Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Нервная ткань, включающая бнполарные, ганглиозные и горвзонтальвые клепш, практически прозрачна для проходящего через нее света. Кровеносные сосуды для света малопрозрачвы. Однако онн не мешают восприятию юобрвжания. Снижение светового потока на соответствуюшвх участках 37 сегчаткв компевспруется локальной адаптацвей сваточувстввтельвых элементов. В некоторых случаях характервствкв ТВС интересно сопоставить с оптвческвьш харахтервстикааг глаза: передвее фокуспое расстояние ~= -17,1 мм, заднее у" =22,8 мм; передний фокус находятся перед глазом па расстоявпп 15,7 мм, задний совпадает с сетчаткой (псключм блызоруквй влп дальнозоркий глаз); поле зревпя ыеподавжпого глаза в горвзоытальпой плоскостп по паправлеввю к носу — б5', к виску — 95', в вертыкальвой плоскости вверх — бО', ввпз — 72'. Глаз, как видно, имеет большое поле зреывя, одыма поле резкого впдеши вевелмо к составляет около 2'.
Прп акалвзе механизмов зрительного воспрпяпп удобно выделить: 1) образование оптического пзображеввя ыа слеточувстввтельыой поверхвосгв глаза; 2) преобразовавые оптыческого пзображеппя в ыерввые пмлульсы, распрострашкощыеся по зрительным вервам; 3) обработку получевпой впформацпп вепосредствевыо ва сет втке и зрвтельвымв цевтрамп головпого мозпь Необходимо, одвмо, отмеппь, что все указавпые мехаввзмы представляют едвпый процесс и пе могут рассматрпваться как серва последовательпых шзаввспыых преобразовавпй поступающей пыформацып. 1 2.
2. сВетОВАЯ чУВстВительнОсть ГЛАЗА )ЩЧ й . ! ~ Светочувствптельвые элемевты сетчатка преобразуют световую эперппо в хпмпческую, тепловую, злехтрвческую. Уставовлепо, что эперпш перввых вмпульсов ва несколько порядков больше зпергпп падающего света, т.е. между ытом поглощевм света и возывквово. выем соответствующих свгвалов в перелом волокпе провсходят щюмежуточвые щюцессы. Световое взлучеппе выступает в качесше сшпала, управляющего этпмп процессамы, к чпслу которых прсыде всего следует ощестк фотохвмыческпе процессы.
Светочужтвптельпые элементы сетчатки — колбочки — содержат родовсии (зрптельвый пурпур), который прп воздевстввк саста распадается ыа ввт~- мпп А и белок (ретжлпы). Освобождающэжя прп этом зпергвя создает сигнал в верввом волокне., ' Способность глаза реагыровать ва световое раздражепве хауаз~- тервэуется чувствптельпосп ю. Чувстввтельыосп у глаза к возд 4- ствыю взлучевпя определяется веял~ пшй1; ~Оббратной яркости поля 4„вызывающей пороговое раздраивпе: У= 1/Ь,. Чувствнтельыоагь может выражаться и в едвввцах, обратвых пороговой осаещеппостп ваблюдаемого жюбражевпя.
Измереыая показывают, что глаз аюсабеы реягпровать ыа пзлучевке, соответствующее единицам световых квантов. Наряду с зтпм зрйтельвм система обсспечввмг пормальыое воспрвягвс и прп очепь высоквх яркостях. Спосабвасзь глаза юмевягь свою чужтввтельпасгь п приспосабливаться к разлпчвым яркостям ваблюдаемого взображемя называют адаввывией. 32 Как уже было отмечено, палочковьп! аппарат обладает большей чуаствптель- ы пастью, чем колбочковый.
Палочковый г аппарат вачвыает реапгшовать па ярюстп порадка 10 «...10 щи, колбочковый — ыа яркостп порядка единиц каыдел ыа квадратный метр. Прп яркостях около 10 к4мз палочковый аппарат аслепляется, так как скорость распада щ зов ии л,иу родоысвпа прк таках яркостях увелвчввается настолько, что восстановление ЕГО ЫаЧВпаст ОТСШВЗТЬ, КОНцЕНтрацвм уи«. 2~' Кэи«и« ~'"~'еи" родоысыыа резко падает и провсходпт полпае разложеыве зрвтельпого пурпура. Пры яркостях 10...10' кд/из работает только юлбочковый аппарат. Таквм образом, световой двыампческпй диапазон глаза составляет около 102. Такой пшроклй дппамвческпй двапэзов обусловлен прежде всего сложпымп фотохвмпческвмп процессами разложеывя зрительного пурпура в в мевьшей степмв явлениями, связаввымп с автоматпческвм регулированием воздействующего йа сетчатку светового потока в результате ызмевеввя дыаметра зрачка (дпафрагмпроваппя).
Диапазон длин волы, в котором глаз реагирует ыа электромагпвтпое взлучевпе, составляет от 380 до 760 ым. В этом двапазоне длвп волы атмосфера, окружающая нашу планету, обладает папбольшей прозрачностью, что свидетельствует о том, что свокстаа глаза формировались в результате мыоговековой эволюцвп жввых оргаввзмов.
В пределах указавпого двапазоыа чувстввтельпосп глаза ые одпвмова.(Крквая, опредешпощм чувстввтельпость глаза к разлпчвым длвйам волы, называется криеой епаосмиел«иой видве«тви (1 ва рпс. 2.3). Следует заметвть, что прп суша;твепыом умепьшевпп яркоств кривая отпосптельпой вццыастк взмевжтся (2). Прп малых яркостях кривая смещается в сторону более хоротюволыового пзлучеввя, что приводит к увелпчевпю чувстввтельюстп глаза к сваям лучам и резкому ее сыккеппю к красыым,— . Ле«ение Пуркииье. Указанная' каралтервсткка является ысгодной прп проехтврованвв преобразователей взображеввя и других элемвптов ТВС.
Фепомеыологпческм модель темыовой ы световой адапгацпп разработана П. П. Лазаревым, ова дает представление о мехаыпзмах адалтацпп к првводвт к возможности колвчествепыого оппсавпя ыаблюдаемых явлений.! Теории адаптацпы оппсывает взмеыевые чувстввтельпоств глаза прп переходе от стацюыарвого освещевпого состояпм к большей плп мевьшей освещенности. Графически првмеры этих зависимостей для разпых нсходвых освещеыыосгей првведевы па рпс. 2.4. Км подтверждают вэью, репвя, время темыовой адаптацкп составляет дескпж мввут (30...50 маы), а световой — едвпвцы ывпут (8...10 мвп). Явлеши темвовой 32 й 4 го еа г,с о о) д) 2.4. Крпвме темповой (е) и смтовой (б) иппгтвпдп глвм и световой адаптации допввы учитыаатьса при проектирояаиии систем и иаблюдевви изображевий человеком в условиях вестшшоварвого освещения (взображевие флуорссцврующего экрава или экрана электровво оптического преобразователя в ревпеводиагиоствке, телевизионное изображевие при быстрых измеиевиях аиешпего освещения и др.).
! 2. 3. ВОСПРИЯТИЕ ЯРКОСТИ И ЧИСЛО РАЗЛИЧИМЫХ ГРАДАЦИЙ Если ва глаз воздействует изображение с яркостью участков Х., то, как показывают эксперимевтьь наблюдатель реагирует ве иа абсолютное измевевие яркости АХ„А иа ее отиосвтвльвое звачевие ЬЦХ.. Минимальное отиосительлое взмевевие яркости АЦХ„воспринимаемое наблюдателем, называют отвосительвым разностнмм норовом раздражения. Развоствый порог в определелвых пределах измевевия ивтевсиввости остается постояввым. Таким образом, мивимальное заметное приращевве ощущения Ав в уставовлеввых пределах ивтевсиввостей пропорционально относительному азвоспюму по Р рогу г)л= ЙАЦХ., (2.!) где й — коэффвциент пропорциональности. Если сделать допущение о том, что зта заковомервость, уставовлевиая эксперимевтальио для конечных првращевий иитеисивиостев~ справедлвва для бесковечио малых звачепий, то соотвопияпю (2.1) приведет к выражевию Ьа=ЬЦХ,.
Ивтегрируя зто ураввевие, нетрудно определить в=п)пХ,+Х). (2.2) Постояипую ивтегрирования Х) определим из условия е=й при Х,=Х, т. е. Х)= — я)п1 Тогда соотношение (2.2) првмет вид а=А)п(Ц~ ). (2.3) Соотиошевие (2.3), вазываемое законом Вебера — Фехнера, устава- вливает, что ощущевие п пропорционально логарифму яркости Х 40 Эксперимевтальвые исследования (рис. 2.эг позволвли установить, по этот закон справедлив в диапазове яркостей от десятых долей до 10з ка)мз (область а ва рис. 2.з), где И,)Х; — Ь,=сопл(. Запггриховаиа область относительных звачевий яркоств, соответствующы различным длинам волн воздействующего ения. Пракппга показывает, что чапге всего в реальвых условиях фувкциоииропавия глаза ыожво считать справедливым соотношение (2.3).
Определвм для этого случая (область а ва рис. 2.5) число регистрируемых глазом градации яркости ва примере ступеичатого клива яркостей с пороговым значением различия по яркости ва каждой ступени. Первая градация такого клива отличима от фола, если ее яркость Х, превышает яркость фонового раздражения Х,о ва величиву Хчгь;. Хч = Хо+Хай;-Хч (!+ А,). Вторая градация отличима от первой, если Х, =Х.
+Х. А,=Х, (!+Ье)=~ (!+Д~з. Аналогично длл тРетьей гРадацви Х. =Хо(1+А,)з Следовательно, для ))Г-й градации Х,н= Хч(!+А)". (2.4) Из соотвошевиа (24) ветрудпо определить число различимых градации )т', если взвсстеи относительный разиосгвый порог Ь;. 1в(Х,я/Хч) =Ма(!+А,). Учятывы, что Х,л/Хе= К вЂ” ковтраст пзображеыя ступеичатого клина, имеем д(=! пК))п (1+ А,). (2.зг Таким образом, число различимых градаций д( определяется ве только отиосвтельвым развостиым порогом раздражения Ь„во и коитрастом К наблюдаемого изображены. Эта зависимость для разлвчаых Ь, првведева ва рис.
2.6. Расчет показывает, что при яа йзог йг м гош дгФ/пг Рпс. 22Ь Завпсвмость отпосатвльвпо порога врвоспв от врпостп и ьз лм ир к Рве. 2.6. Завпсвмость ввела рм лптпгев гралапвй от вопцмста вз- обрааимл К 100 (черный бархат с коэффициентом отражешш 0,009 ыа евагу с коэффицвеатом отралгенвя 0,9) а Ь,=0,02 число различимых градаций К=232.
Рассмотренные заюномерноста лсаат в ежове выбора двжыяыческого дваюона яркостей а контрастности ызображевыя ва зкршю тешвызвовного првемпвка. Контраст черно-белого взображеввв ю экране цветного телевизионного приаинвка около 100 (а затемненном помешеввв). ~(2 ~~У а) 1 з. 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
