Анализ влияния технологий преобразования сигнал - свет на утомление зрительного анализатора

Эргономические характеристики видеоизображения

Лекция 10.

Вдоль линии спектральных цветов равноконтрастной диаграммы укладывается около 300 порогов Мак-Адама, вдоль линии пурпурных цветов – 130. Всего на площади, ограниченной равноконтрастной диаграммой укладывается около 12 000 порогов Мак-Адама.

Все приведенные выше численные значения в силу зависимости порогов цветоразличения от яркости и цветности фона, содержания изображения и условий наблюдения могут рассматриваться как ориентировочные, но, тем не менее, представляют большой интерес для инженерных расчетов.

Влияние на восприятие цвета величины поля зрения, места светового раздражителя на сетчатке, частоты мельканий светового раздражителя, а также «непрямых раздражителей» описано только в виде отдельных экспериментальных результатов и не содержи аналитических зависимостей.

Исследования восприятия цвета зрительным анализатором, проведенные С.В. Кравковым, а также специалистами CBS и RCA при разработке систем цветного телевидения позволили установить следующие закономерности, имеющие большое значение при создании кинематографических систем /47/:

1. Теория трехцветного зрения справедлива только для случаев, когда наблюдаемый объект имеет относительно большие размеры – более 30¢(угловых минут).

2. Для объектов, имеющих угловые размеры в пределах 10¢ -30¢ зрительный анализатор воспринимает только два цвета - красный и зеленый. Синий цвет становится ахроматическим и неотличимым от серого цвета.

3. Объекты, имеющие угловые размеры менее 10¢ воспринимаются зрительным анализатором как полностью ахроматические. В этом случае зрительный анализатор различает только градации яркости таких объектов.

Кроме отмеченных в таблице 5.1 технических характеристик преобразователей сигнал-свет различных технологий, для использования в электронном кинематографе весьма важным является степень утомляемости зрителя при просмотре изображений, формируемых этими преобразователями.

Указанная характеристика является наименее изученной в связи с тем, что небольшое время, прошедшее с момента начала массового применения электронного кинематографа не позволило накопить достаточное количество данных для статистического анализа.

В связи с этим фактор утомляемости зрителя при просмотре программ электронного кинематографа может оцениваться преимущественно на основе общих закономерностей воздействия импульсных световых потоков на зрительный анализатор, характерных для телевизионных и компьютерных систем отображения визуальной информации.

При этом, как следует из опыта эксплуатации телевизионных систем, большое влияние на утомляемость зрительного анализатора оказывает отношение «мгновенной» яркости элемента изображения к средней яркости кадра.

Для дальнейшего анализа примем некоторые произвольные допущения, которые позволяют упростить понимание вопроса утомляемости, не оказывая при этом принципиального влияния на результаты анализа.

Допустим, что каждый элемент изображения «разгорается» и «затухает» за произвольно малый промежуток времени. Тогда, в соответствии с законом Тальбота, визуально воспринимаемая яркость изображения будет пропорциональна произведению «мгновенной» яркости элементов изображения на длительность их свечения.

Очевидно, что необходимая визуальная яркость изображения может быть получена при малой длительности свечения элемента и большой «мгновенной» яркости и, наоборот, при большой длительности и малой «мгновенной» яркости.

В телевизионных и компьютерных системах при наблюдении изображения на экране кинескопа «мгновенная» яркость элемента превышает среднюю яркость в несколько раз при длительности свечения элемента изображения в десятки миллисекунд, при этом обеспечивается достаточно низкая утомляемость зрителя.

Известны эксперименты по формированию телевизионного изображения при помощи системы сканирующих лучей газовых лазеров, которые проводились автором в начале 70-х годов в Московском научно-исследовательском телевизионном институте. Длительность свечения элемента изображения при этом определялась только временем нахождения лазерного луча в геометрическом месте этого элемента и составляла около 50 не. При такой длительности свечения мгновенная яркость элемента изображения превышала среднее значение в 50.000 - 100.000 раз.

Наблюдение такого изображения в условиях, приближенных к типичным условиям просмотра телевизионных программ показало повышенную утомляемость зрителя после нескольких минут просмотра, часто сопровождающееся головной болью и ухудшением общего состояния.

Исходя из результатов описанных экспериментов можно сделать следующий вывод:

Дата добавления: 2014-01-04