2.4. Частотно-контрастна характеристика ока

Метод визначення гостроти зору, у якому як тести використовуються одиночні знаки (наприклад, кільця Ландольта, знаки Снеллина, Головина—Сивцева) чи штрихові світи, контрасти яких максимальні (близькі до одиниці), називають визометрией.

Набагато більше інформації про стан зору можна одержати за допомогою тестів, контраст яких значительно менше одиниці. Метод, що дозволяє визначити гостроту зору по тестах малих контрастів (K<1), називають визоконтрастометрией. Визоконтрастометрия, дозволяє проводити якісний професійний добір, особливо там, де потрібно висока гострота зору при спостереженні об'єктів малих контрастів (льотчики, водії автотранспорту і т.д.), рано діагностувати початкові порушення зорових функцій при деяких захворюваннях [9].

Як тест-об'єкти для таких вимірів чаще застосовують періодичні структури (так називані ґрати), що представляють собою систему чередующихся рівнобіжних світлих і темних смуг. Розподіл яскравості в них може бути як синусоїдальним, так і прямокутним.

Такі тести з контрастом ДО=1 уже давно застосовують у приладобудуванні для визначення частотно-контрастних характеристик (ЧКХ) оптичних приладів. ЧКХ відповідає на запитання про те, який буде контраст зображення, якщо об'єктом є система світлих і темних смуг із заданим розподілом яскравості. ЧКХ приладів оцінюється по розподілі освітленості в зображенні таких структур, вимірюваних у конкретних приладах.

Вимір світлорозподілу в зображенні об'єктів на сітківці живого ока людини прямим шляхом провести надзвичайно важко. Усе-таки відомий ряд робіт, у яких проводилися дослідження ЧКХ очей [89]. Автори на підставі розрахунків зробили висновок про те, що при частоті смуг 2 цикл/град модуляція яскравості в зображенні складає 80— 90 % від модуляції яскравості в об'єкті, при частоті 6 цикл/град — 65— 85 %, при частоті 20 циклів/градус залишається тільки 20—30 %, при частоті 60 циклів/градус— менше 10%.

Одержати зведення об ЧКХ очі можна непрямим шляхом — по суб'єктивній оцінці, обумовленої або по граничному контрасті періодичних ґрат відомої просторової частоти, необхідної для її виявлення на межі дозволу, або по граничній частоті ґрат при заданому контрасті тестових смуг.

Для першого способу оцінки ЧКХ ока просторові ґрати найчастіше виготовляють фотоспалахобом і розглядають на просвіт на рівномірному тлі [9]. Ґрати між собою розрізняються по просторовій частоті. У межах однієї і тих же ґрат контраст смуг плавно змінюється від 0 до 0,4.

Ґрати пред'являються не цілком, а тільки та її частина, що може бути видна через вузьку прямокутну щілину — вікно. Переміщаючи щілину уздовж смуги по напрямку зміни контрасту, дослідник фіксує момент зникнення періодичності яскравості, тобто фіксує граничний контраст при даній просторовій частоті ґрат. Аналогічні виміри проводяться для ґрат з іншими частотами. На підставі відповідей випробуваних для всіх пропонованих ґрат будують криві ЧКХ чи очі криві залежності схоронності зорових функцій у відсотках.

Інший спосіб визначення ЧКХ ока здійснюється по граничній частоті ґрат при заданому контрасті тестових смуг. У цьому випадку необхідно мати можливість плавно змінювати частоту смуг. Цей спосіб використовують, наприклад, у приладі «Контраст», опис якого приведено в гл. 14. На підставі вимірів також будуються кривые ЧКХ ока.

У роботі [48] показано, що для неозброєного ока при яскравості тла 110 кд/м² зв'язок між частотою v і контрастом ДО ґрати з П-образным зміною яскравості виражається формулою γ = 0,78 + 0,32ДО, де γ виражено числом штрихів на 1^′.