Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.12. Весовая функция яркости для стандартного наблюдателя МКО-1931 в сравнении с диапазоном значений, полученных у 37 испытуемых [23].
Кандела определяется как 1/60 силы света, излучаемого поверхностью черного тела с площади 1 см2 при температуре затвердевания платины (2047°К).
Сферическая поверхность стягивает телесный угол, равный 4я, или 12,57 стерадиан. Сфера радиусом 1 фут имеет поверхность 12,57 фут2. Общий световой поток, вызываемый источником с силой света в 1 канделу, равен 12,57 лм, а освещенность на поверхности сферы радиусом 1 фут составляет 1 лм/фут2, или 1 фут-канделу. Соответственно освещенность на поверхности сферы радиусом 1 м равняется 1 лм/м2, или
1 люксу. Существует простая связь между люксом и фут-кан-делой. Поскольку 1 м2 равен 10,76 фут2, то 1 фут-кандела равна 10,76 люкса.
Рис. 5.13 иллюстрирует также закон освещенности, устанавливающий, что величина освещенности обратно пропорцио-
134 Глава 5
нальна квадрату расстояния от источника света. Освещенность поверхности, находящейся на расстоянии 1 м от источника света, равна поэтому 1/10,76 фут-кандел. Данный закон справедлив только для точечного источника света и не применим к дисплеям или лампам с большой светящейся поверхностью.
Яркость — световой поток, отраженный или излучаемый поверхностью в определенном направлении. Поверхность определяется как видимая область наблюдения под некоторым углом. Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2) в СИ, а в Английской системе — в фут-ламбертах.
мощностью Лфут-какдела. Освещенность '\кандела,или илцХлюмеч Л люкс ,и л и 12,57 люмен на фцт\или Ijim/m1 10,76 люкс
Рис. 5ЛЗ. Пояснение связи между фут-канделой и люксом.
Яркость поверхностей, которые не обладают зеркальным отражением и рассеивают подающий на них свет во всех направлениях, определяется путем умножения освещенности на коэффициент отражения от поверхности. В СИ коэффициент отражения задается следующей формулой:
тг J-J- Яркость (в кд/м2)Хя /с
Коэффициент отражения = —--*---. (o.z)
Освещенность (в лк)
В Английской системе коэффициент отражения определяется следующей формулой:
,г , , Яркость (в фут-ламбертах)
Коэффициент отражения=—^-5--——. (о.6)
Освещенность (фут-кандел)
Коэффициент отражения какой-либо поверхности можно определить путем сравнения ее яркости с яркостью поверхности, коэффициент отражения которой известен. Для этой цели
Разработка визуальных средств отображения информации
135
\г Яркость знаков 300 кд/м1
Отраженная
яркость^ SS3 1(8 кд/м1
— Освещенность
190 лк
Отраженная яркость 24 кд/м1
Освещенность после светофильтра. 95 л к
мте=^8кд/мг
?мин = '•8 кд/мг
Кг = 7,25
Нейтральный светофильтр [коэффициент пропускания 0,5)
Яркость знанов до светофильтра 300 кд/м1
После светофильтра -150 кд/м1
—г- Отраженная яркость \ после светофильтра \ 1Z кд/м1
Освещенность 190 лк
^мин= 12 “Я/"*
Кг= 13,5
Рис. 5.14. Влияние 50%-ного прозрачного нейтрального светофильтра на контраст (Кг) и яркость (LMакс) изображения. Если коэффициент отражения люминофора равен 0,8, яркость отраженного от экрана света составляет (190-0,8)/я=48 кд/м2. Яркость знаков поэтому составляет 300 +48= = 348 кд/м2, а контраст—348/48 = 7,25. На нижнем рисунке падающий извне на видеодисплей свет дважды ослабляется светофильтром, в то время как яркость света, излучаемого знаками, — только единожды. Это увеличивает контраст до 162/12= 13,9, что улучшает видимость знаков. Хотя яркость знаков уменьшается (с 348 до 162 кд/м2), выигрыш в контрасте существенно увеличивает их четкость [13].
используется стандартный серый с коэффициентом отражения
0,18 или стандартный белый с коэффициентом 0,80. При этом стандарт накладывается на поверхность, коэффициент отражения которой определяется.
Рис. 5.14 иллюстрирует перевод освещенности в яркость для электронно-лучевого видеодисплея, снабженного нейтральным светофильтром и без него. Светофильтры уменьшают проходящий через них поток света. Светофильтры называют нейтральными, если они не изменяют спектральный состав проходящего света. Нейтральные светофильтры устанавливают с целью усиления контраста алфавитно-цифровых знаков по отношению к фону. Внешний свет, прежде чем отразиться от поверхности экрана, проходит через светофильтр. Отраженный свет на своем пути к наблюдателю проходит через светофильтр
136 Глава 5
второй раз. При прохождении луча света через светофильтр его интенсивность каждый раз уменьшается. Однако свет, излучаемый знаками на экране, проходит через светофильтр только один раз. В результате яркость знаков уменьшается не столь сильно, как яркость фона, создаваемая отраженным внешним светом, вследствие чего контраст знаков по отношению к фону возрастает [13]. Из рис. 5.14 видно, что контраст изображения без светофильтра равен 7,25, а со светофильтром—13,5. В то же время яркость знаков уменьшилась с 348 до 162 кд/м2. Возрастание контраста усиливает четкость знаков в большей мере, чем она уменьшается из-за потери в яркости. Однако если яркость близка к пороговой (т. е. меньше 30 кд/м2), то уменьшение яркости знаков может ухудшать их видимость.
