Свет и зрение рыб. Часть 2
Науменко М. А. | 13 мая 2001 г.
Зрение у большинства рыб — важнейшее чувство, при помощи которого они ориентируются в окружающей среде. Самым совершенным зрительным рецептором является глаз.
Глаза большинства рыб не имеют век и постоянно остаются открытыми. Лишь у некоторых акул имеется прозрачная мигательная перепонка. У других видов (кефаль, некоторые сельди) имеется так называемое «жировое веко», закрывающее иногда глаз почти до самого зрачка.
Разные виды рыб приспособились к жизни в разных условиях освещения. Существуют дневные, ночные, глубоководные и поверхностные рыбы. Естественно поэтому расположение на голове, структура и функция глаз у разных видов рыб различны. Глаза поверхностных рыб состоят обычно из сетчатки с различным у разных видов соотношением палочек и колбочек, из шарообразного хрусталика и относительно небольшого отверстия — зрачка.
В сетчатке большинства костистых рыб имеются два типа приемников света: колбочки (дневные приемники света) и палочки (сумеречные приемники света). С такой двойственной системой зрения рыб связано изменение воспринимаемого спектра света, обусловленное приспособлением из зрения к яркости света. Для рыб, обитающих в верхних слоя воды, световая чувствительность глаза, близка к человеческому. Человеческий глаз обладает различной чувствительностью по отношению к разным участкам спектра, причем максимальная чувствительность приходится на длину волны 555 mкм (зеленый цвет). У большинства рыб восприятие света происходит в интервале от 400 до 750 mкм, т.е. они, как и человек, различают цвета видимого диапазона от фиолетового (самого коротковолнового) до красного (самого длинноволнового) и зависит от предварительной адаптации глаза к свету («палочковое» или «колбочковое» зрение).
Вспомните диапазон видимого света, начиная с самого коротковолнового: фиолетовый (420mкм), синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный (700 mкм). В сумерках (в условиях ’’темновой’’ адаптации глаза) воспринимаемый рыбами спектр света охватывает только коротковолновую часть шкалы световых волн. Максимум приходится в среднем на 540 mкм (желто-зеленый). Днем (в условиях ’’световой’’ адаптации глаз) воспринимаемый спектр смещается в правую (длинноволновую) часть шкалы (максимум приблизительно равен 620 mкм). Это означает, что в дневное время наиболее различимым цветом является красно-оранжевый.
Переход рыб от световой к темновой адаптации происходит в течение получаса.
Этот механизм изменения спектральной чувствительности сетчатки также позволяет рыбам приспосабливаться к изменению глубин. Глаза глубоководных рыб состоят в большинстве случаев из палочковой сетчатки, цилиндрически вытянутых «передних» сред и огромного зрачка. Естественно поэтому, что свойства зрения отдельных видов рыб из числа как поверхностных, так и глубоководных видов различны и зависят от приспособления вида к условиям биотической и абиотической среды.
Щука, судак, морской окунь и другие имеют большие глаза — вьюн, карликовый сомик, сом — маленькие. Обычно различия в размере глаз идут параллельно с развитием зрительных способностей рыб.
Для дневных животных более важно иметь высокую остроту зрения при невысокой чувствительности глаза. Это достигается преобладанием в сетчатке глаза рецептеров дневного зрения — колбочек. Виды, питание которых осуществляется в сумеречных условиях при помощи зрения, имеют хорошо развитые с количественным преобладанием небольших по размеру палочек (лещ, ерш густера). Виды, питающиеся днем, имеют хорошо развитые глаза и небольшое преобладание палочек над колбочками (щука, окунь, форель). Экологические зоны, в которых обитают рыбы, характеризуются различными условиями освещенности, что определяет специфику их зрительного восприятия различных объектов.
Различные виды рыб имеют значительно различающиеся шкалы световосприятия, при этом шкалы световосприятия у морских рыб сдвинуты в коротковолновую часть видимого участка спектра (желто-голубые цвета) по сравнению с пресноводными.
Водная среда создает особые световые условия для населяющих ее организмов. Здесь свет изменяется не только в зависимости от времени суток, но и от глубины и мутности среды. В одно и то же время каждый слой воды имеет свою, отличную от других освещенность. Рыбы отвечают изменением двигательной активности на изменение факторов среды — света, температуры, пищи и т.д., каждый из которых может стать преобладающим и подавить остальные. Проникающий под водную поверхность свет, распространяясь в глубину, постепенно ослабевает в результате ослабления световых лучей за счет явления поглощения и рассеяния. Если бы поглощение и рассеяние света в воде было одинаковым для различных лучей спектра, то воды морей и озер были бы похожи на разбавленное молоко. Но это не происходит вследствие того, что лучи различных длин волн по-разному поглощаются и рассеиваются. Обычный белый свет состоит из цветных лучей, смешанных в строго определенной пропорции. Стоит только нарушить эту пропорцию, как белый цвет приобретает цветную окраску. Именно это и происходит в воде. Обычный белый солнечный свет, попадая под поверхность воды, претерпевает поглощение и рассеяние. Красные и желтые лучи сильно поглощаются уже в верхних, довольно тонких слоях воды. Синие и фиолетовые лучи поглощаются значительно меньше и проникают значительно глубже красных и желтых. Для чистой пресной воды расчеты показывают, что световая энергия в зависимости от длины волны, ослабленная до 10% от своего начального значения, достигает глубины 50 м для голубых и зеленых лучей, а оранжевая составляющая спектра — примерно до 10-12 метров. Прибрежные мутные воды морей и озер гораздо более мощный фильтр. Голубые и зеленые лучи (10% от приходящих на поверхность) достигают 4- 5 метров, желто-зеленые лучи — 6 метров, а оранжевые — лишь 3- 4 м.
В результате в спектре света, проникающего на глубины, начинают преобладать синие лучи. Вода приобретает зеленовато-синюю окраску. На ряду с поглощением лучей происходит их рассеяние. Характер рассеяния для различных цветных лучей сильно зависит от размера и характера взвешенных частиц, на которых происходит рассеяние.
Обычно в воде сильнее всего рассеиваются синие лучи и слабее всего — красные. А так как синие лучи медленнее ослабляются, чем красные, и быстрее рассеиваются, они могут быть отброшены назад, поэтому свет, выходящий из моря обратно, имеет недостаток красных лучей. Это является причиной сине-голубой окраски моря или озера. На рис.1 приведен график зависимости энергии лучей для света, падающего на поверхности моря, и света, проникающего в воду на глубину 10 см, 1 , 10 и 100 м, от длины волны. Естественная солнечная лучистая энергия, состоящая из ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения, в первых же сантиметрах терпит большие изменения по составу лучей. Очень быстро поглощаются инфракрасные лучи и ослабевают красные. Медленнее идет поглощение в ультрафиолетовой части спектра. Наименьшее ослабление имеют сине-зеленые лучи.
Разные воды по-разному поглощают и рассеивают лучи, из которых состоит белый свет. Одно и то же озеро или море меняет свой цвет в зависимости от сезона года. Оно может быть ярко-синим, похожим на раствор анилинового красителя или зеленым, буро-зеленым, а иногда даже коричневым и красным. Все зависит от состава рассеивающих свет взвесей. Как правило, цветение планктонных организмов сопровождается резким снижением прозрачности воды. На рис.2 изображен график, показывающий распределение лучей спектра для света, проникающего на глубину 100 м в чистой морской воде и для света на глубине 10 м в мутных водах. Расчеты ученых показывают, что при средней прозрачности 5 метров, что достаточно высока для наших северных широт, уже в первых пяти метрах водной толщи освещенность уменьшается в 8 раз.
С точки зрения спектральной энергии очевидно, что наибольшей энергией обладают в чистой воде синие лучи, в мутной — желто-зеленые лучи. Это придает участкам моря или озера соответствующую окраску.
Отличие спектрального состава света, проникающего н глубины, от спектрального состава естественного белого света, по-видимому является причиной своеобразной окраски водных животных. Окраска водных животных бывает двух типов: часть обитателей глубин имеет окраску дополнительную по отношению к свету, проникающему на эти глубины, другая часть имеет приспособительную маскирующую окраску. Как мы уже видели, в глубины моря проникают лишь сине-зеленые лучи, то дополнительной к этим лучам будет красная окраска. Действительно, очень многие жители глубин, извлеченные из воды, имеют ярко-красную окраску, а в глубине в сине-фиолетовом свете они не бросаются в глаза и кажутся серыми.
Другая часть животных, имеющая приспособительную окраску, маскируется на фоне дна или водной толщи. Рыбы, имеющие темные спинки, при наблюдении сверху сливаются с фоном глубины.
Для людей далеких от науки и для тех, кто не хочет заниматься самостоятельным анализом научной информации, эксперты редакции решили сделать несколько выводов из приведенной выше статьи.
1. Обратите внимание на шкалу видимого спектра. Под шкалой поставлены цифровые значения длин волн, соответствующих данному цвету.
2. Данная шкала соответствует человеческому восприятию цветов. Рыба видит те же цвета, что и человек.
3. Но поскольку рыба находится под водой, а свет, проникая под воду, теряет часть спектра, то некоторые объекты для рыбы будут выглядеть несколько иначе, чем для человека над водой.
4. Чем более коротковолновый цвет, тем глубже он проникает, и наоборот, чем длина волны больше, тем больше потеря данного цвета с глубиной. Это справедливо для чистой воды.
5. Но вода наших водоемов не является чистой, в ней присутствует то или иное количество взвешенных частиц. Каждый размер частиц рассеивает какой-то определенный спектр (цвет).
6. Поскольку потеря цвета сильно зависит от мутности воды (от размера и количества посторонних частиц), то для разных водоемов рассеяние света будет различным. Поэтому, дать четкие рекомендации по выбору цвета приманки в зависимости от глубины вряд ли получится. Но общие рекомендации все же возможны.
7. Чем больше глубина (в пределах от 0 до 10 метров) тем более заметны в ней будут цвета, близкие к синему, а менее всего заметны красные цвета. То есть до глубины примерно 3 метра можно использовать красные приманки, далее — желтые и зеленые, а на самой глубине — близкие к синему и фиолетовому.
8. Чем вода более мутная, тем лучше будут работать приманки с желто-зеленой цветовой гаммой, немного хуже — голубые и зеленые, и совсем плохо — оранжевые и красные. Это справедливо для глубин более 3 метров.
9. Наибольшего эффекта при экспериментах с необычной окраской приманки можно достигнуть при ловле на небольших (до нескольких метров) глубинах. Раскраска самых глубоководных приманок должна максимально отражать достигающего ее спектра света, поэтому заметнее всего будет зеркальная или сине-фиолетовая поверхность.
В следующем номере ищите продолжения статьи о зрении рыб. Наш автор попытается ответить на вопрос — «А есть ли разница для рыбы между, например, синим и голубым цветом?
Источник
Подводная фотография: советы начинающим
Подводная фотосъемка – очень интересное и непростое занятие. Этим увлечением заразилось множество людей по всему миру. Но зачастую желающие заняться подводной фотографией сталкиваются с нехваткой информации. Сегодня же мы попытаемся исправить ситуацию. В этой статье мы постараемся ответить на вопрос: что потребуется начинающему любителю для занятий подводной фотографией. Как выбирать аксессуары? На что обращать внимание?
Самое главное оборудование для съемки под водой – это, конечно же, фотоаппарат. Сегодня на рынке представлено не так уж и мало устройств, которые можно использовать под водой. Все они могут быть поделены на две большие группы. К первой относятся полноценные фотоаппараты-амфибии, специально разработанные для подводной съемки. Некоторые модели позволяют делать снимки на глубине до 40-50 метров. Однако их стоимость может отпугнуть многих любителей дайвинга: за такое устройство придется выложить минимум 25 тысяч рублей без учета аксессуаров. В качестве примера можно привести аппарат DX8000G от компании Sea&Sea.
Подводный мир сказочно красив, но красиво снять стайки цветных рыбок, крабов и прочих морских жителей не так-то просто
Ко второй группе фотоаппаратов можно отнести те модели, которые предназначены для обычной съемки на воздухе, но имеют пыле- и влагонепроницаемый корпус, позволяющий полностью погружать устройство под воду: например, Pentax Optio W30 или Olympus mju 770 SW. Стоимость таких устройств совсем немного выше аналогичных фотоаппаратов в обычных корпусах. А поэтому они доступны очень широкому кругу покупателей. Однако если говорить откровенно, они не очень хорошо подходят для дайверов. Во-первых, с ними можно погружаться на очень небольшую глубину. Так, Pentax Optio W30 позволяет погружаться на глубину 3 метра, а Olympus mju 770 SW – на 10 метров. Во-вторых, время допустимого пребывания фотоаппарата под водой сильно ограничено. В-третьих, у большинства людей уже есть камера, которая в данный момент их вполне устраивает. Покупка же еще одной довольно накладна. Вот если речь идет о приобретении нового фотоаппарата, то наличие у какой-то модели влагозащитного корпуса может стать одним из преимуществ в процессе выбора.
Простейший вариант для подводных съемок около самой поверхности – купить влагозащищенную камеру, например, Olympus mju 770 SW, снимать которой можно на глубине до 10 м
Оптимальным же вариантом с точки зрения большинства людей является приобретение специального защитного бокса, благодаря которому для подводной съемки можно использовать обычный «сухопутный» фотоаппарат.
Бокс боксу рознь
На сегодняшний день на рынке представлено два вида защитных чехлов, которые позволяют осуществлять съемку под водой. К первому относятся так называемые «пакетики». Они на самом деле представляют собой пакеты из двухслойного поливинилхлорида со встроенным глазком для объектива из стекла. Пользоваться ими очень просто. Достаточно выбрать подходящий для вашей камеры по размеру чехол, положить в него устройство и закрыть два зажима. Достоинств у такого решения два. Во-первых, эти чехлы не привязаны жестко к модели фотоаппарата. То есть один и тот же «пакетик» может использоваться для нескольких устройств примерно одинакового размера. Во-вторых, стоят чехлы такого типа относительно недорого. Так, например, цена выпускаемых компанией Ewa-Marine «пакетиков» для обычного компактного цифрового фотоаппарата составляет от 4 до 6 тысяч рублей. Встречаются и гораздо более дешевые варианты, за которые достаточно выложить от 1 до 1,5 тысяч рублей.
Если у вас уже есть цифровой компакт, можно превратить его в «подводный», купив «пакетик». Например, такой «пакетик» Aquapac, стоит до 1000 руб.
К недостаткам мягких чехлов можно отнести, во-первых, их относительно небольшую прочность. Максимально допустимая глубина для них колеблется от 3 до 10 метров, чего во многих случаях явно недостаточно. Во-вторых, к фотоаппарату, положенному в «пакетик», невозможно подключить ни одно дополнительное устройство. А это очень серьезный минус для любого, кто собирается фотографировать глубже 3 метров. Почему? Об этом мы поговорим чуть позже.
Есть мягкие чехлы и практически для всех зеркальных камер, но нырять с таким снаряжением можно не глубже 10 м
Второй вид защитных чехлов – жесткие боксы. Выполняются они обычно из прозрачного пластика, а все соединения разных частей корпуса защищены специальными уплотнительными кольцами. Такая конструкция уже годится для более серьезных целей и позволяет опускать камеру на довольно большую глубину: от 40 до 60 метров. Для управления фотоаппаратом под водой на поверхность бокса выносятся специальные элементы (колесики, рычажки, кнопки и т.п.). Они находятся напротив элементов управления камерой, передавая им прилагаемые снаружи усилия.
Жесткие чехлы менее универсальны, чем «пакетики», что обусловлено особенностями их конструкции. Среди них встречаются модели, которые подходят к относительно большому количеству фотокамер. Однако за универсальность приходится платить. Универсальные боксы обычно позволяют задействовать только кнопку спуска, все же остальные элементы управления недоступны. А это очень плохо, поскольку при съемке под водой полагаться исключительно на автоматику нельзя, и некоторые параметры лучше настраивать вручную. Есть среди боксов и те, которые подходят только для одной модели фотоаппарата. Компромиссный вариант – жесткие чехлы, предназначенные для целой серии камер и обладающие всеми необходимыми элементами управления. В качестве примера можно привести бокс Casio EWC-40, который подходит для защиты сразу трех фотоаппаратов: Casio EXILIM Zoom EX-Z30, EX-Z40, EX-Z50.
Жесткие чехлы позволяют снимать на значительной глубине. Так, например, Casio EWC-40 позволяет погружаться на 40 м.
Кстати, при выборе жесткого чехла необходимо обратить внимание на два важных момента. Во-первых, желательно, чтобы к фотоаппарату можно было прикрепить внешнюю вспышку. Во-вторых, «иллюминатор» бокса должен иметь резьбу для крепления фильтров и дополнительных насадок.
Освещение – одна из самых серьезных проблем подводной съемки. Дело в том, что некоторые особенности среды позволяют делать под водой при естественном свете приемлемые по качеству снимки только на глубине не более 1,5-3 метров в зависимости от погоды и прозрачности воды. Причина этого – сильное поглощение света в общем и красной части спектра в особенности. Из-за этого снимки получаются довольно темными и излишне синими. Решить эту проблему может вспышка. Однако встроенная вспышка фотоаппарата не подходит. Мельчайшие частицы, плавающие в воде (микроорганизмы, микроскопические водоросли и т.п.), рассеивают свет, причем значительная часть потока направляется в противоположном направлении, то есть возвращается обратно к камере, попадая в объектив. Это очень неприятный эффект, который может испортить значительную часть снимков, сделанных с использованием встроенной вспышки. Единственным же способом защиты от него является использование внешней вспышки, удаленной от фотоаппарата на максимальное расстояние или же подсвечивающей объект сбоку.
Встроенная вспышка плохо подходит для съемок под водой. Идеальный вариант – внешняя вспышка, крепящаяся на гибкой штанге
Сегодня оптимальным для начинающего подводного фотографа будет использование так называемого комплекта – вспышки, продающейся сразу же с подводным боксом. Например, в последнее время довольно популярной стала модель FANTASEA Cool Flash. Ее нельзя назвать профессиональным или обладающим какими-то уникальными характеристиками устройством. Однако ее можно использовать как на суше, так и в воде на глубине до 40 метров, а стоит она всего лишь около 2500 рублей.
На рынке представлены и отдельные боксы для внешних вспышек. Однако есть они только для профессиональных, дорогих моделей. И стоят такие боксы уже немало: от 7 000 рублей. Поэтому обладателям любительских внешних вспышек, скорее всего, придется приобретать еще одну, специально для подводной съемки.
Оборудование для подводной съемки не ограничивается исключительно фотоаппаратами, вспышками и боксами для их защиты. Помимо этого существует множество «мелочей», обладающих большой важностью. В первую очередь к ним относится штанга для фотовспышки. Мы уже упоминали, что чем дальше будет находиться источник света от объектива, тем лучше. Боковое же освещение вообще может дать под водой очень интересные эффекты. Однако держать одной рукой фотоаппарат, а другой вспышку, да еще как-то управляться со всем этим, нелегко. Штанга же позволяет без особых проблем правильно осветить объект съемок. Особенно хороши в этом плане гибкие штанги. Их можно загнуть в любом месте почти под любым углом, установив нужный угол падения света. Выпускает их, например, все та же специализирующаяся на подводном оборудовании компания Sea&Sea, и стоит этот аксессуар около тысячи рублей. Кстати, нельзя забывать, что в случае выноса вспышки на расстояние от камеры фотографу потребуется кабель для синхронизации их работы. Стоят синхрокабели от 900 до 3000 рублей в зависимости от используемых устройств.
Спектр света под водой сильно отличается от обычного дневного света на поверхности. Без специальных фильтров снимки будут выглядеть излишне синими
Отдельно хочется упомянуть о конструкциях для соединения бокса с камерой со вспышкой и другими осветительными приборами. Некоторые компании, в частности FANTASEA, выпускают целые наборы аксессуаров, соединяющихся друг с другом (очень похоже на конструктор). Пользователь может купить несколько необходимых ему элементов и собрать желаемую конструкцию. Однако стоит отметить, что платформы, тем более собираемые самостоятельно, подходят только опытным фотографам, точно знающим, что им нужно.
Следующий аксессуар, который может оказаться полезным под водой, – красные светофильтры. Их использование позволяет компенсировать поглощение красной части спектра, благодаря чему можно добиться более реалистичных, избавленных от излишка голубого цвета, фотографий. Эти фильтры выпускаются отдельно для разных боксов, а поэтому при их выборе необходимо быть предельно внимательным. Стоят они в зависимости от модели и производителя от 800 до 1500 рублей.
Еще одним аксессуаром, необходимым для подводной съемки, является силиконовый гель. Он предназначен для смазки прокладок, поворотных элементов и прочих пластмассовых и резинотехнических изделий. Гель защищает бокс от проникновения воды, а также препятствует разрушению прокладок от действия морской воды. Тюбик с этим средством должен входить в комплект поставки бокса. Но после того как гель в нем закончится, любителям подводных съемок придется покупать его самостоятельно.
Ну и напоследок отметим еще две «мелочи», которые могут оказаться весьма полезными. Первая – жидкость для защиты глазка бокса от запотевания. О ее пользе рассказывать, наверное, никому не нужно. Отметим только, что изредка она входит в комплект поставки боксов для защиты камер, однако встречается такое довольно редко – чаще флакон с жидкостью приходится приобретать отдельно.
Второй аксессуар – специальный впитывающий влагу гель, который обычно продается в пакетиках. Перед погружением он укладывается внутрь бокса вместе с фотоаппаратом. Его предназначение – защитить камеру от воды в случае протечки. Такая ситуация вполне возможна, причем последствия ее могут быть весьма трагичными (естественно, для фотоаппарата). Гель же впитывает воду, не давая ей навредить. Впрочем, покупать дорогой специальный гель не обязательно – умельцы приспособились использовать вместо него наполнители из детских подгузников.
Итак, оборудования для подводной съемки предостаточно. Причем не только дорогого и суперпрофессионального, есть решения по вполне доступным для любителей ценам.
Не расстраивайтесь, если пока средств на профессиональную технику не хватает: очень красивые снимки можно сделать совсем рядом с поверхностью
Сейчас можно сказать, что подводная фотография, как и дайвинг, перестала быть уделом элиты, а превратилась в увлекательное хобби, которым может заняться любой желающий. Можно начать с фотографирования ракушек, стоя по колено в воде, а можно и спуститься к затонувшему судну в поисках если и не сокровищ, то красивых сюжетов для фотоснимков.
Источник
