Восприятие цвета возможно при наличии трех компонентов: источника света (излучателя), объекта и детектора (глаза или ка-кого-либо инструмента или аппарата).

Считается, что предрасполагающим моментом к восприятию цвета является одновременное наличие всех трех компонентов. Однако это далеко не всегда необходимо, цветоощущение возможно и без воздействия источника света, отражения этого света от объекта и восприятия отраженного света глазом. Опыт ощущения цвета находится в головном мозге наблюдателя, а не является особым внутренним свойством объекта или глаза (рис. 4.1). Хотя система источника света/объект/детектор лежит в основе восприятия цвета, это лишь один из способов, так называемое сознательное цветовосприятие. Существуют и другие, например, подсознательное цветовосприятие (память о цвете

) и парасознательное восприятие (под влиянием различных наркотических и/или лекарственных средств), в обоих случаях ощущение цвета обеспечивается активностью одного лишь головного мозга, без источника света и объекта. В этой главе остановимся только на сознательном восприятии цвета.

Свет как раздражитель для восприятия цвета.

Первой составляющей в цепочке восприятия цвета является световой раздражитель. Видимый свет представляет собой узкий пучок спектра электромагнитного излучения, с одной стороны ограниченного длинными радиоволнами, с другой — короткими гамма волнами. Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитные волны длиной от 380 нм (фиолетовые) до 780 нм (красный)

. Согласно заключению Исаака Ньютона

, свет сам по себе не имеет цвета, но приобретает его, отражаясь от поверхностей различных объектов. Это было доказано в его знаменитом эксперименте с пропусканием луча света через призму, из которой выходили лучи видимого спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (рис. 4.2). Как уже упоминалось выше, для восприятия цвета необходимы источник света, объект и детектор.

Источник света.

Одним из физических параметров, с помощью которого можно оценить цвет, является цветовая температура, которая измеряется в кельвинах (К), широта этого показателя варьирует от цвета синего неба в прохладную погоду (9000 К) до цвета пламени свечи (2500 К). В 1931 году Международная комиссия по вопросам цвета

предложила стандартизировать источники освещения по следующим категориям: А, В и С, а в 1971 году

был добавлен источник типа D

. Эти источники отличаются спектром испускаемых волн и используются для определения цвета в определенных условиях. Например, стандартный источник света типа А продуцирует раскаленный свет с цветовой температурой 2856 К, стандартный источник света типа С продуцирует дневной свет средней интенсивности с цветовой температурой 6774 К без ультрафиолетовой составляющей, стандартный источник света типа [)

продуцирует дневной свет с цветовой .температурой 6540 К, включая ультрафиолетовое излучение. Следует разграничить понятия источника света и источника излучения. Чтобы быть точным, источник света - это физически ощущаемый свет (например, от стоматологического светильника), тогда как источник излучения не всегда продуцирует реально ощущаемый свет, но если источник излучения перевести в физическую форму, то он будет называться стандартным источником света. В данной главе будем считать эти понятия взаимозаменяемыми. Источник освещения способен оказывать влияние на восприятие того или иного цвета, так как в зависимости от источника освещения один и тот же цвет может казаться разным (рис. 4.3 и 4.4).

Объект.

Как куб характеризуется тремя измерениями: высотой, шириной и глубиной, точно так же цвет характеризуется тремя параметрами: тоном, яркостью и насыщенностью. Яркость - это количество света, выраженное в процентах, который отражает поверхность объекта по сравнению с чисто-бе-лым, отражающим 100% света, и с абсолютно черным, который поглощает практически весь падающий на него свет. Если предмет отражает большую часть света, который падает на его поверхность, то он кажется ярким, т.е. его яркость высокая. Напротив, если объект поглощает большую часть падающего света, то он кажется блеклым, т.е. имеет низкую яркость. Между двумя крайними точками шкалы яркости, абсолютно белым и абсолютно черным цветами, существует промежуточная область, именуемая шкалой серого цвета. Так, поверхность по

Рис. 4.3. При освещении раскаленным светом нижняя треть лица приобретает желтоватый оттенок.

Рис. 4.4. Тот же пациент, но при дневном освещении с цветовой температурой 5600 К; внешний вид более реалистичный, чем на предыдущей фотографии.

мидора, представленного на рисунке 4.5, отражает 14% падающего на нее света по сравнению со 100% отражением от абсолютно белого и 0% отражением от абсолютно черного.

Второй характеристикой цвета является тон, или длина волны, той части спектра, которая отражается от поверхности объекта, эта характеристика зависит от отражающей способности объекта. Например, на рисунке 4.6 показано, как луч белого света (в данном случае разложенного на цветные лучи для большей наглядности) при прохождении через структуру помидора теряет все цвета, кроме красного. Это обусловлено тем, что отражающая способность поверхности помидора такова, что все цвета, кроме красного, поглощаются.

Непрозрачные объекты, например помидор, отражают волны определенной длины, которые могут быть выражены кривой спектральной отражающей способности, прозрачные объекты (например, цветное стекло) образуют кривую спектральной светопроводимости. Не абсолютно прозрачные, а светопроницаемые объекты, такие как зуб, образуют обе кривые. Обе эти спектральные кривые являются аналогами кривых распределения мощности источников излучения.

Насыщенность — последняя из трех представленных цветовых характеристик. На рисунке 4.7 представлены три перца одного и того же цветового тона, они расположены по возрастанию интенсивности цвета слева направо. Перец, расположен-

Рис. 4.7. Три перца одинакового цветового тона, но различные по насыщенности (глубине цвета), насыщенность возрастает слева направо.

ный слева, наименее насыщенный по цвету, он кажется бледным, т.е. имеет низкую интенсивность цвета. Средний имеет насыщенность средней степени, тогда как крайний справа обладает наибольшей насыщенностью цвета.

С помощью трех представленных характеристик — тона, яркости и насыщенности — цвет можно выражать количественно. Количественное выражение цвета аналогично измерению пространственных характеристик объекта, где эквивалентом линейки служит аппарат для измерения цвета (колориметр или спектрофотометр), а шкала с дюймами или метрами аналогична цветовым координатам специальной цветовой шкалы. Два наиболее популярных прибора для измерения цвета — это колориметр и спектрофотометр. В колориметре используется метод трех раздражителей, где три цветных фильтра соответствуют отбору спектральной чувствительности трех первичных цветов: красного, синего и зеленого (рис. 4.8). Изучаемый объект помешается в специальное цветовое пространство аппарата, после чего определяется количество трех первичных цветов, выражаемое переменными X, Y и Z. В то время как спектрофотометр определяет спектральное распределение (отражающую или пропускающую способность) объекта. Этот метод более описательный и дает возможность оценить цвет при различных источниках освещения. Данные кривых спектрофотометра могут быть выражены в виде диаграммы или переведены в цветовые координаты

Предложено множество вариантов цветовых координат, но для краткости в данной главе остановимся на системе Munsell

и системе CIEL*a*b (1976). Система Munsell была предложена в 1905 году американским художником А.Н.Munsell. Она представляла собой цветные бумажные полоски, соответствующие трем цветовым координатам: Тон Munsell, Яркость Munsell и Насыщенность Munsell, позже эта система была модифицирована в Систему повторного обозначения Munsell

’

. В этой системе цвета выражаются комбинацией буквы и цифры согласно Цветовой карте Munsell. Эта система легла в основу создания Цветовой шкалы оттенков Vita 3D (рис. 4.9).

Первая система CIE, представленная в 1931 году, с координатами Yxy была признана несостоятельной, так как цвет в ней описывался только двумя характеристиками (тоном и насыщенностью), а представленные цвета не коррелировали с визуальными ощущениями. В 1976 году система CIE претерпела изменения и стала называться CIE L*a*b*, где L* — это яркость, а а* и Ь* — показатели насыщенности. Наиболее наглядным представлением системы CIE L*a*b* является сфера (рис. 4.10). По оси а* положительные значения +а* соответствуют красному цвету, а отрицательные значения —а* соответствуют зеленому цвету, который комплементарен красному. На оси Ь* положительные значения +Ь* соответствуют желтому цвету, отрицательные —Ь* комплементарным ему синим цветом. Насыщенность представляет собой ось-луч, проходящую от центра к периферии, так, цвета центра сферы обладают.

меньшей насыщенностью, а цвета на периферии — большей. Цветовой промежуток, в котором находятся оттенки натуральных зубов, расположен между осями +а* и +Ь* в красных, красно-желтых (оранжевых) и желтых длинах волн спектра (рис. 4.11).

Восприятие (работа детектора).

Третий компонент, необходимый для восприятия цвета, — это детектор, воспринимающий световой раздражитель, в данном разделе в качестве детектора будет рассмотрен человеческий глаз. Зрение является сложным физиологическим процессом, где в результате электрохимических преобразований физическая энергия (свет) превращается в нервный импульс. Этот процесс носит название трансдукции.

Рис. 4.11. Ткани натурального зуба поглощают лучи всех цветов спектра (справа), кроме оранжевых, желтых и красных (слева).

Для начала рассмотрим анатомические структуры глаза и процессы, происходящие в нем при прохождении света. Сначала луч света проходит через роговицу и зрачок (отверстие в радужной оболочке глаза), зрачок кажется нам черным благодаря тому, что пигментная оболочка глаза — сетчатка полностью поглощает попадающий на нее свет (так же, как любая поверхность абсолютно черного цвета)

. Через зрачок луч света попадает на двояковыпуклую линзу, хрусталик, который, изменяя свою кривизну, обеспечивает фокусирование изображения точно на сетчатке. Этот процесс носит название аккомодация.

Сетчатка состоит из клеток двух типов, палочек и колбочек (рис. 4.12). Колбочки отвечают за цветное зрение, современное объяснение этого явления таково: в колбочках содержится светочувствительный пигмент трех типов, каждый тип пигмента чувствителен к свету определенной длины волны одного из первичных цветов, 448 нм (синий), 528 нм (зеленый), 567 нм (красный)

. При воздействии света пигмент претерпевает ряд преобразований, посредством которых энергия света трансформируется в нервный импульс. В сетчатке человеческого глаза насчитывается более 6 миллионов колбочек, большая часть из которых расположена в углублении в центре сетчатки площадью около 1 мм

(рис. 4.13). Поле зрения этой области составляет 2°, по направлению от центра к периферии количество колбочек уменьшается, они располагаются смешанно с палочками. Осо-.

бенностью иннервации колбочек является то, что к каждой клетке подходит отросток отдельного нейрона, поэтому информация, которая передается по зрительному нерву от колбочек, очень точная, благодаря чему объекты видятся четкими.

Количество палочек в сетчатке значительно превосходит количество колбочек, максимальное их распространение составляет около 20° от центрального вдавления. Палочки отвечают за черно-белое зрение, так как чувствительность их пигмента (родопсина) к свету ограничена длиной волны 510 нм (зеленый). В отличие от колбочек, каждая палочка в отдельности не имеет собственного нейрона, один нейрон собирает информацию от группы палочек и передает ее по зрительному нерву. Преимуществом такого типа иннервации является возможность сумеречного зрения, однако недостатком этого является меньшая четкость видения предметов.

Применение современной теории зрения в стоматологии следующее: расположение палочек и колбочек в сетчатке врачу необходимо учитывать при оценке цвета зуба и соотнесение его с шаблоном из цветовой шкалы. При оценке тона и насыщенности следует расположить объект наблюдения (шаблон, натуральный зуб) таким образом, чтобы его изображение проецировалось точно в область концентрации колбочек. Тогда как при оценке яркости врачу стоит взглянуть на объект несколько сбоку, чтобы активировать черно-белое зрение, за которое ответственны колбочки.

Разность порогов чувствительности для цветов у человеческого глаза достаточна для того, чтобы различать около 7 миллионов цветов

. Помимо современной общепризнанной теории определенный интерес применительно к цвету в стоматологии представляют две теории цветового зрения, предложенные ранее, но по сути являющиеся ее составляющими. Одна из них, трехцветная теория Гельмгольца—Юнга, основана на предположении, что в сетчатке присутствует три типа рецепторов для восприятия трех первичных цветов: красного, синего, зеленого (рис. 4.14)

. Ощущение всех остальных цветов и оттенков происходит при смешивании трех основных, на-

Рис. 4.14. Стеклянная скульптура аллегорично представляет теорию Гельмгольца-Юнга, согласно которой человеческий глаз воспринимает только три первичных цвета: красный, зеленый и синий.

пример, при смешивании красного и зеленого получается желтый. Опровержение этой теории состоит в следующем: дихроматы, люди, не различающие красный и зеленый цвета (такая патология встречается у 1 из 50 в популяции, преимущественно у мужчин, так как она сцеплена с полом), тем не менее желтый цвет (смесь красного и зеленого, по теории Гельмгольца—Юнга) различают. Недостаток этой теории в том, что она описывает только рецепторный этап восприятия цвета, но не затрагивает последующие, поэтому получила название «одноуровневая теория».

Теория Геринга, напротив, объясняет цветное зрение как процесс, происходящий на уровне коры головного мозга. Геринг предположил, что существует три оп-понентных процесса для восприятия комплементарных цветов: красного-зеленого, желтого-синего, черного-белого. Таким образом, возможно воспринять только один цвет из пары, т.е. если мы видим желтый, то видение синего нейроны головного мозга как бы «выключают»

и мы не можем увидеть желтовато-синего оттенка. При комбинировании двух представленных теорий получается лучшее объяснение феномена цветового зрения, чем по отдельности, поэтому комбинация этих теорий получила название «многоуровневая теория»

В стоматологии некоторый интерес вызывает вторая теория оппонентных процессов, постулаты которой можно применить при коррекции сложно маскируемых дис-колоритов с помощью виниров. Например, решением проблемы пациента с тетрацик-линовыми зубами чаще всего являются виниры со значительной опаковостью, которые выгладят слишком яркими и потому искусственными. Для создания более натурального вида виниры следует изготовить из керамики с добавлением красителя цвета, комплементарного дисколориту. Так, благодаря процессам цветовосприятия, происходящим на уровне коры головного мозга, дисколорит будет нивелироваться, например, для массировки дисколорита оранжевого тона в керамическую массу следует добавить зеленый краситель (хотя в данном случае он не является напрямую комплементарным цветом, но при работах с керамикой он выполняет эстетическую функцию)

. Принципы этой теории применяются в изготовлении фиксирующих цементов для улучшения светопроницаемости цельнокерамических реставраций.

Графическое выражение света как раздражителя для цветовосприятия.

Для цветовосприятия необходимо три компонента: источник освещения, объект и детектор (глаз), и их совокупность можно выразить графически с помощью спектральных кривых: функционирование источника освещения описывается кривой распределения мощности, взаимодействие света с объектом описывается кривой спектральной отражающей способности (или светопроницаемости), взаимодействие света с глазом описывается спектральной кривой ответа. Это граффити цветного зрения оценивается головным мозгом, этот сложный процесс рассмотрим в следующей части главы.

Осознание цвета.

Все процессы оценки, осознания и запоминания информации происходят в головном мозге, осознание цвета — не исключение и происходит при поступлении нервного импульса в кору головного мозга. Три четверти площади коры составляют ассоциативные зоны, в которые поступает инфор-

Рис. 4.15. Вид человеческого черепа сверху. Наглядная демонстрация того, что вспышка, мелькнувшая перед правым глазом (желтый луч) в виде нервного импульса, поступит в зрительную кору левого полушария, тогда как вспышка, мелькнувшая перед левым глазом (розовый луч), поступит в правое полушарие.

мация от всех органов чувств, где она обрабатывается и преобразуется в ту или иную ответную реакцию организма, осуществляемую другими органами. Это так называемый прямой и обратный пути распространения информации. Информация от зрительного анализатора посредством зрительного нерва, проходя через таламус, поступает в зрительную кору, расположенную в лобных долях. На протяжении этого пути информация постоянно обрабатывается и преобразуется. Следует отметить, что благодаря перекресту зрительного нерва импульс от правого глаза поступает в левое полушарие, а от левого — в правое (рис. 4.15). Вследствие различий в функционировании правого и левого полушарий оценка полученных данных в них неодинакова. Рассмотрим обработку полученной визуально информации в различных полушариях на примере человека, пишущего правой рукой. Итак, у правшей доминирующим является левое полушарие, ответственное в основном за процессы запоминания и обучения. Несмотря на то, что правое полушарие считается менее активным, оценка и осознание информации от зрительного анализатора происходят преимущественно в нем. Следует отметить, что оба полушария не функционируют обособленно, они связаны между собой с помощью субстанции, называемой мозолистым телом, которое обеспечивает не только анатомическое их соединение,

Рис. 4.16. Человек с поврежденным полосатым телом не способен увидеть в этом зубе сюрреалистическое изображение американского флага.

но и функциональную связь. Доказательством того, что осознание визуальной информации происходит преимущественно в правом полушарии, служат примеры, когда человек с поврежденным мозолистым телом (например, при нейрохирургическом лечении эпилепсии) видит изображения, такие как на рисунке 4.16, и воспринимает их как обособленные цвета и формы. Тогда как человек с неповрежденным мозолистым телом будет воспринимать этот рисунок как сюрреалистическое изображение американского флага.

Аналитическая и ассоциативная способность головного мозга необходима не только для восприятия абстрактных изображений, так как информация, полученная от рецепторов глаза, не несет в себе того вида предметов, к которому мы привыкли. Фактически на сетчатке объекты проецируются не в том виде, в котором мы их видим, так как проекция не может быть трехмерной, однако эти изображения нельзя также назвать двухмерными, считается, что объекты проецируются на сетчатке в двухмерном с половиной пространстве

. Привычные нам образы возникают благодаря работе ассоциативных зон коры головного мозга, в которых изображения, полученные от рецепторов сетчатки, достраиваются с учетом прошлого опыта или генетически заложенной памяти

. Обработка данной информации в соответствующих отделах коры происходит неосознанно

Таким образом, головной мозг воспринимает окружающий мир не таким, какой он есть на самом деле, а таким, каким он нам кажется. Это служит объяснением причины того, что определенные цвета различные люди могут воспринимать по-разному. При подборе оттенка будущей реставрации врач ориентируется на свой индивидуальный опыт, который отличается от опыта керамиста и пациента, поэтому в данном вопросе разногласия неизбежны. Возможности идиосинкразии и убеждения предотвращают развитие конфликтов между врачом, пациентом и керамистом.

Определение цвета зуба.

Факторы, влияющие на выбор цвета зуба, условно подразделяются на следующие группы:.

■ физические;.

■ физиологические;.

■ психологические;.

■ стоматологические.

Физические факторы.

Влияние источника освещения.

Хорошо известно, что качество источника освещения влияет на восприятие цвета, это явление известно под названием «феномена цветовой адаптации». При оценке цвета прежде всего важна надежность полученного результата, при повторной оценке цвета выбранный тон не должен отличаться от того, который был выбран первоначально. Точный выбор цвета возможен только при использовании стандартизированного по качественным и количественным показателям источника освещения. Идеальными условиями для определения цвета является дневной свет в полдень в облачный день в северном полушарии, такое освещение характеризуется равномерностью спектрального распределения мощности

и цветовой температурой в 6500 К

. Если вспомнить приведенную выше классификацию источников освещения, то такой свет соответствует источникам типа С и Dg

. Интенсивность освещения в идеальных условиях равна 1500 люкс

, что эквивалентно свету флюоресцентной трубки мощностью в 220 Вт на расстоянии двух метров

. При выборе источника освещения также следует учитывать, что свет должен распределяться равномерно по всему помещению, так как блики, возникающие при прямом свете, мешают правильному подбору оттенка

. На рынке представлено большое количество оборудования, разработанного специально для правильного определения оттенка и рекомендованного к применению с целью устранения ошибок в этом непростом процессе.

Явление метамеризма

Приведенная выше информация позволяет сделать заключение, что восприятие цвета объекта может изменяться под влиянием двух факторов: источника освещения и индивидуальных особенностей наблюдателя. Метамеризм — это явление, при котором цвет двух объектов при одних условиях выглядит одинаковым, а при смене этих условий — различным, меняться может либо источник освещения, либо наблюдатель, поэтому метамеризм подразделяют на два типа: метамеризм объекта и метамеризм наблюдателя.

Под метамеризмом объекта подразумевается ситуация, когда цвет двух объектов кажется одинаковым при одном источнике освещения, а после смены источника цвета становятся различными. Это обусловлено разностью отражательной способности объектов, которая выражается спектральными отражающими кривыми. Для того чтобы два объекта имели одинаковый цвет при любом освещении, их спектральные отражающие кривые должны полностью совпадать, т.е. объекты должны обладать одинаковой отражающей способностью. В стоматологии метамеризм объекта проявляется в ситуациях, когда цвет реставрации (пломбы или коронки) выглядит одинаковым с цветом окружающих тканей зуба и/или соседних зубов при свете стоматологического светильника, а при дневном свете выявляются различия (рис. 4.17 и 4.18). Именно для того, чтобы избежать метамеризма, следует применять освещение, имитирующее дневной свет

Под метамеризмом наблюдателя подразумевается ситуация, когда цвет двух объектов при неизменном источнике освещения выглядит одинаковым для одного наблюдателя, тогда как для другого он кажется различным. Это обусловлено разностью физиологической спектральной чувствительности колбочек у разных людей. При выборе цвета реставрации это явление следует учитывать, так как даже если и вам, и пациенту цвет кажется одинаково подходящим, то родственникам или друзьям пациента цвет реставрации может показаться отличным от цвета натуральных зубов. Поэтому на этапе окончательного утверждения цвета будущей реставрации следует попросить пациента прийти на прием с близким родственником или другом, чтобы они также приняли участие в выборе.

Влияние окружающей среды.

Окружение, в котором находится объект, также влияет на восприятие его цвета, на-

Рис. 4.19. Фон влияет на восприятие цвета, все шаблоны на этой фотографии одного оттенка, но воспринимаются по-разному из-за разного фона. Правильная оценка цвета возможна только на нейтральном сером фоне.

пример, в ярком окружении объект будет казаться более тусклым, чем он есть на самом деле. Согласно теории оппонентных процессов, соседство комплементарных цветов притупляет восприимчивость глаза к ним, при концентрации внимания на объекте красного цвета чувствительность глаза к восприятию зеленого цвета снижается. На рисунке 4.19 продемонстрировано влияние фона различных цветов на восприятие цвета шаблона одного и того же оттенка. В стоматологическом кабинете на врача воздействует огромное количество цветовых раздражителей, начиная от деталей интерьера и заканчивая одеждой пациентов, макияжем пациенток и т.д., поэтому очень важно создать в кабинете условия, удобные для подбора оттенка, правильное освещение, отсутствие ярких деталей

. Для подбора оттенка можно использовать в качестве фона карточку нейтрального серого цвета №7/0 системы Munsell

Физиологические факторы.

Физиологические факторы, влияющие на выбор цвета, обусловлены состоянием зрительного анализатора, например, различные заболевания органа зрения могут привести к нарушению способности правильного выбора цвета. Ниже приведен ряд изменений, которые могут повлиять на качество работы врача-стоматолога. Так, с возрастом способность хрусталика к аккомодации снижается, следовательно, острота зрения падает. Дегенеративные процессы, происходящие в хрусталике при катаракте, приводят к его помутнению, из-за чего врач видит окружающие предметы более желтыми

, чем они есть на самом деле. В результате врач делает реставрации слишком желтыми, в таких случаях более молодым членам стоматологической команды следует принимать участие в выборе цвета.

В случаях, когда лучи света, проходящие через сетчатку, не сходятся в области желтого пятна, месте скопления наибольшего количества колбочек, способность точного различения оттенков уменьшается. Если отклонение места схождения лучей света от желтого пятна составляет более 40 мкм, то наступает полная цветовая слепота, в таких случаях следует обратиться за консультацией к офтальмологу.

Одно из профессиональных заболеваний врачей-стоматологов и керамистов — развитие зрительной толерантности к некоторым цветам, особенно к желтому, также появляется снижение чувствительности восприятия по красному цвету (цвет, довольно редко наблюдаемый у натуральных зубов). Как стоматологи, так и керамисты страдают нарушением цветовосприятия красного тона

-

. Если тон реставрации не соответствует тону зуба по красному оттенку, то ошибка более вероятна, чем если он не соответствует по желтому оттенку. Клиническое значение этого явления заключается в том, что врачу или керамисту реставрация может казаться приемлемой по цвету, тогда как пациенту она покажется слишком желтой.

Психологические факторы.

Механизмы влияния психологических факторов на восприятие цвета являются одними из самых сложных и наименее изученных процессов. Далее рассматриваются принципы функционирования органов чувств, в частности, зрительного анализатора и явление адаптации.

Восприятие действия раздражителя.

Как любой другой орган чувств, глаз воспринимает действие раздражителя только в том случае, если сила действия больше или равна минимальному пороговому значению, называемому абсолютным порогом. Согласно теории сигнальных систем организма, абсолютное пороговое значение раздражителя — это та минимальная сила воздействия, при которой раздражитель становится различаем для человека

. Значение минимального порога раздражителей для каждого индивидуально, оно определяется темпераментом человека, его опытом, мотивацией, наличием какой-либо работы в момент воздействия, степенью усталости, временем суток и даже регулярностью занятий спортом.

Если для восприятия одного раздражителя достаточно того, чтобы его действие по силе равнялось или превосходило минимальное пороговое значение, то для того чтобы отличать два воздействия и сравнивать их, необходимо, чтобы эти сигналы отличались друг от друга по силе хотя бы на минимальное воспринимаемое значение. Этот механизм лежит в основе выбора цвета, когда врач сравнивает цветовые шаблоны с тканями натурального зуба

. Минимальное различие между оттенками одного цвета, воспринимаемое человеческим глазом, составляет 0,3—0,5 (понятие минимального цветового отличия предложено Международной комиссией освещения CIE и обозначается ДЕ*). Если отличие между цветовым шаблоном и тканями натурального зуба лежит в пределах этих значений, то цвета будут выглядеть абсолютно идентичными, отличие цветов между собой станет воспринимаемым при значении выше 0,5, тем не менее реставрация с такой разницей цвета между зубом и материалом будет выглядеть эстетично. Кроме воспринимаемого отличия цветов существует понятие приемлемого отличия цветов, когда разница между шаблоном и натуральным зубом составляет 1,1 — 2,1, при таком различии реставрация не будет абсолютно идентичной по цвету с остальными зубами в зубном ряду, но она будет выглядеть приемлемо. Так как восприятие цвета — это многофакторный процесс, возникновение разногласий между врачами относительно того или иного оттенка будущей реставрации не редкость.

Значение адаптационных процессов в восприятии цвета.

При длительном воздействии одного и того же раздражителя с одинаковой силой происходит адаптация органа чувств и снижение чувствительности к воздействию этого раздражителя. Так, например, при ношении одежды в течение всего дня мы не чувствуем ее присутствия постоянно, как бы забывая про нее, таким образом головной мозг освобождается от ненужной информации, концентрируясь на других раздражителях. Если рассмотреть с этой позиции отдельно орган зрения, то возникнет вопрос: почему же предметы, на которые человек долго смотрит, концентрируя на них все свое внимание, не исчезают? Причина в том, что в поле зрения глаза все время попадает множество других объектов, кроме того, регулярное моргание обеспечивает постоянную смену образов на сетчатке.

Процесс адаптации органа зрения к цвету обеспечивается определенными механизмами и носит название цветовой адаптации или цветового постоянства. Так, если посмотреть на белую карточку при солнечном свете, а после этого в помещении при свете ламп накаливания, то она покажется наблюдателю одинаково белой, несмотря на различные источники освещения. Причина в том, что при первом взгляде на карточку ее цвет откладывается в так называемой кратковременной памяти, а при повторном взгляде ошушение белого цвета возникает автоматически из-за активизации информации кратковременной памяти (несмотря на то, что цветовая температура источника освещения изменилась). Минимальный временной промежуток, необходимый для того, чтобы воспринять действие раздражителя и отложить информацию о нем в кратковременной памяти, составляет 60—70 миллисекунд

. При экспозиции менее 60 миллисекунд осознание цвета в головном мозге не успевает произойти, однако рассматривание цвета более 5 секунд может привести к цветовой адаптации

. Таким образом, наилучшей продолжительностью времени для верного определения цвета является промежуток, который носит название «период оценки цвета», при более длительном изучении шаблона и натурального зуба про-

Рис. 4.20. Демонстрация зависимости восприятия яркости предмета от фона, на котором он расположен. Представленные цветовые шаблоны одинаковы (Vita Value, группа 4), но шаблон на черном фоне кажется ярче, чем шаблон на белом фоне.

исходит цветовая адаптация и качество анализа цвета снижается.

То же самое касается оценки яркости. Существует понятие адаптации к яркости, кроме того, восприятие яркости зависит от фона, на котором располагается объект

. Пример приведен на рисунке 4.20, где шаблон на черном фоне выглядит ярче, чем шаблон на белом фоне, хотя цветовые характеристики шаблонов одинаковы. Клиническое значение этого примера в том, что зуб на черном фоне полости рта выглядит ярче. Для устранения этой иллюзии следует определять цвет зуба на нейтральном сером фоне.

Стоматологические факторы.

Цветовые характеристики зуба значительно варьируют не только на уровне популяции, но даже у одного человека. Причиной изменения цвета зубов в полости рта в целом в первую очередь является возраст, после 35 лет эмаль становится более прозрачной, вследствие чего увеличивается насыщенность желтого оттенка, особенно в прише-ечной области. Помимо возрастного фактора, имеются генетически детерминированные различия как между зубными рядами, так и между зубами в пределах одного зубного ряда. Так, фронтальные зубы верхней челюсти более желтые, чем антагонисты, примечательно, что компонент красного тона более выражен у верхних клыков, чем у нижних. В пределах одного зубного ряда цвет зубов также меняется, самая высокая яркость у резцов, тогда как клыки, напротив, менее яркие, более желтые и насыщенные по цвету, чем все остальные зубы в ряду. Эти вариации следует учитывать при протезировании конструкциями значительной протяженности, особенно когда большое количество зубов отсутствует и не на что ориентироваться при подборе цвета

Сходство оттенков искусственных и натуральных зубов.

Абсолютное сходство натуральных и искусственных зубов, наблюдаемое при любом освещении, возможно только при условии одинаковых физических свойств их поверхностей, особенно это касается отражательной способности, которая выражается спектральной отражающей кривой. Следует отметить, что в стоматологии в основном имеет место так называемое условное сходство, т.е. когда искусственный и натуральный зуб сходны по цвету при определенных условиях освещения.

Многослойность структуры натурального и искусственного зуба.

Основная сложность в выборе оттенка искусственного зуба заключается в необходимости имитировать многослойную структуру с различной толщиной тканей на разных участках, с разной степенью опаковости и различными оптическими свойствами поверхности. Необходимость учитывать такое количество факторов делает выбор оттенка зуба намного сложнее, чем просто подбор цвета к однотонному объекту. Так как основной сложностью является многослойность тканей натурального зуба, рассмотрим влияние различных слоев на конечный цвет.

Основной оттенок зуба определяется цветом подлежащего дентина, тогда как яркость определяется степенью прозрачности эмали. Насыщенность также является показателем дентина, однако на степень ее проявления влияет толщина эмали. Таким образом, для правильного определения цвета врачу важно понимать взаимодействие свойств дентина и эмали и участие их в цве-тообразовании. Рассмотрим влияние гете-

Рис. 4.22. Стекло расположено перед перцем, при этом насыщенность уменьшилась, а тон остался неизменным.

рогенной структуры зуба на степень проявления насыщенности на примере красного перца. Три цветовые характеристики (тон, яркость и насыщенность) с легкостью определяются на рисунке 4.21, тогда как при рассмотрении перца через стекло различной прозрачности (рис. 4.22 и 4.23) видно, что при уменьшении прозрачности стекла его яркость увеличивается, в результате чего насыщенность перца уменьшается, тогда как тон остается неизменным. Эта модель имитирует строение зуба, где красный перец играет роль дентина, а стекло — эмали. При выборе оттенка следует учитывать возраст пациента. Так, зубной ряд молодого человека характеризуется высокими яркостью и опаковостью эмали, что делает цвет подлежащего дентина тусклым. С возрастом прозрачность эмали увеличивается, делая цвет подлежащего дентина более заметным. Такое сложное взаимное влияние слоев дентина и эмали друг на друга является основной сложностью при инструментальных методах определения цвета.

Другие оптические свойства, влияющие на выбор цвета.

Продолжая углубляться в теоретические основы образования и восприятия цвета, рассмотрим еще два оптических свойства поверхности, влияющие на цвет, это флюоресценция и опалесценция. Описание свойств стоматологических керамических материалов, таких как оптическая чистота, цветостойкость и способность приспособления к окружающему цвету, можно найти в любой стоматологической литературе по материаловедению

Флюоресценция.

Прежде чем перейти к значению явления флюоресценции в стоматологии, коротко рассмотрим основные виды излучения и их отличия друг от друга. Наиболее известным видом излучения является тепловое излучение, примером может служить обычная лампочка, свечение которой обусловлено нагреванием спирали. Помимо свечения в результате нагревания, существует так называемое холодное свечение, или люминесценция. Свечение объекта при этом явлении обусловлено наличием какого-либо другого источника энергии во внешней среде, этим источником может быть как тепловое, так и любое другое излучение (рентгеновское, ультрафиолетовое, радиоактивное и др.). В этом заключается основное отличие свечения объекта при люминесценции и при тепловом излучении. При этом для инициации люминесцентного свечения энергии необходимо затратить меньше, чем для того чтобы раскалить данный объект и вызвать его свечение, по природе своей представляющее тепловое излучение. Примером люминесцентного свечения являются дорожные знаки, которые при попадании на них света фар начинают ярко светиться. Флюоресценция является частным случаем люминесценции, возникающим, когда источником энергии для инициации процесса служит видимый свет с присутствием ультрафиолетовой части спектра. Яркость свечения объекта при флюоресценции описывается показателем, который называется интенсивность люминесцентного свечения.

Явление флюоресценции в стоматологии заслуживает внимания, так как натуральные зубы представляют собой флюоресцирующие объекты (рис. 4.24)

, а поскольку ультрафиолетовый компонент излучения присутствует в современной жизни, как в обычном дневном свете, так и в освещении клубов, кафе и др., то значение флюоресценции при анализе цвета нельзя недооценивать. Примечательно, что в связи с ухудшением экологической обстановки и истончением озонового слоя количество ультрафиолетовых лучей в дневном свете постоянно увеличивается. Так, натуральные зубы, независимо от оттенка, который они имеют при дневном свете, флюоресцируют при пике длины волны в 450 нм, постепенно уменьшая ее до значений около 680 нм

. Способность к флюоресценции зрительно делает зуб более ярким и светлым, существует мнение, что флюоресценция присуща только витальным зубам. Это

Рис. 4.24. Флюоресценция натуральных зубов при ультрафиолетовом излучении.

одна из причин, почему при сравнении цветовых шаблонов и натуральных зубов всегда присутствует определенная степень отличия. Поэтому даже если оттенок цветового шаблона подходит под цвет натурального зуба, окончательная реставрация не будет идеально гармонировать с натуральными зубами из-за различной степени флюоресценции, т.е. излучение натуральных тканей зуба и реставрационного материала будет отличаться по таким показателям, как спектр и интенсивность люминесценции. Этот фактор является одним из решающих при изготовлении стоматологических керамических масс для имитации оптических характеристик натурального зуба.

Опалесценция.

Явление опалесценции другими словами можно описать как рассеивание света. Видимый свет содержит лучи с длиной волны от 380 до 780 нм, все объекты обладают способностью пропускать или преломлять лучи одной длины волны и отражать или рассеивать лучи другой длины волны. Наиболее наглядным примером опалесцирующе-го объекта является полудрагоценный камень опал: его поверхность отражает и рассеивает лучи короткой длины волны, которые зрительно воспринимаются голубоватыми, пропускает и поглощает другие лучи спектра, которые воспринимаются оранже -во-красными. По этой причине все объекты, способные к опалесценции, в отраженном свете имеют голубоватый оттенок (оранжево-красные лучи поглощаются), а в проходящем свете - оранжево-красный оттенок (голубые лучи отражаются). Эмаль зубов также обладает свойством опалесценции, что продемонстрировано на рисунках 4.25 и 4.26. Таким образом, для натурального внешнего вида реставраций материал цвета «эмаль» должен обладать эффектом опалесценции.

Цветовая шкала в стоматологии.

Назначение цветовой шкалы в стоматологии — подбор оттенка для будущей реставрации. Идеальными условиями для подбора цвета является частично отпрепарированный зуб, так как это позволяет оценить

Рис. 4.26. Опалесценция: в проникающем свете зуб имеет янтарно-оранжевое подсвечивание (см. режущий край центральных резцов).

оттенок дентина и эмали отдельно, а также дает представление о толщине каждого слоя. Эта информация представляет большую ценность для керамиста, так как он в процессе изготовления реставрации будет воссоздавать оттенок зуба и толщину слоев дентина и эмали.

Виды цветовых шкал.

Наиболее широко используемые цветовые шкалы:.

■ шкала Vita классическая (Vita, Bad Sa-ckingen, Германия);.

■ шкала Vitapan 3D-Master (Vita);.

■ шкала Chomascop (Ivoclar-Vivadent, Schaan, Лихтенштейн);.

■ специальные шкалы для оценки яркости и насыщенности.

Цветовые шкалы Vita.

Фирма Vita выпускает два вида цветовых шкал, классическую шкалу и Vitapan 3D-Master. Первой из них была предложена классическая шкала, которая остается универсальной и потому наиболее часто используется до настоящего времени. Цветовые шаблоны в классической шкале разделены на четыре категории в зависимости от тона, категории обозначены буквами: А (оранжевый), В (желтый), С (серый), D (коричневый). В каждой категории оттенки подразделяются по степени яркости и насыщенности, которые определяются цифрами, например, цифра «1» обозначает высокую яркость и низкую насыщенность, а цифра «4» — низкую яркость и высокую насыщенность.

Несмотря на то что такая схема оценки цвета прочно укоренилась как в клинической, так и в лабораторной практике, тем не менее она обладает рядом недостатков, поэтому в 1990-х годах была предложена другая цветовая шкала, получившая название Vitapan 3D-Master (рис. 4.28). Целью ее создания была более точная оценка цвета будущей реставрации с использованием трех цветовых характеристик: тона, яркости и насыщенности, что отличает ее от большинства цветовых шкал. Шаблоны в этой шкале располагаются более систематизирован но и логично по сравнению с классической шкалой, они сгруппированы в 5 групп в зависимости от яркости и после-

Рис. 4.28. Пациент с цветовой шкалой Vitapan 30-Master при освещении с цветовой температурой 5500 К.

Рис. 4.29. Шаблоны в цветовой шкале Vitapan 3D-Master сгруппированы по степени яркости, группы пронумерованы с 1 до 5. Шкала серого цвета, расположенная на заднем плане, демонстрирует уменьшение яркости в группах слева направо.

довательно пронумерованы, яркость увеличивается в направлении от 1-й группы к 5-й, в каждой группе все шаблоны обладают одинаковой яркостью (рис. 4.30). В пределах одной группы насыщенность цвета увеличивается от верхнего ряда к нижнему (рис. 4.31). Шаблоны в группах 2, 3 и 4 подразделяются по тону, каждая подгруппа определяется соответствующей буквой — L, М или R. Так, L (light — светлый) обозначает желтый тон, буква М (medium — средний) — желто-красный или оранжевый тон, а буква R (red — красный) — красный тон (рис. 4.32).

Цветовая шкала Vitapan 3D-Master представлена в двух видах, красная и синяя, обе они изготовлены из стоматологических керамических масс. Красная шкала предназначена для определения оттенка одного только дентина (рис. 4.28), тогда как синяя шкала включает также оттенки пришееч-ной области и режущего края, что дает более реалистичное представление о многослойном строении натурального зуба (рис. 4.29).

Если вспомнить две цветовые системы Munsell и CIEL*a*b*, рассмотренные выше, и провести с ними аналогию, то оттеночный ряд, представленный в шкале Vitapan 3D-Master, в системе CIE L*a*b* располагается в промежутке между а* (красный) и Ь* (желтый). Что касается второй системы, то Тон Vita, Яркость Vita и Насыщенность Vita полностью соответствуют этим цветовым характеристикам

Рис. 4.32. Подбор цвета с помощью цветовой шкалы Vitapan 3D-Master. Шаг 3: выбор тона из трех шаблонов L, М и R. В данном случае тон М наиболее подходящий, окончательный оттенок описывается как 2М2.

системы Munsell. Описание оттенка, согласно этой шкале, также соответствует описанию оттенка в системе Munsell, т.е. тремя символами цифра/буква/цифра. Первая цифра определяет группу яркости оттенка (с 1 по 5), буква указывает на тон (L, М и R), вторая цифра определяет насыщенность оттенка (1,2 или 3). Например, оттенок с обозначением 2М2 по шкале Vitapan 3D-Master будет соответствовать второй группе яркости, подгруппе М по тону и 2 уровню насыщенности. Для определения промежуточных оттенков возможна комбинация двух шаблонов.

Цветовая шкала Chomascop.

В данной шкале используются числовые обозначения. Так, для описания тона применяются следующие числа: 100 (белый), 200 (желтый), 300 (оранжевый), 400 (серый) и 500 (коричневый). Насыщенность выражается следующим образом: 10 - высокая яркость и низкая насыщенность, 40 — низкая яркость и высокая насыщенность (рис. 4.33). Эта система особенно удобна для выбора оттенка, если планируется реставрация с использованием системы Empress, так как оттенки блоков в данной системе соответствуют шаблонам цветовой шкалы Chomascop. При необходимости можно перевести значение тона по шкале Chomascop в значение тона по классической шкале Vita, для этого разработана специальная цветовая карта.

Рис. 4.33. Цветовая шкала Chomascop.

Специальные цветовые шкалы.

Иногда невозможно определить цвет зубов, используя три предыдущие шкалы, в таких случаях можно изготовить шаблоны из имеющихся керамических масс для сравнения или использовать готовые специальные цветовые шкалы (рис. 4.34 и 4.35). Как правило, такая необходимость возникает

Рис. 4.36. В отличие от эмали натуральных зубов, материал цвета «эмаль» на шаблонах шкалы Vitapan 3D-Master имеет одинаковую толщину. Шаблоны слева были распилены в сагиттальном направлении, а шаблоны слева - в мезиодисталь-ном направлении.

в ситуациях, когда требуется крайняя степень выраженности яркости или насыщенности цвета. Например, для реставрации пожилым пациентам потребуется оттенок глубокой насыщенности, а для реставрации молодым пациентам, наоборот, оттенок высокой яркости.

Ограничения применения цветовых шкал.

Ограничением в применении цветовых шкал является невозможность охвата ими всех возможных вариантов оттенков натуральных зубов, так как ни в одной шкале не учитываются следующие характеристики, присущие натуральному зубу:.

■ выраженность эффекта флюоресценции

;.

■ выраженность эффекта опалесценции;.

■ степень прозрачности эмали

;.

■ толщина эмали (рис. 4.36);.

■ текстура и блеск эмали;.

■ подтверждение объективности оценки.

Оценка цвета инструментальными методами.

Основным преимуществом инструментальных методов оценки цвета является устранение компонента субъективности. Однако, как известно из теорий цветовосприятия, цвет не является абсолютно объективной характеристикой объекта, так как по сути восприятие цвета в значительной степени зависит от интерпретации информации, получаемой от зрительного анализатора в коре головного мозга. И хотя этот факт ограничивает применение этих методов, тем не менее они полезны для сравнительных целей и, несомненно, будут играть значительную роль в определении цвета в будущем

. Для инструментальной оценки цвета используется три вида аппаратов.

Спектрофотометр.

Наиболее точным оборудованием для определения цвета является спектрофотометр, этот прибор определяет спектральную отражающую кривую и спектральную кривую светопроводимости, сравнение этих показателей у различных объектов дает возможность делать заключение о степени схожести их цветов. Недостатками этого метода являются сложная технология получения и обработки данных, высокая стоимость и необходимость помещения объекта внутрь прибора, что представляет сложности при работе с натуральными зубами.

На рынке представлено два аппарата: SpectroShade (МНТ OpticResearch, Nieder-hasil, Швейцария) и Easyshade (Rieth, Scho-mdorf, Германия).

Колориметр.

Принцип работы колориметра построен на положениях теории Гельмгольца—Юнга, где есть три типа «клеток», чувствительных к трем первичным цветам. И хотя этот метод не дает таких точных данных, как при использовании спектрофотометра, работать с этими данными проще.

На рынке представлены следующие аппараты: ShadeVision (X-Rite, Grandville, MI), ShadeEye NCC (Shofu, San Marcos, CA) и Digital Shade (Rieth, Schorndorf, Германия).

Цифровая камера и оборудование по определению синего, зеленого и красного цветов (RGB).

Последний и, наверное, наименее точный инструментальный способ определения цвета — применение цифровой камеры или RGB для анализа цвета. Это оборудование используется для анализа цвета и составления цветовой карты полученного с помощью цифровой камеры изображения. И хотя программное обеспечение достаточно точное и надежное, слабым звеном метода является качество изображения, полученного камерой. Однако если изображение получено с помощью высокоточной оптической техники, то можно рассчитывать на достоверность полученных данных.

На рынке представлены следующие аппараты: ShadeScan (Cynovad, Montreal, Канада) и ikam (DCM, Leeds, Великобритания).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАМЕТКИ.

Цели проведения анализа цвета следующие:.

(1) Определите основной тон дентина, обычно в средней трети коронки (до начала лечения, после препарирования зуба и после изготовления реставрации) (рис. 4.37-4.39).

(2) Зарисуйте цветовую карту с обозначением характеристик пришеечной области, режущего края и средней части, а также с обозначением яркости эмали (рис. 4.40).

(3) Фотографии:.

■ при различном освещении для предотвращения метамеризма и оценки эффектов опалесценции и флюоресценции (рис. 4.41-4.42);.

■ для сравнительного анализа цвета с различными шаблонами;.

■ для отметки сколов, окрашиваний, мамелонов, текстуры и блеска поверхности.

Рис. 4.39. Подтверждение выбранного цвета в лаборатории в процессе изготовления коронки.

Рис. 4.40. Цветовая карта центрального резца, автоматически определенная с помощью цифрового аппарата.

Для достижения этих целей используются как визуальная оценка, так и инструментальные методы оценки цвета.

Зрительная оценка цвета

(1) Пациентам, которым необходимо определить цвет будущей реставрации, следует назначать прием в первой половине дня, когда все члены команды еще не устали.

(2) Определять цвет следует в спокойной, расслабляющей обстановке.

(3) Производите анализ цвета совместно с керамистом.

(4) Убедитесь, что близкие родственники и друзья пациента согласны с выбранным цветом.

(5) Выбор цвета следует проводить в нейтральной с точки зрения окружающих цветов обстановке, если такой возможности нет, то используйте карточку серого цвета в качестве фона.

(6) Избегайте влияния на анализ цвета яркой одежды и косметики.

(7) В процессе выбора цвета следует постоянно увлажнять поверхность зубов, избегая дегидратации эмали или дентина.

(8) Используйте лампы дневного света.

(9) Для определения яркости посмотрите на шаблон слегка сбоку, для того чтобы активировать палочки, расположенные по периферии центральной ямки на сетчатке.

(10) Определите основной тон дентина в средней трети коронки зуба в течение 5 секунд. Если необходимо, пользуйтесь разными шкалами.

(11) Перед тем как повторить оценку цвета, посмотрите на карточку синего цвета, чтобы избежать цветовой адаптации.

(12) Зарисуйте цветовую карту с отметками об особенностях цветовых характеристик.

(13) Сделайте фотографии зубов при различном освещении, например, при свете электрических ламп (цветовая температура 5500 К), при дневном свете (цветовая температура 6500 К), также сделайте фотографии в отраженном и проходящем свете для оценки эффектов флюоресценции и опалесценции соответственно.

(14) Сделайте фотографии с шаблоном (шаблонами), приложив их к зубу для проведения сравнительного анализа.

(15) Сделайте фотографию зубов 1:1 для детального определения цветовых характеристик.

(16) Отправьте изображения в цифровом варианте и цветовую карту по Интернету керамисту, пациенту, другим задействованным в лечении специалистам для подтверждения.

Оценка цвета инструментальными методами.

Следуйте пунктам (1)-(7) и (13)—(16), пункты (8)—(12) замените на выполнение инструкций, прилагаемых к тому аппарату для оценки цвета, который вы используете. В зависимости от используемого аппарата.

фотография и составление цветовой карты может не потребоваться, так как эти функции включены в программное обеспечение аппарата.