Телевидение / понятия и определения тв лк4

Основные понятия и определения

1. Взаимодействие потоков излучения и объектов.

Объём видеоинформации с объекта возможен в случае его обработки световым потоком. В этом случае каждая точка объекта характеризуется освещённостью.

Освещенность в точке поверхности – отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Освещённость Е связана с силой света I точечного источника, удалённого от заданной точки на расстояние «е»

Е = I соsQ/е² ,

где Q – угол падения света.

При воздействии потока излучения (света) на материальный объект существуют два явления: отражение и поглощение света.

Отражение света – явление, заключающееся в том, что при падении света ( оптического излучения ) из первой среды на границу раздела со второй средой взаимодействие света с веществом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела обратно в первую среду. При этом, по крайней мере, первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражённого излучения.

Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие отражения света от их поверхностей. Диффузное отражение света – его рассеяние неровной поверхностью второй среды по всем возможным направлениям.

Отражательная способность – величина, характеризующая способность поверхности тела или границы раздела двух сред отражать падающий на неё поток электромагнитного излучения.

Количественная характеристика отражательной способности – коэффициент отражения - отношение потока излучения, отражённого телом, к упавшему на него потоку излучения. Отражательная способность зависит от угла падения и поляризации падающего излучения.

Зависимость отражательной способности поверхности от длины волны излучения  в области видимого света воспринимается глазом человека как окраска отражающей поверхности.

Поглощение света – уменьшение интенсивности оптического излучения (света), проходящего через среду, заполненную веществом, характеризуется коэффициентом поглощения – отношением потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшему на это тело.

И поглощение, и рассеяние света во второй среде могут сильно зависеть от . Результатом этого является изменение спектрального состава диффузно отражённого света, что ( при освещении белым светом ) визуально воспринимается как окраска тел.

Цвет – одно из свойств материальных объектов, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Цвет «присваивается» человеком объекту в процессе зрительного восприятия этого объекта.

В общем случае цвет предмета обусловлен следующими факторами: его окраской и свойствами его поверхности, оптическими свойствами источников света и среды, через которую свет распространяется; свойствами зрительного анализатора человеческого мозга и особенностями ещё недостаточно изученного психофизиологического процесса переработки зрительных впечатлений в мозговых центрах.

2. Восприятие цвета человеком.

В громадном обществе случаев цветовое ощущение возникает в результате воздействия на глаз поток видимого излучения. Спектр цвета располагается в диапазонах: 380 – 470 нм фиолетовый и синий цвета; 470 – 500 нм – сине-зелёный; 500 – 560 нм – зелёный; 560 – 590 нм – жёлто-оранжевый; 590- 760 нм – красный.

Различные цветовые ощущения вызывают разноокрашенные предметы, их разноосвещённые участки, источники света и создаваемое ими освещение.

Восприятие цвета может частично меняться в зависимости от психофизиологического состояния наблюдателя, например, усиливаться в опасных ситуациях, уменьшаться при усталости, при изменении интенсивности излучения и т.д.

Цвет характеризуется тремя субъективными компонентами: цветовым тоном, насыщенностью и светлотой.

Цветовой тон ( оттенок цвета ) ассоциируется в сознании с окраской предмета определённым типом красителя.

Насыщенность характеризует степень, уровень, силу выражения цветового тона. Этот параметр связан с количеством ( концентрацией ) красителя.

Цветовой контраст – величина, характеризующая разницу между двумя цветностями.

Серые тона называют бесцветными и считают, что они не имеют насыщенности и различаются лишь по светлоте.

Светлоту сознание связывает с количеством черного или белого пигментов, реже – с освещённостью. Насыщенность и светлота цвета объекта взаимосвязаны, т.к. усиление спектрально-избирательного поглощения при увеличении количества красителя всегда сопровождается уменьшением интенсивности отражательного света, что вызывает ощущение уменьшения светлоты.

Система цветового зрения включает два типа светло-чувствительных фоторецепторов: колбочек, находящихся главным образом в центральном участке глаза и обладающих максимумами спектральной чувствительности в трёх участках ( красном, синем и зелёном ), и расположенных в основном по периферии сетчатки палочек, не обладающих преимущественной чувствительностью к какому-либо спектру цвета. Палочки работают при низкой освещённости предметов.

Комбинации разных по интенсивности раздражений фоторецепторов, перерабатываемые в проводящих нервных путях и мозговых зрительных центрах, дают многообразие цветовых ощущений.

Натренированный наблюдатель с нормальным зрением может различать по тону около 150 цветов.

Около 90% всех людей обладают нормальным цветовым зрением и около 10% - частично или полностью «цветно-слепые».

Существует три вида аномалий:

1) Красно-слепые ( протанопы ) не отличают красных цветов от близких к ним ахроматических цветов и дополнительных тёмно-голубых;

2) Зелёно-слепые ( дейтеранопы ) не отличают или плохо отличают зелёные цвета от близких к ним ахроматических цветов и дополнительных пурпурных;

3) Сине-слепые ( тританопы ) не отличают синих цветов от близких к ним ахроматических цветов и дополнительных тёмно-жёлтых.

4) Редки случаи полной цветовой слепоты, когда воспринимается лишь ахроматические образы.

3. Основные параметры звука.

Звук – в широком смысле колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах; в узком смысле – явление, субъективно воспринимаемое органом слуха человека и животных.

Источником звука могут быть любые явления, вызывающие местное изменение давления или механические напряжения ( диффузоры громкоговорителей, мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов и др.).

К приёмникам звука относятся слуховой аппарат человека и животных, электроакустические преобразователи ( микродеомы и др.).

Основными параметрами звука являются следующие характеристики.

Тон – звук определённой высоты; тон может иметь тембральную окраску, т.е. содержать составляющие нескольких частот.

Скорость звука – скорость перемещения в среде упругой волны при условии, что форма её профиля остаётся неизменной.

Скорость звука зависит от вида среды ( газ, жидкость, твердое вещество ), его свойств ( температуры, давления и т.д. ).

Звуковое давление – основная количественная характеристика звука. Иногда применяется характеристика «уровень звукового давления», выраженное в дБ отношение величины данного звукового давления «Р» к пороговому значению звукового давления Р₀ = 2*10^-5 Па. При этом число децебел N = 20log(P/P₀) звукового давления в воздухе изменяется от 10^-5 Па вблизи порога слышимости до 10³ Па при самых громких звуках, например, при шумах реактивных самолётов.

Звуковое давление изменяется с частотой, равной частоте звуковой волны.

Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интенсивность звука, которая зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны.

Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука.

Поглощение звука – явление необратимого перехода энергии звуковой волны в другие виды энергии и , в частности, в теплоту. Характеризуется коэффициентом поглощения , который определяется как обратная величина расстоянию, в котором амплитуда звуковой волны уменьшается в е = 2,718 раз. «» выражается в децибелах на 1 м (1дБ/м).

Поглощение звука характеризуется также коэффициентом потерь где длина волны звука ) или добротностью Q = 1/величина  - логарифмический декремент звука.

1. Характеристика звуковых сообщений.

Сигнал, создаваемый колебаниями голосовых связок, изменяется не только по амплитуде и длительности периода, но также и по форме.

Важной характеристикой звука является его спектр. Основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту, а набор гармонических составляющих – тембр звука.

В спектре звуковой речи имеются форманты – устойчивые группы частотных составляющих, соответствующих определённым фонетическим элементам.

Телефонный разговор двух абонентов представляет собой поочерёдную передачу ими сообщений друг другу.

Музыкальные инструменты с длительным возбуждением, например, смычковые, духовые, орган издают периодические звуки. Бес существенной ошибки можно предположить, что их звучание имеет бесконечную длительность. Это позволяет представить спектры в виде совокупности дискретных составляющих, частоты которых кратны частоте наиболее низкой составляющей звука. Спектр по своей структуре является линейчатым.

Щипковые и ударные инструменты ( фортепиано, арфа, ксилофон, гитара и др. ) излучают звуки квазипериодические, интенсивность которых уменьшается во времени по экспоненциальному закону.

Так как длительность звучания таких инструментов ( после удара или щипка ) много больше, чем время установления слухового ощущения, слух практически игнорирует процесс затухания. Поэтому спектры квазипериодических звуков также целесообразно представить в виде совокупности линейчатых составляющих, полученных без учета затухания.