+ ♦ И АО

Рис. 1-5. Алфавит знаков про- Рис. 1-6. Знаки более сложной

стой конфигурации. конфигурации.

знаков тантурными линиями. С уменьшением угловых размеров поверхностей цвет их искажается.

При размерах полей меньше 15 желтый, зеленый и пурпурный цвета меняют свой оттенок соответственно на сине-зеленый, темно-серый и коричневый. Наибольшому изменению подвержены желтый и синий цвета. Изменение цвета с уменьшением, углового размера компенсируется, однако, увеличением интенсивности света. При угловых размерах меньше 3 цвет поверхности становится практически ахроматическим. Поэтому .минимальная толщина цветовых линий на проекционных экранах должна быть не менее указанной величины.

Во многих случаях отображения информации алфавит знаков компонуется из дискретных элемнтов. К таким индикаторам нужно отнести и ЭЛТ, знаки на которых формируются способом точечных матриц или строчного изображения. Требования к оптимальным размерам знаков определяются характеристиками оперативной работы и соответствуют требованиям, предъявляемым к печатным знакам. Минимальная величина знака зависит от числа элементов, обеспечивающих заданную вероятность опознания. Для растрового способа минимальное число линий растра для букв и цифр равно 10,-для точечной матрицы число точек такое же.

С усложнением знаков возрастает минимальное количество элементов изображения. По оценке необходимого количества элементов разложения для букв русского алфавита и цифр рекомендуются матрицы 5X7 и 6X9 элементов при растровом способе знакогенери-рования и матрица 8X16 элементов гари фушщиональном способе знакогенерирования.

При рассмотрении вопросов оптимального построения знаков из дискретных элементов не менее важным является проблема неразличимости отображаемых элементов - растра, точечной матрицы и других способов дискретного отображения. Неразличимость элементов - актуальная проблема, поскольку раздельное восприятие ярких поверхностей малой площади приводит к мерцанию изображения и соответственно резко уменьшает эффективность работы оператора.

Для получения непрерывного изображения нужно, чтобы расстояние между краями соседних пятен было меньше Г.

Для получения изображения с иллюзией непрерывной яркости (яркость пятна спадает к краям) нужно обеспечить условие, при котором меньше Г должно быть расстояние между центрамп пятен.

Временные характеристики зрительного восприятия

Инерционность работы глаза. Время восприятия объектов складывается из периода получения и сохранения зрительного впечатления и ъремени работы зрительной системы, в том числе и двигательной системы глаза, связанной с анализом поступающего сигнала и его опознания.

Основная особенность зрительного восприятия - инерционность в работе глаза. Это означает, что зрительное ощущение развивается со сдвигом во времени по отношению к времени действия зрительного раздражителя и его прекращения. Эту особенность зрения необходимо учитывать при определении времени экспозиции зрительных сигналов для уверенного их опознания, а также гари определении временных интервалов предъявления информации. И в том и другом случае исходной для расчетов величиной является время зрительной инерции.

Время зрительной инерции (эффективное время сохранения зрительного ощущения) - это время, в течение которого зрительное ощущение при воздействии раздражителя сохранилось бы неизменным, а затем мгновенно уменьшилось бы до нуля.

При определении необходимого времени экспозиции раздражителя для его уверенного опознания нужно, чтобы время экспозиции было больше времени инерции. Если время экспозиции меньше времени инерции, получаемое впечатление от зрительного раздражителя будет меньше, чем при действии раздражителя большой длительности. При очень малом времени предъявления сигнал становится Р1евиди.мым. Причиной тому является пропорциональное уменьшение воспринимаемого контраста и интенсивности раздражителя. Время инерции определяется яркостью' фона.

Зависимость времени инерции от яркости фона

Яркость фона, Вф, нт . . 3,2-10-* 10-* 10 10- = Время инерции, с . . . 0.20 0.20 0,19 0.167

Яркость фона. Вф, нт . . 0,1 1 10 100 1 000 Время инерции; с . . . 0,134 0,10 0.066 0,051 0.050

Из данных следует, что для яркостей свыше 100 нт время инерции можно принять равным 0,05 с.

Для уровня яркостей, с которыми работает оператор на всех видах средств отображения, время экспозиции, при которой воспринимаемая интенсивность сигнала не будет уменьшаться, должна быть ие меньше 50 мс.

При определении времени экспозиции для заданного класса задач необходимо учитывать и другие характеристики, связанные с особенностью обработки зрительных сигналов.

Для восприятия появляющихся знаков необходим выяснитель-ный период , поэтому невозможны последовательные зрительные фиксации длительностью менее 0,1 с. При трудном различении процесс отбора зрительного материала становится еще более медленным. Средняя длительность зрительных фиксаций глаза при сопровождении внезапно появляющегося сигнала составляет 0,2 с, при

трудном различении это время достигает 0,6 с, а иногда и 1,5 с. Для перевода взора на объект, обнаруженный периферией глаза, также требуется время.

Существует также зависимость наилучшего восприятия знаков от времени высвечивания сигналов. Наилучшие условия на электронно-лучевой трубке достигаются через 0,5-0,1 с после появления сигнала.

Эти величины необходимо учитывать при использовании элементов индикации.

Критическая частота мелькания. Инерция зрения обусловливает также другую особенность глаза, заключающуюся в восприятии последовательно предъявляемых прерывистых сигналов. При малой частоте мельканий человек видит серию вспышек света. С увеличением частоты вспышек появляется ощущение мерцания - вначале грубое, затем тонкое и, наконец, ощущение слитности сигнала.

Минимальная частота проблесков, которая впервые с достаточной достоверностью воспринимается как слитное изображение, называется критической частотой мельканий (КЧМ).

При достижении КЧМ дальнейшее увеличение частоты мелька-шьч к изменению зрительного ощущения не приводит.

Критическою частоту мельканий необходимо учитывать для создания высоко качественного изображения на различных устройствах отображения, основанных на технике дискретных сигналов . (телевизионные приемные и передающие трубки, электронно-лучевые индикаторные трубки, кино). Мелькание утомляет зрение и отрицательно влияет на качество работы оператора. Поэтому частота мельканий должна быть наибольшей. Однако технические условия предъявления знаковой индикации на современных устройствах отображения диктуют необходимость минимальной частоты смены кадров. Поэтому установление оптимального значения КЧМ - чрезвычайно актуальная задача.

В частности, применительно к ЭЛТ используются следующие закономерности изменения критической частоты мелькания:

Величина КЧМ определяется яркостью сигаала. Зависимость КЧМ от яркости телевизионного сигнала для белого света определяется по формуле

K4N[=algB+b,

где В - яркость, стильб; а и 6 - константы.

Для экранов, работающих по принципу поочередного свечения,

а Ь

Отсутствие мерцания...............9.61 65,15

Допустимое мерцание............... 8.67 58,7

Утомляющее мерцание.......... ..7,5 51

Критическая частота мельканий зависит от частоты и относительной длительности светлой фазы. С увеличением длительности темного периода (скважность проблесков) с 0,35 до 0,5 при яркостях 2,5-1-250 нт КЧМ увеличивается на 3-6%.

Мерцание усиливается при увеличении углового размера мелькающих .полей. Применительно к телевизионному экрану речь идет о КЧМ для всего размера трубки и для размера изображения.

При проецировании полей больше 2-4° частота смены информации должна быть не меньше 40 Гц. Эта цифра относится к яркости поля примерно 30-100 нт (что соответствует яркостям телевизионного изображения).

ш