세상에는 밤과 낮이 있고 우리의 눈에도 밤시력이 있고 낮시력이 있다.
그러니까 우리 눈에서, 어두운 밤에서 작용하는 광수용체 세포와 밝은 낮에서 작용하는 광수용체 세포가 따로 있다.
즉, 밝은 낮에 작용하는 광수용체 세포는 cone형 세포이며 어두운 밤에 작용하는 광수용체 세포는 rod형 세포다.
아래 그림은 cone(녹색), rod(빨강) 세포의 암순응 곡선이다.
밝은데 있다가 갑자기 영화관 같은 암실에 들어같을때, 경과 시간에 따른 빛에 대한 민감도 곡선이다.
x축이 경과 시간이고 y축은 민감도를 표시한다.
x가 0일때의 y값은 명순응 (낮 시력)상태에서의 세포들의 빛에 민감도가 된다.
y축의 값이 낮을수록 빛에 대한 민감도가 좋고, 높을수록 안좋다고 생각하면 된다.
그래프에서 보면 우리 눈은 암실에 들어가면 아무것도 안보이다가
시간이 지나면서 감도가 좋아지면서 서서히 하나씩 보이며, 대략 20분쯤 있으면 완전히 암순응을 하게 되고 밤시력이 된다.
(영화 시작전에 광고를 너무 많이 해서 짜증이 나면, 영화관에서 관객들 암순응 시키고 있나보다 라고라도 위안을 삼기를.)
암실 25분 경과후 세포의 빛에대한 민감도를 보면 rod세포가 cone 세포보다 훨씬 민감하다.
그러니까 밤시력 상태에서는 cone이 못보는 어두운 빛을 rod가 볼수 있다.
빛의 강도가 그래프 상의 3 주위 정도의 강도(단위 모르겠네요..)라면 rod만 작동하고 cone은 작동할 기회가 없다.
왜냐하면 cone은 빛이 강도 6은 되어야 작동을 하니 말이다.
어두운 환경에서는 색을 구분하지 못하는 것은 이때에는 색을 구분할수 있는 cone세포가 작동하지 않기 때문이다.
반면 x축이 0인 명순응 상태(낮시력)를 보면 양상은 반대가 된다.
낮시력에서는 반대로 cone 세포가 rod세포보다 훨씬 민감하다.
그러니까 낮시력 상태에서는 cone이 못보는 빛을 rod가 볼수 있다.
빛의 강도가 그래프 상의 7 주위 정도의 강도라면 반대로, cone만 작동하고 rod는 작동할 기회가 없다.
확인해 보지는 않았지만 아마도 실제로
낮에 가장 일상적인 빛의 강도는 7정도 일듯 하고, 밤에 가장 일상적인 빛의 강도는 3정도일것이다.
그리하여 정리하면 어두운 밤에는 암순응을 하여 우리눈은 밤시력이 되고 여기에는 대부분 rod세포만 관여하며
밝은 낮에는 명순응을 하여 우리눈은 낮시력이 되고 여기에는 대부분 cone세포만 관여한다.
우리가 하나의 눈으로 밤과 낮세상을 그다지 큰 불편없이 볼수 있는 것은 이렇게 눈에 2가지의 센서가 서로 다른 순응곡선을 보이기 때문이다.
그렇지 않고 한가지의 빛에 대한 민감도만 가지게 된다면
예컨데 명순응 상태의 민감도로 설정이 된다면 우리는 밤에 하나도 볼수가 없을 것이다. 마치 영화관 안에 들어간 후 몇분 처럼
반면에 암순응 상태의 민감도로 설저잉 된다면 낮에는 세포들이 전부 작동하여 세상이 하얗게 보이면서 머리가 깨질 것이다.
마치 어두운데 있다가 갑자가 밝은데로 나온것 직후 처럼
---------------------사족 1---------------
암순응 그래프에서의 파란색은 두가지 세포의 감도가 반영된 최종적인 빛의 감도 곡선이다.
보면 감도가 향상되는 곡선의 기울기에 차이가 있다.
즉, 들어간 직후와 7~8분 사이 이렇게 두번 갑자기 감도의 향상 정도가 빨라진다. (cone 세포 순응)
그리고 실제로도 그렇다.
영화관에 들어같을때 순간 아무것도 안보이다가 곧 하나씩 보이기 시작한다.
대략적인 이정도의 감도가 대략 6~7분 유지되다가 이 후에 또다시 안보이던 것이 보이기 시작하게 된다(rod 세포 순응).
한번 해 보시길
---------------------사족 2---------------
카메라의 경우 우리의 눈처럼 2가지 센서를 가지고 있지 않다.
똑딱이 카메라의 경우 한가지 센서밖에 없기 때문에
그리고 아마도 낮의 광도에 적합하게 센서의 감도가 설정이 된듯 하기 때문에 밤이나 조금만 어두운데 찍어도 안보이거나 화질이 구려진다.
그렇다고 감도를 낮의 광도에 맞추면 낮에 사진이 전부 하얗게 나올수 있다.
DSLR같은 좋은 카메라도 그런지는 사실 자신이 없지만(카메라에 대해서는 문외한..)
이런 카메라는 조리개나 셔터 타임을 조절해서 어두운 상태에도 우리가 보듯이, 밝은 상태에서도 우리가 보듯이 찍는듯 하다.
---------------------혼자 생각---------------
한가지 의문이 들수 있다.
저렇게 복잡하게 하지 말고 색을 분간할수 cone만으로도 가능하지 않을까?
즉, cone이 명순응 상태에서 강도 7의 민감도, 암순응 상태에서는 강도 3의 민감도를 가지는 것이다.
이론상 전혀 문제가 없다. 오히려 밤에도 색을 구분할수 있고 좋게 될 것이다.
그런데 그렇게 하지 않고 rod가 들어와서 복잡하게 된듯 하다.
(확인하지는 않았지만) cone 세포가 에너지를 많이 먹어서 효율성 차원에서 잘 쓸일이 없는 어두운 밤에 눈은 다른걸로 대체 햇거나
아니면 낮전용 특수형인 cone 세포가 형태상 근본적으로 6이하 강도는 감지할수 없어서 불가피 하게 저렇게 되었는지도 모르겠다.
어두운 밤에는 cone이 작동할수가 없어서 rod만 작동하고
밝은 낮에는 cone이 작동할수가 있기 때문에 rod는 작동하지 않아도 되어서 같은.
