13. Зрительный анализатор в деятельности оператора.
Устройство зрительного анализатора. Энергетические характеристики зрительного анализатора (яркость, слепящая яркость, адаптирующая яркость, контраст, спектральная чувствительность). Информационные характеристики зрительного анализатора (пропускная способность). Пространственные характеристики зрительного анализатора (острота зрения, поле зрения, объем зрительного восприятия). Временные характеристики зрительного анализатора (латентный период, длительность инерции ощущения, критическая частота мельканий, время адаптации, время информационного поиска). Расчет времени информационного поиска.
Зрительный анализатор человека является важнейшей сенсорной системой. Человек-оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором – глаз. Устройство зрительного анализатора изображено на рисунке 1.
Рисунок 1-устройство зрительного анализатора
Можно выделить четыре группы характеристик зрительного анализатора:
Энергетические характеристики зрительного анализатора.
Яркость. Яркостью предмета называется величина
г
де
I – сила света; т.е. световой поток,
излучаемый на единицу телесного угла;
S – величина светящейся поверхности; α
– угол, под которым рассматривается
поверхность. Единицей яркости является
кандела на метр квадратный (кд/ ) или нит
(нт).
В общем случае яркость предмета определяется двумя составляющими
1
)
яркостью излучения:
где Е – освещенность поверхности в люксах;
2) яркостью отражения:
ρ
– коэффициент отражения поверхности
Освещенность поверхности определяется по формуле:
где I – сила света источника; S – площадь освещаемой поверхности. Единицей освещенности является люкс (лк).
Слепящая яркость. В ряде случаев в поле зрения оператора могут попадать сигналы разной интенсивности. При этом сигналы с большей яркостью могут вызвать нежелательное состояние глаз – ослепленность. 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 рассчитать слепящую яркость, необходимо обеспечить перепады яркостей не более 1 к 30.
Адаптирующая яркость - это яркость, на которую адаптирован (настроен) в данный момент времени зрительный анализатор. Приближенно можно считать, что для изображений с прямым контрастом (предмет темнее фона) адаптирующая яркость равна яркости фона, а для изображений с обратным контрастом (предмет ярче фона) – яркости предмета.
Контраст. Различают два вида контраста: прямой контраст (предмет темнее фона) и обратный контраст (предмет ярче фона). Количественно величина контраста оценивается как отношение разности в яркости предмета и фона к большей яркости:
г
де
Вф и Вп – соответственно яркость фона
и предмета
Оптимальная величина контраста должна лежать в пределах 0,60–0,95. Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте.
Спектральная чувствительность. Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне 380–760 нм. Однако чувствительность глаза к волнам различной длины неодинакова. Она наибольшая к свету с длиной волны 500–600 нм (желто-зеленый цвет). Следует отметить, что влияние цвета в деятельности оператора очень велико. Во-первых, он может использоваться как один из способов кодирования информации, во-вторых, – для эстетического оформления помещений и пультов управления с точки зрения улучшения зрительного восприятия.