Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Экспериментально обнаружено, что величина (L, которая замечается глазом, не является постоянной величиной – она меняется в зависимости от той яркости, на фоне которой она появляется – она мала при небольших L, и наоборот – при больших L глаз замечает только большие абсолютные изменения яркости.

Было найдено, что минимальное заметное приращение ощущения (( пропорционально относительному разностному порогу [pic]:

[pic] или [pic].

Эта дифференциальная зависимость называется законом Вебера-Фехнера.
Решим это уравнение: ( = k(lnL+D

Если L(Lmin, то ( = 0 (глаз не чувствует). Тогда: ( = k(lnLmin+D, отсюда D=-k lnLmin.

В результате получим закон Вебера-Фехнера в интегральном виде: [pic].

Видно, что ощущение яркости пропорционально логарифму отношения яркости к минимальной яркости. Этот закон справедлив в диапазоне яркостей от десятых долей кд/м2 до103 кд/м2 (область «а» на рис. 2.10), где [pic] ( const=(пор. Изменение спектрального состава поля излучения приводит к неоднозначности (заштрихованная область на рис. 2.10).

Оценим в области действия закона Вебера-Фехнера (область а) количество градаций яркости, которые может заметить глаз.

Пусть «нулевой» уровень яркости равен Lmin (чуть ниже того, что глаз уже замечает). L0 = Lmin.

Первый замечаемый уровень: L1 = Lmin + (L = [pic], потому что величина
(L /Lmin постоянна в области «а» и равна (пор.

Второй: L2 = L1 + (L = [pic], потому что (L /L1 тоже равно (n. Тогда для n-го уровня яркости: Ln = Lmin(1+(n)n.

Отсюда [pic].

После логарифмирования:

[pic], или [pic].

Отношение[pic] – это наибольший возможный контраст изображения. Если брать черный бархат (( = 0,009) на снегу (( = 0,9), то здесь контраст
0,9/0,009 = 100. Величина (n(0,02. Поскольку ln(1+(n)( (n, то :

[pic].

Как видно из выражения для n, количество градаций n зависит от порога
(n и контраста наблюдаемого изображения (рис. 2.11). Рассмотренная зависимость числа градаций от (n и С позволяет оценить требования к динамическому диапазону яркости и контрастности изображения на экране телевизора. Реально контраст на экране лежит в диапазоне от 30 до 100.

2.5. Временные характеристики зрения

Пороговая энергия, которую ощущает глаз, определяется той суммарной энергией, которая попадает на глаз за время его засветки (экспозиции) tп.
Эта величина постоянная и определяется в некотором диапазоне длительности светового импульса и частоты повторения: F(tп = const.

Если поток F в течение экспозиции непостоянен, то глаз реагирует на величину [pic].

Как быстро глаз реагирует на изменение яркости? Эта экспериментальная зависимость также определяется перепадом яркости (рис. 2.12). Из рисунка видно, что постоянная времени реакции (p не менее 0,1с.

При прекращении раздражения глаза светом (или спадом интенсивности облучения) зрительное ощущение также пропадает не мгновенно, а в течение определенного времени. Можно, таким образом, говорить об инерционности зрения, которая определяется конечной скоростью протекания фотохимических реакций в рецепторах сетчатки, конечной скоростью передачи сигнала в мозг и его последующей обработки. На инерционность зрения оказывает влияние также изменение положения объекта в пространстве.

Практически очень важным случаем является периодическое воздействие на глаз светового потока. В этом случае можно построить визуальное восприятие яркости L в зависимости от истинной яркости В (рис. 2.13). Видно, что L меняется по закону, близкому к экспонециальному с постоянной времени (, равной (0,1 ( 0,15)с. Интересно отметить, что ощущение звука имеет ( =
0,16с.

Поскольку глаз инерционен, то при увеличении частоты следования световых импульсов видимый (ощущаемый) перепад яркости уменьшается, а затем при некоторой критической частоте пульсации яркости становится незаметным.
Эта критическая частота (рис. 2.14.): fkp = a lgL + b, где a и b – постоянные коэффициенты, зависящие от скважности импульсов, их формы и спектрального состава света.

Для L = 30 кд/м2 (белый свет), скважности 2 (a = 9,6; b = 65) критическая частота: fкр = 41 Гц.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: бесплатные тесты бесплатно, виды шпаргалок.





Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата