Условия видимости объектов

То как человек различает объекты, зависит от основных зрительных функций глаза. Различают три основные зрительные функции.

1. Контрастная чувствительность глаза – способность глаза человека различать объекты, имеющие разную яркость.

Эта зрительная функция определяется значениями пороговой разности яркостей и коэффициентом видимости. Рассмотрим их подробнее.

Важнейшим фактором, влияющим на способность человека различать объекты, является контраст K объекта с фоном:

K = L_об ‑ L_ф/L_ф = L/L_ф,

где L_об – яркость объекта;

L_ф – яркость фона, на котором расположен объект.

Пороговая разность яркости – та минимальная разность яркости DL_порог объекта и фона, которую способен различить глаз человека:

L_порОг = L_об-L_ф_min = L_min .

Пороговый контраст (яркостный порог) ‑ минимальный контраст, который способен различить глаз:

К_порОг = L_порог/L_ф.

Пороговый контраст не является постоянной величиной – он зависит от яркости фона (рис. 17) и увеличивается, если она мала или слишком велика. В зоне наилучшей видимости (яркость фона от 7 до 700 кд/м²) пороговый контраст не превышает 0,02.

Косвенным доказательством этого факта является то, что читать текст на белой бумаге значительно легче, чем на серой.

В абсолютной темноте человек способен различать объекты с яркостью 10^‑6 кд/м².

Формулу определения контраста объекта с фоном можно преобразовать, используя понятие пороговой разности яркости:

К = L_об-L_ф/L_ф =  L_порог/L_ф =  К_порог,

где  - количество пороговых разностей яркостей, укладывающихся между L_об и L_ф.

Коэффициент видимости  – отношение реального контраста к пороговому – показывает, сколько ступеней DL_порог лежит между яркостями объекта и фона:

 = К/К_ПОРОГ.

Чем больше , тем лучше наблюдатель различает объект.

Блескостью называется свойство ярких тел резко увеличивать, пороговую разность яркости при попадании их в поле зрения наблюдателя. Принято различать прямую и отражённую блескость.

О слеплённость – это состояние глаза под воздействием блескости.

2 . Острота зрения характеризует способность глаза различать как раздельные близко расположенные объекты.

Разрешающая способность глаза (величина обратная остроте) – отношение расстояния между двумя близко расположенными объектами, которые способен различать глаз, к расстоянию от них до глаза. У человека с нормальным зрением разрешающая способность глаз равна примерно 1/3500, что соответствует угловому размеру пространства между объектами примерно в одну минуту. При хорошем освещении человек может отличать объекты с угловыми размерами до 0,7…0,8 минуты. Пороговый контраст тоже зависит от угловых размеров объекта, уменьшаясь при их увеличении.

Острота зрения существенно зависит от яркости фона и контраста объекта с фоном (рис. 18), увеличиваясь с их ростом. Особенно заметное снижение остроты зрения наблюдается при переходе от яркостей фона 500 – 700 кд/м² к малым яркостям (доли кд/м² ).

3. Быстрота (скорость) различения объекта зависит от его освещенности. Она во многом определяет производительность труда. Это подтверждено проводившимися опытами по определению скорости чтения текста. Скорость чтения текста с листа бумаги при изменении освещенности от 20 до 100 лк увеличивается на 20 %; от 100 до 200 лк – ещё на 9 %, и будет продолжать понемногу расти при росте освещённости до 1000 лк. Этот процесс сопровождается также уменьшением утомляемости зрения.

Скорость зрительного восприятия численно характеризуют значениями, обратными минимальным длительностям различения рассматриваемого объекта (рис. 19).

Подводя итог, следует подчеркнуть, что главными условиям, обеспечивающими близкое к оптимальному различение объектов являются: обеспечение оптимальной освещённости, создание высокого контраста объекта с фоном, желательно наибольшая светлота фона, увеличение угловых размеров объектов.