Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
В работе [74] даются формула для расчета пороговой освещенности цветных сигнальных огней при разных яркостях фона и численных значениях постоянных для огней разного цвета:
Е = Е'(В/ВУ i“(W). (87)
Эту формулу автор рекомендует применять при оценке видимости огней в условиях сумеречного и дневного наблюдения (В = 5 X X 10_2ч-2,5-104 кд/м2). Значения постоянных в формуле (87), по данным рассматриваемой работы, определяются следующими величинами: для красного огня Е' = 0,45-10-6 лк для желтого огня Е' = 10"8 лк; для зеленого огня Е' = 0,56-10”® лк; В' — = 10-2 кд/м2; d — 0,073. Следует иметь в виду, что постоянные Е' для всех цветов вычислены с коэффициентом запаса, учитывающим причины, которые затрудняют обнаружение и опознавание световых сигналов в реальных условиях: неизвестность времени появления и места расположения сигнала; ограниченность времени наблюдения; присутствие в поле зрения посторонних огней или ярких поверхностей; пониженные характеристики зрения наблюдателя в момент наблюдения [74].
Анализируя зависимости, полученные в результате расчетов по формуле (87), можно заметить, что при В = 10-И04 кд/м2 порог белого огня и пороги цветных огней отличаются друг от друга: для красного огня при яркости фона В = Юа кд/м2 цветовой порог Еа = 8* 10_6 лк, а для белого огня Еп = 1,5-10~5 лк. Цвет красного огня обнаруживается сразу. С увеличением яркости фона этот разрыв несколько возрастает. В условиях сумерек и ночи при В < 1 кд/м2 цветовые пороги намного выше порога белого огня. Так, при В = 10-4 кд/м2 цветовой порог для красного огня.-Ен = 6-10"7 лк, тогда как для белого огня Еп = 5 X X 10-8 лк, т. е они различаются почти на порядок.
Данные, публикуемые в работах [18] и [74], очень близки; возможно, что в работе [18] пороги вычислены по формуле (87).
От рассмотренных цветовых порогов несколько отличаются результаты работы [11], где приведены значения хроматических
81
порогов для зеленого и красного огней при яркостях фона В от 1СГ4 до 10 кд/м2. Как видно из рис. 30, цветовой порог обнаружения зеленого огня намного выше пороговой освещенности
ахроматического удаленного огня. Именно в этой работе предложено характеризовать ахроматический интервал, возникающий при наблюдении цветного огня уже упоминавшейся ранее величиной р. Авторы работы провели экспериментальные исследования видимости светосигнальных огней в полевых условиях
и получили: для цветовых порогов при яркости фона В = 1 н-3 кд/м2
для зеленого огня Еи = 6 -10-3 лк;
для красного Ен = 3• 10-7 лк, а при яркости фона В <0,1 кд/м2 цветовой порог красного огня остается постоянным. В рассмотренных работах данные о спектральном составе излучения не приводятся, тогда как эффективный световой поток цветного источника, действующий на глаз наблюдателя, существенно зависит от распределения энергии по спектру и от кривой видности глаза. Причем, если для задачи опознавания цвета следует использовать кривую видности глаза для дневного зрения, то для задачи обнаружения огня при малых яркостях фона правильнее пользоваться кривой видности для сумеречной области (этот вопрос требует дополнительного исследования). Таким образом, один и тот же цвет может иметь разное распределение энергии по спектру, т. е. цветной фильтр имеет разную полосу пропускания (разная чистота цвета), что, естественно, приводит к получению различных цветовых порогов. Этим, по-видимому, и объясняются большие расхождения в цветовых и световых порогах у разных авторов. Следует отметить также, что авторы работ по исследованию цветовых порогов нечетко оговаривают условия проведения экспериментов (не указываются рабочая зона сетчатки, тип порога, угловой размер источника и т. д.).
Приняв во внимание все вышеизложенное, мы взяли усредненные значения цветовых порогов по данным работ [60, 74, 87], считая, что цветной далекий огонь представляет собой источник А с некоторым усредненным фильтром, а для использования результатов исследований цветовых порогов в расчетах видимости далеких огней ввели коэффициент цветности огн^, определяемый как отношение цветового порога к световому порогу белого огня
Еяв*10?/ж
1 — порог обнаружения белого огня; 2 — порог исчезновения белого огня; 3 — порог обнаружения зеленого огня; 4 — порог исчезновения зеленого огня; 5 — порог обнаружения красного огня; 6 — порог исчезновения красного огня; 7 — порог опознавания зеленого цвета
82
Значения усредненного порогового блеска и коэффициентов цветности далеких огней
§
3
<3
S-.
83
(т. е. источника типа А без фильтра), или отношение порога опознавания цвета огня к порогу обнаружения белого источника. Коэффициент цветности при заданной величине яркости фона
?«, СМ
/ /' г / //
1 /' '7
2, J' /
определяется как
Рцв ' ?цв. сред/^б. и*
(88)
Естественно, что точность определения порогов опознавания цвета при указанных допущениях низка и полученные данные могут рассматриваться как оценочные. Разброс цветовых порогов и коэффициентов цветности был определен относительной среднеквадратической ошибкой порогового блеска — коэффициентом вариации W [37]. Результаты расчета W приведены в табл. 20: в некоторых случаях коэффициенты вариации достигают 50%. Графические зависимости порогового блеска от яркости фона для точечных источников разного цвета показаны на рис. 31. Таким образом, цвет источника учитывается введением коэффициента цветности рцв, который входит в расчетные формулы оценки видимости цветных огней, приведенные в схемах расчета методики в гл. 5.
