Различительная чувствительность (восприятие градаций яркости)

Различительной чувствительностью зрительного анализатора (контрастной чувствительностью) называется способность различать яркости объектов. Зрительный анализатор человека способен различать объекты в чрезвычайно широком диапазоне яркостей, составляющем до 9 порядков.

Зависимость различительной чувствительности от интенсивности светового раздражителя определяется законом Вебера-Фехнера:

E = К lnI + C,.

где Е — видимая яркость;

I — интенсивность светового раздражителя;

К и С — постоянные коэффициенты.

Величина разностного порога (едва заметного прироста видимой яркости) по данным различных исследователей составляет от 1: 64 до 1: 164.

Восприятие цвета

Восприятие цвета зрительным анализатором происходит за счет наличия в сетчатке глаза рецепторов — колбочек, имеющих разные спектральные чувствительности.

Для инженерных расчетов важно знать пороги цветоразличения, т. е. минимальные изменения цветности, различимые зрительным анализатором. На рис. 1. представлены эллипсы цветовых порогов, полученные Мак-Адамом в равноконтрастной системе U, V, W.

Рис. 1.

Эллипсы представляют собой область изменения цветности, еще не ощущаемой наблюдателем.

Вдоль линии спектральных цветов равноконтрастной диаграммы укладывается около 300 порогов Мак-Адама, вдоль линии пурпурных цветов — 130. Всего на площади, ограниченной равноконтрастной диаграммой укладывается около 12 000 порогов Мак-Адама.

Все приведенные выше численные значения в силу зависимости порогов цветоразличения от яркости и цветности фона, содержания изображения и условий наблюдения могут рассматриваться как ориентировочные, но, тем не менее, представляют большой интерес для инженерных расчетов.

Исследования восприятия цвета зрительным анализатором, проведенные С. В. Кравковым, а также специалистами CBS и RCA при разработке систем цветного телевидения позволили установить следующие закономерности, имеющие большое значение при создании кинематографических систем:

• 1. Теория трехцветного зрения справедлива только для случаев, когда наблюдаемый объект имеет относительно большие размеры — более 30(угловых минут).
• 2. Для объектов, имеющих угловые размеры в пределах 10 -30 зрительный анализатор воспринимает только два цвета — красный и зеленый. Синий цвет становится ахроматическим и неотличимым от серого цвета.
• 3. Объекты, имеющие угловые размеры менее 10 воспринимаются зрительным анализатором как полностью ахроматические. В этом случае зрительный анализатор различает только градации яркости таких объектов.