Яркостный контраст и порог контрастной чувствительности глаза

До сих пор наши суждения о контрастах имели чисто качественный характер. Теперь попробуем оценить контрасты количественно. Начнем с определения яркостного контраста. Обозначим яркость наблюдаемого предмета В_п, а яркость фона, на котором он виден, В_ф. Яркостный контраст К равен отношению абсолютного значения разности яркостей предмета и фона ΔВ к большей из них:

(9.1)

Способность нашего глаза воспринимать яркостный контраст, т. е. относи-тельную величину изменения яркости при наблюдении любых предметов, и составляет основной психофизический закон зрительного восприятия Вебера - Фехнера.

Если предмет темнее фона, т. е. В_ф > В_п, то

(9.2)

Если предмет светлее фона, т. е. В_п > В_ф, то

(9.3)

Для черного предмета на белом фоне, например куска черного бархата на белой скатерти или черной вспаханной земли на фоне окружающего поля, еще покрытого снегом, В_п = 0 и К = 1 (или 100%).

Если яркости предмета и фона равны, т. е. В_n = В_ф, то К = 0 (или 0%). Таким образом, К изменяется в пределах 0 - 100%. Чем больше К, тем лучше, отчетливее виден предмет на данном фоне, и наоборот.

Будем уменьшать яркостный контраст между предметом и фоном, сближая их яркости. Сначала мы наблюдали черный предмет на белом фоне, его яркостный контраст был равен 100%. Затем предмет стал темно-серым, а наблюдаем его на том же белом фоне. Затем серым, светло-серым и т. д. Когда же мы перестанем видеть этот предмет, т. е. отличать его от фона? Оказывается не тогда, когда яркость предмета станет равной яркости фона, а немного раньше, когда контраст еще больше нуля. То минимальное значение яркостного контраста, при котором мы еще отличаем предмет от фона в данных условиях наблюдения, называется порогом контрастной чувствительности глаза (ε).

(9.4)

где В - большая из яркостей В_ф или В_п, ΔВ - абсолютное значение разности В_ф и В_п.

Таким образом, из всех окружающих нас предметов мы видим только те, яркостный контраст которых с фоном в данных условиях наблюдения больше порога контрастной чувствительности глаза.