ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ

В этом разделе мы ограничимся только теми факторами, которые особенно важны для фотометрических измерений дисплеев. Методы измерения и описания световых характеристик обсуждаются в другой главе этой книги.

Свет — это переносящие энергию распространяющиеся электромагнитные волны, вызывающие то или иное зрительное ощущение в зависимости от длины волны и интенсивности. Из-

11. Два альтернативных варианта дисплея авиагоризонта. Слева — изображение картины, как ее видит

11. Два альтернативных варианта дисплея авиагоризонта. Слева — изображение картины, как ее видит

пилот (изнутри — наружу), справа — картина, которую мог бы видеть наблюдатель со стороны (снаружи — внутрь).

мерение характеристик света представляет собой частный случай измерения лучистой энергии. Радиометрией называется измерение любой лучистой энергии, в то время как задачей фотометрии является измерение характеристик света. При фотометрии спектральной интенсивности на каждой длине волны придают те веса, которые соответствуют чувствительности глаза к излучению с этой длиной волны. На рис. 5.12 показана весовая функция стандартного наблюдателя, принятая МКО в 1931 г.. Хотя эта весовая функция построена путем обоснованного определения среднего наблюдателя, даже среди обладающих нормальным зрением людей существует значительная индивидуальная вариабельность.

Ниже перечислены радиометрические и фотометрические термины, наиболее важные для измерения характеристик дисплеев [13, 17, 47].

Мощность излучения — это энергия света, испускаемого за единицу времени. Измеряется в джоулях в секунду, или ваттах.

Световой поток — мощность излучения, нормированная в соответствии со спектральной чувствительностью глаза (рис. 5.12) для видимой части потока излучения. Измеряется в люменах (лм).

Освещенность — световой поток, падающий на единицу поверхности. Измеряется в люксах (лк) в СИ или в фут-канде- лах в Английской системе. Освещенность является одной из наиболее часто используемых мер при фотометрическом измерении качества дисплея. Термином «светимость», который ранее употреблялся в качестве синонима освещенности, теперь называют субъективное ощущение, связанное с данной освещенностью. Определение освещенности иллюстрирует рис. 5.13, где изображен источник света силой в 1 канделу, излучение которого равномерно распределено во всех направлениях.

12. Весовая функция яркости для стандартного наблюдателя МКО- 1931 в сравнении с диапазоном значений,

12. Весовая функция яркости для стандартного наблюдателя МКО- 1931 в сравнении с диапазоном значений,

полученных у 37 испытуемых.

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.

13 иллюстрирует также закон освещенности, устанавливающий, что величина освещенности обратно пропорциональна 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.

Рис. 5ЛЗ. Пояснение связи между фут-канделой и люксом.

Рис. 5ЛЗ. Пояснение связи между фут-канделой и люксом.

Сферическая поверх ностъ пло щадью 1 м

Сферическая ловерхнос -«г. площадью 1 футг

Источник света Освещенность

мощностью Лфдгг.-кандела, Освещенность

1канала,или или\лнэмеч Л люкс л и

12,57 люмен на фцт\или «IJIM/M1 10,76 люкс

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:

тт л. л. Яркость (в кд/м2)Хя /с о\

Коэффициент отражения = —- * . (o.z)

Освещенность (в лк)

В Английской системе коэффициент отражения определяется следующей формулой:

,г , , Яркость (в фут-ламбертах) Q\

Коэффициент отражения=—^ 5 ——. (о.о)

Освещенность (фут-кандел)

Коэффициент отражения какой-либо поверхности можно определить путем сравнения ее яркости с яркостью поверхности, коэффициент отражения которой известен. Для этой цели

14. Влияние 50%-ного прозрачного нейтрального светофильтра на контраст (Кг) и яркость (LMакс)

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 ид/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.

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.

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 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. 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.

Январь 24, 2019 Психология труда, инженерная психология, эргономика
Еще по теме
3.2.2. ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ
ОСВЕЩЕННОСТЬ.
МЕСТНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
НЕПРЯМОЕ ОСВЕЩЕНИЕ.
Глава 3 ОСВЕЩЕНИЕ
3.5.2. ПРЯМОЕ И ОТРАЖЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
3.4.1. ОСВЕЩЕННОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ.
3.5.1. ОСВЕЩЕНИЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
3.4. ВЛИЯНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ ИА ПОВЕДЕНИЕ
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ
3.10. ОСВЕЩЕНИЕ ПРИ ВИЗУАЛЬНОМ ОСМОТРЕ
3.4.2. ОСВЕЩЕННОСТЬ, ЗРИТЕЛЬНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И СТАРЕНИЕ
3.9.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОСВЕЩЕНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ С ВИДЕОТЕРМИНАЛАМИ
3.9. ОСВЕЩЕНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ С ВИДЕОТЕРМИНАЛАМИ *
3.5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ОСВЕЩЕНИЯ
7.8. ОСВЕЩЕНИЕ И ОБЩАЯ ПЛАНИРОВКА ЗАЛОВ С ВДТ
Светотерапия: освещенность усиливает биоритмы
7.4. ЗРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ И УСЛОВИЯ ОСВЕЩЕНИЯ
ВОСПРИЯТИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ СВЕТОВОГО ПОТОКА ПРИ ПРЕРЫВИСТОМ ОСВЕЩЕНИИ: КЧМ
ПЕРЕЙДЕМ ТЕПЕРЬ К ОСВЕЩЕНИЮ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫХ АСПЕКТОВ КОНЦЕПЦИИ СМЫСЛА ЖИЗНИ В ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ.
Добавить комментарий