視覺功效是指根據視覺作業的速度和精確度評價的視覺能力。通常用速度和梢度兩項指標來評價。它與作業細節的大小、形狀、位置、作業細節與背景的對比度等，也與外界照明條件有關。
基本介紹
- 中文名：視覺功效
- 外文名：Visual effect
- 定義：能力
- 特點：人藉助視覺器官完成一定視覺作業
- 條件：完成作業的速度和精度來評定
簡介,光生物效應,中間視覺,反應時間,
簡介
視覺功效是人藉助視覺器官完成一定視覺作業的能力。通常用完成作業的速度和精度來評定視覺功效。除了人的因素外，在客觀上上，它既取決於作業對象的大小、形狀、位置、作業細節與背景的亮度對比等作業本身固有的特性，也有照相密切相關。在一定範圍內，隨著照明的改善，視覺功效會有顯著的提高。研究視覺功效與照明之間的定量關係可為制定照明標準提供視覺方面的依據。我國曾對青年工人的視覺功效進行試驗研究，繪製出了說明視角、對比和照度相互關係的視覺功效曲線。
其數學模型如：x=logE，y=log（100xC）y=a（α）+b1（α）x+0.0757x2loga（α）=0.378-0.2931logαb1=-0.615+0.017α式中：E為照度；C為對比；α為視角；α（α）和b1（α）是α的函式。
基於司辰視覺理論和中間視覺理論，研究了高壓鈉燈和金屬鹵化物燈在不同亮度條件下的發光效率，進行了反應時間實驗，根據實驗結果計算出在中間視覺條件下金屬鹵化物燈對 高壓鈉燈的亮度對比係數。結果表明，金屬鹵化物燈的司辰視覺發光效率是高壓鈉燈發光效率的3倍多；當亮度大於3cd/m 時高壓鈉燈的發光效率高於金屬鹵化物燈，當亮度在 0．01～3cd/m 時金屬鹵化物燈的發光效率高於高壓鈉燈；在道路照明條件下，金屬鹵化物燈照明的反應時間效果比高壓鈉燈好。視覺功效是完成給定視覺作業的定量評價，它不僅取決於作業的大小 、形狀 、位置 、作業與背景的光反射比，也取決於照明水平 、亮度對 比等 照明條件。視覺功效就是根據視覺作業 的速度和精確度評價的視覺能力。實際上 ，視覺功效不但與視覺生理功能有關 ，還受視覺心理影響。因此，在道路照明水平下，必須要考慮人眼中新發現的第 3種感光細胞對人的機敏程度等光生物效應的影響；同時還要研究人眼中錐狀感光細胞和桿狀感光細胞均起作用的中間視覺的規律；確定不同道路照明光源的有效性，從而合理地指導道路照明設計。
光生物效應
人眼視網膜上第3種感光細胞——視神經結感光細胞對進人人眼的輻射產生生物效應而獲得對外界的認識 ，這種視覺效應就是司辰視覺 (Citopic)。司辰視覺雖然是一種非映像的視覺效應 ，卻控制了人的生物節律和強度，並影響人眼瞳孔大小 。在道路照明條件下 ，當目標的亮度、亮度對比、視角 、觀察時間和眩光等相同時，人眼的視覺功效好壞由瞳孔大小決定 ：瞳孔收縮變小時，具有較好的視覺高效，視看目標感到清晰，可見度好；反之，視覺功效就差。研究表明，若照明光源的輻射光譜 中藍綠色光含量多，則可使人眼的瞳孔收縮得多；反之，瞳孔收縮就少。因此，照明光源的光譜功率分布影響著光生物效應作用的大小 ，同時會對道路照明安全產生影響。道路照明光源常採用高壓鈉燈(HPS)或金屬鹵化物燈(MH)，它們的光潛功率分布可測量得到；於是，就可以參照計算不同光源在明視覺時的發光效率的方法 ，即根光譜光效率以及光效能最大值，計算出不同視覺條件下 400W 的 HPS和400W 的 MH(鏑燈)的發光效率。
中間視覺
研究中間視覺的方法很多，歸納起來主要有異色視亮度匹配法、閃爍光度測量法、基於反應時間的視覺功效法等。中間視覺在道路照明中套用的焦點已轉向對障礙物和危險情況的早期識別的最有效照明問題，並採用反應時間法研究行車時的視覺行為。可加性法則是光度測量的基本原則 ，基於反應時間的視覺功效法遵循 Abney可加性法則。現採用由反應時間法確定的光度學系統來計算光源的發光效率。計算光源的發光效率之前應首先確定中間視覺時光譜光效率和光視效能最大值 。研究表明 ，在中間視覺條件下 ，光譜光效率 曲線不是單一的一條曲線 ，而是隨著人 眼的適應水平與照明光源的光譜功率分布變化而改變的一組 曲線 ；光視效能最大值也不是單一 的值 ，也是隨著人眼的適應水平與照明光源的光譜功率分布變化而改變的一組值。
反應時間
人的視覺反應過程包括 5個階段 ：縱覽、發現、識別 、鑑別和決定。反應時間是從刺激開始到觀察者開始作出反應的時間。在 道路照明模擬實驗裡，可以測得在道路照明條件下被測人員觀測視標的反應時間。道路照明反應時間測量系統由觀測箱、光學系統、燈箱 、電子計時儀4部分組成。實驗時共選擇了18名具有正常的色覺和矯正視力的被測人員，在實測前均經過幾輪的練習，以保證熟悉實驗的操作過程，同時用不少於40min的時間來適應較暗的實驗室環境。當視標偏心角為 0。時，不同背景亮度對應的 HPS和 MH反應時間實測值。在道路照明條件下，可以用反應時間來衡量照明光源的光生物效應和照明光源在 中間視覺條件下對駕駛員的視覺效果的影響 ，也就是說反應時間這個指標反映了道路照明時視覺心理和生理對行車視覺行為的綜合效果 ，是行車時對障礙物和危險情況早期識別最有效的一個重要評價指標。反應時間可以用道路照明反應 時間測量系統來測定，並可以用來比較不同的道路照明光源照明的有效性，指導道路照明設計，從 而使道路照明設計在確保道路交通安全的前提下更有利於道路照明節能。從道路照明的安全、快速 、舒適和節能的角度看 ，採用 MH照明更為有效；但是從道路照明系統工程的觀點看，還應該考慮 MH和 HPS的性價比和環境適應性等，這樣才能最終確定不同光源在道路照明中的適宜性。
