Мезопическое зрение - Mesopic vision

Мезопическое зрение это комбинация фотопическое зрение и скопическое зрение при слабом, но не совсем темном освещении.[1] Мезопический свет уровни варьируются от яркость примерно 0,01 кд / м2 до 3 кд / м2. Наиболее ночь открытый и уличное освещение сценарии находятся в мезопическом диапазоне.[2]

Человеческие глаза по-разному реагируют на определенные уровни света. Это связано с тем, что при высоком уровне освещения в дневное время (фотопическое зрение ) глаз использует шишки обрабатывать свет. При очень низком уровне освещенности, соответствующем безлунной ночи без искусственных освещение (скопическое зрение ) глаз использует стержни обрабатывать свет. На многих ночных уровнях комбинация колбочек и стержней поддерживает зрение. Фотопическое зрение способствует отличному восприятие цвета, тогда как цвета едва заметный под скотопическим зрением. Мезопическое зрение находится между этими двумя крайностями. В большинстве ночных условий достаточно окружающий свет предотвращает истинное скопическое зрение.

По словам Дуко Шредера:

Не существует единого значения люминесценции, где встречаются фотопическое зрение и скотопическое зрение. [Скорее] между ними существует широкая зона перехода. Поскольку он находится между фотопическим и скотопическим зрением, его обычно называют зоной мезопического зрения. Причина существования зоны мезопического зрения заключается в том, что активность ни колбочек, ни палочек просто не включается или выключается. Есть основания полагать, что колбочки и стержни работают во всех условиях люминесценции.[3]

Эффект перехода от колбочек к стержням при обработке света называется "Сдвиг Пуркинье ". Во время фотопического зрения люди наиболее чувствительны к зеленовато-желтому свету. При скотопическом зрении люди более чувствительны к свету, который выглядит зеленовато-синим.

Традиционный метод измерения света предполагает фотопическое зрение и часто не позволяет предсказать, как человек видит ночью. Обычно исследования в этой области сосредоточены на улучшении уличного и наружного освещения, а также авиационное освещение.

До 1951 г. не существовало стандарта для скотопических исследований. фотометрия (световое измерение); все измерения были основаны на фотопической спектральной функции чувствительности V (λ), которая была определена в 1924 году.[4] В 1951 г. Международная комиссия по освещению (CIE) установила функцию скотопической световой отдачи V '(λ). Однако до сих пор не существовало системы мезопической фотометрии. Отсутствие надлежащей системы измерения может привести к трудностям при сопоставлении измерений освещенности с мезопическими яркостями. [5] на видимость. Из-за этого недостатка CIE учредил специальный технический комитет (TC 1-58) для сбора результатов исследований мезопических зрительных характеристик.[6]

Две очень похожие системы измерения были созданы для объединения функций скотопической и фотопической световой отдачи.[7][8][9] создание единой системы фотометрии. Это новое измерение было хорошо принято, потому что зависимость только от V (λ) для характеристики ночного освещения может привести к использованию большего количества электроэнергии, чем могло бы потребоваться в противном случае. Потенциал экономии энергии за счет использования нового способа измерения сценариев мезопического освещения является значительным; В некоторых случаях превосходные характеристики могут быть достигнуты при снижении потребления энергии на 30–50% по сравнению с натриевыми лампами высокого давления.[10]

Мезопическая весовая функция

Мезоскопическая весовая функция на длине волны можно записать как взвешенную сумму,[11]

,

куда - стандартная функция фотопического взвешивания (с максимумом 683 лм / Вт при 555 нм) и представляет собой скотопическую весовую функцию (с максимумом примерно 1700 лм / Вт на длине волны 507 нм). Параметр это функция фотопика яркость . Используются различные весовые функции для источников света с интенсивным синим и красным светом, предложенные двумя организациями, MOVE и Центром исследований освещения (LRC).[11] Некоторые значения для показаны в таблице ниже.

Синий-тяжелыйКрасный-тяжелый
(кд / м2)ДВИГАТЬСЯLRCДВИГАТЬСЯLRC
0.010.130.040.000.01
0.10.420.280.340.11
1.00.701.000.681.00
100.981.000.981.00

Рекомендации

  1. ^ Стокман А, Шарп LT (2006). «В сумеречную зону: сложности мезопического зрения и светоотдача». Ophthalmic Physiol Opt 26: 225–39. PMID  16684149.
  2. ^ Публикация CIE № 41. Свет как истинная визуальная величина: принципы измерения. 1978 г.
  3. ^ Шройдер, Д., Наружное освещение: физика, зрение и восприятие (Берлин и Нью-Йорк: Springer, 2008), п. 237.
  4. ^ «Мезопическое зрение и фотометрия» (PDF). Получено 9 июн 2011.
  5. ^ Публикация CIE № 81. Мезопическая фотометрия: история, частные проблемы и практические решения. 1989 г.
  6. ^ Яндань Линь, Дахуа Чен, Вэньчэн Чен. «Значение мезопической визуальной характеристики и ее использование в разработке системы мезопической фотометрии»,Строительство и окружающая среда, Том 41, выпуск 2, февраль 2006 г., страницы 117–125.
  7. ^ Реа М., Буллоу Дж., Фрейссинье-Нова Дж., Бирман А. Предлагаемая унифицированная система фотометрии. Исследования и технологии освещения 2004; 36 (2): 85.
  8. ^ Гудман Т., Форбс А., Уолки Х., Элохолма М., Халонен Л., Альфердинк Дж., Фрейдинг А., Бодроги П., Варади Г., Сальмас А. Мезопическая визуальная эффективность IV: модель, имеющая отношение к вождению в ночное время и другим приложениям. Исследования и технологии освещения 2007; 39 (4): 365.
  9. ^ «Реакция драйвера на периферийные движущиеся цели при мезопических уровнях освещения» (PDF). Получено 9 июн 2011.
  10. ^ «Заключительный отчет по демонстрации и оценке мезопического уличного освещения для Groton Utilities Groton, Коннектикут, подготовленный Питером Моранте, Исследовательский центр освещения Политехнического института Ренсселера» (PDF).
  11. ^ а б Фотопический и скотопический люмен - 4: Когда световой люмен нас не подводит