ке телевизионного приемника. Контраст черно-белого изображен[я на экране цветного телевизионного приемника около ШО (в затем-HCiuioM помещегши).

§ 2.4. Разрешаюш.ая способность глиа

Разрешающая способность глаза оценивается тем минимальным, углом зрения, под которым раздельно видны две рядом расположенные детали изображения, разделенные промежутком, имеющим яркость, отличную от яркости рассматриваемых деталей.

Этот угол называется углом разрешения глаза.

Чтобы видеть две детали изображения {например, а й б на рис. 2.7, а) раздельно {разомкнутое кольцо), необходимо, чтобы на сетчатке оставалось некоторое пространство, возбуждение которого вызывало бы ощущение иное, чем Иа тех участках изображения а и 6, где отображаются точки а и 6. Минимальное (iiopoTOBOf) значение угла фт.п и является углом разрешения. В некоторых случаях разрешающую способность характе-Рнс. 2.7. к опредменню ризуют величиной, обратной углу разре-разрешающей способности шения, - острогой зрения ф-пчп-

глаэа К числу принципиальных физических

факторов, влияющих на разрешающую-способность глаза, прежде всего следует отнести: дифракцию света, дискретность структуры сстчаткин аберрации в оптической системе глаза.

Рассмотрим влияние дифракции света. Световой поток, попадающий 8 глаз, ограничивается радужной оболочкой, которая является своеобразной диафрагмой. Из оптики известно, что если световой поток проходит через узкую щель {рис, 2,7, б), тО согласно принципу Гюйгенса, каждую точку пространства можно рассматривать как источник сферической волны. Рассмотрим лучи / и .3 от верхней и нижней точек щели, которые пересекутся в точке плоскости изображения. Если фазовый сдвиг лучей i и 2 составляет Л/2, то это имеет место и для каждой пары лучей, распространяющихся 8 конусах, образуемых лучами } и 2. 2 » 3. т. е. яркость в точке а равна нулю. Нетрудно определить положение точки а в плоскости изображения. Выразим его через расстояние г от оптической осн. Из рис- 2.7, 6 видно, что sin if = r/f=X/d, откуда /

(2.6)

где f - расстояние от плоскости щели до точки а изображения; d -диаметр щели; Я-длина волны излучения.

Если проанализировать аналогичные явления не для щели, а для отверстия диаметром d, то соотношение {2 6) примет вид: Го = = 1.22( /))Х,

Распределение яркости излучения в плоскости изображения прн прохождении плоской волны от удаленного источника света через круглую диафрагму приведено на рис. 2.8 (кривая /). Диаметр 2го кружка рассеяния тем больше, чем меньше d и больше длина волны %. Если в поле изображения находятся две точки, то картина распределения дополнится кривой 2. Глаз различает две точки лишь в том случае, когда спад интенсивности результирующей кривой превышает пороговое раздражение соответствующих рецепторов.

При оценке разрешающей способности оптических приборов в аналогичной ситуации принято различать две точки в плоскости изображения в том случае, когда максимум яркости излучения одной точки совпадает с первым минимумом в распределении яркости второй точки (или

максимумы лежат на большем раССТОЯ- Ря<-ппед.леннР яп-

нии). В этом случае расстояние между ltjn I lTкlcZoй7! точками в плоскости изображения равно жения

/о. В результирующей кривой образуется

провал (27%). Если этот критерий, введенный Рэлеем, применить для оценки угла разрешения глаза, то получим фт1п«о = 1,22 Л/О. Для ?.= 500 нм, d-ъ мм пмеем фп1,п = 0,03. Это значение условно может быть принято за теоретический предел разрешающей способности глаза, определяемый волновой природой света.

При рассмотрении вопроса о влиянии дискретности структуры сетчатки на разрешающую способность глаза в первом приближении можно считать, что для различения двух деталей изображения необходимо, чтобы расстояние между ними в плоскости изображения было не менее диаметра рецептора (между двумя возбужденными должен быть по крайней мере один невоэбужденный рецептор). В желтом пйТ14е сетчатки глаза расстояние между центрами смежных колбочек составляет около 2 мкм, следовательно, расстояние между возбужденными рецепторами Го должно составлять не менее 4 мкм. Если учесть геометрию глазного яблока, то можно показать, что это расстояние на сетчатке соответствует углу разрешения фт1пЛ;0.06.

Следует заметить, что в случае, когда расстояние между двумя точками на сетчатке меньше диаметра рецептора, эти точки все же могут быть различимы, так как интенсивность возбуждегтя этого рецептора меньше, чем смежных. Эксперименты подтверждают, что минимальЕШЙ темный промежуток, регистрируемый глазом, может соответствовать углу, значительно меЕ1Ьшему, чем 0.06.

ib- 10

Рис 2 9, 3aBit<:

Рассматривая вопрос о влиянии структуры сетчатки на разрешающую способность, следует иметь в виду, что размер светочувствительного злемента сетчатки лишь в предельном случае определяется размером рецептора, 13 процессе преобразования светового раздражения в нервное возбуждение при малых освешекностих объекта полезный сигнал становится соизмеримым с помехами (тем-новые ШУМЫ сетчатки, которые вызываются спонтанным разложением зрительного пурпура, флуктуации поглощенного светового потока и др,) В этом случае вступает в действие механизм пространственного суммирования возбуждений - от нескольких рецепторов, что приводит к увеличению полезного сигнала. Размер эквивалентного светочувствительного элемента, интегрирующего по площади изображения световое воздействие, возрастает, образуется так называемое рецептивное поле, В этом случае разрешающая способность, естественно. Определяется размерами рецептивных полей. По мере дальнейшего уменьшения освещенности размеры fvoeib остроты рецептивных полей увеличиваются, что зрения От яркости приводнт К падению разрешающей спо-

собности.

В реальных условиях наблюдения изображения разрешающая способность глаза в значительной мере определяется влиянием хроматической аберрации в хрусталике, механизм влияния которой не отличается от механизма влияния хроматической аберрации на разрешающую способгюсть оптических приборов.

Зависимость угла разрешения глаза от яркости изображения для различных значений контраста к деталей испытательной таблицы приведена на рис, 2,9, Прн яркости 100 кд/м и предельном контрасте изображения угол разрешения достигает 0,75-1,00

Характеристики разрешающей способности глаза являются основными для расчетов разрешающей способЕюети ТВС. Зная расстояние до телевизионного экрана, размеры изображения и его яркость, пользуясь приведенными данными о разрешающей способности глаза, нетрудно определить ггеобходимую степень дискретизации изображения (число элементов в поле изображения). Однако использование приведенных данных для расчета систем воспроизведения изображения не всегда оправдано, так как они относят ся к пороговым (предельным) характеристикам зрения Уместно поставить вопрос о том. как зрительная система реагирует на снижение четкости изображения по сравнению с предельной, установ-ленЕЮЙ исходя из характеристик, приведенных на рис, 2.9. Подобные исследования были выполнены в 1933 г, Я. А, Рыфтиным, Для Этого были изготовлены несколько серий изображегшй с различной 24