§ 2.5. Восприятие мерцающих изображений

Пороговое ощущение при воздействии светового раздражения определяется в конечном счете общим числом квантов света, поглощенных площадью рецептивного поля. При фиксированной

ннтенсивности раздражения это число зависит от площади рецептивного поля и времени воздействия света. Следовательно, между моментом воздействия света на сетчатку и моментом возникновения соответствующего зрительного ощущения проходит некоторое время, называемое временем ощущения.

Для возникновения зрительного ощущения при условии фиксированной площади рецептивного поля необходимо, чтобы произведение светового потока вызывающего раздражение, на время воздействия (экспозиция) достигло определенного порога

Если в течение времени воздействия не постоянен, то условие (2.11) можно представить в виде

Соотношение (2.12) устанавливает связь между временем воздействия и характером изменения величины Эксперименты показывают, что это соотношение лишь качественно описывает наблюдаемые явления в ограниченном диапазоне времени Зависимость времени ощущения от яркости, построенная на основа экспериментальных данных, приведена на рис. 2.11. При яркостях изображения, превышающих пороговую в 400 раз, время ощущения составляет 0,1 с.

Рис. 2.11, Зависимость времени ощущения от яркости

Заметим, что при прекращении раздражения для исчезновения ошущения также требуется определенное время. Физически инерционность процессов возбуждения и торможения обусловлена конечным временем протекания фотохимических реакций, а также конечным временем распространения нервного возбуждения и его регистрации зрительными центрами головного мозга.

В условиях наблюдения телевизионного изображения глаз человека работает в режиме воздействия на него периодически изменяющихся световых потоков. При невысокой частоте возникает ощущение мерцания изображения. Если частоту вспышек увеличивать, то при определенном ее значении ощущение мерцания прекращается и наблюдатель воспринимает изображение как слитное. Частоту, при которой возникает ощущение слитности восприятия, называют критической частотой мельканий (мерцания)

Нетрудно видеть, что критическая частота мельканий связана с временем ошущения, а следовательно, с интенсивностью раздражения. Для описания этой зависимости используют соотношение,

полученное при обработке многочисленных экспериментальных данных:

где — постоянные коэффициенты, определяемые скважностью световых импульсов, их формой и спектральным составом.

Зависимость критической частоты мельканий от интенсивности раздражения для монохроматического излучения с различными длинами волн приведена на рис. 2.12. При яркости источника белого света и скважности световых импульсов, равной двум , как следует из соотношения (2.13), критическая частота мельканий = 41 Гц.

Рис. 2.12 Зависимость критической частоты мельканий от яркости

Рассмотренный параметр определяет выбор частоты смены изображений (частоты кадров) в кино и телевидении. Интересно отметить, что критическая частота мельканий у некоторых животных и насекомых отличается от критической частоты мельканий у человека. Например, пчела или муха отличают источник непрерывного излучения от источника, мелькающего с частотой до 200 Гц, что не под силу человеку.