Введение
1 Зрительная инерция 7
1.1 Инерционность органа зрения 7
1.2 Критическая частота слияния мельканий 11
1.3 Быстрая последовательность цветовых стимулов 14
1.4 Сравнение ярксоти двух разноцветных стимулов 15
2 Разработка устройства 18
2.1 Генератор импульсов 20
2.2 Блок усиления 29
2.3 Камера смешения излучения 33
3 Описание работы устройства и проведение экспериментов 34
3.1 Определение критической частоты слияния мельканий П-образных
стимулов 34
3.2 Определение эффективной яркости 36
3.3 Визуальная оценка яркости разноцветных стимулов фликер-
методом 36
3.4 Изменение эффективной яркости для определения визуальной
оценки яркости двух разноцветных стимулов 42
3.5 Использование разработанной установки для определения кривой
спектральной чувствительности органа зрения 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
ПРИЛОЖЕНИЕ
Орган зрения человека очень сложно устроен, и поэтому при воздействии некоторого образа на сетчатку картинка не попадает мгновенно в кору головного мозга, отвечающую за зрение, это происходит с некоторым запозданием. Физиологи называют такое явление инерцией зрения. Инерционные свойства зрения, безусловно, широко освещены в научной, научно-популярной и учебной литературе. Но лабораторный стенд позволяет сделать учебный процесс более наглядным и эффективным.
Итак, целью бакалаврской работы является разработка устройства для визуальной оценки яркости фликер-методом.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующее задачи:
- провести обзор научных публикаций и учебной литературы посвящённых вопросу инерционности зрения человека;
- изучить руководство по эксплуатации одноплатного компьютера Raspberry Pi;
- разработать устройство позволяющее производить визуальную оценку яркости разноцветных стимулов фликер-методом
- разработать набор программ для управления установкой.
Для реализации задач были задействованы следующие методы и средства.
Методы: эксперимент; средства: язык программирования Python, одноплатный компьютер Raspberry Pi 3B, люксметр/яркомер «ТКА-ПКМ».
Актуальность темы бакалаврской работы заключается в том, что она позволяет сделать образовательный процесс более эффективным.
Новизна бакалаврской работы заключается в том, что разработанное устройство является аналогом установки Кобленца и Эмерсона, реализованное на электронно-компонентной базе.
В ходе выполнения бакалаврской работы, поставленные цель и задачи были полностью решены. Так было разработано устройство, позволяющее визуально сравнить яркости разноцветных стимулов фликер-методом. Так же в ходе выполнения работы было установлено, что функционал устройства позволяет демонстрировать такие понятия связанные с инерцией зрения как: критическая частота слияния мельканий, эффективная яркость. При дальнейшей установке в схему монохроматора открывается возможность повторить эксперимент по определению относительной спектральной кривой глаза человека.
Устройство представляет собой стробоскоп, генерирующий П- образные последовательности цветных стимулов. Основной задачей устройства изменять яркость одного светового стимула для сопоставления с яркостью стимула другого цвета. Так же изменяя частоту пульсации излучения можно определить критическую частоту слияния мельканий, а изменяя время горения одного стимула в течении периода можно демонстрировать такое явления как эффективная яркость. Управление стробоскопом осуществляется посредством одноплатного компьютера Raspberry Pi. Исходный код программ представлен в листингах 3 и 4.
Бакалаврская работа была нацелена на удовлетворение потребностей института электроники и светотехники в учебном оборудовании.
В заключение скажем, что данная установка является эффективным инструментом для изучения данного явления в образовательных целях. Предполагается задействовать установку для лабораторного практикума по следующим дисциплинам: «Основы светотехники и колориметрии»,
«Основы физиологической оптики и колориметрии» и «Основы физиологической оптики».
