Психофизиологические особенности восприятия зрительной информации оператором

Зрение человека характеризуется следующими основными параметрами: чувствительностью, разрешающей способностью, полем ясного зрения, критической частотой мелькания, временем адаптации, пропускной способностью оператора.

Минимальная (пороговая) величина яркости светового пятна, обнаруживаемого глазом на черном фоне, называется нижним абсолютным порогом чувствительности. Верхний абсолютный порог чувствительности характеризуется болевыми ощущениями. Диапазон яркостей между верхним и нижним порогами чувствительности находится в пределах от 10^-6 до 10⁶ кд/м². При изменении освещенности сетчатки световая чувствительность не остается постоянной, а адаптируется. Средняя интегральная яркость информационного поля и других источников света (первичных и вторичных), находящихся в поле зрения, создает яркость адаптации. Лучшими условиями для работы считаются такие, когда уровень яркости адаптации находится в пределах от нескольких десятков до тысячи кандел на квадратный метр.

Минимальное приращение яркости, которое различает глаз при данной яркости адаптации, называется дифференциальным порогом чувствительности, а относительное приращение яркости, различимое глазом, - пороговым контрастом: kпop

Значение kпop зависит от уровня яркости адаптации. В рабочем диапазоне яркостей от 10 до 1000 кд/м² можно принять kпop = 0,02— 0,05. Для уверенного восприятия изображения на фоне необходимо, чтобы контраст изображения в СОИ, не менее чем в 10 раз превышал пороговый контраст. Отсюда диапазон контраста рекомендуется выбирать в пределах 0,60—0,95.

Разрешающая способность, или острота зрения, характеризуется минимальным углом, при котором возможно отдельное различение двух соседних точек. Этот угол называется порогом остроты зрения. Для нормального зрения порог остроты равен 1 угл. мин. Рекомендуемое значение в расчетах берут равным 2—3 угл. мин. Угол зрения, необходимый для надежной идентификации элементов информационной модели, зависит от их сложности, оцениваемой количеством минимально различимых дискретных элементов, на которые их можно разложить:

Как уже отмечалось ранее, для синтеза букв и цифр требуется 7—9 дискретных элементов по высоте. Следовательно, для них угол зрения = 14—27 угл. мин.

Разрешающая способность падает по мере удаления от оси глаз.

Поле ясного зрения человека ограничено угловыми размерами: 16—20° по горизонтали и 12—15° по вертикали. В соответствии с этим в телевидении выбраны рекомендуемые расстояния до наблюдателя L = (3—6)H и формат информационных полей 4:3.

Восприятие буквенно-цифровой информации при фиксированном положении оператора предусматривает некоторое движение глаза по стооке текста, что позволяет увеличить угловой размер информационного поля по горизонтали до 50°. Формат ИП буквенно-цифровых СОИ часто берут равным 5:3.

Угол между перпендикуляром, опущенным из центра глаза на поверхность наблюдения, и линией, соединяющей центр глаза с наблюдаемой точкой, называют углом наблюдения. С его увеличением острота зрения падает также из-за того, что излучение большинства индикаторов имеет направленный характер, максимум интенсивности которого совпадает с нормалью в плоскости излучателя. Максимальное значение угла наблюдения, при котором обеспечивается считывание информации с индикатора, называют углом обзора.

К основным временным характеристикам зрительного анализатора относят критическую частоту мелькания и время адаптации. Критическая частота мелькания ^кчм—минимальная частота, при которой глаз перестает воспринимать мелькание прерывисто светящегося изображения. Критическая частота мельканий возрастает с увеличением яркости и угловых размеров мерцающих элементов. Для изображений с яркостью до нескольких сотен кандел на квадратный метр частоту критического мелькания принимают равной примерно 50 Гц.

Время адаптации—это время, необходимое для самонастройки чувствительности зрительного анализатора при изменении яркости объекта наблюдения. Величина времени темновой адаптации (переход от света к темноте) может составлять десятки, а световой (переход от темноты к свету) — единицы минут.

Пропускная способность оператора (ПСО) оценивается количеством информации, воспринимаемой оператором за единицу времени. При опознании букв и цифр ПСО 50—55 бит/с, при чтении—30—40 бит/с, при сложении двух однозначных цифр— 12 бит/с. Следовательно, период обновления информации Гобн зависит от сложности информационной модели и задач, решаемых оператором при ее восприятии.