15. Энергетические и информационные характеристики зрительного анализатора.

Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором – глаз. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек-оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, пространственными, временными и информационными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. Совокупность этих характеристик и их численные значения определяют видимость (сигнала) для глаза.

Энергетические характеристики зрительного анализатора определяются мощностью (интенсивностью) световых сигналов, воспринимаемых глазом. К ним относятся: диапазон воспринимаемых яркостей, контрастность, слепящая яркость, относительная видность.

Световой поток, излучаемый источником или отражаемый светящейся поверхностью, попадая в глаз наблюдателя, вызывает зрительные ощущения. Оно будет тем сильнее, чем больше плотность светового потока, излучаемого или отражаемого по направлению к глазу. Следовательно, источник света или освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении глаза. Яркостью предмета называется величина

В = J / S*cosα,

где J – сила света, т.е. световой поток, излучаемый на единицу телесного угла; S – величина светящейся поверхности; α – угол, под которым рассматривается поверхность.

Единицей яркость является кандела на 1 м² (кд/м²).

Видимость предметов определяется также контрастом их по отношению к фону. Различают 2 вида контрастов: прямой (предмет темнее фона) и обратный (предмет ярче фона). Количественно величина контраста оценивается как отношение разности яркости предмета и фона к большей яркости: Кпр=(Вф-Вг)/Вф, Коб=(Вп-Вф)/Вп, где Вп,Вф – соответственно яркость предмета и фона. Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте.

В ряде случаев в поле зрения операторов могут быть сигналы разной эффективности при этом сигналы с большей яркостью могут вызвать нежелательное состояние глаз – ослеплённость. Слепящая яркость определяется размером светящейся поверхности и яркостью сигнала, а также уровнем адаптации глаза. Вс=Ва+(840/^1/4)*Ва^1/3, -телесный угол, под к-м оператору видна светящаяся пов-ть.где Следовательно, для создания оптимальных условий зрительного восприятия необходимо не только обеспечить требуемую яркость о контраст сигналов, но также и равномерность распределения яркостей в поле зрения. Как правило должно быть обеспечено соблюдение отношения перепада яркостей не более 1 к 30.

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 жёлто-зелёного цвета. Важной характеристикой глаза является относительная видимость,

К_λ = S_λ / S,

где S– ощущение, вызываемое источником излучения длиной 550 нм.; S_λ - ощущение, вызываемое источником той же мощности длиной l.

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.

Основной информационной характеристикой зрительного анализатора является пропускная способность, т.е. то количество информации, которое способен принять анализатор в единицу времени. Зрительный анализатор можно представить в виде канала связи, состоящего из нескольких участков передачи информации. Пропускная способность канала в целом будет определяться пропускной способностью того участка, для которого она минимальна.