Sự nhìn và cảm giác về màu sắc docx

Sự nhìn và cảmgiác về
màu sắc
Khi chỉ có mộthoặc hai loại tế bào hình nón được kích thích, thìngưỡng màu
sắc nhận được có giớihạn. Ví dụ, nếu một dải hẹp ánh sáng lục (540-550nm) được
dùngđể kích thích tất cả các tế bào hìnhnón, thì chỉ có một loại chứa sắc tố lục sẽ
phản ứng lại, tạo ra cảm giác nhìn thấymàu lục. Sự cảm nhận củathị giác con nó
với các màu trừ chủ yếu, ví dụ như màu vàng, cóthể tăng theo mộthoặc haicách.
Nếu tế bào hình nón đỏ và lục được kích thíchđồng thời với ánh sángđơn sắc vàng
có bước sóng580nm, thì mỗi cơ quanthụ cảm tế bào hình nón phảnứng lại hầu
như bằng nhaudo sự chồnglần phổ hấp thụ của chúng xấp xỉ như nhautrongvùng
này củaphổ ánhsáng khả kiến.Cảm giác màu tươngtự có thể thu được bằng cách
kíchthích các tế bào hình nón đỏ và lục riêng rẽ với hỗn hợpbước sóng đỏ và lục
riêng biệt chọnlọc từ các vùng phổ hấpthụ của cơ quanthụ cảm không cósự
chồng lấn đángkể. Kết quả, trongcả hai trường hợp,là sự kích thích đồng thời của
các tế bào hìnhnón đỏ vàlục tạo racảm giácmàu vàng, mặc dù kết quả cuốicùng
thu được bằnghai cơ chế khác nhau. Khả năng nhận đượccác màusắc khác đòi hỏi
phải kích thích một, hai, hoặc cả ba loại tế bào hình nón, đến mức độ khác nhau,
với bảng màu bước sóngthích hợp.
Mặcdù hệ thị giáccủa con người có ba loại tế bào hình nón với các sắc tố
màu tương ứng của chúng,cộng với cáctế bào hìnhque cảmthụ ánhsáng cho sự
nhìn tối,nhưng não người bù đắp cho những biến đổi bước sóngánh sáng và
nguồnsáng trong sự cảmnhận màu sắc củanó. Đồngphân dị vị là các cặp phổ ánh
sáng khác nhauđược não người nhận radưới dạngcùng mộtmàu. Thật thú vị, các
màu có thể nhận thức là như nhauhoặctương đương bởi con người đôi khilại
được phân biệtrõ ràngbởi những độngvật khác, đáng chú ý nhất là chim chóc.
Các neuron trung gianchuyên chở thông tin thị giác giữa võngmạc và não
khônghề liên kếtđơn giản một-nối-một với các tế bào cảm giác. Mỗi tế bào hình
nón vàhình que trong hố mắt gởi tínhiệuđến ít nhất là ba tế bào tamcực, trong
khi ở những vùng ngoại vi hơn củavõngmạc, tín hiệu từ một số lượnglớn tế bào
hình que cùngđổ về một tế bào hạchtrung tâm. Độ phân giải không gian ở những
phần ngoài củavõng mạcbị tổn hại bởi có một số lượng lớntế bàohình que nối

với một rãnh,nhưng có nhiều tế bào cảmgiác thamgia vàoviệc bắt lấy tín hiệu yếu
làm cải thiện đáng kể độ nhạy ngưỡng củamắt. Đặcđiểm này của mắt người tương
tự như sự hoạt động của hệ camera kĩ thuật số CCD quét chậm.
Các tế bào cảmgiác, tam cực, vàcác tế bào hạchtrung tâm của võng mạc
cũng liên kếtvới các neuron khác, tạo nênmột mạng đườngdẫn ngănchặn và kích
thích phức tạp. Kết quả là tínhiệu từ 5đến 7 triệu tế bàohình nónvà 125 triệu tế
bào hình quetrong võng mạc người đượcxử lí và chuyên chở đến phẩn vỏ não thị
giác bằngchỉ khoảng 1 triệu sợi thần kinhthị giác. Cơ mắt được kíchthích vàđiều
khiểnbởi tế bàohạch trungtâm trongphần cong gập hình đầu gối, đóngvai trò
như bộ điều khiển phản hồi giữa võngmạc và vỏ não thị giác.
Mạng đường dẫn kích thích vàngăn cản phức tạp ở võng mạc sắp xếp trong
ba lớp tế bàothần kinhphát sinh từ một vùng đặc biệt của não trong sự phát triển
thời kì đầu. Các mạch điện và vòng phản hồi này manglại sự kết hợp các hiệu ứng
tạo ra sự sắc nét cạnh, tăng cường độ tương phản,lấy tổngkhông gian, tínhtrung
bình nhiễu, và các dạng kháccủa việc xử lí tín hiệu,có lẽ baogồm cả một số dạng
đến nay chưa khám phára. Trongsự nhìncủa con người, mộtmức độ đáng kể của
việc xử lí ảnh xảy ra trong não, nhưng chính võngmạc cũng cóliên quanở quy mô
rộng củanhiệm vụ xử lí.
Một khía cạnh khác của sự nhìn của con người được gọi là bất biến màu, giá
trị màu của một vật khôngthay đổi trênmột phạm vichiếu sáng rộng. Năm 1672,
Isaac Newton chứng minhđược bất biến màu ở cảm giác thị giáccủa con người và
mang lạimanh mối cho lí thuyết cổ điển về sự cảm nhận màu sắc và hệ thần kinh.
EdwinH.Land, nhà sáng lập tập đoàn Polaroid, đã đề xuất lí thuyết Retinexcủasự
nhìn màu, dựatrên những quansát của ôngvề bấtbiến màu.Khi một màu (hoặc
một giá trị xám xịt) đượcquan sátdưới mộtngọnđèn tương xứng, thì mảng màu
sẽ khôngthay đổi màu sắc của nó ngaycả khiđộ chói của quangcảnh thay đổi.
Trongtrường hợp này, gradient củanguồnchiếu sáng quang cảnh không làm thay
đổi màu nhận được hoặc sắc thái xám xịt của màngquan sát. Nếu mức độ rọi sáng
đạt đếnngưỡngđối với sự nhìn tối,thì cảm giác màu sẽ tan biến. Trong thuật toán
của Land,giá trị sáng của các khuvực màu được tínhtoán, và năng lượngtại một

khu vực đặcbiệt trong quang cảnh đượcđem so sánhvới tất cả các khuvực khác
trong quang cảnh đối với dải sóngđó. Tính toán đượcthực hiệnba lần, một cho
mỗidải sóng (sóngdài, sóng ngắn,và sóngtrung), và bộ ba giá trị sángthu được
xác định một vị trí đối với khu vực đó trong không gian màu ba chiều được định
nghĩa bởi lí thuyết Retinex.
Thuật ngữ mù màu là một từ khôngchính xác, thườngđược sử dụngtrong
trò chuyện hàngngày, để ám chỉ bất cứ sự khó khăn nào trongviệc phân biệt giữa
các màu. Sự mù màu thật sự, haykhôngcó khả năngnhìn thấy bấtcứ màunào, thì
cực kì hiếm,mặc dù có đến 8% namgiới và 0,5%phụ nữ sinh ra có một số dị tật về
sự nhìn màu(xem bảng1). Sự khiếm khuyết di truyền ở sự nhìn màu thườnglà kết
quả củanhững khuyết tật ở cáctế bào thụ quang trong võng mạc, một màng thần
kinh đóng vai trò màn ảnhnằm ở phía saucủa mắt.Các khuyếttật về sự nhìn màu
cũng có thể do bệnh tật,do tác dụngphụ củaviệc dùng một số loại dược phẩm
nhất định,hoặc do quá trình lãohóa tự nhiên, và nhữngkhiếmkhuyết này có lẽ
ảnh hưởngđến các bộ phận của mắt chứ không phảicác tế bào thụ quang.
Các tế bào hìnhnón bìnhthường và độ nhạy sắc tố cho phép một người phân
biệt tấtcả các màu khác nhau cũng như các hỗn hợp màutinh vi. Loại nhìn màu
bình thường này đượcgọi là tam sắc và dựa trên sự tương tác qualại từ ngưỡng
độ nhạychồnglấn của ba loại tế bào hìnhnón thụ quang.Một tật nhìn màu nhẹ xảy
ra khi sắc tố thuộc mộttrong ba loại tế bào hìnhnón bị mất, và độ nhạy cực đại của
nó bị lệch sang bước sóng khác,tạo ramột sự khiếmkhuyết thị giác gọi là tamsắc
dị thường, mộttrong ba loại tật nhìn màu phổ biến. Nhị sắc, một dạng mùmàu
nặng hơn,xảyra khi một trong cácsắc tố bị nhầm một cáchnghiêmtrọng trong
đặc trưng hấpthụ của nó, hoặc khi một sắc tố nhấtđịnh không được tạo ra.Sự
thiếuhoàn toàn cảm giảcmàu, haytật đơn sắc, cực kì hiếm, còn những người bị
mù màutoàn phần chỉ nhìn thấy sự thayđổi mức độ sáng, và thế giới trước mắt có
màu đen,trắngvà bóng xám.Tật nàychỉ xảy ravới nhữngcá nhân thừa hưởng
một genrối loạntừ cả bố lẫn mẹ.
Ngườibị tật nhị sắc có thể phânbiệt một số màu, vàdo đó ítbị ảnh hưởng
đến cuộcsống hàng ngày hơn so với người bị tật đơn sắc, nhưng họ luôn luôn lo

lắngrằng họ cóvấn đề với sự nhìnmàu của mình. Tật nhị sắc chia nhỏ thành ba
loại: mù màu đỏ, mù màu lục, và mù màu lam (xemhình 7). Xấpxỉ 2% nam giới
trên thế giới thừa hưởngmột trong hailoại đầu, còn loại thứ ba hiếm thấy hơn
nhiều.
Mù màuđỏ làchứng thiếu màuđỏ-lục, nguyênnhân domất cảmgiác màu đỏ,
gây ra sự thiếuphân biệt có thể nhận thấyđược giữa màuđỏ, cam, vàng, và lục.
Ngoài ra, độ sáng của các màu đỏ, cam, và vàng giảmđột ngộtso với mức bình
thường. Hiệu ứng cườngđộ suygiảm có thể làm cho đèn tín hiệu giao thôngmàu
đỏ trôngtối đen (không cóánh sáng), và màu đỏ (nói chung) trông đen nghịt hoặc
xám đen.Người bị mùmàu đỏ thường học cách phân biệtchính xácgiữa màuđỏ
và màu lục, và màu đỏ từ màu vàng,chủ yếu dựa trên độ sáng biểukiến của chúng,
chứ không dựa trên bấtkì sự khác biệtmàu sắc có thể nhận thức được nào. Màu
lục nói chung thường trông sáng hơn màu đỏ đối với nhữngngười này.Vì ánh sáng
đỏ xuất hiện ở một đầucủa phổ khả kiến, nên có mộtchút chồng lấntrong độ nhạy
với hai loại tế bào hìnhnón kia,và người mù màuđỏ bị mất cảm giác rõ rệt với ánh
sáng ở phía bước sóngdài (màu đỏ)của quang phổ.Những người cókhiếm khuyết
về sự nhìn màu này có thể phân biệt giữamàu lamvà màu vàng, nhưngnhạthơn,
màu tím, và màu tía khôngthể phân biệt từ các bóng khác nhau màu lam, dosự suy
giảm thành phần đỏ trong nhữngmàu này.
Những người bị mù màulục, chứng thiếu cảm giác màu lục,có nhiều vấn đề
về phân biệt màu sắctương tự như người mù màuđỏ, nhưngcó mức độ nhạy khá
bình thường trong phổ khả kiến. Dovị trí của ánhsáng lục nằm ở giữacủa phổ ánh
sángkhả kiến,vàđườngcong độ nhạychồnglấncủacác cơ quanthụ cảmhình nón,
nên cómột số phản ứng của các cơ quan thụ quang đỏ và lamvới các bước sóng
lục.Mặc dù mù màu lụccó liên quanvới ít nhất làmột phản ứngđộ sángvới ánh
sáng lục (và ít suy giảm cườngđộ dị thường), nhưng nhữngcái tênđỏ, cam, vàng,
và lục đối với người mù màulục dường như là quánhiều thuật ngữ cho những
màu trông y hệt nhau. Tương tự, các màu lam, tím,tía, vànhững màu nhạthơn
cũng không thể phân biệt được với những người mắc chứngmù màu này.
Mù màu lam làsự thiếu cảm giác màu lam,và tạora sự thiếu màu lam-vàng

trong sự nhìn màu. Nhữngngười bị khuyết tật này không thể phân biệt màu lam và
màu vàng, nhưngthật sự có thể ghi nhận sự khác biệt giữa màu đỏ và màu lục.
Chứng này khá hiếm, và xảy ra ngangngửa ở cả haigiới. Những người mùmàu lam
thường không cónhiều khókhăntrong việc thực hiện nhữngcôngviệc hàngngày
như những người mắcchứng nhị sắc đỏ-lục. Vìcác bước sónglam chỉ xuất hiệnở
một đầu của quangphổ, và có mộtchút sự chồng lấnđộ nhạy với hai loại tế bào
hình nónkia, nên toàn bộ sự mấtcảm giác trong vùngphổ đó có thể khágay gắt
đối với kiểu tậtnày.
Khi có một sự mất cảm giác màu domột tế bào thụ cảm hình nón, nhưng các
tế bào hình nón vẫn hoạt động, thì sự khiếm khuyết màu sắc nhìn được xem là tam
sắc bất thường, và chúngđược phân loại tương tự như loại nhị sắc. Sự lộn xộn
thường tăng thêm do các chứng tật này lại đượcđặt tên tương tự,nhưng cóthêm
hậu tố dị thường. Như vậy, sự mù màu đỏ dị thường và mù màulục dị thường
mang lạicác vấnđề ghi nhận màu sắc tương tự như chứng nhị sắcđỏ-lục, mặcdù
khôngrõ rệt lắm.Mù màu đỏ dị thườngđượcxem là sự nhìn màu“yếu màuđỏ”,
với màuđỏ (hoặc bất kì màu nàocó thành phần đỏ) trông nhạt hơn bình thường,
và màu sắc lệchvề phía màu lục. Người bị mù màu lục biểu hiện “sự yếumàu lục”,
và có nhữngkhó khăn tương tự trong việc phân biệt giữa những daođộngnhỏ
trong màu sắc rơivào vùng đỏ, cam, vàng,và lục của phổ khả kiến. Điều này xảy ra
do màu sắc trông có vẻ lệch về phíađỏ. Trái lại, nhữngngười mù màulục không bị
mấtđộ sáng như người mù màuđỏ. Nhiềungười cócác biếnthể tam sắcdị thường
này cóchút ít khókhăntrong việc thựchiện côngviệc đòi hỏi sự nhìn màu bình
thường, và một số thậm chí còn không nhận thức đượclà sự nhìn màu củahọ bị
suy yếu. Mù màu lam dị thường,hay sự yếu màu lam, không được xemlà một
khiếmkhuyết ditruyền. Trong mộtsố trường hợp sự khiếmkhuyết đó đượcghi
nhận, người ta cho rằngnó làdo tự có chứ không phải di truyền. Một số bệnhvề
mắt(như bệnhtăng nhãnáp, tấn công các tế bào hình nón lam)có thể gây ra
chứng mù màu lam. Sự mất tế bào hình nónmàu lam vùng ngoại biên là phổ biến
nhất trong số các bệnh này.
Không kể cáchạn chế, có một số lợi thế thị giác độc đáođối với bệnh mù

màu, như tăngkhả năngphân biệt các vật ngụytrang. Đường nét, chứ khôngphải
màu sắc, chịu trách nhiệm ghi nhận hìnhảnh, và sự cải thiện tình trạng nhìnđêm
có thể do những khiếm khuyết nhìnmàu nhất định.Trong quânsự, nhữngngười
lính bắn tỉa và chỉ điểm mù màu cógiá trị caovì những lí do này. Hồi đầunhững
năm 1900,trongmột nỗ lực nhằmđánhgiá sự nhìn màu bấtthườngcủaconngười,
kính nhìnNagelđã đượcphát triển. Sử dụng thiết bị này, người quan sát điều
chỉnhcác nút điều khiểnđể canh chỉnhhaitrường màu cho màusắc và độ sáng.
Một phương pháp đánh giá khác, phépkiểm tra đĩa Ishiharacho chứngmù màu,
đặt theotên tiến sĩ ShinobuIshihara, phân biệt giữasự nhìn màu sắcbình thường
và chứng mù màu đỏ-lục(xem hình 7). Mộtphép kiểm tra đưa ra cho sự nhìn màu
bình thường cóthể pháthiện sự khác biệt màu sắc giữa hìnhvà nền. Với nhà quan
sát bị khiếm khuyết màu đỏ-lục, các đĩa trông cùngmộtmàu, khôngcó sự phân
biệt giữahình vàhoa văn nền.
Là mộtphần tự nhiên của quá trình lão hóa, mắt người bắt đầu nhận màusắc
khác đi trong những năm về sau, nhưngkhông trở nên “mù màu” như ý nghĩa thật
sự của thuậtngữ. Sự lão hóa làmvàng vàtối thủytinh thể cùng giácmạc, hiệu ứng
thoái hóa cũng đi cùngvới sự corút kích thước con ngươi. Với sự vàng hóa, các
bướcsóng ngắn của ánhsáng khả kiến bị hấp thụ, nên màu lamtrông tối đi. Hệ quả
là những người già thường gặpkhó khăntrong việc phân biệt giữa các màusắc
khác biệt cơ bản ở thành phần lam của chúng, như màu lam và xám, hoặc màu đỏ
và tía.Ở tuổi 60,khi so với năng lực nhìn ở tuổi 20, chỉ có 33%ánh sáng tới trên
giác mạc đi tới các tế bào thụ quangtrongvõng mạc.Giá trị này giảm xuống còn
khoảng 12,5%khituổi giữa70.
Sự điều tiết của mắt là hoạt động sinh lí điều chỉnh thành phần thủy tinh thể
nhằmlàm thay đổihệ số khúc xạ vàmang cácvật ở gần mắt vào điểm hộitụ sắc
nét. Các tia sángban đầu bị khúcxạ tại bề mặt giác mạc sẽ bị hội tụ thêm saukhiđi
qua thủy tinh thể. Trong sự điềutiết, sự co cơ tròn làm thư giãn sức căng trên thủy
tinh thể, mang lại sự thay đổi hìnhdạng của mô trong suốt vàmềm dẻo đó, đồng
thời cũng hơi đưa nó ra trước. Kết quả dây chuyền của sự biến đổi thủytinh thể là
điều chỉnh tiêu cự của mắt để mang ảnh chính xácvào tiêu điểm trên lớp tế bào

nhạy sáng có trên võng mạc. Sự điều tiếtcũng làmgiãn sứccăng tácdụng lên thủy
tinh thể bởi cácsợi zoule, và cho phép mặttrước củathủy tinhthể tăng độ cong
của nó. Mức độ tăng khúc xạ,cùng với sự hơi lệch vị trí của thủytinh thể,mang vật
ở gần mắt vàotiêu điểm.
Tiêu điểm trong mắt được điềukhiển bởi sự kết hợpcủa cácthành phần
gồm mống mắt, thủy tinh thể,giác mạc, và mô cơ,có thể làm thay đổi hình dạng
của thủytinh thể saochomắt có thể hội tụ cả những vật ở gần lẫn ở xa. Tuy nhiên,
trong một số trường hợp, cáccơ này khônghoạtđộng thích đáng hoặc mắt hơi bị
biến đổi hình dạng, và tiêu điểm không cắt qua võng mạc (một trạng thái thường
gọi là sự nhìn hội tụ). Khi già, thủytinh thể trở nên cứng hơn và không thể làm hội
tụ mộtcách chính xác, dẫn đến sự nhìn nghèo nàn. Nếu điểm hội tụ rơi vào phía
trướcvõng mạc,trạng thái được gọi là cậnthị, và nhữngngười có tật này không
thể hội tụ các vật ở xa.Trongtrường hợp mà tiêuđiểm nằmphía sau võng mạc,
mắtsẽ gặp rắcrối khi hội tụ nhữngvật ở gần, tạo ra một trạng tháigọi là viễn thị.
Những tật nàycủa mắt luôncó thể chữa bằng cách đeo kính(hình 8), dùng một
thấu kínhlõm để chữa cận thị vàmột thấu kính lồi để chữa viễn thị.
Sự nhìn hội tụ không phải hoàntoàn do sinh lí và có thể ảnhhưởng bằng
cách tập luyện,nếu như mắt khôngbị dị tật. Nhữngbài tập lặp đi lặp lại có thể
được sử dụng để phát triển sự nhìn hội tụ mạnh. Cácvận động viên, ví dụ vận động
viên bóngrỗ, có sự nhìn hội tụ tốt.Tại mỗithời điểm,hai mắt phải phốihợp với
nhau để duy trì sự nhìn haimắt,với hệ thốngcơ thần kinh phảnứng nhanhvà
chínhxác thường không biết mệt mỏi, điều khiểntínhlinhđộng và sự phối hợp
của chúng.Nhữngthay đổi độ tụ của mắt hoặcchuyển động của đầu được xem xét
trong những tínhtoán thực hiệnbởi hệ thị giác phứctạp nhằmtạo ra thôngtin
thần kình thích hợp cho cơ mắt. Một chuyển động 10độ của mắt có thể hoàn thành
trong khoảng40 mili giây, với những tínhtoán xảy ranhanh hơnmắt cóthể đạttới
mục tiêu dự định củanó. Chuyển động nhỏ của mắt đượcgọi là giậtmắt, và chuyển
độnglớn hơn từ điểmnày đến điểm khác được gọi là xoaymắt.
Hệ thị giác củacon người khôngphải chỉ phát hiệnánh sáng và màu sắc, mà
như trong quanghệ, nóphải có thể phân biệt rõ giữacác vật, hoặc một vật và

phôngnền củanó. Được gọi là độ tương phản sinhlí, hoặc sự nhận thức độ tương
phản, mối quanhệ giữa độ sáng khả kiến của hai vật nhìntại cùng một thời điểm
(tươngphản đồngthời) hoặc nhìn liên tiếp (tươngphản liên tiếp) sovới nền, có
thể, hoặc không thể giống nhau.Với hệ thị giác của con người, độ tương phản giảm
trong môi trường tối và người ta sẽ chịu sự khiếmkhuyết màu sắc giốngnhư
người mù màu đỏ-lục.Độ tươngphản phụ thuộc vào sự nhìnhai mắt,độ sắc thị
giác, vàviệc xử lí ảnh bởi vỏ nãothị giác. Mộtvật có độ tương phản thấp, không thể
nào phân biệtđược nó với phông nền trừ khi nó đangchuyển động, được gọi là
ngụy trang. Tuy nhiên, nhữngngười mù màu thườngcó khả năng phát hiện các vật
ngụy trang dotăng sự nhìn bởitế bào hìnhque và mất khả năng xử lí các màusai
lạc. Sự tăng độ tương phản có nghĩa là tăngđộ khả kiến, và giá trị địnhlượng cho
sự tươngphản thường được biểu diễn bằng phầntrăm hoặctỉ số. Dưới nhữngđiều
kiệntốt nhất, mắt trần có thể phát hiệnsự có mặt của 2% độ tương phản.
Với sự nhìn của con người, sự tăng biểu kiến độ tương phản nhận được
trong một vùnghẹp trên mỗi mặtranh giới giữa hai khuvựccó độ sáng và/hoặc
màu sắc khác nhau. Vàocuối thế kỉ 19, nhà vật lí học ngườiPháp Michel E.
Chevreul đã phát hiện thấy độ tươngphảnđồng thời. Làmột chức năng đặc biệt
của nhậnthức thị giác của con người, phần rìa hayđường biên của vật luôntrông
nổi bật, táchvật ra khỏi phông nền của nóvà làm dịu đi sự địnhhướngkhông gian.
Khi đặt trên một nềnsáng chói, vùng rìa của một vật tối trôngnhạt hơnphần còn
lại củanền (trong thực tế, độ tươngphản đã tăng lên). Với hiệntượng nhận thức
này, màu sắc cóđộ tương phản mạnh nhất, màu bù,được tạo ra (bởi não) tại vùng
rìa. Vì màu sắc và phần bùcủanó được nhậnthức đồngthời, nên thu được kết quả
là sự tươngphản đồngthời. Khung viềnvà các đường ranh giới kháctách rời khu
vực tươngphản có xu hướnglàm giảm hiệu ứng (hoặcsự chiếu sáng) bằng việc
loại trừ sự tương phản ở mép rìa. Nhiều dạng kính hiển vi quang học, đáng chú ý
nhất là kính hiển vi rọi sáng tươngphảnpha, đã khaithác đặcđiểm nàycủa hệ thị
giác con người.Bằng cáchlàm tăng độ tương phản vật lí của ảnh màkhông phải
làm biến đổi vật thôngqua nhuộm màu hoặc những kĩ thuật khác, mẫu vật tương
phản pha đượcbảo vệ khỏi bị phá hủy hoặc chết (trongtrường hợp mẫu vật sống).

Phản ứng tần số không giancủa mắt người có thể đánhgiá bằng việc xác
định khả năngphát hiện một dãyvạch trong cách tử điều biến sin. Cách tử kiểm tra
có các vùng (vạch) xen kẽ sáng vàtối, tăng tuyến tính từ tần số cao đến tần số thấp
dọc theo trục ngang, cònđộ tương phảngiảm theo hàmmũ từ trên xuống dưới.
Ranh giới giữa các vạch chỉ có thể phânbiệt bởinhững người có sự nhìn bình
thường từ 7đến 10 chu kì/độ. Đối với sự nhìn khôngmàu, khitần số không gian
rất thấp(khoảngcách giữa các vạch rộng), yêu cầu phải có độ tươngphản cao mới
pháthiện được sự biến đổi cườngđộ theo dạng sin. Khi tầnsố không giantăng,con
người có thể phát hiện nhữngchu kì có độ tương phản thấp, đạt tớicực đại khoảng
8 chu kì/độ trong trường thị giác. Bênngoài điểmđó, một lầnnữa phải yêu cầucó
độ tươngphản cao hơn nữa mới có thể phát hiện các vạch sin mảnhhơn.
Việc kiểm tra hàm truyền điều tiết của hệ thị giáccon người cho thấyđộ
tương phản là cần thiết để phát hiện rasự biến đổi độ chói ở cách tử dạng sin
chuẩn hóa khi tănglẫn giảm tần số không gian. Về mặt thìmắt xử sự hơi khác với
một dụng cụ tạo ảnh đơn giản (ví dụ như cameraphim hoặcbộ cảm biến CCD).
Hàm truyền điều biến củamột hệ camerahội tụ, đơngiản đạtcực đại tại tần số
khônggian bằngkhông, với mức độ điềubiến giảm xuống 0 tại tần số ngưỡng của
camera.
Khi độ chói của quang cảnh dao động tuần hoàn vài lầntrong mộtgiây (như
xảy ra với màn hình máy tính vàtivi), con người nhận thứcđược mộtcảm giác kích
thích,mặc dù cáccảnh liên tiếp là tách rời nhau.Khitần số daođộng tăng,sự kích
thích cũng tăng và đạttới cực đại ở khoảng10 hertz, nhất là khilóe sáng xen kẽ với
cảnh tối. Ở những tầnsố cao hơn, các cảnhkhôngcòn xuất hiện rời rạc, và các vật
bị dời chỗ từ cảnh này sang cảnh khác bây giờ được nhậnthức làđang chuyển
độngêm ái. Thường được gọi là sự rung hình, cảm giác dao động sáng kích thíchcó
thể duytrì lênđến 50-60 hertz. Ở ngoài một tần số và độ chói nhất định, gọilà tần
số rung hìnhtới hạn, sự rungmàn ảnh không còn được nhận thấy. Đây là nguyên
nhânchủ yếu vìsao mà việc tăng tốc độ làm tươi màn hìnhmáy tínhtừ 60 lên85-
100 hertztạo ra sự hiển thị ổn định,không runghình.
Những tiến bộ trong công nghệ chế tạo bán dẫn, đặc biệt là kĩ thuật oxitkim

loại bổ chính (CMOS) và CMOSlưỡng cực (BiCMOS)đã đưa tới một thế hệ mới của
các bộ cảm quang mini có phạm viđộng học kháclạ và phản ứng nhanh.Gần đây,
dãy chip cảm biến CMOS đã được sắp xếp để mô phỏng hoạt độngcủa võng mạc
con người. Những cáigọi là mắt chip này, bằng cách kết hợp quang học, sự nhìn
của con người, vàcác bộ vixử lí, đang phát triểnkhoa mắt qualĩnh vực mới quang
sinh thái học. Võng mạc bị hỏng do các chứngbệnhsuy nhượcthị giác,như viêm
màng lưới võngmạc hoặcthoái hóa,cũng như sự lãohóa và các thương tổn đến
võng mạc, cướp đi sự nhìn, đang đượcchữa bằng cách cấy mắt chip. Mắt chip
silicon chứa khoảng 3500 bộ dò sáng minigắn trêncác điện cực kim loại bắt chước
chức năng của các tế bào hình quevà hình nón ở mắt người. Các bộ dò sáng hấp
thụ ánhsáng tới khúc xạ bởi giác mạc và thủy tinhthể và tạora một lượng nhỏ
điện tíchkích thích các neuronvõngmạc. Cóđường kính2mm (xem hình9), võng
mạc thaythế dày phân nửa một mảnh giấybình thường, vàđược cấy vào một lỗ
nằm phía dưới võng mạc bị hỏng.
Là mộtsự thaythế chomắt chip,việc thay ghép võng mạc bằng một bộ xử lí
tín hiệu số và mộtcameragắn trên một cặpkính,thu lấy và truyền hình ảnhcủa
vật hoặc quang cảnh. Không códây truyền, ảnh được gởi tới một chip nhận ghép
phía saulớp võng mạc, nơi các xungthầnkinh được truyềnlên não. Tuy nhiên,
võng mạc nhântạo sẽ không trị được bệnh tăngnhãn áp hoặc các tật nhìn hỏngcác
sợi thầnkinh dẫn tới dây thần kinhthị giác. Khiquang sinh thái học phát triển,
người ta có thể hiểu tốthơn về hệ thị giácphức tạpcủa con người.