по сравнению с наибольшими ее значениями, при яркостях 30-50 нт составляет 80% максимальной.

Резкое падение остроты зрения наблюдается при выходе из диапазона яркостей дневного зрения, т. е. при яркости меньше 10 нт.

При выборе яркости следует учитывать также знак контраста изображения. Если для прямого контраста оптимальные значения остроты зрения достигаются при больших значениях яркости фона, то для обратного контраста (светлые знаки на темном фоне) использование больших яркостей нежелательно из-за падения остроты различения.

Яркость должна быть достаточной для обеспечения высокой контрастной чувствительности глаза.

При различении крупных объектов с большими угловыми размерами контрастная чувствительность достигает наивысших значений, начиная от 300 нт и выше, снижаясь для яркостей в 30-50 нт лишь до 87% максимальной.

Различение же мелких деталей требует яркостей, превышающих 100 нт для достижения того же уровня контрастной чувствительности.

Выбирая величины яркости, необходимо учитывать скорость восприятия. Этот фактор чрезвычайно важен при наблюдении движущихся объектов или при ограничении времени экспозиции объектов. Обеспечение высоких скоростей различения деталей объектов достигается для яркостей не меньше 300 нт.

Чтобы обеспечить длительную зрительную работоспособность, определяя величину яркости, следует ориентироваться на показатели устойчивости ясного видения. Для этого яркость должна составлять не менее 64 нт.

Яркость должна быть достаточной для осуществления оператором быстрых ответных реакций. Исследования показали, что время реакций меняется обратно пропорционально кубическому корню из освещенности, а наименьшее время достигается при условиях, соответствующих оптимальным характеристикам контрастной чувствительности.

Соотношение яркостей в поле зрения

При установлении оптимального диапазона яркостей, одновременно находящихся в поле зрения оператора, необходимо обеспечить перепад яркостей в поле зрения оператора, близкий к уровню адаптации.

Максимально допустимый перепад яркостей в поле зрения оператора не должен превышать 1 : 100. Оптимальное же соотношение яркостей в поле зрения оператора, обеспечивающее высокий уровень контрастной чувствительности и быстроты различения, составляет 20 . 1 между источником света и ближайшим окружением и 40: 1 между самым светлым и самым темным участками изображения.

Важными являются допустимые величины помехового изображения, на фоне которого высвечивается полезный сигнал. Соотношение яркости полезного изображения и яркости .помехи по критерию точности опознания должно быть не меньше 2:1. При одновременном учете быстроты и точности опознания это соотношение увеличивается до 7 : 1, 9 : 1,

И

Яркостные характеристики при оценке качества изображения

Основные светотехнические характеристики элементов индикации оценивают по следующим параметрам: контраст, контрастность изображения и яркости.

Контраст до 20% рассматривается как малый, до 50%-средний и свыше 50% -г- высокий. Рекомендуемые значения контраста лежат в пределах от 65 до 95%; при этом оптимальным является контраст, равный 85-90%. Контраст выше 90% следует использовать в тех случаях, когда требуется наибольшая четкость изображения, а общее время работы небольшое. При длительной работе предпочтительнее контраст 85-90%.

Изображения с прямым контрастом создают лучшие условия для восприятия глазом наблюдаемых объектов, чем изображения с обратным контрастом. К тому же при обратном контрасте наблюдение следует вести или в темноте или при малой освещенности, что при продолжительной работе способствует резкому ухудшению различительной чувствительности и развитию утомления.

Повысить контраст можио путем создания искусственного фона или отдельной подсветки фона, на котором рассматривается изображение.

При работе с экранами ЭЛТ, проекционной аппаратурой, люми-нофорными индикаторными панелями обычно используется обратный контраст.

Для передачи изображения алфавита условных знаков, картинной обстановки и реальных объектов (телевидение, кино) важнейшей характеристикой является число элементов или признаков, необходимых для опознания объектов разных классов. При опознании алфавита буквенно-цифровых знаков это число составляет от 4 до 10, а для более сложных изображений 12-17. Опознание некоторых объектов требует четкого выделения до 30 признаков.

В зависимости от типа изображения эти опознавательные эле-, менты передаются разным числом градаций яркости. Минимальн-е число градаций при передаче изображения равно двум. С таким числом градаций высвечиваются буквенно-цифровые сообщения - это черные знаки на белом фоне или, наоборот, светлые на темном.

При отображении реальных объектов задача заключается в максимально точной передаче соотношений яркости, т. е в определении числа градаций яркости и определении шага при переходе от одной градации к другой. Изображение в этих случаях является полутоновым. Это значит, что помимо крайних значений яркости соответственно ощущению черного и белого изображение составляется также оттенками серого.

Для передачи крупных объектов с плавными световыми переходами в соответствии с коэффициентом отражения необходимо не менее 15-40 градаций, для получения хорошей фотографии 12-17. Получить заданное число градаций яркости можно лишь при доста-

Контрастность изображения, или интервал яркостей - это отношение яркости самого светлого участка изображение Вс к самому темному Вт; р=Вс/Вт. Контрастность предпочтительнее при оценке яркостей сложного изображения.

Яркостный контраст и контрастность соотносятся следующим образом: /(=1-р.

Тбчном уровне контрастности изображения, т. е. iiHtepeajie йрко-стей, внутри которого распределены эти градации.

Контрастность изображения характеризует соотношение самого светлого и самого темного участков изображения. Если интервал яркостей невелик, изображение получается однообразным (либо блеклым, либо угольным ) в зависимости от абсолютного значения яркостей и уровня адаптации. Для создания же полноценного изображения необходимо обеспечение интервала яркостей для восприятия черного, белого и оттенков серого.

Максимальное отношение яркостей для поверхностей с одним источником освещения не может превосходить значения 96, поскольку в этом случае отношение яркостей характеризуется величинами коэффициентов отражения.

В реальных условиях наблюдения объектов при разных уровнях освещения глаз в состоянии различать яркости в диапазоне 1 ООО : 1.

Расчетное число различаемых градаций в заданном интервале яркостей определяется на основании величины контрастной чувствительности, зависящей от адаптирующей яркости величины сигнала. В условиях отображения число различаемых градаций гораздо меньше расчетного. Это зависит от шумовых помех передающих устройств, от необходимости освещения в оперативном помещении, снижающем контрастность изображения, от большого перепада яркостей в поле зрения.

Так, например, расчетное число различаемых градаций для телевизионного изображения составляет 95-100. Однако из-за перепадов яркостей в поле зрения наблюдателя и необходимости переадаптации глаз различает в этих условиях не более 30-35 градаций.

Число различимых градаций уменьшается в еще большей степени при воздействии помех. В диапазоне от 1 до 50 нт при отношении сигнал/шум, равном 50, максимальное число различимых градаций составляет 60% числа градаций при отсутствии шумов. При отношении, равном 20, это число составляет 20% по сравнению с условиями гхсприятия изображения без помех.

Изображение рассматривается как свободное от шумов, если контраст, создаваемый шумовыми точками, будет меньше величины порогового контраста. Величина отношения сигнал/шум, при котором помехи незаметны, в телевидении составляет 150-200.

Таким образом, из-за совокупности реальных условий наблюдения число градаций яркости в телевидении для лучших металлизированных экранов составляет 17, а для обычных телевизионных экранов не превышает 8-10.

Проекционная техника создает лучшие условия для различения градаций яркости. Максимальное различимое число градаций яркости составляет для кино 40-45, что создает лучшее качество изображения.

В затемненном помещении при проекции изображения на экран норма яркости экрана составляет 25-65 нт (по постановлению Международной организации по стандартизации. ИСО, 1958 г.). В СССР норма яркости экрана составляет 35+} тн.

Реальные условия наблюдения проекционного изображения в оперативном помещении отличаются от условий наблюдения киноизображений, нормы для которых приведены выше. В оперативном помещении необходимо общее освещение, создающее оптимальные условия работы зрительного аппарата, а также местное освещение