Значения коэффициента отражения

 

Цвет по­верхности	Коэффициент отражения	Цвет по­верхности	Коэффициент отражения
Белый желтый: светлый средний	0,90   0,75 0,65	Зеленый: светлый средний темный	0,65 0,52 0,10
Цвет по­верхности	Коэффициент отражения	Цвет поверхности	Коэффициент отражения
Серый: светлый средний темный	0,75 0,55 0,30	Синий: светлый темный Коричневый (темный) Черный	0,55 0,13   0,10 0,07

 

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