabelul 4 Extras din testele Ishihara

Comportare Test Comportare Test Atât pacienţii normali, cât şi toţi cei cu deficienţe de vedere a culorilor trebuie să vadă numărul 12.

1.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 8. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 3. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

2

Page 12: Vederea in Culori

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 29. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 70. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

3.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 5. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 2. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

4.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 3. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 5. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

5.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 15. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 17. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

6.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 74. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 21. Cei cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr.

7.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 6. Majoritatea celor cu deficienţe de vedere a culorilor nu citesc acest număr sau îl citesc incorect.

8.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 45. Majoritatea celor cu deficienţe de vedere a culorilor nu citesc acest număr sau îl citesc incorect.

9.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 5. Majoritatea celor cu deficienţe de vedere a culorilor nu citesc acest număr sau îl citesc incorect.

10.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor sau cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 5.

14.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor sau cu orbire cromatică nu pot citi nici un număr. Cei cu deficienţe de vedere a culorilor de roşu-verde citesc numărul 45.

15.

Page 13: Vederea in Culori

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 26. La protanopie sau protanomalie severă este citit numărul 6 iar la protanomalie medie pot fi citite ambele numere dar numărul 6 este mai clar decât numărul 2. La deuteranopie şi deuteranomalie severă este citit doar numărul 2 iar la deuteranomalie medie pot fi citite ambele numere dar numărul 2 este mai clar decât numărul 6.

16.

Pacienţii cu vedere normală a culorilor trebuie să citească numărul 42. La protanopie sau protanomalie severă este citit numărul 2 iar la protanomalie medie pot fi citite ambele numere dar numărul 2 este mai clar decât numărul 4. La deuteranopie şi deuteranomalie severă este citit doar numărul 4 iar la deuteranomalie medie pot fi citite ambele numere dar numărul 4 este mai clar decât numărul 2.

17.

Pacienţii normali trebuie să poată trasa de-a lungul curbelor purpurie şi roşie, între cele două semne x. La protanopie sau protanomalie severă este trasată doar curba purpurie iar la protanomalie medie pot fi trasate ambele curbe dar cea purpurie este mai uşor de trasat. La deuteranopie şi deuteranomalie severă este trasată doar curba roşie iar la deuteranomalie medie pot fi trasate ambele curbe dar cea roşie este mai uşor de trasat.

18.

Majoritatea pacienţilor cu probleme de vedere a culorilor de roşu-verde pot trasa o curbă între cele două X-uri. Pacienţii cu vedre normală a culorilor sau cu orbire cromatică nu pot identifica nici o curbă continuă între cele două X-uri.

19

Testul Universităţii City

(Londra) Testul a fost dezvoltat de

Universitatea din Londra si are 10 planşe cu imagini. Este similar cu testul Farnsworth D15. Testul prezintă o imagine de referinţă şi alte patru imagini, din care pacientul o selectează pe cea care i se pare similară cu cea de referinţă. Testul permite determinarea pacienţilor normali şi a celor deutani, protani sau tritani, în funcţie de planşa utilizată.

Testul Universităţii din Londra

Page 14: Vederea in Culori

Testul Dvorine Dezvoltat de Israel Dvorine,

testul conţine un număr de 23 de planşe, din care 1 planşă este demonstrativă, 14 sunt planşe cu numere şi 8 planşe sunt utilizate pentru urmarirea unor traiectorii la pacienţii analfabeţi sau la copii. Testul este foarte util pentru determinarea deficienţelor de roşu-verde şi oferă un diagnostic diferenţiat pentru protani şi deutani, oferind posibilitatea clasificării în trei nivele de severitate. Nu există planşe pentru testarea tritanilor. Testele cu numere sunt realizate din numere desenate cu pete circulare colorate pe un fond realizat, de asemenea, din pete circulare colorate, de diverse diametre. Petele sunt dimensionate astfel încât orice observator cu o acuitate mai bună de 0,1 poate citi numerele. Cele 14 planşe cu numere sunt bazate pe principii izocromatice. Douăsprezece planşe sunt de evaluare a severităţii (2 la 5 şi 8 la 15), iar două planşe (6 şi 7) sunt de diagnostic. Pacientul trebuie să citească un test în 5 secunde. Planşele sunt ţinute la o distanţă de 75 cm, perpendicular pe linia de privire, iluminate natural. Pentru citirea numerelor, se acceptă unul sau două răspunsuri incorecte. Trei sau mai multe răspunsuri incorecte indică indică deficienţă de vedere a culorilor. Există trei planşe pentru dferenţierea protanilor şi deutanilor. Clasificarea severităţii se face funcţie de numărul de citiri greşite: 0 la 2 normal, 3 sau 4 indică deficienţă uşoară, 5 la 11 indică deficienţă moderată, iar 12 la 14 indică deficienţă severă.

Testul Farnsworth D15 şi derivate din acesta

Este un test format din 15 discuri colorate şi un disc de referinţă. Culorile sunt alese astfel încât două discuri succesive au aproximativ aceeaşi diferenţă de culoare. Testul este utilizat pentru detectarea defectelor medii şi puternice de vedere a culorilor.

Testul divide pacienţii în două categorii: grupul celor normali sau cu deficienţe reduse de vedere a culorilor şi grupul celor cu deficienţe moderate şi avansate de vedere a culorilor. Se obţin rezultate clare pentru protani, deutanii şi tritanii congenitali.

Testul nu este conceput pentru evaluarea severităţii. Nu este nici un test pentru separarea pacienţilor cu anomalii de vedere a culorilor de pacienţii dicromaţi. Separă bine deutanii cu afecţiune medie de protanii cu afecţiune medie.

Testul Dvorine

Testul Farnsworth D15

Testul L'Anthony

Page 15: Vederea in Culori

Există şi alte teste derivate din testul Farnsworth D15, cum sunt testul L'Anthony, testul Farnsworth-Mussel cu 100 de nuanţe, testul Roth 28. Testul L'Anthony conţine 15 discuri colorate şi este un test desaturat, mult mai dificil, destinat detectării deficienţelor cu severitate redusă.

Testul Farnsworth-Mussel cu 100 de nuanţe de culoare permite examinarea capacităţii de discriminare a nuanţei de culoare, fiind cel mai complex test existent. Testul permite detectarea tuturor anomaliilor de vedere a culorilor, de la anomalii uşoare de vedere a culorilor în roşu-verde până la acromatopsie totală. Testul permite separarea persoanelor cu vedere normală în trei clase, cu capacitate de discriminare superioară, medie şi redusă şi permite măsurarea axelor sau zonelor de confuzie a culorilor la persoanele cu vedere a culorilor deficitară. Este utilizat în testări vocaţionale şi psihologice, testări militare, etc. Sub o formă redusă, cu doar 40 de nuanţe de culoare, este întâlnit şi sub numele testul L'Anthony 40.

Testul Roth 28 conţine 28 de discuri colorate, similare cu cele de la testul Farnsworth. Ca şi testul D15, studiază axele caracteristice de discromatopsie dar oferă o sensibilitate mai ridicată. Cele 28 de discuri sunt selectate dintre cele 100 ale testului Farnsworth-Mussel.

Testul Americal Optical company (HRR) Testul este destinat identificării protanilor, deutanilor şi tritanilor, precum şi evaluării

severităţii afecţiunii. Testul constă din 24 de planşe conţinând simboluri. Imaginile sunt realizate cu culori neutre, ce cresc în saturaţie pentru planşe succesive ale testului. Există patru planşe de introducere, şase planşe pentru clasificarea deutanilor, protanilor şi tritanilor şi 14 planşe pentru evaluarea severităţii. Testul are elemente similare cu testul Ishihara, acestea fiind cele mai utilizate în practica clinică. Testul Ishihara este utilizat pentru testarea la roşu-verde, iar testul HRR pentru identificarea tritanilor şi pentru evaluarea severităţii afecţiunii.

Testul Creamer Este un test propus de J.J. Creamer

şi este utilizat ca o completare la testul HRR, pentru testarea cu precizie mai bună a severităţii orbirii cromatice de roşu-verde. Testul este format dintr-o singură planşă pseudo-izocromatică având două simboluri geometrice, ce pot fi utilizate indiferent de vârstă. Planşa are dimensiunea de 8 1/2"x11" şi este prezentată pacientului la distanţa de 30''.

Testarea deficienţei vederii culorilor cu testele imprimate Ishihara, Farnsworth sau HRR se recomandă a fi realizată la lumina zilei sau la lumină echivalentă (cu aceeaşi compoziţie spectrală). Deoarece sunt numeroase situaţiile în care testarea se face în cabinet, s-au realizat ochelari speciali, cu filtre având spectre de absorbţie, care compensează abaterea spectrului luminii de la lumina naturală. Există ochelari pentru corecţia spectrală a luminii emisă de lămpile cu incandescenţă sau de cele cu fluorescenţă.

Testul Creamer

Testul Farnsworth - Mussel

Page 16: Vederea in Culori

În tabelul următor este prezentată o analiză comparativă a testelor de vedere a culorilor cele mai întâlnite. Sunt indicate posibilităţile de detecţie ale afecţiunilor congenitale şi a celor dobândite, usurinţa clasificării în nivel de severitate a afecţiunii, complexiatea testului şi durata medie de testare, posibilitatea utilizării testului pentru testarea copiilor sau existenţa unor variante pentru uz pediatric, gradul de cunoaştere de către specialişti (apreciat pe baza numărului de referinţe existente în documentaţia de specialitate).

Produs Afectiune

congenitala Afectiune dobandita

Ususinta de clasificare

Numar de planse

Versiune pediatrica

Timp de testare

Acceptare de specialisti

Ishihara 24 de planse

DA NU NU 24 Separat Mediu-ridicat Foarte cunoscut

Universitatea City

DA DA DA 10 DA Mediu Cunoscut

Dvorine DA NU DA 23 DA Mediu-ridicat Rar cunoscut

Farnsworth D15

DA DA DA 16 DA Ridicat Cunoscut

L'Anthony 15

NU DA NU 5 DA Mic Rar cunoscut

HRR editia 4 DA DA DA 24 DA Mediu-ridicat Cunoscut

SPP2 Uneori DA DA 12 NU Ridicat Cunoscut Anomaloscopul Acest aparat are structura unui spectroscop cu viziune directă. El utilizează culorile

spectrale şi pune în evidenţă anomaliile în ceea ce priveşte proporţiile utilizate pentru a realiza diverse ecuaţii colorimetrice. Modelul cel mai cunoscut este anomaloscopul Nagel. Funcţionarea lui se bazează pe studiul ecuaţiei lui Rayleigh, ecuaţie ce diferenţiază tricromaţii normali de persoanele cu deficienţe de culoare roşu-verde şi permite clasificarea acestor deficienţe:

roşu (λ=671nm) + verde (λ=556nm) = galben (λ=589nm) Testarea se realiza, în mod tradiţional, folosind o tehnică prin care pacientul ajusta

culorile din câmpul de referinţă, prin manevrarea unui buton. În ultimii ani însă, ştiinţa a evoluat şi s-a adoptat principiul simulării de la perimetrele computerizate, pentru a standardiza condiţiile de testare şi a face datele adecvate manipulărilor statistice. Noile anomaloscoape folosesc algoritmi de testare reproductibili, ce permit manipularea statistică a datelor rezultate. Aparatele reuşesc să ajusteze şi iluminarea în câmpul de referinţă în mod automat, atunci când culoarea este schimbată, asigurând astfel similaritatea nuanţelor dintre câmpul de testare şi câmpul de referinţă.

În timpul testării, pacientul priveşte printr-un ocular şi observă un disc circular, împărţit în două printr-o linie verticală. Jumătatea stângă reprezintă câmpul de testare, iar jumătatea dreaptă – câmpul de referinţă. Se pot realiza două tipuri de testări:

- testarea Rayleigh – se amestecă culorile roşu (666nm) şi verde (548nm) în câmpul de testare, până când se potriveşte cu galbenul din câmpul de referinţă (589nm);

- testarea Moreland – se amestecă culorile albastru-verzui (490nm) şi albastru (436nm) în câmpul de testare, până când se potriveşte cu cyanul (480nm) desaturat cu galben din câmpul de referinţă.

Un subiect normal realizează o singură egalizare a celor două câmpuri. Un protonormal, care are deficient receptorul roşu, va folosi mai mult roşu decât un subiect normal. Dicromaţii poat realiza numeroase alte egalizări.

Page 17: Vederea in Culori

Anomaloscopul în secţiune

Două tipuri de anomaloscoape moderne computerizate

În concluzie, există o mare varietate de teste pentru vederea culorilor, puţine dintre acestea reuşind să acopere toate aspectele legate de detectarea tipului şi severităţii problemelor de vedere a culorilor. Este necesară, de cele mai multe ori, utilizarea succesivă a mai multor teste, problema majoră fiind clasificarea numerică a afecţiunii şi severităţii, şi stabilirea unor echivalenţe între teste. Totodată apar noi teste, concepute pentru a completa testele consacrate, ce este necesar a fi verificate şi introduse în practica optometrică.

http://www.diycalculator.com/sp-cvision.shtml#A7


Recommended