2.5. Временные характеристики

К основным временным характеристикам зрительного анализатора относят критическую частоту мелькания и время адаптации. Критическая частота мелькания (КЧМ) – минимальная частота, при которой глаз перестает воспринимать мелькание прерывисто светящегося изображения. Критическая частота мельканий возрастает с увеличением яркости и угловых размеров мерцающих элементов. Для изображений с яркостью до нескольких сотен кандел на квадратный метр частоту критического мелькания принимают равной примерно 50 Гц. 

Средняя (кажущаяся) яркость мерцающего элемента , воспринимаемая глазом, определяется законом Тальботта:

,

где Lυ(t) – закон изменения яркости в интервале времени свече­ния элемента (t1 – t2); Т – период повторения мерцания элемента.

Зависимость между яркостью стимула и КЧМ описывается законом Ферри-Портера, согласно которому КЧМ пропорциональна логарифму яркости сигнала:

,

где а, b – константы, зависящие от спектрального состава света, L – яркость сигнала.

В условиях дневного света а = 10 – 15, для сумеречного света (L < 10 кд/м2) а = 1 – 2. Значения приближенны, найдены эмпирически и справедливы только для центральной части поля зрения.

Закон справедлив в диапазоне яркостей 1 – 1000 кд/м2.

Результаты исследований показали, что при заданной яркости мелькание становится более заметным, если увеличивается размер объекта.

,

где c, d – константы, S – площадь объекта.

КЧМ достигает максимума на участке, удаленном на 400 от центра в височной области сетчатки и на 25 – 300 в носовой.

В зависимости от условий освещения, размеров и положения объекта мелькание будет более заметным либо на периферии поля зрения, либо в центральной его части.

Исследователи рекомендуют 50 – 60 Гц для обратного контраста и не менее 80 Гц для прямого контраста.

Для привлечения внимания КЧМ должна составлять 3 – 5 Гц.

КЧМ зависит от яркости 

L, кд/м2

30

110

250

350

КЧМ, Гц

40

45

47

49

При частоте 8 – 10 Гц мелькающий свет кажется более ярким, чем постоянный свет с той же средней яркостью.

Время адаптации – это время, необходимое для самонастрой­ки чувствительности зрительного анализатора при изменении яр­кости объекта наблюдения.



Величина времени темновой адаптации (переход от света к темноте) может составлять десятки, а световой (переход от темноты к свету) — единицы минут.

Пропускная способность оператора оценивается количеством информации, воспринимаемой оператором за единицу времени. При опознании букв и цифр пропускная способность 50 — 55 бит/с, при чтении — 30 — 40 бит/с, при сложении двух однозначных цифр — 12 бит/с. Следовательно, период обновления информации ТОБН зависит от сложности информационной модели и задач, решаемых оператором при ее восприятии.

Яркость адаптации близка к средней яркости поля зрения. Величина яркости поля адаптации определяет вид освещения: ночное (L ≤ 0,01 кд/м2), сумеречное (L = 0,01 –  10 кд/м2), дневное (L ≥ 10 кд/м2). Им соответствуют ночное, сумеречное и дневное зрение. Операторам приходится работать в условиях дневного (реже сумеречного) освещения. В этих условиях раздельное видение предметов определяется контрастом.

После прекращения действия светового раздражителя глаз как бы продолжает видеть источник, и кажущаяся яркость LК  спадает по экспоненциальному закону:

,

где  — яркость в момент прекращения действия раздражителя; τ – постоянная времени инерции, которая обратно пропорциональна яркости .