7. Поясніть, як визначається число градацій яскравості, яке розрізняє око людини.

Кількість розрізнюваних градацій яскравості. Явище порогового контрасту накладає обмеження на кількість m градацій яскравості, яку здатне розрізняти око людини у межах певного діапазону яскравостей L_min .... L_max . Уявимо собі сцену у вигляді вертикальних смужок певної

ширини, яскравості яких дещо відрізняються, як це показано на рис. 5.4.

L

Lm									Lmax

L₂

L1						Lmin

Рис. 5.4. До визначення кількості розділюваних градацій яскравості.

Першу смужку з яскравістю L₁ око буде розрізняти по відношенню до L_min , якщо

L₁  L_min  L_min  (1   )L_min .

Другу смужку, яка має яскравість L₂ , око розрізнить по відношенню до смужки з яскравістю L₁ , якщо

L2

 L1

 L1 

(1



)2 Lmin .

Легко переконатися, що остання смужка з яскравістю

Lm

 Lmax

буде розрізнятися оком, якщо

Lm



(1

  )m Lmin

 Lmax .

Очевидно, що число m якраз

логарифмування знайдемо, що

і показує

кількість

розрізнюваних

градацій

яскравості.

Шляхом

m 

ln( Lmax

Lmin)

/ ln(1  

) .

Оскільки  <<1, то

ln(1



)   , і тоді

m  ln( L_max L_min ) /  .

Якщо, наприклад, L_min  1 кд/м²; L_max  100 кд/м²,   0,02 , то m = 230. Це число, однак, скоріше характеризує потенційні можливості зору, в реальних умовах кількість розрізнюваних градацій яскравості є меншою.

Урахування кількості розрізнюваних градацій яскравості дозволяє конкретизувати вимоги до ланок формування відеосигналу, зокрема, у випадку застосування цифрових методів обробки сигналу цей параметр конкретизує доцільну розрядність аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів. Вважають, що зображення має високу якість, якщо реалізується біля 100 градацій яскравості, що приблизно відповідає 7-розрядному аналого-цифровому перетворенню.