Контрастная чувствительность это способность глаза: Проверка зрения на контрастную чувствительность глаз: для чего?

Проверка зрения на контрастную чувствительность глаз: для чего?

Проверка контрастной чувствительности — это определение вашей способности различать светлые объекты при постепенном снижении их яркости на темном фоне (контраст).

Не следует путать проверку контрастной чувствительности со стандартной проверкой остроты зрения при обычном обследовании глаз, когда оценивается способность зрения распознавать буквы постепенно уменьшающегося размера на стандартной оптометрической таблице.

Контрастная чувствительность является очень важным показателем функции зрения, особенно при слабом освещении, в тумане или при бликах, когда контраст между предметами и их фоном уменьшается. Примером деятельности, для безопасного осуществления которой требуется хорошая контрастная чувствительность, является вождение автомобиля в ночное время.

Даже если острота вашего зрения равна 20/20 (6/6 в Великобритании), у вас могут иметься проблемы со здоровьем или глазами, которые могут снизить контрастную чувствительность, а значит ухудшить общее качество зрения.

Симптомы пониженной контрастной чувствительности

В случае пониженного уровня контрастной чувствительности у вас могут возникнуть проблемы с вождением автомобиля в ночное время, в том числе трудности с различением пешеходов на плохо освещенных дорогах. Или вы можете заметить, что ваши глаза быстрее утомляются во время чтения или при просмотре телевизора.

Человек с нормальной остротой зрения, но плохой контрастной чувствительностью может четко видеть деревья на переднем плане (высокая контрастность), но ему сложно различить контуры гор на фоне неба на заднем плане (низкая контрастность).

Пониженная контрастная чувствительность также увеличивает риск падения на улице, например, при схождении с бордюра на тротуар такого же цвета.

Низкая контрастная чувствительность может быть признаком некоторых заболеваний или патологий глаз, таких как: катаракта, глаукома или диабетическая ретинопатия.

Изменения контрастной чувствительности также могут произойти после прохождения процедур ЛАСИК, ФРК и других видов рефракционного хирургического вмешательства.

В некоторых случаях после лазерной коррекции зрения по методу ЛАСИК зрение может восстановиться до уровня 20/20 (6/6), но качество ночного зрения при этом низкое. Данная патология может быть вызвана утратой контрастной чувствительности в результате проведенной операции.

И наоборот, некоторые люди отмечают повышение контрастной чувствительности и улучшение ночного зрения после операции по методу ЛАСИК по сравнению со зрением при использовании очков или контактных линз в дооперационный период.

В большинстве случаев у людей с катарактой отмечается значительное улучшение остроты зрения и контрастной чувствительности после операции по удалению катаракты.

Проверка контрастной чувствительности

В редких случаях проверка контрастной чувствительности проводится в рамках стандартного обследования глаз. Оптик может выполнить такую проверку, если вы жалуетесь на трудности в различении контраста или у вас подозревают какое-либо заболевание, которое негативно влияет на контрастную чувствительность.

Таблица контрастной чувствительности Пелли-Робсона проверяет вашу способность различать буквы, контраст которых с белым фоном постепенно снижается по мере того, как ваши глаза движутся вниз по таблице.

Наиболее широко используемым устройством для проверки контрастной чувствительности является, вероятно, диаграмма контрастной чувствительности Пелли Робсона.

Как и стандартная диаграмма Снеллена для оценки остроты зрения, диаграмма Пелли Робсона состоит из горизонтальных линий заглавных букв. Но вместо уменьшения размера букв на каждой последующей строке, уменьшается их
контраст (относительно фона диаграммы).

В некоторых случаях для оценки контрастной чувствительности зрения используются более сложные устройства. В частности используют так называемые «мишени», или синусоидальные решетки, состоящие из параллельно расположенных размытых полос
светлого и темного цвета. В каждой мишени эти решетки различаются по ширине (пространственной частоте) и контрасту, что позволяет наиболее достоверно оценить, насколько ваши глаза различают изменение контраста.

На некоторых устройствах с синусоидальной решеткой в глаза направляется источник яркого света, имитирующий блики, подобные, например, свету фар встречного транспорта во время вождения в ночное время.

Проверка контрастной чувствительности проводится, как правило, после стандартной оценки остроты зрения перед расширением зрачков.

При необходимости проведения коррекции зрения процедура проводится с надетыми очками или контактными линзами.

При диагностике заболевания глаз проверка контрастной чувствительности обычно выполняется отдельно для каждого глаза.

В остальных случаях, например, для проверки зрения для спортивных мероприятий или для оценки качества зрения после подбора контактных линз, прохождения коррекции зрения по методу ЛАСИК или операции по удалению катаракты, проверку можно проводить одновременно для обоих глаз, не закрывая их.

Функция контрастной чувствительности (ФКЧ)

Для построения кривой функции контрастной чувствительности (ФКЧ) человека проводится детальное измерение числа вариаций светимости (пространственной частоты) и различия в интенсивности между элементами паттерна (контраста).

Синусоидальные решетки с более толстыми полосами представляют низкие пространственные частоты; соответственно, решетки с более тонкими полосами представляют более высокие пространственные частоты. В этом отношении определение ФКЧ зрения во многом схоже с оценкой чувствительности слуха, при которой используются тона низкого и высокого тона, а также вариации громкости.

Определение функции контрастной чувствительности, по сути, представляет собой построение кривой, демонстрирующей наименьший уровень контрастности, который вы можете различить в каждой тестируемой пространственной частоте.

Как правило, для того чтобы наше зрение могло различить объекты с высокими пространственными частотами (синусоидальные решетки с очень тонкими полосами), они должны быть значительно более контрастными, чем объекты с более низкими пространственными частотами (решетки с полосами средней ширины).

Как улучшить контрастную чувствительность?

Проверка контрастной чувствительности вашего зрения может помочь вашему оптику определить, есть ли у вас дефекты зрения, известные как аберрации высшего порядка, или какая-либо другая проблема, которую можно исправить с помощью специальных очков или операции на глазах.

Очки со специальными тонированными линзами могут улучшить контрастность. Здесь показана модель Anime с желтыми линзами от Gunnar Optiks.

Если у вас диагностирована пониженная контрастная чувствительность, вам могут быть рекомендованы корректирующие линзы с желтым фильтром для улучшения вашей способности различать контраст.

Многие люди сходятся во мнении, что ношение назначаемых по рецепту линз с антибликовым покрытием улучшает качество зрения в условиях низкой освещенности по сравнению с линзами без AR покрытия.

Повышение контрастной чувствительности и улучшение ночного зрения могут также обеспечить очки с линзами, разработанными по технологии волнового фронта.

В некоторых случаях, уменьшение аберраций высшего порядка и улучшение контрастной чувствительности может быть достигнуто с помощью индивидуальной схемы лазерной коррекции по методу ЛАСИК с учетом технологии волнового фронта .

Такая же технология используется при производстве интраокулярных линз (ИОЛ) премиум-класса, которые аналогичным образом могут уменьшить аберрации более высокого порядка и улучшить контрастную чувствительность после операции по удалению катаракты.

Страница опубликована в ноябрь 2020

Страница обновлена ​​в апрель 2021

контрастная чувствительность глаза — это… Что такое контрастная чувствительность глаза?

контрастная чувствительность глаза

 

контрастная чувствительность глаза
различительная чувствительность глаза
Величина, обратная пороговому контрасту.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1970 г.]

Тематики

• физическая оптика

Обобщающие термины

• элементы физиологической оптики

Синонимы

• различительная чувствительность глаза

EN

• contrast sensitivity of the eye

Справочник технического переводчика. – Интент.
2009-2013.

• контрастная чувствительность
• контрастное вещество

Смотреть что такое «контрастная чувствительность глаза» в других словарях:

• контрастная чувствительность — Способность глаза обнаруживать рассматриваемый объект по контрасту его с фоном, а также величина, характеризующая эту способность, равная обратной величине порогового контраста яркости …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Зрение человека — Основная статья: Зрительная система Оптическая иллюзия: соломинка кажется сломанной …   Википедия

• Визуальное восприятие — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Зрение — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Зритель — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Зрительная система человека — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Зрительный анализатор — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Орган зрения — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Острота зрения — Проводящие пути зрительного анализатора 1 Левая половина зрительного поля, 2 Правая половина зрительного поля, 3 Глаз, 4 Сетчатка, 5 Зрительные нервы, 6 Глазодвигательный нерв, 7 Хиазма, 8 Зрительный тракт, 9 Латеральное коленчатое тело, 10… …   Википедия

• Зрительное восприятие — Физическая иллюзия. Соломинка кажется сломанной Психологическая иллюзия  «Уткозаяц» Физиологическая «иллюзия решётки» Зрение человека (зрительное восприятие)  процесс …   Википедия

Контрастная чувствительность Подготовила врач-интерн Гаджимурадова Мария Зейфутдиновна Чита

“Контрастная чувствительность” Подготовила: врач-интерн Гаджимурадова Мария Зейфутдиновна Чита 2013 г.

Контрастная чувствительность — это способность глаза видеть разницу между яркостью предметов. Эта чувствительность особенно важна в случаях, когда этот контраст понижен из-за освещения, например в тумане, в темноте, или когда яркость и цвет находящихся рядом предметов близки. Людям с низкой чувствительностью обычно трудно управлять автомобилем вечером или в тумане, передвигаться в темноте, или видеть, если мешает слепящий свет. Низкая контрастная чувствительность особенно проблематична для людей, которые к тому же страдают цветовой слепотой.

Контрастная чувствительность ухудшается с возрастом, а также вследствие ряда заболеваний, например из-за глаукомы, катаракты, инфаркта миокарда, или диабетической ретинопатии, то есть повреждения сетчатки глаза вследствие диабета. Проблема с контрастной чувствительностью независима от ухудшения зрения, и часто возникает у людей с прекрасным зрением, хотя иногда зрение и контрастная чувствительность ухудшаются одновременно.

В новое время исследования контрастного порога были начаты французским гидрографом Пьером Бугером (Bouguer, 1760). Бугер первым вывел формулу порогового контраста: K =Δ L / L, где L – яркость источника, К – пороговый контраст. В своих экспериментах он использовал простейшее оборудование – две свечи, расположенные на разном расстоянии от экрана (белой стены). Между первой свечой и экраном была расположена ширма, образующая на экране тень. Тень подсвечивалась второй свечой. Изменяя расстояния между экраном и свечами, П. Бугер менял яркость фона и контраст тени. Он обнаружил, что тень различима, если отношение разности яркостей тени и фона к яркости фона не превышает 1/64, причем от абсолютного значения яркости эта величина не зависит. Таким образом, Бугер смог установить дифференциальный порог восприятия яркости (2%). Это была прекрасная методика для получения первых результатов о так называемом «слабо различимом пороге» , который позже был назван «пороговым контрастом»

Контрастная чувствительность представляет собой способность органа зрения различать минимальный контраст двух соседних участков в поле зрения и дифференцировать их по яркости. Визоконтрастометрия — метод исследования пространственной контрастной чувствительности.

ПКЧ в известной мере связана с остротой зрения, хотя имеет другую природу. Если острота зрения отражает только минимальную величину различимых глазом деталей предмета при максимальном контрасте с фоном, то ПКЧ характеризует различие не только по величине, но и по контрасту. Таким образом, острота зрения является одномерным показателем, а контрастная чувствительность характеризуется двухмерным показателем как по различению деталей объекта, так и по контрасту.

Для исследования ПКЧ используют атласы и компьютерные программы по визоконтрастометрии. Количественная оценка ПКЧ проводится по различению черно-белых или цветных полос (решеток) с плавным синусоидальным изменением яркости. Ширина полос различна, она определяет пространственную частоту стимула и выражается в циклах/ градус. Обычно исследуют пространственную частоту от 0, 5 до 90 циклов/ градус. Полосы различаются не только по пространственной частоте, но и по контрасту, который плавно изменяется вдоль полос сверху вниз от 0 до 100%.

Измерение контрастной чувствительности напоминает аудиометрию: аудиограмма чистого тона описывает, какие наболее слабые чистые тоны на разных частотах человек может слышать. Кривая Контрастной Чувствительности или визуограмма показывает самые слабые контрасты, воспринимаемые пациентом. Если стимулом является синусоидальная волна решетки, то кривая описывает функцию, подобную описываемой аудиограммой чистого тона. Если стимулами являются оптотипы(буквы, цифры или педиатрические символы), требуется узнавание, и тест напоминает речевую аудиметрию.

Граница между увиденными символами, которые слишком малы или слишком бледны, чтобы их можно было увидеть, описывается кривой, названной Кривой Контрастной Чувствительности. Ее снижающийся вправо склон является наиболее интересной с клинической точки зрения частью кривой.

У людей с нормальным зрением острота зрения и контрастная чувствительность имеют широкий спектр вариабельности. Острота зрения 0. 8 является нижней границей нормы; самые высокие нормальные значения в три раза выше Подобным образом, велик и спектр нормальных колебаний контрастной чувствительности.

Контрастную чувствительность нужно оценивать у детей и взрослых, неспособных указывать или отвечать вербально. Если пациент может следить за движущейся целью или преводить на нее взгляд, поворачивать голову к периферически расположенному стимулу, то при тестировании с картинками с Прячущейся Хайди можно использовать ситуации предпочтительного зрения.

Компьютерные игры способны повысить контрастную чувствительность зрения у взрослого человека, считают американские исследователи. Ученые обнаружили, что компьютерные игры улучшают способность замечать даже самые небольшие изменения в оттенках серого цвета на однородном фоне. Контрастная чувствительность зрения важна для вождения ночью или при плохой видимости, и чаще всего это один из факторов, которые ухудшаются с возрастом.

В норме контрастная чувствительность зависит от многих факторов. К ним относятся: -рефракция -дифракция -аберрации глаза -яркость -ориентация и размер тестовых стимулов

В 1924 году Джонас Фриденвуд разработал методику исследования контрастной чувствительности для измерения степени астигматизма с помощью «астигматических» таблиц (Fridenwald, 1924). Таблицы состояли из узких черных линий с белыми краями, расположенных на сером фоне и имевших различную ориентацию. Фриденвуд придавал особое значение контрасту между элементами таблицы, которые мог видеть пациент с неоткоррегированным астигматизмом

Известно, что пороги контрастной чувствительности зависят от длительности предъявления стимула и размеров площади стимуляции.

При некоторых заболеваниях органа зрения наблюдают снижение пространственной контрастной чувствительности в той или иной области пространственных частот. К таким заболеваниями относятся: макулярная дистрофия сетчатки, глаукома, ретробульбарный неврит, рассеянный склероз с поражением зрительного пути, ретрохиазмальные и корковые поражения зрительного пути. На пространственную контрастную чувствительность влияют также рефракция и состояние прозрачных сред глаза

Для нормального зрительного восприятия окружающего мира необходимы не только высокая острота зрения, но и полноценные пространственно-частотные каналы контрастной чувствительности, которые обеспечивают фильтрацию высоких частот, информирующих о мелких деталях объекта, низких, без которых невозможно восприятие целостного образа даже при различимости мелких деталей, и средних, особенно чувствительных к контрастам и создающих предпосылки для качественного высокочастотного анализа контуров предметов.

Абсолютная световая чувствительность у новорожденных резко снижена, причем в условиях темновой адаптации она в 100 раз выше, чем при адаптации к свету. К концу первого полугодия жизни ребенка световая чувствительность существенно повышается и соответствует 2/3 ее уровня у взрослого. При исследовании зрительной темновой адаптации у детей 4— 14 лет установлено, что с возрастом уровень адаптационной кривой увеличивается и к 12— 14 годам становится почти нормальным.

Типы Изменений Контрастной Чувствительности Потеря зрительной функции обычно грубо равна при высоком и низком уровнях контраста. Склон кривой сдвигается влево без изменения наклона (Тип I). Когда в центре макулы находится маленькое ограниченное поражение, острота зрения может снизиться на несколько строк, зрение при низком контрасте слегка снижено или в норме (Tип II). При Типе III изменение передачи зрительной информации характеризуется отсутствием или наличием умеренного снижения остроты зрения при высоком контрасте или более значительным снижением остроты зрения при низком контрасте.

В клинической практике хорошо известно, что могут быть три человека с различными типами нарушений контрастной чувствительности даже, если у них одинаковые поля зрения и острота зрения. У них может быть совершенно разное функциональное зрение. Три человека, чьи кривые контрастной чувствительности представлены на графике, имеют одинаковую остроту зрения 0. 3. У человека A высокая норма при низких контрастах, и он функционирует как человек с нормальным зрением. У человека B несколько понижено зрение при низких контрастах, и его поведение типично для слабовидящего (он ближе подносит тексты и медленнее идет по лестнице и т. п. ). Человек C потерял зрение при низком контрасте и имеет тяжелые зрительные нарушения. Из этих трех людей с одинаковой остротой зрения один нормально видящий, второй слабовидящий, а у третьего — тяжелые зрительные нарушения.

Контрастная чувствительность определяет способность видеть детали при низких уровнях контраста. Зрительная информация при низких уровнях контраста особенно важна: в общении, поскольку легкие тени на наших лицах несут зрительную информацию, связанную с выражениями лица. для ориентации и подвижности, когда нам нужно видеть такие важные низкоконтрастные формы, как край тротуара, легкие тени и ступеньки, когда мы по ним спускаемся. В уличном движении трудности возникают при низких уровнях контраста, например, трудно видеть в сумерках, во время дождя, в тумане, при снегопаде и ночью. в повседневной жизни, когда существует множество зрительных задач при низком контрасте, таких как резка лука на светлой поверхности, наливание кофе в темную кружку, проверка качества глажения, и т. д. при выполнении зрительных задач вблизи, таких как чтение и письмо, если информация низкоконтрастная, например, в копиях низкого качества или в едва читаемом приглашении, и т. п.

Контрастная чувствительность это величина, обратная пороговому контрасту [контрасту на пороге], т. е. единица, деленная на наименьший контраст, при котором можно опознавать формы или линии». Если человек может видеть детали при очень низком контрасте, его контрастная чувствительность высокая и наоборот. В зависимости от структуры использованного символа, решеток различного размера или символов, контрастная чувствительность человека имеет разные значения.

Тестирование с помощью Низкоконтрастных Тестов с Одинаковым Размером Символов Для этого типа тестов удобен размер 10 M, поскольку с наиболее часто используемого расстояния 1 метр это соответствует остроте зрения 0. 1, с 2 метров 0. 2, с 4 метров 0. 4 и с расстояния 0. 3 метра 0. 03, покрывая диапазон остроты зрения при низком контрасте для большинства пациентов с нарушениями зрения. Уровни контраста тестовых строк на пяти страницах 25%, 10%, 5%, 2. 5% и 1. 2%. Диаграмма, которую использовали при тестировании с помощью Низкоконтрастных Визометрических Таблиц, можно использовать для записи результатов тестирования с символами одинакового размера. Количество правильных ответов читают вдоль левой вертикальной оси, и пересечение располагается соответственно расстоянию тестирования.

Если вы ожидаете получить нормальное или близкое к норме зрение, начните исследование с расстояния 3 метров. Спросите, какая картинка расположена первой в строке. Если пациент с легкостью правильно называет цифру/картинку, переходите к следующей странице. Продолжайте таким образом, пока пациент не сделает ошибку. Если человек отвечает неправильно, спросите, какая картинка следующая и далее до конца строки. Если тестируемый видит правильно три символа из пяти и не видит ни одного символа в следующей строке, пометьте результат как сумму всех оптотипов в предыдущих строках + три из последней прочитанной строки.

Чтобы было легче узнать, сколько оптотипов было в предыдущих строках, в левом нижнем углу каждой страницы есть маленькая цифра, указывающая сумму оптотипов на предыдущих страницах, а уровень контраста указан в правом нижнем углу. Переходя на новую страницу, ребенок может сказать, что на этой странице «ничего нет». Приближаясь к пороговому уровню, на оптотипах трудно фокусироваться. Поэтому, скажите ребенку смотреть на оптотипы на предыдущей странице и не премещать взгляд, когда страницу переворачивают. Достаточно часто ребенок может видеть целиком строку, которую он не мог воспринять, когда изображение на сетчатке было не в фокусе. Для измерения с помощью оптотипов большего размера подойдите ближе. Если первое измерение было с 3 метров, подойдите на 1. 5 метра и измеряйте до порога. Результаты отмечаются на бланке как пересечение линий, отмечающих расстояние тестирования и количество правильно названных оптативов.

Таким образом, за свою более чем двухтысячелетнюю историю исследования контрастной чувствительности проделали большой путь – от открытия первых эмпирических законов до построения математических моделей, описывающих с единой точки зрения широкий круг явлений. Результатом этого развития являются современные методы и средства, позволяющие проводить исследования контрастной чувствительности в области экспериментальной и инженерной психологии, в повседневной клинической практике, для исследования механизмов восприятия натуральных сцен, для решения инженерных задач в области телевизионной техники, техники цифровой обработки изображений. Появилась возможность измерять не только пороги контрастной чувствительности, но и определять факторы, их ограничивающие: уровень и статистические характеристики внутреннего шума зрительной системы человека.

Оценка зрения при низком контрасте добавляет важный Оценка зрения при низком контрасте добавляет аспект к оценке способностей человека. Она должна быть важный аспект к оценке способностей человека. частью исследования зрительных функций в эрготерапии, Она должна быть частью исследования в работе службы помощи слабовидящим, а также во всей зрительных функций в эрготерапии, в работе диагностической работе. С помощью легких в применении службы помощи слабовидящим, а также во тестов с оптотипами можно оценить видимость низкоконтрастных деталей. всей диагностической работе. С помощью легких в применении тестов с оптотипами можно оценить видимость низкоконтрастных деталей.

Порог контрастной чувствительности

ПОРОГ КОНТРАСТНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ГЛАЗА. Наименьшее значение контраста наблюдаемого объекта и его фона, при котором глаз уже не отличает объект от фона. При расчетах дальности видимости условно принимается равным 2%.[ …]

КОНТРАСТ ОБЪЕКТА С ФОНОМ. Отношение разности яркостей «объекта и фона к большей из этих яркостей. Вместе с порогом контрастной чувствительности глаза оно определяет при данных условиях атмосферы оптическую дальность видимости.[ …]

ИЛЛЮСТРАТИВНАЯ ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ. Дальность видимости черного тела на фоне неба, вычисленная по формуле Ь = г g Xi где е—порог контрастной чувствительности глаза и т — коэффициент направленного пропускания света при нормальном дневном освещении, равный в среднем 0,02. Рабочая формула Ь= ,71а где а — десятичный коэффициент ослабления.[ …]

Острота зрения определяется тем угловым размером объекта, при котором глаз еще в состоянии различать объект при заданных яркостях фона и пороге контрастной чувствительности. Острота зрения определяется величиной, обратной угловому размеру объекта различения, который называют различающим углом зрения. Чем он меньше, тем больше разрешающая способность глаза.[ …]

Видимость в атмосфере определяется максимальным расстоянием, на котором невооруженным глазом можно обнаружить или опознать какой-либо объект на фоне неба или элементов ландшафта. Это возможно в том случае, когда наблюдаемый объект имеет угловые размеры не менее 20 , время наблюдения превышает 0,5 с и различия видимых яркостей объекта и фона превышают порог контрастной чувствительности зрения (е).[ …]

Визуальное восприятие возможно для предметов, угловые размеры которых не менее остроты зрения. Под остротой зрения понимается способность глаза видеть раздельно две точки, расположенные близко одна к другой. Численно острота зрения характеризуется величиной, обратной значению минимального разрешающего угла 5, выраженного в минутах (у = 1/5). Минимальный разрешающий угол — это предельное угловое расстояние между двумя точками, на котором они воспринимаются как раздельные. За единицу при определении остроты зрения принято ее значение при минимальном разрешающем угле 5, равном одной минуте. Очевидна условность введения таких характеристик как порог контрастной чувствительности и острота зрения, поскольку они неодинаковы у разных людей и зависят от условий наблюдения, прежде всего от уровней освещенности. В дневное время порог контрастной чувствительности зрения равен 0,02, т.е. если яркость объекта (Во) отличается от яркости фона (5ф) более чем на 2%, человек может его обнаружить невооруженным глазом. Максимальное расстояние обнаружения черного объекта на фоне неба у горизонта называется метеорологической дальностью видимости.[ …]

Контрастная чувствительность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Контрастная чувствительность

Cтраница 2

Освещение другого глаза при наблюдении одним снижает контрастную чувствительность: чувствительность снижается в присутствии звукового раздражителя.
 [17]

Практика показывает, что при малых яркостях фона контрастная чувствительность незначительна.
 [19]

В цветной дефектоскопии, где основную роль играет контрастная чувствительность зрения, а иррадиация имеет отрицательный характер, наибольший эффект достигается при средних яркостях полей. Кроме того, следует правильно учитывать возможности цветового контраста.
 [21]

Даже если бы глаз и не имел порога контрастной чувствительности, число надежно различимых градаций все равно ограничено шумами. В телевизионных сигналах всегда присутствует шум — флкжтуационные помехи, возникающие одновременно с сигналом. Так как телевизионные камеры часто должны работать в условиях низкой освещенности, то уровень помех ста — t новится сравнимым с уровнем сигнала. Поэтому число различимых градаций во многих случаях ограничивается именно этими внутренними шумами, устранить которые принципиально невозможно никакими манипуляциями над сигналом.
 [22]

Дифференциальный порог световой чувствительности ( иногда называют порогом контрастной чувствительности) — минимальное воспринимаемое различие между двумя яркостями, разделенными в пространстве или во времени.
 [23]

При состоянии ослепленности наблюдается снижение зрительных функций, особенно контрастной чувствительности и скорости различения.
 [24]

Величина, обратная пороговой разности яркости, называется контрастной чувствительностью.
 [25]

Реальный предел fiAmln оценивается величиной Я-10-5 и объясняется понижением контрастной чувствительности при низкой яркости полей сравнения.
 [26]

На основании этого соотношения можно заключить, что увеличение контрастной чувствительности должно сопровождаться улучшением различимости. Вообще это утверждение справедливо, хотя имеются и некоторые исключения.
 [27]

Граница раздела между объектом и фоном также влияет на контрастную чувствительность. Чем ближе друг к другу сравниваемые объекты, тем меньше пороговый контраст. Если линия раздела между сравниваемыми объектами не резкая, а образована полосой постепенного перехода от одной яркости к другой, то порог контрастности увеличивается.
 [28]

Способность глаза обнаруживать различия между яркостями смежных площадей называется контрастной чувствительностью; она выражается в виде отношения яркости, к которой адаптирован глаз ( обычно это яркость фона), к наименьшему воспринимаемому различию между яркостью фона сцены и яркостью предмета.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

2.1.2 Контрастная чувствительность

Способность улавливать минимальные различия в освещенности двух соседних областей, а также дифференцировать их по яркости, определяется контрастной чувствительностью.

Пространственная контрастная чувствительность (ПКЧ) зрительного анализатора является функцией, которая определяет минимальный контраст, необходимый для обнаружения изображений различных размеров. Она отражает зависимость порогового контраста от пространственной частоты стимула.

ПКЧ определяется как величина, обратная минимальному контрасту решетки, при котором последняя различима при данной пространственной частоте. ПКЧ имеет другую природу, нежели острота зрения, хотя в известной мере и связана с последней. Если при снижении остроты зрения вообще теряется возможность определить ПКЧ на высоких частотах, то сохранение полной остроты зрения отнюдь не исключает снижения ПКЧ на тех же высоких частотах.

Острота зрения отражает минимальную величину различимых глазом символов, имеющих максимальный контраст с фоном. Недостатком показателей остроты зрения является их одномерность. Включение оценки контрастной чувствительности позволяет решать двухмерные проблемы, а с учетом вариабельности внешней освещенности — и трехмерные.

Подсчитано [Prager Th.C, 1990], что если исследовать остроту зрения в темном помещении, то контраст черных знаков, предъявляемых на белом экране, оценивается в 94%, если же в комнате включить освещение, контраст знаков в тестовой таблице снижается до 31%.

Поскольку порог контрастной чувствительности является функцией размеров объекта, графически ее можно выразить в виде кривой контрастно-частотной чувствительности (рис. 2.4). Метод исследования ПКЧ назван визоконтрастометрией [Волков В.В., 1985].

Для оценки этой функции используют черно-белые решетки с плавным синусоидальным профилем изменения яркости. Толщина полос, определяющая их пространственную частоту, выражаемую количеством черно-белых циклов на градус, варьирует. Решетки различаются также по контрасту, который плавно меняется, например сверху вниз от 0 до 1 (100%).

Синусоидальный профиль решетки признан предпочтительным, несмотря на сложность ее изготовления, поскольку, во-первых, согласно теореме Фурье, в серию синусоидальных волн может быть преобразован любой волнообразный, в том числе прямоугольный, комплекс, во-вторых, всякая дефокусировка, уменьшая контраст таких волн, не нарушает их форму, что никак нельзя сказать о буквенных оптотипах, используемых для проверки остроты зрения.

Имеет значение и величина рецептивных полей ганглиозных клеток сетчатки. В том случае, если размеры их адекватны волновому профилю тестирующей решетки, то сила ответа увеличивается. Несоответствие профиля рецептивных полей волновому профилю тестирующей решетки при ее более высоких или низких пространственных частотах приводит к ослаблению ответа [Dowling J.E. et a1:, 1984].

В условиях обычного дневного освещения контрастная чувствительность в норме особенно высока при опознании стимулов средней пространственной частоты (порядка 4—5 цикл/град). В случае увеличения яркости объекта сдвиг максимальной чувствительности происходит в направлении высоких, а с увеличением размеров объекта — низких пространственных частот.

По мере смещения проекции изображения решеток от центра к периферии глазного дна контрастная чувствительность на высоких и средних пространственных частотах, подобно остроте зрения, резко снижается. Для решеток 20 цикл/град отмечена линейная зависимость этого падения от степени эксцентриситета. Длительное наблюдение какой-либо одной из пространственных частот, как и засвет, снижает чувствительность соответствующего фильтрующего канала; на фоне этой «адаптирующей» частоты может происходить повышение чувствительности к другим частотам.

Обнаружены также явления как подпороговой суммации эффекта двух близких по частоте решеток [Graham N. et a1., 1971], так и подавления восприятия («маскировка») одних частот другими [Olzak L., Thomas J.P., 1981; Wilson H.R. et al., 1983].

Рецептивные поля ганглиозных клеток наружных коленчатых тел, таламуса и зрительных нейронов коры обеспечивают функционирование нескольких каналов, предположительно настроенных на 6—8 пространственных частот и обладающих избирательной чувствительностью к той или иной ориентации решеток. При воздействии мелькающим стимулом количество функционирущих каналов уменьшается в два раза (до 3—4) [Manfield R.J., 1974, 1978; Watson A. et al., 1981].

Нейрофизиологические основы контрастной чувствительности. В данном разделе рассмотрена функция пространственной контрастной чувствительности, которая отражает восприятие стимулов, пороговых по пространственной частоте, временным параметрам и контрастности. В основе нейрофизиологических процессов такого восприятия лежит структура сетчатки с ее различными по размерам рецептивными полями в центре и на периферии, со структурой самого рецептивного поля, с конкурирующими зонами возбуждения и торможения, со структурой связей отдельно взятой ганглиозной клетки, с процессами пространственной суммации, присущими рецептивным полям.

На основании психофизических экспериментов с использованием синусоидальных и прямоугольных паттернов R.W. Campbell еще в 1968 г. было высказано предположение, что зрительная система состоит из множества параллельных каналов-фильтров, каждый из которых чувствителен к определенным пространственным частотам, т.е. имеет свою полосу пропускания.

Сложная структура коленчатых тел и более высоких отделов мозга предопределяет более сложные нейрофизиологические механизмы пространственной контрастной чувствительности к различным пространственным частотам. Каждый нейрон центральных отделов зрительного анализатора реагирует на оптимальную для него пространственную частоту. Так, нейроны Х-типа, располагающиеся в зрительной коре и связанные в основном с макулярной областью сетчатки, относятся к каналам средней и высокой пространственной частоты; Y-нейроны имеют большие размеры, им не свойственно комбинировать возбуждающие и тормозящие сигналы с рецептивных полей по линейному закону. В отличие от Х-нейронов, они лучше реагируют на стимулы низкой пространственной частоты. Рецептивные поля многих клеток зрительной коры имеют продолговатую форму и, следовательно, вытянуты в том или ином направлении. R.J.W. Manfleld (1978) полагает, что на восприятие горизонтально ориентированных решеток «настроены» клетки горизонтальной, а для вертикальных решеток — вертикальной ориентации; предполагается наличие клеток и косой ориентации.

Таким образом, для нормального зрительного восприятия окружающего мира необходимы не только высокая острота зрения, но и полноценные пространственно-частотные каналы контрастной чувствительности, которые обеспечивают фильтрацию высоких частот, информирующих о мелких деталях объекта, низких, без которых невозможно восприятие целостного образа даже при различимости мелких деталей, и средних, особенно чувствительных к контрастам и создающих предпосылки для качественного высокочастотного анализа контуров предметов. В связи с этим проверка контрастной чувствительности по низкочастотным (0,72 цикл/град) буквенным тестам Реlli — Robson или по высокочастотным (10 цикл/град) тестам D. Regan, A. Holladay и I. Bailey-Lovie не обеспечивает той полноты информации, какую предоставляет визоконтрастометрия во всем диапазоне пространственных частот. Знаки в первой таблице Реlli — Robson слишком велики, а во второй,— наоборот, малы, чтобы с их помощью можно было оценить функцию той области, в которой находится физиологически и клинически наиболее важный пик контрастной чувствительности.

• < Назад
• Вперёд >

Световая и контрастная чувствительность глаза. Механизм адаптации к свету и темноте. Слияние мельканий и последовательные образы.

Темновая
адаптация выражается в по­вышении
чувствительности зрительного ана­лизатора
(сенситизация), световая адапта­ция
— в снижении чувствительности глаза к
свету. Основу механизмов световой и
темно-вой адаптации составляют протекающие
в колбочках и палочках фотохимические
про­цессы, которые обеспечивают
расщепление (на свету) и ресинтез (в
темноте) фоточувст­вительных пигментов,
а также процессы функциональной
мобильности — включение и выключение
рецепторных элементов сет- чатки. Кроме
того, адаптацию определяют некоторые
нейронные механизмы, и прежде всего
процессы, происходящие в нервных
элементах сетчатки, в частности способы
подключения фоторецепторов к ганглиозным
клеткам с участием горизонтальных и
бипо­лярных клеток. В темноте возрастает
число рецепторов, подключенных к одной
бипо­лярной клетке, и большее их число
конверги­рует на ганглиозную клетку.
При этом рас­ширяется рецептивное
поле каждой биполяр­ной и, естественно,
ганглиозной клеток, что улучшает
зрительное восприятие. Включение же
горизонтальных клеток в свою очередь
ре­гулируется ЦНС.

Снижение
тонуса симпатической нервной системы
(десимпатизация глаза) уменьшает скорость
темновой адаптации, а введение ад­реналина
оказывает противоположный эф­фект.
Раздражение ретикулярной формации
ствола мозга повышает частоту импульсов
в волокнах зрительных нервов. Влияние
ЦНС на адаптивные процессы в сетчатке
под­тверждается также тем, что
чувствительность неосвещенного глаза
к свету изменяется при освещении другого
глаза и при действии зву­ковых,
обонятельных или вкусовых раздра­жителей.

Кроме
световой и темновой адаптации, существует
цветовая адаптация. Наиболее быстрая
и резкая адаптация (снижение
чувст­вительности) происходит при
действии сине-фиолетового раздражителя.
Красный раздра­житель занимает среднее
положение.

Зрительные
контрасты и последовательные образы.
Зрительные ощущения могут продол- жаться
и после того, как прекратилось раз­дражение.
Такое явление получило название
последовательных образов. Зрительные
кон­трасты — это измененное восприятие
раздра­жителя в зависимости от
окружающего свето­вого или цветового
фона. Существуют поня­тия светового
и цветового зрительных кон­трастов.
Явление контраста может прояв­ляться
в преувеличении действительной раз­ницы
между двумя одновременными или
последовательными ощущениями, поэтому
различают одновременные и последователь­ные
контрасты. Серая полоска на белом фоне
кажется темнее такой же полоски,
рас­положенной на темном фоне. Это
пример одновременного светового
контраста. Если рассматривать серый
цвет на красном фоне, то он кажется
зеленоватым, а если рассмат­ривать
серый цвет на синем фоне, то он при­обретает
желтый оттенок — это явление одно­временного
цветового контраста. Последова­тельный
цветовой контраст заключается в изменении
цветового ощущения при перево­де
взгляда на белый фон. Так, если долго
смотреть на окрашенную в красный цвет
по­верхность, а затем перевести взор
на белую, то она приобретает зеленоватый
оттенок. Причиной зрительного контраста
являются процессы, которые осуществляются
в фото-рецепторном и нейрональном
аппаратах сет­чатки. Основу составляет
взаимное торможе­ние клеток, относящихся
к разным рецептив­ным полям сетчатки
и их проекциям в кор­ковом отделе
анализаторов.

97. Цветовое
    зрение и теория цветоощущения. Цветовая
    слепота. Восприятие пространства:
    острота и поле зрения, оценка расстояния
    и величины предмета. Зрение обоими
    глазами.

Цветовое
зрение —
способность зрительного анализатора
реагировать на изменения длины световой
волны с формированием ощущения цвета.
Определенной длине волны электро­магнитного
излучения соответствует ощуще­ние
определенного цвета. Так, ощущение
красного цвета соответствует действию
света с длиной волны в 620—760 нм, а
фиолетово­го — 390—450 нм; остальные
цвета спектра имеют промежуточные
параметры. Восприятие цвета обусловле­но
в основном процессами, происходящими
в фоторецепторах. Наибольшим признанием
пользуется трехкомпонентная теория
цвето­ощущения
Ломоносова—Юнга—Гельмголь-ца—Лазарева,
согласно которой в сетчатке глаза
имеются три вида фоторецепторов —
колбочек, раздельно воспринимающих
крас­ный, зеленый и сине-фиолетовые
цвета. Три типа цветочувствительных
кол­бочек были названы модуляторами,
колбоч­ки, которые возбуждались при
изменении яр­кости света (четвертый
тип), — доминатора-ми. Впоследствии
методом микроспектрофо-тометрии удалось
установить, что даже оди­ночная
колбочка может поглощать лучи раз­личной
длины волны и, следовательно, обес­печивать
восприятие предметов различного цвета.
Обусловлено это наличием в каждой
колбочке различных пигментов,
чувствитель­ных к волнам света
различной длины. В вос­приятии цвета
определенную роль играют и процессы,
протекающие в нейронах различ­ных
уровней зрительного анализатора
(вклю­чая сетчатку), которые получили
название цветооппонентных нейронов.
При действии на глаз излучений одной
части спектра они возбуждаются, а другой
— тормозятся. Такие нейроны участвуют
в кодировании информа­ции о цвете.

Наблюдаются
аномалии цветового зрения, которые
могут проявляться в виде частичной или
полной цветовой слепоты. Людей,
вооб­ще не различающих цветов, называют
ахро­матами. Частичная цветовая
слепота имеет место у 8—10 % мужчин и 0,5
% женщин. По­лагают, что цветослепота
связана с отсутст­вием у мужчин
определенных генов в поло­вой непарной
Х-хромосоме. Различаются три вида
частичной цветослепоты. П р о т а н опия
(дальтонизм) — слепота в основном на
красный цвет. Этот вид цветослепоты
впер­вые был описан в 1794 г. физиком
Дж. Дальто­ном, у которого наблюдался
этот вид анома­лии. Людей с таким видом
аномалии называ­ют «краснослепыми».
Дейтеранопия— понижение восприятия
зеленого цвета. Та­ких людей называют
«зеленослепыми». Тританопия — редко
встречающаяся аномалия. При этом люди
не воспринимают синий и фиолетовый
цвета; их называют «фиолетовослепыми».
С точки зрения трех-компонентной теории
цветового зрения каж­дый из видов
аномалии является результатом отсутствия
одного из трех колбочковых
цве-товоспринимающих субстратов. Для
диагнос­тики расстройства цветоощущения
пользуют­ся цветными таблицами
Рабкина, а также специальными приборами,
получившими на­звание аномалоскопов.
Выявление различ­ных аномалий цветового
зрения имеет боль­шое значение при
определении профессио­нальной
пригодности человека для различ­ных
видов работ (водители, летчики, худож­ники
и др.).

Наиболее
тонкая оценка мелких деталей предмета
обеспечивается в том случае, если
изображе­ние падает на желтое пятно,
которое локали­зуется в центральной
ямке сетчатки глаза, так как в этом
случае имеет место наиболь­шая острота
зрения. Это объясняется тем, что в области
желтого пятна располагаются только
колбочки; их размеры наименьшие, и каждая
колбочка контактирует с малым чис­лом
нейронов, что повышает остроту зрения.
Острота зрения определяется на­именьшим
углом зрения, под которым глаз еще
способен видеть раздельно две точки.
Нормальный глаз способен различать две
светящиеся точки под углом зрения в 1
мин. Острота зрения такого глаза
принимается за единицу.

Острота
зрения зависит
от оптичес­ких свойств глаза, структурных
особенностей сетчатки и работы
нейрональных механизмов проводникового
и центрального отделов зри­тельного
анализатора. Определение остроты зрения
осуществляют с помощью буквенных или
различного вида фигурных стандартных
таблиц. Крупные объекты в целом и
окру­жающее пространство воспринимаются
в ос­новном за счет периферического
зрения, обеспечивающего большое поле
зрения.

Поле
зрения —
пространство, кото­рое можно видеть
фиксированным глазом. Различают отдельно
поле зрения левого и правого глаз, а
также общее поле зрения для двух глаз.
Величина поля зрения у людей за­висит
от глубины положения глазного яблока
и формы надбровных дуг и носа. Границы
поля зрения обозначают величиной угла,
об­разуемого зрительной осью глаза
и лучом, проведенным к крайней видимой
точке через узловую точку глаза, к
сетчатке. Поле зрения неодинаково в
различных меридианах (на­правлениях).
Книзу — 70°, кверху — 60°, кна­ружи —
90°, кнутри — 55°. Ахроматическое по­ле
зрения больше хроматического в силу
то­го, что на периферии сетчатки нет
рецепто­ров (колбочек), воспринимающих
цвет. В свою очередь цветовое поле зрения
неодинаково для различных цветов. Самое
узкое поле зре­ния для зеленого,
желтого, больше для крас­ного, еще
больше для синего цветов. Величи­на
поля зрения изменяется в зависимости
от освещенности. Ахроматическое поле
зрения в сумерках увеличивается, на
свету уменьша­ется. Хроматическое
поле зрения, наоборот, на свету
увеличивается, в сумерках уменьша­ется.
Это зависит от процессов мобилизации
и демобилизации фоторецепторов
(функцио­нальная мобильность). При
сумеречном зре­нии увеличение
количества функционирую­щих палочек,
т.е. их мобилизация, приводит к увеличению
ахроматического поля зрения. В то же
самое время уменьшение количества
функционирующих колбочек — их
демобили­зация — ведет к уменьшению
хроматического поля зрения
(П.Г.Снякин).
Оценка
расстоянияВосприятие
глубины пространства и оценка расстояния,
возможны как при зрении одним глазом
(монокулярное зрение), так и обоими
глазами (бинокулярное зрение). При
бинокулярном зрении оценка расстояния
гораздо точнее. В оценке близких
расстояний при монокулярном зрении
имеет значение явление аккомодации.
При взгляде на предмет не возникает
ощущения двух предметов, несмотря на
то, что имеется два изображения на двух
сетчатках. При зрении обоими глазами в
восприятии эти два изображения сливаются
в одно. Диспарация имеет значение в
оценке расстояния и, следовательно, в
видении глубины. Человек способен
заметить изменение глубины, создающее
сдвиг изображения на сетчатках на
несколько угловых секунд. 

Contrast Sensitivity — обзор

CONTRAST SENSITIVITY

Лабораторные испытания мультифокальных ИОЛ продемонстрировали теоретическое снижение контрастной чувствительности на 50% по сравнению с монофокальными ИОЛ без существенных различий между рефракционным и дифракционным дизайнами. ² Клинические исследования показали аналогичные тенденции.

Для определения клинической контрастной чувствительности используются два основных метода тестирования. Первый использует оптотипы (буквы) разного размера и контрастности.Например, буквенная таблица Пелли-Робсона имеет постоянный размер букв с уменьшающейся контрастностью; и тест Regan Low Contrast Acuity Test имеет четыре диаграммы с разными уровнями контрастности (96%, 50%, 25% и 11%), каждая с похожими линиями уменьшающегося размера букв. Второй метод включает в себя синусоидальные решетки различной пространственной частоты (в циклах на градус [cpd]) и уменьшения контраста. К ним относятся система Vistech Vision Contrast Test System (VCTS), VectorVision CSV-1000 и функциональная контрастная проверка остроты зрения (FACT).

В исследовании с участием 221 пациента в семи центрах контрастная чувствительность дифракционной мультифокальной ИОЛ (CeeOn 811E или 808X) сравнивалась с контрастной чувствительностью монофокальной ИОЛ с использованием VCTS на пространственных частотах от 1,5 до 18 cpd при трех уровнях освещенности ( изменить размер зрачка). Как на расстоянии, так и вблизи, при любых условиях освещения и по всем пространственным частотам контрастная чувствительность была ниже у пациентов с мультифокальными ИОЛ. Однако у 38 пациентов, которым была выполнена двусторонняя имплантация мультифокальной ИОЛ, контрастная чувствительность была выше при бинокулярном тестировании по сравнению с монокулярным. ¹⁵ В аналогичном исследовании 55 глаз с рефракционной мультифокальной ИОЛ (матрица) с использованием синусоидальной решетки VCTS на пространственных частотах от 1,5 до 18 импульсов в день мультифокальная ИОЛ продемонстрировала более низкую контрастную чувствительность, чем монофокальная контрольная группа на каждой пространственной частоте. проверено. Тем не менее, средняя контрастная чувствительность мультифокальных пациентов действительно находилась в пределах нормы. ⁸

При сравнении дифракционных и рефракционных мультифокальных ИОЛ в исследовании 41 глаза, контрастная чувствительность дифракционной ИОЛ (3M 815E) и рефракционной ИОЛ (Array) сравнивалась с эталонным диапазоном факичных контролей, соответствующих возрасту.Контрастная чувствительность синусоидальной решетки от 0,5 до 22,8 циклов в сутки была протестирована с бликами и без них на расстоянии 3 метра. По сравнению с факичными контролями обе группы мультифокальных ИОЛ находились в пределах эталонного диапазона контрастной чувствительности без бликов. При блике обе группы мультифокальных ИОЛ работали на нижней границе референсного диапазона. Не было отмечено значительных различий между двумя мультифокальными группами, за исключением 6 импульсов в день, где преломляющая ИОЛ показала лучшие результаты как при тестировании на блики, так и в отсутствие бликов. ¹⁶

В другом исследовании, сравнивающем дифракционную мультифокальную ИОЛ (3M 815LE), рефракционную мультифокальную ИОЛ (IOLAB P751E), монофокальную ИОЛ и факичные контроли, тестирование Пелли-Робсона не показало различий в четырех группах из 20 глаз. Однако, хотя синусоидальная решетка Vistech 6500 не показала разницы между двумя мультифокальными линзами, мультифокальные линзы имели значительно меньшую контрастную чувствительность по сравнению с монофокальной ИОЛ и факичными пациентами, особенно на промежуточных частотах.Визуальные вызванные потенциалы подтвердили тесты синусоидальной решетки. ¹⁷

Наконец, в исследовании 20 глаз, которые прошли повторное тестирование контрастной чувствительности через 5 и 28 месяцев после операции, пациенты показали значительно лучшие результаты через 28 месяцев, что свидетельствует об улучшении функционального качества зрения с течением времени. ¹⁵

Контрастная чувствительность (определение, тестирование и лечение)

Что такое контрастная чувствительность?

Чувствительность к визуальному контрасту — это способность различать объект и фон за ним.Контрастная чувствительность отличается от остроты зрения , которая измеряет четкость вашего зрения на заданном расстоянии.

Высокие пространственные частоты создают детали, такие как резкие края, черты лица и т. Д. Низкие пространственные частоты больше похожи на грубые изображения, на которых можно увидеть общую форму чего-либо, но не детализацию деталей.

Острота зрения измеряется, когда вы читаете диаграмму зрения во время обследования. Это считается высококонтрастным тестом (черные буквы на белом фоне).У вас может быть отличная острота зрения, но снижена контрастная чувствительность, и наоборот.

Тест контрастной чувствительности определяет, насколько хорошо вы можете отличить свет от темноты. Для этого ваш врач будет использовать другой тип диаграммы, где символы постепенно переходят от черного к серому.

Таблица проверки остроты зрения

Таблица тестирования контрастной чувствительности

Низкая контрастная чувствительность также может быть симптомом других заболеваний глаз, таких как глаукома, катаракта, амблиопия и возрастная дегенерация желтого пятна.

Для чего нужна контрастная чувствительность?

Контрастная чувствительность позволяет отличить передний план от фона. Это важный аспект вашей зрительной функции, особенно в условиях низкой освещенности. В условиях тумана и в условиях сильного ослепления требуется хорошая контрастная чувствительность для четкого зрения.

Общие ситуации, требующие контрастной чувствительности, включают:

• Вождение ночью или в других условиях с плохой видимостью, например, в дождь или туман.
• Обнаружение объектов на фоне одинакового цвета. Примеры: найти черные носки в темном ящике или налить кофе в черную кружку.
• Материалы для чтения с плохой контрастностью, например газета.
• Сходить с бордюров или ступенек.
• Как отличать черты лица от других.

Симптомы пониженной контрастной чувствительности

Чувствительность к контрасту необходима во многих ситуациях с низким контрастом. У пациентов со сниженной контрастной чувствительностью могут наблюдаться:

• Плохое зрение при вождении в ночное время
• Трудности видеть бордюры и ступеньки
• Усталость глаз от просмотра телевизора или чтения

Пример более контрастного и более низкоконтрастного изображения

Как хорошая контрастная чувствительность помогает при вождении?

Контрастная чувствительность — важный показатель зрительной функции.В целях безопасности при вождении в условиях плохого зрения, таких как дождь, слабое освещение, яркий свет или туман, необходимо иметь хорошую контрастную чувствительность. Многочисленные исследования показали, что контрастная чувствительность является лучшим показателем зрительной способности водителя, чем острота зрения.

Контрастная чувствительность помогает вам видеть дорожные знаки, пешеходов, повороты дороги и разницу между улицей и тротуарами. Дефицит контрастной чувствительности значительно увеличивает ваши шансы попасть в аварию.

Согласно исследованию 2001 года, «водители, которые в прошлом участвовали в дорожно-транспортных происшествиях, имели в 8 раз больше шансов иметь серьезный дефицит контрастной чувствительности в худшем глазу (определяемом как оценка Пелли-Робсона 1,25 или меньше), чем те, кто попал в аварию. -бесплатно … «

» Визуальные факторы риска попадания в аварию у пожилых водителей с катарактой «

Что такое тест контрастной чувствительности?

Обычный глазной осмотр не включает проверку контрастной чувствительности.Если ваш глазной врач подозревает, что у вас проблемы с контрастной чувствительностью, наиболее распространенный способ проверить это — использовать таблицу контрастной чувствительности Пелли-Робсона .

На диаграмме представлены горизонтальные линии прописных букв одинакового размера. Этот тип проверки зрения обычно проводится, когда вы носите очки или контактные линзы (если они вам нужны).

При движении слева направо контраст каждой буквы будет уменьшаться. Пациент начинает с верхней части таблицы и читает каждую строку до тех пор, пока не перестанет видеть буквы на белом фоне.

Тест контрастной чувствительности Mars Letter использует диаграмму, аналогичную тесту Пелли-Робсона, за исключением того, что диаграмма меньше и просматривается с более близкого расстояния.

Таблица контрастной чувствительности

Более сложный способ измерения контрастной чувствительности использует синусоидальную решетку мишеней. Синусоидальные решетки выглядят как нечеткие линии чередования светлых и темных оттенков серого. Иногда линии толще, а иногда тоньше.Пациент видит несколько решеток на экране компьютера или настенной диаграмме.

Эта информация сообщает врачу, насколько хорошо вы видите в условиях низкой, средней и высокой контрастности. Затем ваш врач может построить график этих результатов, который называется функцией контрастной чувствительности (CSF) . CSF более информативен, чем острота зрения при определении способностей человека к пространственному зрению.

Диаграмма Снеллена отличается от диаграммы Пелли-Робсона.Большинство офтальмологов используют таблицу Снеллена для измерения остроты зрения во время осмотра глаз (проверка остроты зрения). При просмотре буквенной таблицы вы можете заметить, что разные размеры букв соответствуют разным уровням остроты зрения.

Затем они выполняют рефракцию , чтобы узнать, какова ваша острота зрения по рецепту на очки, который является вашей скорректированной остротой зрения . Общие аномалии рефракции включают астигматизм, миопию (близорукость) и дальнозоркость (дальнозоркость).

Что такое нормальная контрастная чувствительность?

Чем ниже оценка, тем хуже контрастная чувствительность.

• Оценка 2,0 (единицы измерения в логарифмическом контрасте) указывает на нормальную контрастную чувствительность.
• Оценка менее 1,5 соответствует нарушению зрения (умеренная потеря).
• Оценка менее 1,0 означает нарушение зрения (серьезную потерю).

Что влияет на контрастную чувствительность?

Многие факторы способствуют потере чувствительности к пространственному контрасту, в том числе некоторые заболевания глаз.

Эти заболевания глаз включают:

• Катаракта. Катаракта — распространенное возрастное заболевание глаз. Они возникают, когда естественный хрусталик внутри глаза становится мутным и желтым. Многие пациенты с катарактой имеют хорошую остроту зрения, но по-прежнему жалуются на плохое зрение из-за пониженной контрастной чувствительности. Эти симптомы усиливаются в ситуациях, когда пациенты сталкиваются с ослепляющим светом, например, при свете фар встречного автомобиля при движении в ночное время.
• Глаукома. Глаукома — это прогрессирующее заболевание глаз, которое поражает зрительные нервы. Зрительные нервы передают в мозг визуальные сигналы, включая информацию о цвете, яркости и контрасте. Вот почему повреждение зрительных нервов может повлиять на контрастную чувствительность.
• Оптические невропатии. Помимо глаукомы, другие заболевания, которые могут повредить зрительные нервы, включают рассеянный склероз, опухоли, инфекции, аневризмы или плохое кровоснабжение зрительных нервов.
• Дегенерация желтого пятна. Макула — это небольшая область сетчатки, выстилающая заднюю часть глаза. Ваша макула отвечает за просмотр мелких деталей, например, за чтение текста в книге. Дегенерация желтого пятна — это возрастное заболевание, которое повреждает желтое пятно и вызывает потерю зрения. Пациенты могут терять остроту зрения, цветовое зрение и контрастную чувствительность. Однако у большинства людей периферическое зрение сохраняется в норме.
• Диабет. Диабетическая ретинопатия включает повреждение и утечку кровеносных сосудов сетчатки.Пациенты с этим заболеванием могут испытывать значительную потерю контрастной чувствительности. Исследования также показали, что пациенты с диабетом без ретинопатии также имели некоторое снижение контрастной чувствительности.
• Травма глаза. Любая травма глаза, особенно та, которая повреждает зрительный нерв, потенциально может повлиять на вашу контрастную чувствительность.
• Лазерная хирургия глаза (LASIK и PRK). Обычные процедуры LASIK и PRK могут отрицательно повлиять на контрастную чувствительность.Однако исследования показывают, что индивидуализированные лазерные операции на глазах (такие как с волновым фронтом или с оптимизацией волнового фронта LASIK и PRK ) обеспечивают лучшие результаты контрастной чувствительности по сравнению с традиционными процедурами.

Как улучшить контрастную чувствительность

Если вы страдаете от плохой контрастной чувствительности из-за основного заболевания глаз, поговорите со своим окулистом о вариантах лечения.

Возможные методы лечения определенных глазных состояний / заболеваний включают:

• Катаракта. Хирургия катаракты — это процедура, которая включает удаление катаракты и замену ее искусственным имплантатом. Исследования показали, что у большинства пациентов восстановилась нормальная контрастная чувствительность после операции по удалению катаракты.
• Глаукома. Нет лекарства от глаукомы. Вместо этого лечение направлено на замедление прогрессирования заболевания. Первичная терапия — это лекарственные глазные капли, снижающие глазное давление. Некоторые исследования показывают, что , бримонидин , лекарство от глаукомы, может улучшить контрастную чувствительность.
• Дегенерация желтого пятна. Существует два типа дегенерации желтого пятна: сухая и влажная . Сухая форма не лечится, кроме витаминных добавок. Если дегенерация желтого пятна переходит с сухой на влажную, пациенты с большей вероятностью будут испытывать проблемы со зрением. Влажную дегенерацию желтого пятна часто лечат инъекциями в глаза. Одно из таких лекарств называется афлиберцепт . Исследования показали, что инъекции афлиберцепта значительно улучшают контрастную чувствительность.
• Диабет. Диабетический отек макулы — осложнение диабетической ретинопатии. Это состояние связано с утечкой жидкости под макулой. Инъекции Афлиберцепта также лечат диабетический макулярный отек. Исследователи обнаружили, что лечение афлиберцептом улучшает контрастную чувствительность у пациентов с диабетическим макулярным отеком.

Корректирующие линзы, помимо лечения основного заболевания, могут улучшить контрастную чувствительность. Запланируйте осмотр глаз, чтобы убедиться, что вы носите очки, которые вам нужны, чтобы улучшить общее зрение.

Почему желтые очки улучшают контрастную чувствительность?

Желтые линзы могут помочь улучшить контрастную чувствительность за счет увеличения восприятия резкости в течение дня. Не рекомендуется носить желтые линзы с фильтром во время вождения ночью, потому что они не дают дополнительных преимуществ.

Также попросите своего глазного врача порекомендовать подходящий тип линз. Антибликовое покрытие уменьшает блики и помогает лучше видеть в темноте. Линзы с желтым или медным оттенком повышают контрастность и работают в условиях низкой освещенности.

Тестирование контрастной чувствительности

— чем оно отличается от остроты зрения?

Фон с контрастной чувствительностью

Чувствительность к контрасту — это способность человека видеть изображения с низкой контрастностью в реальном мире, например, уличный знак на темной проезжей части, цветочный горшок, стоящий на полу в тускло освещенном гараже, или размер ступеньки для тротуара. ночью, вечером. Контрастная чувствительность отличается от теста на остроту зрения «Большая Е-диаграмма», который измеряет только то, насколько хорошо человек может различать высококонтрастные буквы черного на белом.Используя низкоконтрастные изображения, тестирование контрастной чувствительности может обнаружить незначительные изменения зрения, которые скрыты остротой зрения. Многие исследования показывают, что тестирование контрастной чувствительности полезно для оценки широкого круга пациентов, включая пациентов с:

• Диабет
• Дегенерация желтого пятна
• Катаракты
• Глаукома
• Травматическая травма головного мозга
• Амблиопия
• Заболевания зрительного нерва / Рассеянный склероз

Тестирование также полезно для оценки пациентов, получавших:

• LASIK или другие виды рефракционной хирургии
• ИОЛ новой технологии
• Контактные линзы новой технологии

Наконец, тестирование очень полезно для измерения зрения пациентов с высокими требованиями к зрению, в том числе:

• Спортсмены высокого уровня
• Пожарный
• Полицейский
• Пилоты

Чем контрастная чувствительность отличается от Acuity?

В 1862 году доктор Снеллен из Утрехта, Голландия, разработал тест на остроту зрения Снеллена, в первую очередь, для назначения очков.Эта таблица Снеллена, «Большая таблица E», представляет собой серию высококонтрастных черных по белому букв разных размеров. С помощью этого теста можно обнаружить относительно небольшие изменения в статусе рефракции, и он очень полезен в качестве стандарта для описания изменений зрения, вызванных сферическим размытием. К сожалению, многие типы потери зрения не вызваны сферической размытостью, и для этих типов зрения видоизменяется, например катаракта, глаукома, нерегулярный астигматизм и т. д., острота зрения по Снеллену является недостаточным показателем.

Измерение контрастной чувствительности в реальном мире

В тестах

Acuity используются только черные и белые буквы, но реальный мир состоит из оттенков серого.Тестирование CS определяет не только то, как пациенты видят в условиях высокой контрастности, но и в реальных условиях низкой контрастности. На изображениях ниже показано то же самое, что и при высоком контрасте, при нормальных условиях дневного света и при низком контрасте, при раннем утреннем тумане или в условиях яркого света.

Как проверяется контрастная чувствительность?

Обычно для проверки контрастной чувствительности используется диапазон размеров мишени. Таким образом, контрастная чувствительность отличается от остроты зрения.Чувствительность к контрасту измеряет две переменные: размер и контраст, в то время как острота зрения измеряет только размер. Контрастная чувствительность очень похожа на слуховой тест, который определяет способность пациента определять самый низкий уровень громкости различных звуковых частот. Пациента просят нажать кнопку, когда тон едва слышен, и отпустить кнопку, когда тон больше не слышен. Эта процедура используется для проверки слуховой чувствительности к диапазону звуковых частот. Если бы слуховое тестирование оценивалось так же, как и острота зрения, все звуковые частоты были бы проверены на одном высоком уровне громкости.

Синусоидальные решетки используются для точного тестирования

В тесте истинной контрастной чувствительности используются синусоидальные узоры, яркость которых различается по узору решетки (см. Изображение ниже). Яркость решетки варьируется от 0,5% контраста до 90% контраста. Чувствительность к контрасту определяет наименьший уровень контрастности, который может быть обнаружен пациентом для данного размера решетки. Решетки разного размера называются пространственными частотами.

На изображении выше показано изображение синусоидальной решетки с изменяющимся контрастом.

Чувствительность к контрасту — задача обнаружения

Контрастная чувствительность — это задача обнаружения, очень похожая на слуховое тестирование и периметрию (можете вы слышать / видеть или нет), в отличие от задачи идентификации, такой как острота зрения (можете ли вы определить, какая это буква). Задачи обнаружения по своей природе более чувствительны, чем задачи идентификации, и это одна из многих причин, по которым контрастная чувствительность является гораздо более чувствительной мерой зрительной функции, чем острота зрения.Контрастная чувствительность измеряет гораздо более широкий диапазон зрения, чем острота зрения (см. График, показывающий узкий диапазон зрения, проверенный с помощью остроты зрения 20/20, в сравнении с полным диапазоном зрения, проверенным с помощью контрастной чувствительности).

Подумайте, насколько нечувствительным был бы тест слуха, если бы пациенту пришлось идентифицировать тон или песню, а не просто определять чистую частоту. Или подумайте о том, насколько нечувствительной была бы периметрия, если бы пациенту с глаукомой пришлось идентифицировать образец в периферическом зрении, а не просто обнаруживать световые пятна с различными эксцентриситетами.

Кривая контрастной чувствительности

Контрастная чувствительность представлена ​​в виде кривой, которая отображает самый низкий уровень контрастности, который пациент может обнаружить для цели определенного размера. Ось X кривой соответствует пространственной частоте, а ось Y — контрастной чувствительности. Низкие пространственные частоты — это толстые решетки, а высокие пространственные частоты — тонкие. Чувствительность к контрасту обратно пропорциональна уровню контраста. Чем выше контрастная чувствительность, тем ниже уровень контрастности, при котором пациент может обнаружить цель.Контраст решетки рассчитывается, как показано на изображении выше, а контрастная чувствительность является обратной величиной порога контраста. Например, если пациент может обнаружить решетку при контрасте 1% (который называется порогом контрастности), тогда контрастная чувствительность для этого пациента на этой пространственной частоте равна 100 или обратной величине 1% (1 / 0,01).

Построение кривой контрастной чувствительности

Большинство имеющихся в продаже тестов контрастной чувствительности позволяют измерить решетку 4 или 5 размеров (пространственные частоты).Каждая из этих пространственных частот представлена ​​от 8 до 10 уровней контрастности. Чтобы построить кривую, просто определите самый высокий уровень контрастной чувствительности (или самый низкий порог контрастности), который пациент может обнаружить для каждой пространственной частоты. Эта кривая показывает пример результатов теста контрастности VectorVision для обоих глаз.

В строке A самый высокий уровень контрастной чувствительности, который пациент может определить для обоих глаз, — это уровень 5. В строке B самый высокий уровень равен 7. В строке C и D самые высокие уровни — 6 и 5, соответственно.Чтобы построить кривую, отметьте цифру 5 в столбце A, 7 в столбце B, 6 в столбце C и 5 в столбце D. Соедините эти флажки, и в результате получится кривая контрастной чувствительности. Часто результаты различаются для каждого глаза, и глаза должны быть нанесены отдельно.

Посетите другие разделы нашего веб-сайта, чтобы определить, как результаты контрастной чувствительности могут быть использованы для оценки катаракты, глаукомы, диабета, рефракционной хирургии, контактных линз и других заболеваний глаз или оптических устройств.

Тестирование контрастной чувствительности | MacuHealth Eye Supplements

Что это такое и почему это важно?

Контрастная чувствительность — это ваша способность отличать передний план от фона.Тест контрастной чувствительности измеряет вашу способность различать более тонкие и более тонкие участки света и темноты (контраст). Это отличается от обычного тестирования остроты зрения при обычном осмотре зрения, при котором измеряется ваша способность распознавать все более мелкие буквы на стандартной диаграмме зрения.

Контрастная чувствительность — очень важная мера зрительной функции, особенно в условиях низкой освещенности, тумана или яркого света, когда контраст между объектами и их фоном часто снижается.Вождение в ночное время является примером деятельности, требующей хорошей контрастной чувствительности в целях безопасности.

Важно отметить, что контрастная чувствительность является гораздо более чувствительной мерой зрения реального мира. Даже если у вас острота зрения 20/20, у вас могут быть проблемы со здоровьем или глазами, которые могут снизить вашу контрастную чувствительность и заставить вас чувствовать, что вы плохо видите.

Поговорите со своим офтальмологом

Тесты на контрастную чувствительность предоставят вашему офтальмологу информацию о том, как вы относитесь к своему зрению.Это также поможет гораздо раньше диагностировать глазную патологию и позволит вашему ТЭК рекомендовать план лечения, основанный на ваших потребностях в отношении здоровья глаз, а также на потребностях вашего образа жизни. Например, в случае ранней диагностики образования катаракты тестирование контрастной чувствительности позволит вашему ТЭК узнать, когда лучше всего порекомендовать операцию. Они также могут диагностировать другую патологию желтого пятна на ранней стадии, поскольку контраст — это первая часть вашего зрения. В случае спортсменов и профессий, таких как полиция, военные, водители грузовиков и т. Д., измерение контраста поможет вашему ECP рекомендовать добавки для восстановления макулярного пигмента и оптимизировать использование света сетчаткой, чего не могут обеспечить очки и контактные линзы.

Контрастная чувствительность напрямую коррелирует с оптической плотностью макулярного пигмента

Измерение оптической плотности макулярного пигмента (MPOD) в клинических условиях занимает много времени при правильном выполнении, трудоемко для многих пациентов и зависит от оператора. Некоторые устройства MPOD используют ярлыки для упрощения этого измерения, однако, как практикующий офтальмолог, вы должны знать, что полученные измерения могут неточно отображать фактическое MPOD данного пациента.Все устройства, доступные в настоящее время на рынке, обеспечивают измерение в одной точке при эксцентриситете макулы 0,25 или 0,5 градуса. Есть несколько причин, по которым это число следует рассматривать с осторожностью:

1. Он не дает представления о полном профиле макулярного пигмента, и поэтому объем по всему пространственному профилю желтого пятна неизвестен и будет варьироваться в зависимости от каждого человека;
2. Когда периферийная контрольная точка не берется, система предполагает, что все одинаковы, что, конечно, не так.MPOD зависит от возраста (в хрусталике увеличивается пигмент хрусталика), количества каротиноидов в пище, курения и других факторов образа жизни.

Измерение контрастной чувствительности в клинических условиях, однако, простое, очень показательное для MPOD (низкий контраст напрямую коррелирует с низким MPOD) ^1,2 и обеспечивает реальные измерения того, как ваши пациенты действительно видят в повседневной жизни. Исследование, проведенное в 1987 г. ³ , демонстрирует, что контраст при 6 циклах в день является лучшим предиктором идентификации лица, знака и объекта.С тех пор исследования у пациентов с ранней стадией AMD ¹ , диабетической ретинопатией и центральной серозной ретинопатией ⁴ и у пациентов со здоровыми глазами ² подтверждают пользу измерения контраста при 6 циклах в день. Эти исследования напрямую коррелируют между низким MPOD и низкой контрастной чувствительностью.

1. Акуффо К.О., Нолан Дж. М., Ховард А. Н. и др. Устойчивый прием добавок и отслеживаемый ответ с различными каротиноидными составами при ранней возрастной дегенерации желтого пятна. Глаз. 2015; 29 (7): 902-912.
2. Нолан Дж. М. и др. Обогащение макулярного пигмента увеличивает контрастную чувствительность у субъектов, не страдающих заболеваниями сетчатки: испытания добавок для обогащения центральной сетчатки — отчет 1. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016; 57 (7): 3429-3439.
3. Owsley C, Sloane ME, контрастная чувствительность, острота зрения и восприятие «реальных» целей. Британский журнал офтальмологии. 1987; 71: 791-796
4. Crosby-Nwaobi R, et. al. Исследовательское исследование, оценивающее влияние добавок макулярных каротиноидов при различных заболеваниях сетчатки.ClinicalOphthalmology 2016: 10 835–844

Заинтересованы в тестировании контрастной чувствительности? Система компьютерного тестирования зрения M&S Technologies предоставляет пользователю несколько методов тестирования функции контрастной чувствительности. Учить больше.

Почему важна визуальная контрастная чувствительность? | EyeQue

Чувствительность к визуальному контрасту, или VCS, — это способность различать объект и его фон или обнаруживать различия между похожими оттенками света и темноты.Это важно по ряду причин. Симптомы наиболее распространены в условиях низкой освещенности, тумана или отражающих бликов. Важно отметить, что симптомы наиболее заметны при вождении автомобиля в сумерках или ночью.

Общие симптомы

Симптомы этого состояния могут быть не только неудобными, но и быстро стать опасными для вас и окружающих. Снижение контрастной чувствительности может привести к потере пространственного восприятия, подвижности и может повысить риск несчастных случаев.

Примеры повседневного использования:

• Проблемы с вождением под дождем или ночью
• Затруднения при наливании кофе в темную кружку
• Затруднения при спуске по ступенькам
• Ориентация на чтение инструкций
• Глаза быстро устают при чтении или просмотре телевизора

Это состояние не является прямым признаком плохой или ослабленной остроты зрения.У вас может быть зрение 20/20, но при этом вы испытываете проблемы со зрением или здоровьем, которые снижают вашу способность различать объект и его фон.

Хотя обычно это связано с возрастом, это также может указывать на более серьезные проблемы со здоровьем, в том числе:

• Глаукома
• драм
• Катаракты
• Дегенерация зрительного нерва
• Диабетическая ретинопатия

Тестирование

Обычные проверки зрения обычно не включают тесты на контрастную чувствительность.В случае тестирования оптометристы проверяют контрастную чувствительность с помощью таблицы контрастной чувствительности Пелли Робсона и только после конкретных жалоб или опасений, высказанных вами как пациентом.

Лечение

Результаты теста контрастной чувствительности Пелли Робсона позволят определить, является ли ваш уровень контрастной чувствительности результатом аномалии рефракции или, возможно, проблему необходимо исправить с помощью специальных очков или, в серьезных случаях, хирургического вмешательства.

Если вы решите решить проблему снижения визуальной контрастной чувствительности с помощью очков, ваш оптометрист предложит или пропишет корректирующую линзу с желтым фильтром, чтобы лучше поддерживать вашу способность обнаруживать различия в контрасте.

Большинство оптометристов также порекомендуют антибликовое покрытие для линз по рецепту. Многие люди сообщают об улучшении зрения в условиях низкой освещенности при ношении линз с антибликовым покрытием.

Новый способ тестирования

Тестирование можно проводить дома с помощью смартфона! С EyeQue Insight вы можете отслеживать свое зрение дома в любое время с помощью трех тестов: остроты зрения, контрастной чувствительности и дальтонизма. Все, что вам нужно, это устройство, бесплатная загрузка приложения (Insight) и смартфон

на iOS или Android.
Тестирование контрастной чувствительности

: как это работает?

Тестирование контрастной чувствительности определяет, насколько хорошо глаза могут различать более мелкие и более тонкие участки света по сравнению с темными.

Это обследование обычно не является частью обычного осмотра зрения. Врач может порекомендовать его, если у кого-то есть конкретная визуальная жалоба, которая может повлиять на его визуальный контраст.

Наиболее распространенным тестом контрастной чувствительности является диаграмма контрастной чувствительности Пелли-Робсона. Этот тест представляет собой диаграмму с разными заглавными буквами, организованными в горизонтальные линии. Контрастность уменьшается с каждой строкой. Человек будет двигаться вниз по таблице, чтобы определить наименьший уровень контраста, который он может видеть.

Тест синусоидальной решетки — это более сложный тест на контрастную чувствительность.Вы увидите несколько параллельных нечетких полос темного и светлого. Этот тест обеспечивает более чувствительный способ увидеть, как ваши глаза видят контраст.

После диагностики низкого контраста врач определит, с каким типом вы имеете дело. Это позволяет определить причину и приступить к составлению плана управления.

Что такое проверка контрастной чувствительности?

Контрастная чувствительность — это ваша способность различать похожие оттенки. Эта способность позволяет вам видеть немаркированные ступени и бордюры, серые автомобили в темные дни и контуры лица человека.

Если у кого-то низкая контрастная чувствительность, ему может быть трудно водить машину ночью или видеть людей, идущих по темным улицам. Это может вызвать легкое утомление глаз, когда вы смотрите телевизор или читаете. Это также увеличивает риск падений.

Тест Пелли-Робсона

Этот тест состоит из рядов букв, контрастность которых постепенно уменьшается. Они начинают с темно-черного цвета и переходят в бледно-серый. Буквы на белом фоне.

Врач попросит вас начать с верхней строки и читать буквы слева направо.Вы будете двигаться вниз по одной строке за раз. Это позволяет вашему врачу определить самый легкий контраст, который вы можете успешно увидеть.

Это надежный и быстрый метод проверки контрастной чувствительности человека в клинических условиях. Нормальные значения этого теста могут быть полезны для оценки людей, перенесших рефракционную операцию, или людей с катарактой.

Тест синусоидальной решетки

Тест синусоидальной решетки более сложен, чем тест Пелли-Робсона.Он нацелен на синусоидальные решетки, состоящие из нескольких параллельных нечетких полос, темных и светлых. Они могут различаться по контрастности и ширине от цели к цели.

Этот тест может дать более полную оценку вашей контрастной чувствительности. Некоторые из тестов включают направление яркого света на глаза, чтобы имитировать блики. Это помогает определить, насколько хорошо вы видите, когда на вас светят фары, когда вы едете ночью.

Функция контрастной чувствительности

Чтобы построить график контрастной чувствительности человека, врачи могут порекомендовать функцию контрастной чувствительности.При этом в качестве измерений контрастной чувствительности используются контраст и пространственная частота.

Сюда могут входить мишени с синусоидальной решеткой. Однако этот тест также будет включать более толстые полосы, которые представляют низкие пространственные частоты. Для более высоких пространственных частот полосы будут тоньше.

Если психосоциальный метод тестирования контрастной чувствительности ограничен, врачи могут рассмотреть возможность использования визуальных вызванных реакций с контрастированием. Этот тест обеспечивает объективный метод измерения функции контрастной чувствительности человека.Он использует комбинацию пространственных частот и пороговых значений контрастности.

Этот график похож на то, как врачи проверяют чувствительность слуха человека, используя вариации громкости и высоты тона. Они строят кривую, которая показывает самый низкий контраст, который вы можете увидеть для каждой тестируемой пространственной частоты.

Чтобы люди могли обнаруживать объекты с высокими пространственными частотами, они должны иметь более низкие пространственные частоты при значительно более высоком контрасте.

Подготовка к тесту

Если врач определяет, что этот тест необходим, его обычно проводят после стандартного теста на остроту зрения.В этом тесте используется таблица Снеллена, состоящая из букв и цифр. Он направлен на определение наименьших цифр или букв, которые вы можете увидеть с расстояния 20 футов.

После того, как вы начнете часть тестирования контрастной чувствительности, вы обычно будете носить контактные линзы или очки, если они у вас есть. Если у вас заболевание глаз, врач обычно проверяет каждый глаз индивидуально. Любая другая конкретная подготовка будет зависеть от человека.

Работа с результатами

Когда у вас есть результаты теста, это поможет вашему врачу определить, есть ли у вас аберрации более высокого порядка, тип ошибки зрения.Существует несколько аберраций более высокого порядка, но сферические аберрации, кома и трилистник — это те, которые врачи считают имеющими клинический интерес.

Эти аберрации представляют собой тип искажения, создаваемого световым волновым фронтом, который имеет неоднородности рефракционной составляющей при прохождении через глаз. Эти аберрации могут вызывать проблемы, такие как проблемы со зрением ночью, ореолы, звездообразование, блики, размытость и двоение в глазах.

• Сферические аберрации: Этот тип вызывает ночную миопию.Проблема может вызвать снижение остроты зрения при слабом освещении. Все люди могут испытать эту аберрацию, в том числе те, у кого зрение 20/20. Эта аберрация исправима.
• Аберрации в коме: Этот тип аберрации может возникать из-за проблем с линзами или определенных оптических конструкций, которые вызывают смещение точечных источников от оси. Например, если вы посмотрите на звезду, она окажется искаженной. Это будет больше похоже на комету с хвостом.
• Аберрации трилистника: Этот тип аберрации приводит к размытию света в трех направлениях.По сравнению с комой аналогичной степени тип трилистника обычно вызывает меньшее ухудшение качества изображения.

Глазные болезни

Низкая контрастная чувствительность может наблюдаться при некоторых заболеваниях глаз, таких как глаукома, катаракта или диабетическая ретинопатия.

Опции управления

Низкоконтрастная чувствительность может выиграть от корректирующих линз с желтым фильтром. Этот фильтр помогает лучше различать контраст.

Если вы носите очки по рецепту и плохо видите в условиях низкой освещенности, вам могут помочь линзы с антибликовым покрытием. Ночное видение и контрастная чувствительность можно улучшить с помощью специальных линз волнового фронта.

Wavefront LASIK может помочь некоторым людям. Это может улучшить контрастную чувствительность и уменьшить аберрации более высокого порядка. После операции по удалению катаракты некоторые интраокулярные линзы могут улучшить контрастную чувствительность и уменьшить аберрации более высокого порядка.

Путь вперед

Проблемы с визуальным контрастом могут затруднить восприятие мира на нужной глубине.Причины, по которым у кого-то возникают проблемы с контрастностью, различны, и не все эти проблемы можно эффективно решить.

Информация о том, что у вас проблемы со зрением, может помочь врачам определить причину. Затем они могут предоставить лечение, чтобы лучше всего сохранить вашу способность видеть различные уровни контраста.

Список литературы

Трудотерапия с пожилыми людьми: стратегии для COTA. (2019). ScienceDirect.

нормальных значений для теста контрастной чувствительности Пелли-Робсона.(2001). Журнал катарактальной и рефракционной хирургии .

Объективное измерение функции контрастной чувствительности с использованием контрастной развертки визуально вызванных реакций. Британский офтальмологический журнал .

Ночная близорукость. (Июнь 1985 г.). Американский семейный врач .

Электронная книга по рефракционной хирургии. (2011-2012). Американская академия офтальмологии.

Проспективное исследование контрастной чувствительности и визуальных эффектов после LASIK. (Декабрь 2005 г.). Journal Francais D’Ophthalmologie .

Улучшение контрастной чувствительности с помощью желтых фильтровальных стекол. (Апрель 1992 г.). Канадский офтальмологический журнал .

Повышенная контрастная чувствительность, полученная с помощью удлиненных интраокулярных линз по сравнению со стандартными сферическими ИОЛ при хирургии катаракты. (Май 2004 г.). Исследовательская офтальмология и визуализация .

Информация, представленная на этой странице, не должна использоваться вместо информации, предоставленной врачом или специалистом.Чтобы узнать больше, прочтите наши страницы Политики конфиденциальности и Редакционной политики.

Роль контраста в способности зрения человека — MkrGeo

Проблема контраста упоминалась в этой статье, а также при описании роли горизонтальной видимости в наблюдениях на большие расстояния. Поскольку информации недостаточно для моих дальнейших исследований, я хотел бы указать на другие вопросы, возникающие из контраста в общем смысле. Эти элементы очень важны, потому что объясняют роль разницы в уровне освещенности, которая формирует способность человеческого зрения.

Контрастность — это просто разница в яркости или цвете, которая делает объект отличимым от его фона или другого объекта. Что касается человеческого восприятия в реальном мире, мы понимаем контраст как разницу яркости и цвета одного объекта и другого объекта, видимого в том же поле зрения. Основная особенность системы человеческого зрения — большая чувствительность к контрасту, чем к абсолютной яркости, а это означает, что наше восприятие окружающей среды в значительной степени похоже, не обращая внимания на огромные изменения уровня освещенности в течение дня или между некоторыми местами.

1. ОТВЕТ ГЛАЗ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ СВЕТА

Человеческий глаз способен реагировать на широкий диапазон интенсивности света, превышающий 10 единиц логарифмической шкалы. Это может быть сделано двумя типами фоторецепторов сетчатки: колбочками и палочками. Колбочки работают в условиях яркого освещения, в отличие от стержней, активных ночью, когда интенсивность света низкая (Рис. 1, 2).

Рис. 1 Поперечный разрез человеческого глаза (Ecse.rpi.edu/Encyclopedia Britannica, 1994).

Рис. 2 — Диаграмма яркости и зрительных функций, показывающая три основных режима работы глаза при различных уровнях освещенности (telescope-optics.net/ (Hood & Finkenstein, 1984).

)

Человеческое восприятие света обычно делится на три уровня, зависящих от освещенности, которые примерно описаны в этой статье. Здесь я собираюсь показать диаграмму, где вы можете узнать о реакции человеческого глаза на заданные условия освещения (Рис. 3).

Рис. 3 Примерные диапазоны режимов зрения по уровню яркости (Osram Sylvania, 2000).

Теперь я хотел бы сосредоточиться на интенсивности света, создаваемой различными объектами, находящимися в поле зрения человеческого глаза. Как мы знаем, сила света — это величина (мощность), приходящаяся на единицу телесного угла, что здесь широко объясняется. Контрольной точкой для определения силы света является пик реакции человеческого глаза на свет — 555 нм в вакууме. Это приводит к лучистому потоку 18,40 мВт, когда свет излучается равномерно во всех направлениях. Это значение может варьироваться, поскольку человеческий глаз реагирует на диапазон длин волн от 380 до 800 нм (максимум 507 нм ночью).С другой стороны, наш человеческий глаз может видеть свет только в направлении поля зрения. В этом случае мы будем говорить о яркости, которая является мерой яркости в определенном направлении.

Стандартный спектральный отклик человеческого восприятия описывается функцией световой отдачи. Предметом этой функции является описание субъективной светочувствительности различных длин волн отдельным человеком. Эта светочувствительность варьируется в зависимости от условий освещения.Он запускает зрачковый световой рефлекс, который контролирует диаметр нашего зрачка. Функция световой отдачи описывает способность распознавать цвета и детали объектов, которая может быть достигнута в основном в условиях фотопического зрения. Эта функция также описывает способность человеческого глаза обнаруживать свет с различными длинами волн. Некоторые длины волн обнаруживаются намного легче, чем другие (Рис. 4).

Рис. 5 Спектральная чувствительность человеческого глаза при различных условиях яркости (Ecse.rpi.edu/ Dowling, 1987).

В теоретическом понимании, когда относительная чувствительность человеческого глаза к заданной длине волны равна 0,2, это означает, что эта чувствительность соответствует 20% максимальной относительной чувствительности человеческого глаза, которая приходится на 533 нм в условиях дневного света ( фотопическое зрение) и 498 нм в условиях сумерек (скотопическое зрение). Фактически источник, излучающий длину волны с вышеупомянутой чувствительностью 20%, фактически виден в 5 раз слабее, чем источник с максимальной чувствительностью человеческого глаза.Итак, представьте, что у вас есть объект с зеленым и красным видом в условиях дневного света. Зеленый объект будет наиболее заметен человеческим глазом, потому что глаз наиболее чувствителен к зеленой длине волны. Объект разных цветов с указанной чувствительностью 20% должен излучать свет в 5 раз сильнее, чтобы быть таким же видимым, как и зеленый. Вот почему у нас есть «зеленый цвет безопасности», представленный, например, жилетами или какими-то знаками (Рис. 6).

Рис. 6 Примеры использования «безопасного зеленого» цвета.Этот цвет наиболее близок к длине волны 533 нм (quora.com/amazon.com).

Рис. 7 Ярко-зеленый или желтовато-зеленый цвет наиболее заметен при дневном свете. Национальный парк Брекон-Биконс, Великобритания.

В скотопических условиях общее зрение немного меняется, поскольку максимальная спектральная чувствительность смещается в сторону зелено-голубоватого цвета.

Рис. 8 В скотопическом зрении лучше всего виден голубовато-зеленый цвет. На нашей картинке под скалами есть луг.Национальный парк Лейк-Дистрикт, Великобритания.

Для моих исследований контраста очень важна яркость — восприятие, которое мы можем получить от визуальной цели. Яркость — это субъективное свойство каждого объекта, а также параметр внешнего вида цвета. Этот атрибут зрительного восприятия говорит нам об излучении или отражении света. Другими словами, количество света, которое человеческий глаз улавливает от объекта. На этом этапе важно объяснить разницу между яркостью и контрастом.Поскольку яркость определяет общую яркость или темноту данного объекта, контраст будет описывать разницу яркости между двумя отдельными объектами. Когда разница в яркости между этими двумя объектами чрезвычайно мала, то весьма вероятно, что она упадет ниже порогового значения контрастности, в результате чего объект будет невозможно различить.
Как контраст между этими двумя объектами, так и их индивидуальная яркость будут варьироваться в зависимости от расстояния до источника света, а также от силы этого источника света.
Подводя итог этому разделу, стоит вспомнить три основных режима работы человеческого глаза в зависимости от уровня освещенности, о котором говорилось в начале. По мере снижения освещенности человеческий глаз приспосабливается к новым условиям. Это происходит одновременно с сохранением света. Во время процесса светового падения количество фотопигментов в сетчатке увеличивается, в отличие от световой полосы, когда они обесцвечиваются, вызывая электрическую активацию, которая приводит к визуальному ощущению. Однако эта электрическая активация сетчатки глаза человека не переводится в светочувствительность.Ситуация выглядит иначе, когда свет тусклый, тогда количество обесцвеченных фотопигментов намного меньше, что делает сетчатку более чувствительной к свету.
Есть два ключевых эффекта, связанных с адаптацией человеческого глаза к ночному видению. Первый из них, о котором упоминалось в этой статье, — это эффект Пуркинье. Другой, также очень важный, связан с распределением колбочек и палочек по сетчатке. Колбочки сосредоточены в центральном поле визуализации.В свою очередь, все они плотно упакованы в самом центре ямки. Распределение палочек другое, потому что они появляются в основном на периферии сетчатки. В ямке их всего несколько. Это приводит к лучшему обзору на глаз не при взгляде прямо на объект, а когда вы смотрите немного в сторону.
Глядя на график ниже, мы можем увидеть, какие элементы можно отнести к заданному уровню освещенности (Рис. 9).

Рис. 9 Яркость и визуальный режим при различных условиях освещенности (visualexpert.com).

2. ЗНАЧЕНИЕ КОНТРАСТА

Контраст можно рассматривать в тройном смысле. Первое, что приходит в голову, — это разница в яркости между двумя отдельными объектами. В этом случае абсолютная яркость этих объектов не важна, так как большую роль играет относительная разница этой яркости между ними. Принимая во внимание постоянную адаптацию зрительной системы, большие различия в яркости приводят к большей разнице яркости, что приводит к более высокому контрасту.

Во-вторых, контраст — это результат разных цветов, оттенков, оттенков и оттенков. Часто свет, исходящий от разных объектов, имеет разный цвет. Даже когда эти цвета находятся рядом друг с другом, контраст существует. Таким образом, оба объекта можно будет различить. Под «цветом» мы можем рассматривать как совершенно разные цвета, так и небольшие различия между двумя похожими цветами, выраженные их оттенками или тонами. Иногда разница в цвете возникает из-за неоднородного излучения, вызванного каким-либо препятствием, отбрасывающим тень.С другой стороны, тени также могут уменьшить контраст между двумя поверхностями, как показано на видео ниже.

Разнообразие цветов приводит нас к выделению нескольких типов контрастов (например, контраст светлого и темного или контраст качества, вызванный разной насыщенностью цвета).

Третье значение контраста для нас наиболее важно. Он описывает состояние адаптации и восприятия человеческого глаза. Что касается уровня яркости, мы должны знать, что разница в яркости, которая дает большую разницу в яркости на тусклом фоне, приведет к меньшей разнице в яркости, когда фон будет ярче, из-за визуальной адаптации человеческий глаз.В этой ситуации важна средняя яркость окружающей среды, к которой адаптирован глаз. Однако на это состояние адаптации можно влиять индивидуально, что обусловлено различными типами стимулов. В данном случае речь идет о яркостном (яркостном) контрасте. Эффект яркостного контраста недостаточен, когда проявляются явления ассимиляции. Усвоение подразумевает невозможность определения яркости исключительно по локальному контрасту. В результате эффект контраста описывает отрицательную корреляцию между суждением и информацией в контексте.Лучшие примеры ассимиляции контраста относятся к изменениям яркости серого фона, вызванным наличием черных и белых линий (Beck, 1966) (Рис. 10).

Рис. 10 Главный пример ассимиляции контраста. Серый фон на левой стороне на первый взгляд кажется темнее, чем на правой. Если вы не зацикливаетесь на каких-то черных и белых кругах, лежащих рядом друг с другом (Gilchrist, 1994).

Другой тип контраста — это цветовой контраст, который является результатом другой длины волны света, исходящей от наблюдаемого объекта.Цветовой контраст может быть обнаружен в результате восприятия глазом, которое зависит как от условий освещенности, так и от длины волны света. Самый большой контраст достигается между черным и белым, хотя он гораздо больше связан с яркостью, чем с самим цветом. Важно то, что большой цветовой контраст будут создавать совершенно разные цвета (Рис. 11), в отличие от их оттенков, тонов или насыщенности, что приведет к более низкому контрасту.

Рис. 11 Цветовой контраст между красным и зеленым велик, потому что эти цвета совершенно разные (Nscolor.co.uk).

Напротив цветового контраста, можно поставить ассимиляцию цвета (эффект Безольда). Это оптическая иллюзия, отображающая разный цвет в зависимости от его отношения к соседнему цвету (Рис. 12).

Рис. 12 Ассимиляция цвета (эффект Безольда) на практике. Красные линии кажутся ярче на белом фоне и темнее на черном фоне (Wikimedia.org).

Адаптация глаза имеет тенденцию производить дополнительные эффекты восприятия, выявляя случайности между двумя различными визуальными атрибутами.Он управляется популяциями нейронов, которые выборочно настраиваются на адаптирующийся стимул, а затем утомляются, что приводит к относительной более высокой чувствительности. Этот результат описан, например, эффектом Мак-Коллоу, который представляет собой цветное последействие, зависящее от ориентации (Paramei, Leeuwen, 2016) (рис.13).

Рис. 13 Эффект МакКоллоу на практике. Если вы кратко посмотрите на изображение, вертикальное и горизонтальное изображения должны выглядеть черно-белыми. Однако, взглянув на их края, мы можем заметить, что вертикальные немного красноватые, а горизонтальные — немного зеленоватые (Wikimedia.org).

Возвращаясь к наличию контраста и способности человеческого глаза обнаруживать контраст между двумя объектами, важно отметить, что как по освещенности, так и по цвету, контраст может быть обнаружен без идентификации объекта.
Другими словами, порог контрастности для обнаружения ниже, чем пороговый контраст для идентификации (Valberg, 2005). Тем не менее, порог контрастности для обнаружения можно объяснить так же, как объяснялись типы контраста.А именно, когда человек может обнаружить небольшие различия в яркости, мы говорим о пороге контрастности освещенности. Когда человек способен заметить некоторые цветовые различия, мы будем говорить о пороге цветового (или цветового) контраста. Более важным фактором, определяющим восприятие контраста, является размер объекта, а также его форма и временные изменения (Valberg, 2005). Если эти 3 фактора благоприятны, то контраст может быть обнаружен для объектов с углом обзора более 0,2 градуса.Если границы объекта менее четкие или имеют зону размытых краев, то их чувствительность снижается примерно до 70% от значения с острыми краями (Valberg, 2005). Чувствительность к контрасту увеличивается для объектов больше 0,2 градуса, и на них больше не влияет размытие резких границ.
Может ли быть обнаружена узкая линия или маленькая точка, в основном зависит от порогового значения яркости зрительной системы для преобладающего состояния адаптации (Westheimer al. 1981).Очень хороший пример — одиночная звезда на ночном небе. В этом случае мы не можем сказать о его размере 0,2 градуса, потому что он находится в бесконечности. В результате он делает объекты бесконечно малыми размерами. Его видимость зависит только от яркости и фона.

3. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КОНТРАСТА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЛАЗА — ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Эта глава является продолжением третьего значения контраста, описанного выше. По сути, контрастная чувствительность — это способность обнаруживать этот контраст.Опять же, контрастный узор создается за счет изменения яркости, которая передает большую часть информации зрителю (Drew, 2005). Способность человеческого глаза определять контраст зависит от общей яркости сцены и интенсивности окружающего и фонового света (Дрю, 2005). «Размер» контрастной чувствительности системы просмотра варьируется в зависимости от характеристик объекта. Объект с нечеткими или детализированными границами потребует большей чувствительности, в отличие от объекта, границы которого резкие.
Как известно, сетчатка человеческого глаза состоит из стержней и минусов. Стержневые датчики примерно в 100 раз более чувствительны к контрасту, чем конические датчики, которые чувствительны к цвету. Стержневые датчики, которые также были упомянуты выше, сконцентрированы дальше от центра сетчатки, в областях, используемых для поля зрения более 10 градусов. Эта дополнительная чувствительность используется, например, для астрономов, изучающих изменения контраста в звездных полях, или для простого наблюдения за звездами. В некоторых ситуациях контрастная чувствительность важнее, чем резкость нашего зрения.Это случается, особенно в ситуации, когда наблюдаемый объект очень близок к пороговой разнице яркости. В этой ситуации контрастная чувствительность позволяет нам просто уловить эту разницу (едва заметную разницу — JND). Это обнаружение зависит от размера объекта, его рисунка (пространственная частота, выраженная яркостью определенной длины волны света), а также от промежутка времени, когда этот объект обнаруживается (с учетом того, что его характеристики меняются из-за оттенков, положения источника света , так далее.). Эта едва заметная разница описывает величину, которую можно обнаружить в абсолютном пороге — самом низком уровне стимула. Средняя разница в яркости между объектом и фоном, оцененная для JND, составляет 2%. Подробнее об этом можно прочитать в разделе закона Вебера-Фехнера, описанном ниже. Оставаясь на этом этапе, мы должны объяснить, что такое пространственная частота, упомянутая выше. Это количество циклов изображения, которые попадают в заданное пространственное расстояние. В конечном итоге это выражается количеством циклов на градус дуги.Эти циклы изображения создают каждый оптический сигнал, который можно разделить на отдельные полосы с синусоидальными изменениями яркости и разными пространственными частотами.
Таким образом, синусоидальная градация стала основным способом проверки контрастной чувствительности (Рис. 14).

Рис. 14 Синусоидальные решетки (синусоидальные решетки) — основной способ исследования контрастной чувствительности человеческого глаза (Vision Science Research Corporation).

Роль синусоидальных решеток настолько важна, что они показывают работу человеческого глаза во всем рабочем диапазоне (Arden, 1978).
Минимальный контраст на каждой пространственной частоте описывается функцией контрастной чувствительности.
Функцию контрастной чувствительности часто называют тестом функции передачи модуляции (MTF), который запрашивает у наблюдателя сравнение контраста между двумя синусоидальными решетками. Один из них представляет фиксированный контраст и пространственную частоту, а другой отображает разные пространственные частоты и переменный контраст. Функция контрастной чувствительности определяет первый уровень синусоидальности, видимый наблюдателем.
Функция контрастной чувствительности (CSF) определяет наше окно видимости. Это окно видимости нарисовано линией, обозначающей границу диапазона нашей контрастной чувствительности. Это прекрасно видно на изображениях ниже (Рис. 15, 17).

Рис. 15 CSF и граница окна видимости (Psy.vanderbilt.edu).

Глядя на изображение выше, мы можем увидеть, как увеличивается частота, когда мы смотрим вправо. Наши стержни все тоньше и тоньше. В то же время контрастность уменьшается снизу вверх, потому что эти полосы становятся трудноразличимыми.Представьте, что вы стоите на некотором расстоянии от этого изображения. Теперь вы можете видеть диапазон пространственных частот и значений контрастности, где полосы едва видны. За ними мы видим однородный фон. Итак, теперь мы можем отметить красную линию, как показано в правой части изображения. Эта красная линия отмечает теперь наш порог видимости.

И MTF, и CSF различаются в зависимости от уровня яркости сцены. (Рис. 15).

Рис. 16 Разнообразие CSF и MTF обусловлено разными уровнями яркости сцены (Kim, 2010).

Для средней яркости 40 кд / м ² максимальная контрастная чувствительность приходится на 3 полосы на 1 градус (3 цикла / градус), что соответствует 0,3% согласно определению контраста Майкельсона. Если мы рассмотрим, например, 1 цикл на градус, то мы говорим об одной белой полосе и одной черной полосе.

Рис. 17 Шкала логарифмов контрастной чувствительности в зависимости от уровня освещенности, где: желтая линия — порог видимости для фотопического зрения; зеленая линия — порог видимости мезопического зрения; фиолетовая линия — порог видимости для скотопического зрения (Vision Science Research Corporation).

CSF также различается в зависимости от возраста человека (Рис. 18). По сути, младенец не сможет видеть пространственные детали так же, как взрослый.

Рис. 18 Различие порога контрастной чувствительности в зависимости от возраста человека (Psy.vanderbilt.edu).

Контрастная чувствительность меняется и во взрослой жизни (Рис. 19).

Рис. 19 Контрастная чувствительность меняется на протяжении взрослой жизни человека (Psy.vanderbilt.edu).

Чтобы быть конкретным, по мере того, как человек стареет, пространственная частота постоянно теряется, что ухудшает остроту зрения.Это вызвано оптическими изменениями в глазах пожилых людей.
Конкретным способом измерения контрастной чувствительности человеческого глаза является модуляция контраста. Модуляция контраста определяет способность дисплея различать параллельные черные и белые линии шириной в один пиксель. Когда можно определить более высокий процент этих строк, появляются более четкие изображение, текст и вид. На практике молодой человеческий глаз способен обнаруживать 3-5 циклов на градус, что делает объекты размером 0,2 градуса видимыми для наблюдателя.В свою очередь, молодой человеческий глаз может обнаружить 500 циклов, что соответствует 0,2% (Рис. 20).

Рис. 20 Вариации функции контрастной чувствительности в зависимости от уровня яркости фона, где ось y представляет порог контрастной модуляции, выраженный общим количеством циклов, а ось x показывает пространственную частоту, выраженную циклами на пространственный градус (Cronly-Dillon, 1991) .

Значения контрастной чувствительности выражены в троландах. Троланд представляет собой блок визуальной стимуляции сетчатки, равный освещенности на мм ² зрачка, полученного с поверхности глаза яркостью 1 люкс.Другими словами, он измеряет общую величину света, попадающего в человеческий глаз, и выражается в яркости сетчатки. Яркость сетчатки — это влияние светового потока на сетчатку, которое может быть выражено в единицах кд / м ² . Если превратить это в практику — 900 троландов соответствуют 127 нит. Как мы знаем из предыдущей статьи, 1 нит был заменен на 1кд / м ² . 1cd / m ² — это в точности 1Lx. Таким образом, 900 троландов будут равны лампочке мощностью 60 Вт.Оптимальные условия просмотра достигаются при значении 300 лк. Эти условия соответствуют 2 уровню остроты зрения (полное поле зрения по тесту Снеллена) (Рис. 29). Помимо контрастной чувствительности, мы можем указать временную контрастную чувствительность, обусловленную мерцанием объектов. Функция временной контрастной чувствительности (TSF) измеряет чувствительность к временным синусоидальным изменениям в стимуле сравнения. Другими словами, он определяет контрастность мерцания. Человеческий глаз оказывается наиболее чувствительным к частоте от 15 до 20 Гц при высоких уровнях яркости, типичных для фотопического зрения (около 300 лк) (Рис.21).

Рис. 21 Функция временной контрастной чувствительности (TSF) для различных полей адаптации (Hart, 1987).

В скотопических условиях стимул может быть обнаружен с контрастом менее 1%, а отсечка по высокой временной частоте достигает 60-80 Гц. В отличие от скотопического зрения, в условиях низкой освещенности максимальная контрастность увеличивается до 20%, в то время как граница отсечки падает примерно до 15 Гц. Максимальный контраст необходим для обнаружения мерцания высоких частот. Эта ситуация меняется с возрастом человека.Поскольку пожилые люди более подвержены некоторым глазным заболеваниям, они могут не попасть в этот диапазон частоты. Для проверки состояния глаз с точки зрения временной контрастной чувствительности можно применить «тест мерцания».
Человеческая контрастная чувствительность также описывает разницу с цветами. Цветовой контраст может быть достигнут путем изменения цветовых элементов, таких как оттенок, насыщенность, яркость или порядок цветов. Визуальный эффект, подобный полосам Маха и другим оптическим явлениям, можно стимулировать соответствующими методами сочетания цветов (Drew, 2005).Для объектов шириной более 0,5 градуса хроматический контраст лучше различим, чем яркостный контраст (Рис. 22).

Рис. 22 Разница между светочувствительностью и контрастной чувствительностью (Vision Science Research Corporation).

Разницу между зеленым и красным заметить легче, чем между желтым и синим.
Согласно психофизическим исследованиям, нейроны человеческого глаза сохраняют контраст в 6 цветовых каналах пространственных частот.

Низкая контрастная чувствительность может быть признаком плохого состояния глаз или таких заболеваний, как катаракта, глаукома или диабетическая ретинопатия. В этом случае человек сможет видеть детали преимущественно на переднем плане, имея проблемы с различением объектов, находящихся на заднем плане, как на изображении ниже (Рис. 23).

Рис. 23 Вид на горы — хороший пример теста на контрастную чувствительность. Если у кого-то проблемы с глазами, что приводит к низкой контрастной чувствительности, то у него могут возникнуть проблемы с выделением горных хребтов, видимых на заднем плане (Allaboutvision.com).

Вот почему контрастная чувствительность играет решающую роль при просмотре удаленных объектов. Контрастная чувствительность также может снижаться при хроническом алкоголизме. Даже умеренное употребление алкоголя может повлиять на работу зрительной системы.

4. СВЯЗЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗРЕНИЯ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОНТРАСТА

Острота зрения определяет, насколько ясен и резок наш глаз и как наш мозг может различать пространственное разрешение.
Лучший способ проверить остроту зрения — это тест Снеллена.Он основан на оптотипах — элементах, которые идеально рассеивают свет. Таким образом, человек может иметь хорошую остроту зрения при чтении таблицы Снеллена из-за высокой контрастности, но низкой контрастной чувствительности в повседневной работе. Хороший острый глаз не означает, что у нас хорошая контрастная чувствительность. В условиях низкой контрастности видимость ухудшится. В этой ситуации контрастная чувствительность лучше предсказывает зрительные характеристики, чем острота зрения.

Рис. 24 Пример теста Снеллена остроты зрения (Clinicalgate.com).

Тест Снеллена может быть выполнен, когда пациент находится на расстоянии 6 м от оптотипов в условиях яркости 20 фут-кандел, что соответствует примерно 215 лк.
Еще один способ проверить остроту зрения — это диаграмма LogMar. На этой диаграмме оценивается острота зрения относительно логарифма минимального угла разрешения. Основание логарифма состоит в том, что, когда пациент может работать с деталями, равными 1 градусу, оценка угла обзора в logMar равна 0.Проверить остроту зрения можно также с помощью окклюдера для точечного отверстия.

5. ЗАКОН WEBER-FECHNER

Закон Вебера-Фехнера представляет собой комбинацию закона Вебера и закона Фехнера. Оба относятся к закону человеческого восприятия.
Первое, что приходит на ум в связи с законом Вебера, — это контраст Вебера. Контраст Вебера определяет разницу в яркости между объектом и фоном за его пределами. Контраст Вебера может быть как положительным (белые буквы на более темном фоне), так и отрицательным (темные буквы на более ярком фоне).Контраст Вебера не является частью закона Вебера. Закон Вебера говорит только о том, что значение контраста Вебера зависит от размера и формы объекта.
Перефразируя закон Вебера, мы можем сказать, что чем ярче фон, тем больше разница в яркости между объектом, чтобы его можно было обнаружить. Вебер также говорит, что наибольшая контрастная чувствительность приходится на объекты размером более 0,2-0,5 градуса с острыми краями.
Вебер смог определить наименьшую разницу между двумя весами, которая могла быть обнаружена.Это называлось порогом разницы. Он также установил концепцию «Просто заметное различие» (JND) — минимальное различие между двумя стимулами, которое может быть обнаружено (Salkind, 2010). Вебер обнаружил, что только заметная разница зависела от веса эталонного стимула. Например, просто заметная разница между весом 100 г и 103 г составляла 3 г. Для большего веса, такого как 1000 г, просто заметная разница составила не 3 г, а 30 г. С другой стороны, представьте, что вы держите в руках небольшой камешек, который является вашим эталонным стимулом.Если вы поместите еще один камешек такого же размера, то заметите разницу (увеличение веса). Иначе дело обстоит, когда вы будете держать в руках тяжелый камень. Тогда этот маленький камешек не будет иметь никакого значения в весе. Он помещает JND как постоянную долю размера стандартного стимула (Salkind, 2010). Это означает, что контраст Вебера остается постоянным независимо от уровня освещенности. Другими словами, закон гласит, что при смене стимула ожидаемая заметная разница (JND) — это постоянное соотношение исходного стимула (Рис.25).

Рис. 25 Графические иллюстрации закона Вебера-Фехнера. Если наша разница невелика в обеих ситуациях, то она будет заметна только там, где стимул низкий (Wikimedia.org).

Основная предпосылка закона Фехнера гласит, что разные люди по-разному реагируют на определенные раздражители. Например, способность воспринимать изменения интенсивности света может быть связана с тем, насколько хорошо зрение человека. По его словам, субъективное ощущение пропорционально логарифму интенсивности раздражителя.Другое утверждение закона Фехнера применимо к JND, в котором говорится, что один JND перцептивно равен другому JND. Восприятие меняется в зависимости от ситуации (Рис. 26).

Рис. 26 Закон Фехнера на практике. Вы можете заметить появление JND в середине изображения (Pegoraro, 2017).

Как вы можете видеть на изображении выше, JND находится в середине изображения. Точки, показанные на круговой траектории, представляют собой постоянные приращения абсолютной интенсивности света на фоне с постоянными приращениями относительной интенсивности света.Во всех случаях точка, помещенная в самую середину этого ряда, остается практически невидимой, несмотря на яркость фона.

Подводя итог, закон Вебера-Фехнера гласит, что воспринимаемая интенсивность пропорциональна логарифму стимула (Portugal, Svaiter, 2010).

6. ЗАКОН ЯРКИ СТИВЕНСА

Стивенс рассматривал оттенки серого с 10 одинаково разными степенями от белого до черного (рис. 27).

Рис. 27 Закон яркости Стивенса.

Этот закон относится к ахроматическому цветовому восприятию. В нем говорится, что яркость статической цели, наблюдаемой в темноте, пропорциональна яркости цели, увеличенной примерно до 1/3 степени (Rudd, Popa, 2007). Показатель закона яркости уменьшается примерно с 1/2 до примерно 1/3 при увеличении длительности вспышки с 0,5 до 1000 мс (Stevens, 1964). Стивенс обнаружил степенной закон, соответствующий субъективной интенсивности или силе реального стимула и увеличению воспринимаемой величины ощущения, вызванного стимулом.В отличие от предыдущего закона Вебера-Фехнера, закон яркости Стивенса охватывает широкий диапазон сенсорных сравнений, включая также нулевую интенсивность. Закон яркости Стивенса выводится из степенного закона Стивенса, описывающего механизм в более широком физическом смысле.
Закон яркости Стивенса можно описать по приведенной ниже формуле с учетом белого и серого фона (Рис. 28).

Рис. 29 Формула закона яркости Стивенса для: 1 — белый фон, 2 — серый фон с бета = 0,2 (Vision Science Research Corporation).

Эта формула определяет степенной закон ахроматической цветовой шкалы и связана с показателем степени закона яркости, упомянутого выше.

Рис. 30 Формула закона яркости Стивенса, где: I — величина физического стимула, ψ (I) — субъективная величина, полученная от стимула, a — показатель степени в зависимости от типа стимуляции, k — константа пропорциональности в зависимости от используемого устройства (Quora.com).

В заключение, закон Стивена устанавливает связь между стимулом и воспринимаемой величиной яркости, которая является субъективным впечатлением от яркости.Поскольку закон определяет также разницу между величиной стимула и субъективной величиной ощущения, вызванного стимулом, мы можем превратить его в жизненный пример в следующей ситуации.
Представьте, что у вас в комнате 1 лампочка. Насколько нужно увеличить яркость ровно в два раза? Конечно, не будет только 1. Следуя приведенной выше формуле (Рис. 30), нам понадобятся еще 4 лампочки, чтобы увеличить яркость в нашей комнате вдвое.

7. РЕЗЮМЕ

Я не хотел бомбардировать вас сложными формулами, которые вездесущи.Я считаю, что эта статья частично объясняет правила контраста с точки зрения человеческого зрения. Есть еще вещи, требующие объяснения. Я в основном имею в виду широко понимаемую адаптацию человеческого глаза к внезапным изменениям яркости, а также в сочетании с феноменом светового перехода. Мгновенное изменение яркости, как это ни парадоксально, является очень распространенным явлением, которое помогает нам в повседневной жизни, например, когда вы едете на машине ночью. Существенное влияние на контрастную чувствительность наших глаз оказывает любой яркий свет.Здесь были представлены некоторые фрагменты информации, но они все еще требуют приличного разъяснения, которое произойдет в будущем. Механизм человеческого глаза в сочетании с его реакцией на свет и контраст является фундаментальной основой любых наблюдений. Знание хотя бы основ этих проблем приводит к лучшему пониманию окружающего мира и Вселенной, внешний вид которых представлен длинами волн света.

Мариуш Крукар

Артикул:

1. Арден Г.B., 1978, Важность измерения контрастной чувствительности в случае нарушения зрения , (in 🙂 British Journal of Ophthalmology, vol. 62, стр.198-209
2. Бек Дж., 1966, Контраст и ассимиляция с суждениями о легкости , (in 🙂 Восприятие и психофизика, Vol. 1
3. Cao D., et al., 2008, Распределение стержней для восприятия цвета: линейное с контрастом стержней , (in 🙂 Исследование зрения, т. 48 (26), стр. 2586-2592.
4. Доулинг Дж.E., 1987, Сетчатка: доступная часть мозга , Harvard University Press, Кембридж, Массачусетс
5. Дрю С., 2005, Анатомия и физиология глаза, контраст, контрастная чувствительность, восприятие яркости и психофизика , Университет Гриффита
6. Foley J., et al., 2007, Обнаружение паттернов Габора разных размеров, форм, фаз и эксцентриситетов , (in 🙂 Vision research, v. 47 (1), p. 85-107
7. Гилчёрст А.L., 1994, Легкость, яркость и прозрачность , Lawrence Elbaum Associates Publishers, Хов, Великобритания
8. Леуин К., Парамей Г. В., 2016, Восприятие цвета и формы: переходя границы , (in 🙂 Границы в психологии, т. 7
9. Osram Sylvania Corporation, 2000, Люмен и мезопическое зрение , примечания по применению FAQ 0016-0297
10. Peli G. D., 2013, Измерение контрастной чувствительности , (in 🙂 Vision research, v.20 (90), с. 10-14.
11. Пегораро В., 2017, Справочник по синтезу цифровых изображений: научные основы рендеринга , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида.
12. Portugal R.D., Svaiter B.F., 2010, Закон Вебера-Фехнера и оптимальность логарифмической шкалы , (in 🙂 Minds and Machines, vol. 21, п.1, с. 73-81.
13. Rovamo J., Fransilla R., Nasanen R., 1992, Контрастная чувствительность как функция пространственной частоты, расстояния просмотра и эксцентриситета с пространственным шумом и без него , (in 🙂 Vision research, v.32, п.4, с.631-637.
14. Радд М., Попа Д., 2007, Закон Стивенса, регулировка усиления контраста и интеграция краев в ахроматическом цветовом восприятии: унифицированная модель. (в 🙂 Журнал Оптического общества Америки, вып. 24 (9), с.2766-82.
15. Salkind N.J., 2010, Encyclopedia of Research Design , vol. 1, Sage, London, Нью-Дели, Сингапур, Вашингтон
16. Schubert E. F., 2012, Светодиоды , Cambridge University Press, Кембридж.
17. Стивенс С.С., 1964, Продолжительность, яркость и показатель яркости , (in 🙂 Perception & Psychophysics, vol.1 / 66 66-100.
18. Valberg A., 2005, Light Vision Color , John Wiley & Sons Ltd
19. Watson A.B., et al., 2016, Пирамида видимости , (in 🙂 Society of Image Science and Technology.
20. Westheimer G., 1981, Visual Hyperaquity , (дюйм.) Отрум и др., Прогресс в сенсорной физиологии, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York

.

21. Wooten B.R., et al., 2010, Практический метод измерения функции временной контрастной чувствительности человека , (in 🙂 Biomet Opt Express, vol. 1 (1), с.47-58.

Ссылки:

1. https://www.telescope-optics.net/eye_intensity_response.htm
2. https://telescope-optics.net/eye_spectral_response.html
3. Табличные значения и пояснения стандартной функции яркости
4. Световая отдача
5. Чувствительность человеческого глаза
6. От длины волны к цветовому соотношению.
7. Ночное видение
8. Цветовое зрение
9. Восприятие цвета и цветность
10. Цвет-контраст
11. 7 различных видов контраста
12. Яркость контраст
13. Что мы подразумеваем под цветовым контрастом?
14. Цветовой контраст и цветовое ассимиляция
15. Тестирование контрастной чувствительности
16. Яркость контраст
17. Контрастная чувствительность
18. Функция контрастной чувствительности
19. Функция контрастной чувствительности (CSF)
20. Контрастная чувствительность — тесты
21. Классы синусоиды и каналы пространственной частоты
22. Что такое контрастная модуляция?
23. Освещенность сетчатки
24. Организация сетчатки и зрительной системы
25. Острота зрения — критерии
26. Временная чувствительность и средняя яркость
27. Пороговый контраст в зависимости от пространственной частоты
28. Webvision: острота зрения
29. Острота зрения и контрастная чувствительность
30. Учебное пособие по слабовидящим
31. Закон Вебера-Фехнера
32. Что такое закон Вебера.
33. Энергетический закон Стивенса

Вики:

1. Абсолютный порог
2. Эффекты ассимиляции и контраста
3. Bezold_effect
4. Яркость
5. Просто заметная разница
6. LogMAR_chart
7. Функция яркости
8. Яркость
9. McCollough_effect
10. Оптическая_трансферная функция
11. Восприятие
12. Фотопигмент
13. Пинхол
14. Зрачок_light_reflex
15. Radiant_flux
16. Snellen_chart
17. Пространственная_частота
18. Спектральная чувствительность
19. Стивенс% 27s_power_law
20. Троланд
21. Visual_acuity
22. Визуальное восприятие
23. Закон Вебера-Фехнера

Форумы:

1.Как сравнить динамический диапазон человеческого глаза с цифровыми камерами

2. https://physics.stackexchange.com/questions/3145/sensitivity-of-eye

3. https://www.