Характеристики источников света

Свет – психофизическое ощущение, вызываемое электромагнитным излучением с длиной волны от 380 до 760 нм.

В природе существуют первичные и вторичные источники света.

Первичные источники света – источники, испускающие световой поток.

Вторичные источники света – отражают световой поток первичных источников.

 

Первичные источники света характеризуются:

С ила света (I) – это отношение светового потока (Ф) к некоторому телесному углу (Ω), в котором световой поток распределен равномерно

Яркость (L) – отношение силы света (I) к проекции площади освещенной поверхности на плоскость перпендикулярную направлению наблюдения ()

Вторичные источники света характеризуются:

Освещенность

Коэффициент отражения

Возможно диффузное и зеркальное отражение

При зеркальном отражении направление отраженного светового потока будет зависеть от направления падающего светового потока.

При диффузном отражении такого не наблюдается

В природе чаще встречаются предметы с диффузным отражением

 

Восприятие света

Зрительная система человека

Зрительная система человека состоит из:

- зрачок

- хрусталик

- сетчатка

- зрительный нерв

 

Зрачок регулирует количество света, поступившего на сетчатку. Хрусталик осуществляет фокусировку световых лучей на светочувствительную поверхность сетчатки. Сетчатка состоит из рецепторов, чувствительных к световому излучению. Рецепторы делятся на палочки и колбочки.

Палочки воспринимают монохромное цветовое излучение и отвечают за дневное и сумеречное зрение.

Колбочки воспринимают световое излучение с различной спектральной чувствительностью и отвечают за дневное зрение.

В сетчатке примерно 130 миллионов полочек и 7 миллионов колбочек.

Зрительный нерв осуществляет передачу микротоков от рецепторов к мозгу, где и происходит формирование зрительного образа.

Восприятие яркости

Зрительная система человека воспринимает яркость не плавно, а ступенчато. Если на черном фоне плавно увеличивать яркость отдельного участка, излучение будет заметно не сразу, а только после того как яркость участка превысит определенное значение. Минимальная яркость, которая воспринимается отличная от черного, соответствует абсолютному порогу чувствительности.

Экспериментально установлено, что значение абсолютного порога чувствительности находится в пределах 10^-5..10^-4 Кд/м²

При дальнейшем повышении яркости для того чтобы стало заметно ее изменение, необходимо произвести увеличение не меньшее чем на определенную величину, данная величина называется разностным порогом восприятия.

Таким образом яркость следующей различимой градации после абсолютного порога чувствительности может быть определена следующим образом:

- яркость следующей различимой градации

- абсолютный порог чувствительности

- разностный порог восприятия

Разностный порог восприятия является переменной величиной, и с увеличением яркости предыдущей различимой градации тоже будет увеличиваться, но отклонение разностного порога восприятия и яркости предыдущей различимой градации будет являться величиной постоянной, которую называют диф. порогом восприятия

Таким образом, если взять диапазон изменения яркости от L_min до L_max, яркость первой разрешенной градации будет определятся:

Яркость второй различимой градации:

Яркость последней:

где m – число различных градаций в данном диапазоне изменений яркости

Отношение L_max и L_min называют контрастностью изображения.

контрастность изображения определяет количество различных градаций яркости.