[ 喜 誠 快 訊 ] 第1137 號 (2011/09/14)  顯示不完整?請看線上版   取消訂閱

眼因工學 - 眼睛如何運作?

設計光學系統時應該考量人眼運作的方式。這就是「眼因工學」的考量。

30,000:1動態範圍:人類的眼睛是一個非常精密複雜的裝置。它能自我調適,以利於在不同的環境下運作。舉個例子,我們可以在昏暗的月光下(5 Lux)閱讀報紙的大字標題,我們也可以在大白天陽光下(150,000 Lux)閱讀同樣的標題。這兩種情境的環境光(ambient light)大約差了30,000倍,但眼睛都能正常工作。

適應位準 (Adaption levels):眼睛能有這麼驚人的動態範圍,是因為眼睛以適應位準(adaption levels)來工作。眼睛不斷的根據視野(Field Of View) 裡的平均光亮度來調整其位準。當我們從暗室走到陽光下會經驗到短暫的目盲,這短暫的目盲就是因為眼睛正在調適到新的平均光亮度的緣故。

對數特性(Logarithm):眼睛的適應位準(adaption levels)是以對數曲線的特性來工作,而不是線性的。換句話說,只有當亮度加倍或減半時,眼睛才能感知到亮度明顯的不同。例: 設若一物體之亮度 (luminance)為100 Nit,則眼睛只能對亮度為50 Nit 以下或200 Nit 以上的另一物體,觀察到明顯的不同。

1000:1 最高對比 (Contrast perception):關於對比,人眼也是一個極精緻的儀器,它能辨識處理視野中(FOV)最高達 1000:1 的對比。亦即,若視野中有兩個物體,其亮度分別為 5 Nit 和 5000 Nit ,眼睛會認為 5 Nit 的物體是完全的黑,而5000 Nit 的物體是完全的白。 (5000/5 = 1000)。超過1000:1 的對比,人眼是感受不到的。基於這個原因,劇院的設計通常要求能顯示1000:1 的對比。不過通常比1000:1 低很多的對比,就已經可以顯示出很好的影像了。

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