Угол обзора человеческого глаза

2.3.5 Временные характеристики

Временные
характеристики зрительного анализатора
определя­ются временем, необходимым
для возникновения зрительного ощущения
при тех или иных условиях работы
оператора. К ним относятся: латентный
(скрытый) период,
длительность инерции ощущения, критическаячастота
мельканий, время адаптации, времяинформационного
поиска.

Латентный
период и длительность инерции ощущения.
Временная диаграмма работы зрительного
анализатора показана на рис.
8.13.
/Pict
8–35/ В промежутке времени t0–t3на
глаз человека действует световой сигнал.
Зрительное ощущение этого сигнала
начинается не в момент времени t0,
а в
момент t1.

Рис.
8.13 Временная диаграмма работы зрительного
анализатора: а – входной сигнал; б –
принятый сигнал

Промежуток
времени t0–t1
представляет собой латентный (скрытый)
период зрительного анализатора. Латентным
периодом
называется промежуток времени от момента
подачи сигнала до момента возникновения
ощущения.

Это время зависит от интенсивности
сигнала (чем сильнее раздражитель, тем
реакция на него короче), его угловых
размеров, зна­чимости сигнала (реакция
на значимый для оператора сигнал короче,
чем на сигналы, не имеющие значе­ния
для оператора), сложности ра­боты
оператора (чем сложнее выбор нужного
сигнала среди осталь­ных, тем реакция
на него будет больше), возраста и других
индивидуальных особенностей человека.

Зрительное
ощущение, возникнув в момент времени
t1,развивается
не сразу, а постепенно и достигает своего
максималь­ного значения в момент t2,
после
чего оно сохраняется в течение всего
времени действия сигнала (раздражителя).

После окончания воздействия раздражителя
(момент t3)
зрительное ощущение исче­зает не
сразу, а также постепенно и заканчивается
в момент t4.
Промежуток
времени t3
– t4
носит название длительности инерции
ощущения.

Длительностью
инерцииощущения
называется промежуток времени от момента
прекращения действия сигнала до момента
полного отсутствия ощущения. Для
большинства людей длительность инерции
ощущения составляет 10–120 мс.

Рассмотренные
особенности работы зрительного
анализатора следует учитывать при
организации деятельности оператора.
Прежде всего, время действия сигнала
не должно быть меньше времени инерции
зрения, которое зависит от яркости и
угловых размеров предметов.

Однако
этого еще не достаточно для правильного
опознания сигнала. Для опознания
необходимо дополнительное время, так
называемый «выяснительный период»,
который обычно не может быть меньше 0,1
с.

Если
же возникает необходимость в
последовательном реа­гировании
оператора на дискретно появляющиеся
сигналы, то период их следования должен
быть не меньше времени сохранения
ощущения, равного 0,2–0,5 с.

Критическая
частота мельканий.
Критической частотой мельканий называется
та минимальная частота проблесков, при
которой возникает их слитное восприятие.
Эта частота зависит от яркости, размеров
и конфигурации знаков (рис.
8.14) и
(рис.
8.15).

где
к
и с–
константы,
зависящие от размеров и конфигурации
знаков, а также от спектрального состава
мелькающего изображения.

Из
формулы ирисунков
видно, что снижение величины fкр,
если это необходимо по каким-либо
техническим причинам, может быть
достигнуто путем уменьшения яркости
знака, уменьшения его размеров или
упрощения конфигурации.

Вопрос
о частоте мельканий имеет большое
значение при решении двух видов инженерных
задач. В тех случаях, когда необходимо,
чтобы мелькания не замечались (например,
при представлении изображения на экране
дисплея, в технике кино и телевидения),
частота смены информации должна превышать
fкр
и составлять не менее 40 Гц.

При необходимости
использовать мелькание для кодирова­ния
информации (например, для привлечения
внимания оператора) следует иметь в
виду, что наименьшее зрительное утомление
будет при частоте мельканий 3–8 Гц.

Рис.
8.14. Зависимость критической частоты
мельканий от яркости

Рис.
8.15 Зависимость критической частоты
мельканий от размеров и конфигурации
знаков (1,2,3 – соответственно знаки
сложной, средней и простой конфигурации)

Время
адаптации. В
процессе адаптации в значительной
степени (до
1012
раз) меняется чувствительность зрительного
ана­лизатора. Различают два вида
адаптации: темновую
(при пере­ходе от света к темноте) и
световую
(при переходе от темноты к свету).

Рис.
8.16 График изменения чувствительности
глаза при темновой адаптации

Рис.
8.17 График изменения чувствительности
глаза при световой адаптации

Время
информационного поиска.
Большую роль в процессе зрительного
восприятия играют движения глаз. Они
делятся на поисковые
(установочные) и гностические
(познавательные).

С
помощью
поисковыхдвижений
осуществляется поиск задан­ного
объекта, установка глаза в исходную
позицию и корректировка этой позиции.
Длительность поисковых движений
определяется углом, на который перемещается
взор.

К
гностическимдвижениям
относятся движения, участвующие в
обследо­вании объекта, различении
деталей объекта и его опознании. Основную
информацию глаз получает во время
фиксации, то есть во время относительно
неподвижного положения глаза, когда
взор пристально устремлен на объект.

Во время скачка глаз почти не получает
никакой информации. Если продолжительность
скачка в среднем составляет 0,025с, то
продолжительность фиксации в зависи­мости
от условий восприятия составляет
0,25–0,65с и более.

Фиксации
неотделимы от микродвижений глаз. В
ряде опытов при помощи специального
устройства изображение объекта
стаби­лизировалось относительно
сетчатки глаза, то есть изображение не
перемещалось по сетчатке.

Для
некоторых видов операторской деятельности
процесс вос­приятия сводится к
информационному поиску – нахождению
на устройстве отображения объекта с
заданными признаками. Такими признаками
может быть проблесковое свечение, особая
форма или цвет объекта, отклонение
стрелки прибора за допустимое значение
и т. д.

Общее
время информационного поиска равно
/Pict 8-41/

где
tфiиtпi
–
соответственно время i-ой
фиксации и i-го
перемещения взора; n–
число шагов поиска (число фиксаций),
затрачен­ных для нахождения нужного
объекта.

Время
фиксации зависит от целого ряда факторов:
свойств информацион­ного поля, способа
деятельности наблюдателя, степени
сложности искомых элементов. Однако в
условиях конкретного информацион­ного
поля (особенно при однородности его
элементов) и конкрет­ной задачи
величина времени фиксации относительно
постоянна и является характе­ристикой
данных условий работы оператора (табл.
8.2). /Pict
8-42/

Таблица
8.2 Средняя длительность зрительной
фиксации в различных задачах информационного
поиска

Учитывая,
что в условиях конкретной задачи, при
которых tфпостоянно
и tп