2.2.3. Яркость телевизионного изображения [7]

Для спокойного, не утомительного наблюдения ТВ изображения необходимо, чтобы оно обладало достаточной яркостью. Недостаточная яркость, так же как и чрезмерно большая, будет плохо восприниматься телезрителем. В случае малой яркости зритель будет невольно с напряжением всматриваться в изображение на экране, что быстро приведет его к утомлению. Чрезмерно большая, слепящая яркость также быстро утомляет зрителя.

Многолетний опыт показывает, что как в кино, так и в ТВ надо считать нормальным на белых участках изображения яркости порядка 40 – 80 кд /м². В темном же помещении окажется достаточной яркость в 20 кд /м². Следует иметь в виду, что большая яркость экрана в тщательно затемненном помещении вызывает неприятное ощущение «зияющего окна» (яркий прямоугольник на черном фоне). Гораздо мягче и спокойнее выглядит изображение в окружении небольшой внешней подсветки.

Видимая яркость ТВ экрана, являющегося мелькающим источником света, при частоте этих мельканий выше критической определяется как средняя величина за один цикл: (2.17)

где В_виз – визуальная (видимая глазом) яркость экрана; Т – период следования световых импульсов. Равный в нашем случае периоду кадра; В(t) – мгновенное и истинное значение яркости элемента изображения в каждый момент времени. Зависимость (2.17) носит название закона Тальбота.

Для пояснения смысла формулы (2.17) обратимся к графику на рис. 2.17., на котором с некоторой идеализацией показаны импульсы яркости какого - либо одного элемента изображения. Когда при развертке экрана кинескопа электронный луч попадает на данный элемент, возникает свечение В(t), за время передачи этого элемента Т_эл достигающее максимального значения яркости В_m. После того как электронный луч покинет данный элемент, его свечение будет падать приблизительно по экспоненциальному закону:

(2.18)

Рис. 2.17. К определению визуальной яркости экрана кинескопа

Определим для этого случая связь между максимальной (импульсной) яркостью В_m и ее средним (визуальным) значением В_виз. С этой целью воспользуемся формулой Тальбота:

(2.19)

где  - постоянная времени послесвечения экрана; Т_к – период передачи одного кадра (ничтожно малым интервалом Т_эл  Т_к / 500000 для простоты расчетов пренебрегаем).

Избыточное время послесвечения может привести к некоторому «размазыванию» передаваемых движущихся изображений. Следует считать допустимым, если за период кадровой развертки остаточная яркость послесвечения будет составлять не более 5 – 10 % от начальной. В этом случае, из выражения (2.17) (0,05  0.1)В_m = В_mе^-Тк/, откуда Т_к / =3  2,3.

Подставляя эти значения в (2.19), получим В_m = (2,6  3,2)В_виз, в среднем В_m  3В_виз. При яркости ТВ-экрана В_виз = 40 кд/м² максимальное значение яркости (под лучом) составит В_m = 120 кд/м².