Mensch und Licht
Die Wirkungen des Lichtes auf den Menschen sind vielseitig und im gesamten Ausmaß noch nicht lückenlos erforscht. Sie gehen jedoch über den reinen Vorgang des Erkennens von Gegenständen weit hinaus.
Licht ruft Stimmungen und Emotionen hervor und beeinflusst den Biorhythmus des Menschen. Zum tieferen Verständnis sind fachübergreifende Erkenntnisse aus den Gebieten der Physik, Physiologie, Neurologie und Psychologie erforderlich.
Physiologie
Das menschliche Auge ist trotz des relativ einfachen Konstruktionsprinzips zu einer Reihe erstaunlicher Leistungen fähig, die mit technischen Mitteln nur schwer realisierbar sind.
Ein Vergleich zwischen Fotokamera und Auge soll dies zeigen:
Die Netzhaut des Auges entspricht dem lichtempfindlichen Film. Hornhaut, vordere Augenkammer und Linse übernehmen die Aufgabe des Objektivs. Die Iris ist mit der Blende vergleichbar. Beide verändern ihren Durchmesser abhängig von der Beleuchtungsstärke auf Retina bzw. Film.
Kamera und Auge sind jedoch in ihren Funktionen sehr verschieden.
Die Kamera erzeugt ein starres Bild auf der lichtempfindlichen Filmschicht. Das Auge stellt dem Gehirn ständig neue Daten zur Verfügung. Auch bei statischem Blick und Umfeld wiederholt sich die Übertragung der Daten mehrmals pro Sekunde. Vereinfacht gesagt ist das Sehen ein Ergebnis aus der Kombination von Auge als optischem und neuronalem System und einer komplexen und leistungsfähigen "Bildverarbeitung" im Gehirn.
Es gibt angeborene und erworbene Fähigkeiten beim Sehen. Bekanntes wird z. B. schneller erfasst als neue Eindrücke.
Wie die Signal- und Bildverarbeitung und die folgende Integration in unser Bewusstsein vor sich gehen, darüber gibt es noch keine allumfassende Erklärung.
Wahrnehmung
Über 80 % der Umweltinformationen nimmt der Mensch über das Auge auf. Die Datenübertragungsrate ist dabei um den Faktor 10 höher als z. B. beim Hören. Dreidimensionales oder stereoskopisches Sehen wird dadurch ermöglicht, dass die Augen in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Beim Betrachten eines Objektes entstehen zwei leicht unterschiedliche Bilder. Aus den Differenzen beider Bilder errechnet das Gehirn einen räumlichen Eindruck, der das Abschätzen kurzer Entfernungen ermöglicht.
Das Gehirn unterscheidet beim Entfernungssehen auf große Distanzen zwischen nahen und weiter entfernten Objekten u.a. anhand des Blauanteils des Lichtes. Näher liegende Objekte erscheinen in wärmeren, intensiveren Farbtönen, entferntere Objekte dagegen in bläulichen und blassen Tönen.
Der Mensch nutzt zum Sehen nur elektromagnetische Strahlung im kleinen Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm. Diesen Bereich nennt man sichtbares Licht. Im Laufe der Evolution haben sich die Augen des Menschen auf den Wellenlängenbereich des Sonnenspektrums spezialisiert, der in ausreichender Menge und mit einer gewissen Konstanz die Erdatmosphäre zu durchdringen vermag.
Das Farbsehen mittels der Zäpfchen ist in drei verschiedene Spektralbereiche unterteilt. Auf jeden der drei Strahlungsbereiche Rot, Grün und Blau reagiert eine Zapfenart sensibel. Durch Reizen eines bzw. meist mehrerer Zapfentypen kann gemäß der additiven Farbmischung das gesamte Farbspektrum vermittelt werden.