Сущность психофизиологического процесса обнаружения и идентификации цели.
Чтобы представить сущность психофизиологического процесса обнаружения и иденти-фикации цели необходимо обратиться к физиологии зрения и визуального восприятия.
Внутренняя оболочка глазного яблока — сетчатка — образована волокнами зрительного нерва и тремя слоями светочувствительных клеток. Ее воспринимающие элементы — световые рецепторы: палочковидные и колбочковидные клетки («палочки» и «колбочки»). «Палочки» обеспечивают сумеречное и ночное зрение, колбочки — зрительное восприятие всей палитры цветов в дневное время (до 16 оттенков). У взрослого человека насчитывается около 110-125 млн. «палочек» и около 6-7 млн. «колбочек» (соотношение 1:18). В задней части сетчатки нахо-дится небольшое желтое пятно. Это точка наилучшего видения, так как в этом месте сосредото-чено наибольшее количество «колбочек», здесь же фокусируются световые лучи. На рас-стоянии 3-4 мм от него внутри находится «слепое» пятно, которое лишено рецепторов. Это место схождения и выхода волокон зрительного нерва. Шесть глазных мышц обеспечивают подвижность глазного яблока во всех направлениях.
Согласно современным представлениям, в основе восприятия цвета лежат сложные фи-зико-химические процессы в зрительных рецепторах. Различают три типа «колбочек», прояв-ляющих наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра: красно-оранжевому, зеленому и синему. Глаз может воспринимать (на основе смешения цветов) все спектральные цвета в диапазоне длин волн 0,39-0,76 мм (видимый оптический диапазон) и около 150 оттенков. При нормальном освещении большая часть информации поступает от кол-бочек, а при очень слабом - от палочек. Максимум чувствительности колбочек лежит в желто-зеленой части спектра. Палочки более чувствительны к голубой части спектра. Поэтому в тем-ное время суток, когда свет минимален, не только снижается способность к цветовосприятию, но и изменяется соотношение видимой яркости объектов.
Всем понятно, что с увеличением расстояния детали наблюдаемого объекта становятся неразличимыми. Это происходит в илу определенной разрешающей способности человеческо-го глаза, которая характеризуется величиной углового разрешения . Для обычного нормаль-ного зрения эта величина составляет примерно 3х10-4 рад или 1. Линейное разрешение на расстоянии наблюдения L (т.е. практически минимальный размер различимых фрагментов) определится:
l =L
К примеру на расстоянии 50 м линейное разрешение составит примерно 1,5см.
Использование оптических приборов позволяет существенно усилить разрешающую способность соответственно уменьшив величину углового разрешения. Для системы глаз - оптический прибор
=0с=
0, п - угловое разрешение невооруженного глаза и прибора соответственно, Г— крат-ность прибора.
извиняйте, символы в формуле не получились
Однако приведенные выражения для разрешающей способности (различимости фраг-ментов объекта) можно использовать для весьма приближенной оценки. Действительно, разре-шающая способность глаза в большой степени зависит от освещения и контраста объект (фраг-мент) - фон.
Другой важнейшей способностью человеческого глаза является контрастная чувстви-тельность. В условии оптимальной освещенности наблюдатель способен обнаружить контраст яркости в 1,5-2%, которая изменяется с расстоянием до объекта.
Однако сам факт обнаружения пятна (участка наблюдения отличного от окружающего фона) не достаточен для распознавания (идентификации) объекта.
Процесс распознавания имеет сложный психологический механизм и носит субъектив-ный характер. Один и тот же объект может быть воспринят на различных расстояниях, в раз-личных ракурсах (спереди, сбоку, сзади или сверху под любым углом), при хорошей освещенности или в сумерки. Хотя изображение предмета на сетчатке будет во всех этих случаях разным, но несмотря на это наблюдатель узнает знакомый ему предмет. Величина, форма, цвет, текстура предмета должны меняться при этом в ограниченном диапазоне. Вне этих пределов условия восприятия меняются, и предмет становится неузнаваемым. Этот эффект используется при маскировке за счет деформирующего окрашивания, искажающего форму объекта. В процессе распознавания важную роль играет предшествующий опыт наблюдателя. Опытный наблюдатель, хранящий в своей памяти множество образов объекта, скорее и с большей вероятностью идентифицирует цель.
В видимом и ближнем ИК-диапазоне волн вероятность обнаружения объектов определя-ется яркостным контрастом, при этом в видимом диапазоне дополнительной информацией яв-ляется цветовой контраст между объектом и фоном.
Яркость поверхности зависит, в первую очередь, от освещенности, с увеличением кото-рой она пропорционально возрастает. Днем яркость различных поверхностей определяется ориентацией по отношению к солнечным лучам. Объект демаскируется и собственными теня-ми, что позволяет его обнаружить даже при малом контрасте.
Яркость поверхности зависит и от ее отражающих свойств. Отражение может быть зер-кальным, диффузным или смешанным. Зеркальное отражение характерно только для гладких поверхностей с малыми размерами неровностей по сравнению с длиной волны. При солнечном освещении такие поверхности дают яркие блики, которые хорошо наблюдаются на большой дальности. При диффузном отражении от плоской поверхности отраженная энергия равномерно распределяется в пределах полусферы. Такое отражение характерно для матовых шероховатых поверхностей.
То что не убивает, делает нас сильнее. /Ф. Ницше/