本發(fā)明涉及一種人眼在低亮度水平下，不同的背景亮度、視標(biāo)不同的亮度、停留時(shí)間與視覺反應(yīng)時(shí)間關(guān)系的研究方法，具體涉及一種人眼中間視覺與明視覺的分界閾值測試方法。

背景技術(shù)：

目前國際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)采用的光度學(xué)系統(tǒng)涵蓋了明視覺和暗視覺范圍的光譜光視效率函數(shù)V(λ)和V'(λ)，然而在中間視覺范圍卻沒有定義相應(yīng)的光譜光視效率函數(shù)。2010年，國際照明委員會(CIE)發(fā)表了一份技術(shù)報(bào)告CIE191，推薦一種基于視覺功效的中間視覺光度學(xué)系統(tǒng)。它描述了中間視覺光譜光視效率函數(shù)V_mes(λ)是V(λ)和V'(λ)的線性組合，方程如下：

M(m)V_mes(λ)＝mV(λ)+(1-m)V'(λ)(1)

在(1)式中，系數(shù)m的值取決于視覺適應(yīng)條件，其范圍為0-1，M(m)是一種歸一化函數(shù)。

針對人眼明視覺與中間視覺分界閾沒有統(tǒng)一定義的問題，M Shpak等人發(fā)現(xiàn)在中間視覺范圍兩端，CIE推薦的模型出現(xiàn)不連續(xù)性和不收斂等問題，但是僅從仿真方面對CIE推薦模型提出建議，并沒有對中間視覺范圍具體研究。因此，人眼明視覺與中間視覺分界閾的實(shí)驗(yàn)研究是有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種人眼中間視覺與明視覺的分界閾值測試方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種人眼中間視覺與明視覺的分界閾值測試方法，其特征在于，該方法首先搭建一個(gè)暗室環(huán)境，在這個(gè)暗室環(huán)境內(nèi)部搭建一個(gè)實(shí)驗(yàn)暗室，實(shí)驗(yàn)暗室三面有遮光幕布，實(shí)驗(yàn)暗室另一面有外置屏幕，外置屏幕一面正對著位于暗室環(huán)境內(nèi)部和實(shí)驗(yàn)暗室之間的一個(gè)投影儀，該投影儀與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)上運(yùn)行有視覺測試程序，一個(gè)圓形視標(biāo)通過計(jì)算機(jī)設(shè)置并經(jīng)投影儀投放在外置屏幕上；實(shí)驗(yàn)暗室內(nèi)部放置一把供受測者測試的可調(diào)座椅，可調(diào)座椅前方有用于固定受測者下顎的顎架；

當(dāng)受測者經(jīng)過暗適應(yīng)后，坐在可調(diào)座椅上，下顎被顎架所支撐，測試人員操作計(jì)算機(jī)，以圓形視標(biāo)的不同亮度、停留時(shí)間、以及不同的外置屏幕的背景亮度經(jīng)投影儀隨機(jī)投放在外置屏幕5上，來進(jìn)行測試受測者是否看到圓形視標(biāo)，并且按醫(yī)學(xué)常規(guī)探測率的方法來確定受測者是否探測到圓形視標(biāo)，進(jìn)而獲得受測者探測圓形視標(biāo)的真實(shí)反應(yīng)時(shí)間，即得到人眼中間視覺與明視覺的臨界閾值。

根據(jù)本發(fā)明，所述實(shí)驗(yàn)暗室長4m，寬2m，高1.8m。

所述可調(diào)座椅及顎架距離外置屏幕0.9m。

所述暗室環(huán)境照度為0.1lux。

所述外置屏幕由透光率100％的白布制成，外置屏幕尺寸為：長2m，寬1.5m，滿足4:3的比例，不受外界光干擾。

所述圓形視標(biāo)的直徑為2°，偏心距為0°和10°。

所述遮光幕布滿足遮光率達(dá)到80％以上。

本發(fā)明的人眼中間視覺與明視覺的分界閾值測試方法，能夠更科學(xué)、準(zhǔn)確地確定人眼中間視覺與明視覺的分界閾值。對研究公路隧道出入口駕駛員視覺適應(yīng)識別機(jī)理的研究提供可靠的科學(xué)依據(jù)，能從安全角度做好公路隧道的照明安全、節(jié)能的目標(biāo)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法涉及的環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是測試前準(zhǔn)備流程圖；

圖3是測試流程圖。

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本實(shí)施例給出一種人眼中間視覺與明視覺的分界閾值測試方法，首先搭建一個(gè)暗室環(huán)境1，在這個(gè)暗室環(huán)境1內(nèi)部搭建一個(gè)實(shí)驗(yàn)暗室2，實(shí)驗(yàn)暗室2三面有遮光幕布7，實(shí)驗(yàn)暗室2一面(沒有遮光幕布7的面上)有外置屏幕5，外置屏幕5一面正對著暗室環(huán)境1內(nèi)部和實(shí)驗(yàn)暗室2之間的一個(gè)投影儀6，該投影儀6與計(jì)算機(jī)8相連接，計(jì)算機(jī)8上運(yùn)行有視覺測試程序，一個(gè)圓形視標(biāo)4通過計(jì)算機(jī)8設(shè)置并經(jīng)投影儀6投放在外置屏幕5上；實(shí)驗(yàn)暗室2內(nèi)部放置一把供受測者9測試的可調(diào)座椅，可調(diào)座椅前方有用于固定受測者9下顎的顎架3；

當(dāng)受測者9經(jīng)過暗適應(yīng)后，坐在可調(diào)座椅上，下顎被顎架3所支撐，測試人員10操作計(jì)算機(jī)8，以圓形視標(biāo)4的不同亮度、停留時(shí)間、以及不同的外置屏幕5的背景亮度經(jīng)投影儀6隨機(jī)投放在外置屏幕5上，來進(jìn)行測試受測人員是否看到圓形視標(biāo)4，并且按醫(yī)學(xué)常規(guī)探測率的方法來確定受測者9是否探測到圓形視標(biāo)4，進(jìn)而獲得受測者9探測圓形視標(biāo)4的真實(shí)反應(yīng)時(shí)間，即得到人眼中間視覺與明視覺的臨界閾值。

本實(shí)施例中，所述實(shí)驗(yàn)暗室2長4m，寬2m，高1.8m。

為了確保與CIE推薦模型實(shí)驗(yàn)的兼容性，所述圓形視標(biāo)4的直徑為2°，偏心距為0°和10°。

為了能夠產(chǎn)生不同的背景亮度和目標(biāo)亮度(背景與目標(biāo)是相同的光譜、不同的亮度，亮度指的是用明視覺光譜光視效率函數(shù)計(jì)算得出的明視覺亮度)以及對比度。

所述暗室環(huán)境1照度為0.1lux。實(shí)驗(yàn)暗室1內(nèi)所有光線都來自投影儀6，不受外界光線的干擾和影響。

顎架3用于固定受測者9測試時(shí)的雙眼位置，即雙眼的中心位置對應(yīng)于外置屏幕5上的固定點(diǎn)，雙眼距離地面的高度與目標(biāo)相同，處于同一水平面。

可調(diào)座椅及顎架距離外置屏幕5的距離約為0.9m，使得受測者9的視野范圍為100°。

參見圖2所示，圖2給出了測試前準(zhǔn)備流程圖，包括測試前的準(zhǔn)備工作，即搭建暗室環(huán)境1和實(shí)驗(yàn)暗室2，準(zhǔn)備試驗(yàn)器材、安排測試人員和設(shè)置所有參數(shù)等，具體步驟是:

(一)實(shí)驗(yàn)條件

暗室環(huán)境1利用遮光幕布7搭建，保證低照度環(huán)境條件，在這種環(huán)境下再搭建一個(gè)進(jìn)行測試的實(shí)驗(yàn)暗室2，實(shí)驗(yàn)暗室2三面有遮光幕布7，一側(cè)有外置屏幕5，使得測試環(huán)境相較與其他實(shí)驗(yàn)光環(huán)境更加優(yōu)越。

考慮測試結(jié)果代表的普遍性，根據(jù)測試目的確定受測者9大于30名，需要有合理年齡和性別構(gòu)成。

(二)實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)器材包括計(jì)算機(jī)8，在計(jì)算機(jī)8上連接有投影儀6，可調(diào)座椅和顎架3。

輔助用具還有卷尺、亮度計(jì)、照度計(jì)、色溫計(jì)等。

暗室環(huán)境調(diào)光：

實(shí)驗(yàn)暗室2是一個(gè)能細(xì)致地控制光環(huán)境的場所，其次，這個(gè)實(shí)驗(yàn)暗室2處于一個(gè)相對隔離，不受干擾的環(huán)境中；其次，利用照度測量儀器，在實(shí)驗(yàn)暗室2進(jìn)行測試，保持光環(huán)境符合實(shí)驗(yàn)的要求。

投影儀6選擇數(shù)碼投影儀。

外置屏幕5由透光率100％的白布制成，外置屏幕5尺寸為：長2m，寬1.5m，滿足4:3的比例，不受外界光干擾，能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)光環(huán)境結(jié)果。

外置幕5顯示圖像采用三基色可調(diào)，背景亮度可調(diào)等功能，可實(shí)現(xiàn)對顯色性變化的測試。

遮光幕布7：遮光幕布7需要滿足遮光率達(dá)到80％以上，暗室環(huán)境1采用雙層遮光幕布7圍繞，滿足測試所需的暗環(huán)境；實(shí)驗(yàn)暗室2也需三面圍遮光幕布7，滿足測試所需的低照度環(huán)境。

其中，

計(jì)算機(jī)8內(nèi)安裝有軟件測試程序，該軟件測試程序?qū)A形視標(biāo)(目標(biāo))4通過投影儀6顯示在外置屏幕5上。

軟件測試程序運(yùn)用C#進(jìn)行編寫制作，初始參數(shù)包括：圓形視標(biāo)(目標(biāo))4的大小、背景灰度及RGB參數(shù)、圓形視標(biāo)(目標(biāo))4的灰度及RGB參數(shù)、圓形視標(biāo)(目標(biāo))4出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間。

(三)測試方法

本實(shí)施例共有40名受測者9(男女各20名)，年齡在18歲到50歲之間，所有受測者9都擁有正常色覺和矯正視力，并且經(jīng)過練習(xí)熟悉測試操作過程。

在測試之前，受測者9都必須經(jīng)過一個(gè)暗適應(yīng)過程，以使受測者9的視感光細(xì)胞完全適應(yīng)低亮度水平。根據(jù)人眼的暗適應(yīng)曲線，環(huán)境的適應(yīng)時(shí)間設(shè)定為30分鐘。

參見圖3，暗適應(yīng)結(jié)束以后，即開始測試。受測者9坐在高度可調(diào)座椅上，下顎被顎架3所支撐，以便固定頭部，顎架3的位置和高度已在預(yù)測試中進(jìn)行定標(biāo)。受測者9雙眼注視外置屏幕5中間的圓形視標(biāo)(目標(biāo))4，即對應(yīng)于偏心度為0°，用眼睛的余光探測周邊區(qū)域可能出現(xiàn)的圓形視標(biāo)(目標(biāo))4。

圓形視標(biāo)(目標(biāo))4會隨機(jī)地在偏心度為0°或10°位置出現(xiàn)在外置屏幕5上，圓形視標(biāo)(目標(biāo))4使用直徑為2°的圓形視標(biāo)，采用三基色可調(diào)，圓形視標(biāo)(目標(biāo))4顯示過程中具有延時(shí)顯示，且顯示停留時(shí)間可調(diào)。外置屏幕5的背景亮度同樣采用三基色可調(diào)，圓形視標(biāo)(目標(biāo))4亮度和外置屏幕5亮度均可調(diào)。

計(jì)算機(jī)8將圓形視標(biāo)4通過投影儀6顯示在外置屏幕5上。受測者9可以告訴測試人員10在圓形視標(biāo)4出現(xiàn)的時(shí)間內(nèi)是否看見圓形視標(biāo)4，為了滿足各種情況，每位受測者9被測40次，然后由測試人員10按醫(yī)學(xué)常規(guī)識別，當(dāng)正確率在50％以上數(shù)據(jù)有效，測試人員10可以通過程序得知受測者9看到所見的圓形視標(biāo)4停留時(shí)間。

人眼的反應(yīng)時(shí)間取值為1s，0.9s，0.8s，0.7s，0.6s，0.5s，0.45s，0.4s，0.35s，0.3s，0.25s，0.2s，0.15s，0.1s。0.75s，0.05s，0.02s，在計(jì)算機(jī)8的程序中設(shè)置。

改變外置屏幕5或圓形視標(biāo)4的背景亮度，用照度計(jì)測量表征照度一致，然后測試不同顯色性的情況下受測者9看見圓形視標(biāo)4的真實(shí)反映時(shí)間。

對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出結(jié)論。