不小心被拍出一对血红色的瞳孔?恭喜你!
如果你在暗处拍照时,不小心得到了这样一对血红色的瞳孔,那么,恭喜你!
图 | scienceabc
因为这个红色是眼球后方血管的颜色,能通过瞳孔一眼看到红色的血管,表明你眼睛里透光的部分非常清澈通透,血管的颜色也没有异常。
为什么相机能拍下红眼
但平时人眼看不到?
照片中的“红眼”,我们通常没法直接用眼睛看到,因为使它出现的两个条件互相矛盾:
第一个条件是,有大量的光把眼球里面照亮。第二个是瞳孔扩大,允许光照入眼球并返回来让我们看到。
而眼球前方的瞳孔负责控制进入眼球的光量,当光线明亮时瞳孔缩小,减少进光量;光线不足时瞳孔扩大,使更多光线到达视网膜,以使人看东西更清楚。
因此,这两个条件一般不能同时被满足,瞳孔大的时候光不够,光线够的时候瞳孔小,除非一种情况,在光线暗的地方开闪光拍照。这时,闪光灯提供大量光,瞳孔因为适应了黑暗而扩大,在闪光当时还没来得及缩小,“红眼”就被拍下来了。
眼球解剖结构,角膜、房水、晶状体及玻璃体都是几乎透明的 | aapos
“红眼”之所以那么红,是因为光线进入眼睛后,一路经过的都是非常透明的结构,包括眼睛表面的少量眼泪、角膜、水状的房水、调节焦距的晶状体和果冻状的玻璃体。这些结构的后方是一层非常薄的视网膜,其中的感光细胞将光波转化为电信号,电信号被视神经收集起来并传入大脑,在这里产生视觉图像,然后人才能看到景物。
为视网膜和视神经提供血液供应的,是紧贴视网膜后方的脉络膜,这层膜血管丰富,血流量占眼内血流量的85%,所以看起来非常红。当大量光照射到脉络膜上,就会反射回红光。
如果把眼睛比作相机,那么虹膜就相当于光圈,晶状体为调焦装置,视网膜类似于底片 | healthcare.nikon
故意想拍红眼却拍不到?
要小心了!
想拍出“红眼”,需要有大量光线从瞳孔进入并返回、眼球所有透光结构清澈,以及脉络膜是红色的。
如果光线不能顺畅进入瞳孔并返回,就不会出现“红眼”,比如在明亮的地方拍照,即使开了闪光灯,也会因为瞳孔太小而失败。另外,被拍的人没有直视镜头及闪光灯时,光线也难以进入眼球并折返回来。
即使拍出“红眼”,每个人红的程度也不一样,因为有些人的眼睛更“吸光”,也就是视网膜色素上皮内的黑色素更多。视网膜后面这层色素可以吸收一部分光线,色素越多吸收光线越多,反射回镜头的光线越少,也就越不容易红眼。这里色素的多少通常与虹膜,也就是黑眼珠的颜色一致,所以眼珠颜色越深的人,越不容易被拍出红眼。
其余拍不出“红眼”的情况,特别是两只眼睛不一致时,有可能是疾病导致了眼球不透光或者脉络膜颜色发生了改变。
实际上,2014年有位母亲因为晒了3岁女儿的“红眼”照片,得到了改变女儿人生的建议。当时一个朋友看到女孩右眼瞳孔是红色的,而左眼是黄色的,立即给母亲发了信息。虽然女孩没表现出看不清东西,父母还是带她去看了眼科医生,最终女孩被确诊为高士病(Coats’ disease),也就是一种脉络膜血管异常,并因此接受了手术,之后视力有所改善。如果没有这张“红眼”照片,女孩左眼可能会永久失明。
母亲Tara Taylor发布的照片里,女儿Rylee两眼瞳孔的颜色明显不一致 | @Tara Taylor
观察“红眼”现象的颜色和强度,也是医生筛查幼儿眼科疾病的一种简便方法(布鲁克纳试验,Brückner test)。如果瞳孔中的红色不对称,或者变成白色、黄色或黑色,可能存在眼部疾病。除了上面图片里的脉络膜血管异常,还有如下可能:屈光不正(远视、近视或散光)及斜视,视网膜母细胞瘤挡住了红色的脉络膜,或者透光结构变得浑浊,比如泪液中有黏液或异物、角膜浑浊、白内障或玻璃体出血。
当然,通过“红眼”来检查眼睛,只是非常初级的方法,筛查结果异常但实际上身体健康的情况很常见。如果怀疑眼睛不正常,请一定及时就医,咨询眼科医生。
不想拍出红眼,怎么办?
在拍照的时候,主要有两类方法预防“红眼”,第一类是让瞳孔缩小。现在的手机多数都有防红眼功能,在打开闪光灯的同时开启这个模式,手机就会在正式拍照之前,预先进行“欺骗性”的闪光。这样,人眼接收到闪光灯强光,瞳孔在正式拍照时已经缩小,就比较难将光线反射回镜头了。
另一类方法是不让大量光线进入眼睛并折返,比如在光线充足的地方拍照、不使用闪光灯,以及眼睛不直视镜头。
最后,万一还是不幸拍到了“红眼”,很多修图软件中都有专门的去红眼功能,可以把瞳孔中的红色轻松修除。
iPhone照片编辑中的去红眼功能,右图为消除后效果 | 作者供图
为什么动物眼睛晚上发黄、绿或蓝光?
即使没有开闪光灯,夜里很多动物的眼睛也常常像在“发光”,包括猫、狗、牛、马、羊、鼠类和鱼类等。
瞳孔在亮处看起来是黑色的,在暗处像是发黄光 | 内容部朋友家的猫“包拯”
动物眼睛的“发光”,比人的“红眼”亮很多,可以直接用眼睛看到,这种光来自人不具备的一个眼内结构——明毯(也称绒毡层、照膜,tapetum lucidum)。它位于视网膜感光细胞的后方,反射光线的能力非常强,可以提高动物的夜视能力。
对于眼睛会“发光”的动物,进入眼睛的光线有三种去处:
1. 光线被视网膜感光细胞接收,转化为电信号后传递至大脑,产生图像。
2. 光线穿过视网膜,照射到明毯,反射回视网膜,被感光细胞接收。这让视网膜接收到的光线量增加,也就提高了动物在黑夜看清物体的能力,猫视觉灵敏度可因此提高44%。
3. 光线从明毯反射回来后,没有被视网膜细胞接收,反射出眼睛。如果碰巧进了人类的眼睛或者被相机拍到,就成了我们看到的眼睛“发光”。猫眼反射的光大约是人眼的130倍。
进入人眼的光线,主要被视网膜接收,或被脉络膜反射;进入猫眼的光线,可被视网膜接收(1)、经明毯反射后被视网膜接收(2)或反射出眼睛(3) | Badger Run Wildlife Rehab
人眼只能反射红色,是因为反光的是脉络膜血管,血液中红细胞里的血红素是红色的,它吸收除了红光之外的其他光波,只反射回红光。而动物眼睛“发光”的颜色取决于明毯,这种颜色不源于色素,而是源于结构。
明毯由多层高反射率的结构组成,当各层平行排列而且间距适当时,明毯就可以将反射光线叠加起来,让动物眼睛显得非常亮,像在发光。各层结构的间距,则决定了反射光波的波长,也就是眼睛“发光”的颜色。猫的明毯幼年时呈淡蓝色,成熟后为黄色至绿色,狗的从黄绿色到绿蓝色不等,鱼类多为白色。
各物种的不同颜色眼底。第一行是没有明毯的动物(通常为昼夜习性):从右到左分别为鸟、白化鼠、兜帽鼠、红袋鼠、猪、恒河猴、人类。第二行是具有视网膜明毯的动物:鳄鱼、负鼠、果蝠。第三行是有脉络膜细胞明毯的动物:犬×4、猫、美洲虎、豹子。第四行是有脉络膜纤维明毯的动物:马×2、绵羊、山羊、牛、鹿、欧洲盘羊 | 参考文献[2]
另外,有些动物眼睛“发光”的颜色会随季节变化,比如,北极驯鹿的瞳孔在夏季是金黄色的,而冬季为深蓝。这是为了适应极昼极夜的光线变化,冬季光线变弱后,驯鹿的瞳孔扩大,影响眼内液体循环,眼球内部压力增大。压力使组成明毯的胶原蛋白纤维间距更近,于是反射光从黄光变为波长更短的蓝光。这种变化,让冬季驯鹿眼睛对光线的敏感度提高到夏季的100~1000倍。
北极驯鹿冬季和夏季的眼睛对比,上图为外观,下图为眼球内部颜色 | Paddykalish/ Glen Jeffery
动物的眼睛“发光”,除了让我们不开灯就能看到家里的猫狗,还可以在夜间观察野外动物时,帮助研究人员识别种类,因为每种动物都有各自的明毯颜色、瞳孔距离、眨眼和运动方式。
最后,我们平时在路边看到的反光标记,灵感其实就来自猫眼的明毯。
上图:不同路标的结构;下图:夜间路标的反光 | 图虫创意
参考文献
[1] American Academy of Pediatrics; Section on Ophthalmology; American Association for Pediatric Ophthalmology And Strabismus; American Academy of Ophthalmology; American Association of Certified Orthoptists. Red reflex examination in neonates, infants, and children. Pediatrics. 2008 Dec;122(6):1401-4.
[2] Ollivier FJ, Samuelson DA, Brooks DE, Lewis PA, Kallberg ME, Komáromy AM. Comparative morphology of the tapetum lucidum (among selected species). Vet Ophthalmol. 2004 Jan-Feb;7(1):11-22.
[3] Stokkan KA, Folkow L, Dukes J, Neveu M, Hogg C, Siefken S, Dakin SC, Jeffery G. Shifting mirrors: adaptive changes in retinal reflections to winter darkness in Arctic reindeer. Proc Biol Sci. 2013 Oct 30;280(1773):20132451.
[4] https://www.aao.org/eye-health/anatomy/parts-of-eye[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK553139/#:~:text=The%20red%20reflex%20from%20the,such%20as%20retinoblastoma.%5B2%5D
[6] https://www.aao.org/eye-health/tips-prevention/diagnosing-children-from-photographs
作者:代天医
编辑:游识猷
题图来源:scienceabc
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