Значения коэффициента отражения

Коэффициент отражения во многом определяется цветом поверхности (табл. 11.2). Он показывает, какая часть падающего на поверхность светового потока отражается ею.

Так как в поле зрения оператора могут попадать предметы с различной яркостью, то в инженерной психологии вводится также понятие адаптирующей яркости. Под ней понимают ту яркость, на которую адаптирован (настроен) в данный момент времени зрительный анализатор. Приближенно можно считать, что для изображений с прямым контрастом (см. ниже) адаптирующая яркость равна яркости фона, а для изоб­ражений с обратным контрастом — яркости предмета.

Диапазон чувствительности зрительного анализато­ра весьма велик: он простирается от 10^—6 до 10⁶ кд/м². Наилучшие же условия для работы будут при уровнях адаптирующей яркости, лежащей в пределах от не­скольких десятков до нескольких сотен кд/м².

Видимость предметов определяется также контра­стом их по отношению к фону. Различают два вида контраста: прямой (предмет темнее фона) и обратный (предмет ярче фона). Количественно величина контра­ста оценивается как отношение разности в яркости предмета и фона к большей яркости:

(11.6)

где Вф и В_п — соответственно яркость фона и пред­мета.

Оптимальная величина контраста считается рав­ной 0,60 — 0,95. Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте.

Однако обеспечение требуемой величины контра­ста является только необходимым, но еще недостаточ­ным условием нормальной видимости предметов. Нуж­но знать также, как этот контраст воспринимается в данных условиях. Для его оценки вводится понятие порогового контраста, который равен

(11.7)

Рис. 11.3. Зависимость порогового контраста от яркости адаптации и размеров предметов.

где dB_nop — пороговая разность яркости, т. е. мини­мальная разность яркости предмета и фона, впервые обнаруживаемая глазом.

Величина К_пор определяется дифференциальным порогом различения. Для получения оперативного по­рога необходимо, чтобы фактическая величина разно­сти яркости предмета и фона была в 10—15 раз боль­ше пороговой. Это означает также, что для нормальной видимости величина контраста, рассчитанная по фор­мулам (11.6), должна быть больше К_пор в 10— 15 раз.

Величина порогового контраста зависит от ярко­сти и размеров предметов а (рис. 11.3). Из рисунка видно, что предметы с большими размерами видны при меньших контрастах и что с увеличением яркости уменьшается значение порогового контраста [62].

Большое влияние на условия видимости предме­тов оказывает величина внешней освещенности. Од­нако это влияние будет различным при работе опера­тора с изображениями, имеющими прямой и обратный контраст. Увеличение освещенности при прямом кон­трасте приводит к улучшению условий видимости (ве­личина К_пор увеличивается), при обратном — к ухудшению видимости (величина K_об уменьшается). Эти явления можно проследить при анализе формулы (11.6). При увеличении освещенности величина К_пор увеличивается, поскольку яркость фона возрастает боль­ше, чем яркость предмета (коэффициент отражения фона больше коэффициента отражения предмета). Величина К₀б при этом уменьшается, так как яркость предмета практически не меняется (предмет светится), а яркость фона увеличивается.

В ряде случаев в поле зрения оператора могут быть сигналы разной интенсивности. При этом сигналы с большей яркостью могут вызвать нежелательное состо­яние глаз — ослепленность. Слепящая яркость опре­деляется размером светящейся поверхности и ярко­стью сигнала, а также уровнем адаптации глаза:

(11.8)

где ω — телесный угол, под которым оператору видна светящаяся поверхность (в стерадианах).

Следовательно, для создания оптимальных условий зрительного восприятия необходимо не только обеспе­чить требуемую яркость и контраст сигналов, но так­же и равномерность распределения яркостей в поле зрения. В случаях, когда невозможно использовать для расчетов формулу (11.8), можно пользоваться данными табл. 11.3 или же необходимо обеспечить перепады яркостей не более 1 к 30 [157].

Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне 380 — 760 нм. Однако чувствитель­ность глаза к волнам различной длины неодинакова. Наибольшую чувствительность глаз имеет по отноше­нию к волнам в середине спектра видимого света (500 — 600 нм). Этот диапазон соответствует излучению желто-зеленого цвета. Важной характеристикой глаза является относительная видность, или спектральная чувствительность глаза

(11.9)

где s — ощущение, вызываемое источником излучения длиной 550 нм; — ощущение, вызываемое источни­ком той же мощности длиной

Кривая относительной видности приведена на рис. 11.4. Из рисунка, например, видно, что для обеспечения одинакового зрительного ощущения необхо­димо, чтобы мощность синего излучения была в 16,6, а красного — в 9,3 раза больше мощности желто-зелено­го излучения. По этой причине цветоощущение (отно­сительная видность) условно также может быть отне­сено к энергетическим характеристикам зрительного анализатора.

Таблица 11.3