تعرفوا معنا على#عتبة الإنصهار الوميض Flicker fusion threshold ..وهو التردد الذي يبدو فيه منبه الضوء المتقطع ثابتًا تمامًا بالنسبة للإنسان العادي المراقب.

عتبة الانصهار الوميض – Flicker fusion threshold
من ويكيبيديا
ال عتبة الانصهار الوميض أو معدل اندماج وميض، هو مفهوم في فيزياء نفسية من رؤية. يتم تعريفه على أنه التردد الذي يبدو فيه منبه الضوء المتقطع ثابتًا تمامًا بالنسبة للإنسان العادي مراقب. عتبة الانصهار الوميض مرتبطة بـ نظرة ثاقبة. على الرغم من أنه يمكن اكتشاف الوميض للعديد من أشكال الموجة التي تمثل تقلبات متغيرة في الشدة ، إلا أنه يتم دراستها تقليديًا ، والأكثر سهولة ، من حيث التعديل الجيبي للكثافة. هناك سبع معلمات تحدد القدرة على اكتشاف الوميض:
تواتر التعديل
اتساع أو عمق التعديل (أي ما هو الحد الأقصى لنسبة الانخفاض في شدة الإضاءة من قيمة الذروة) ؛
متوسط ​​شدة الإضاءة (أو الحد الأقصى – يمكن تحويلها فيما بينها إذا كان عمق التشكيل معروفًا) ؛
الطول الموجي (أو مدى الطول الموجي) للإضاءة (يمكن دمج هذه المعلمة وشدة الإضاءة في معلمة واحدة للإنسان أو الحيوانات الأخرى التي تُعرف حساسيات العصي والأقماع بأنها دالة لطول الموجة باستخدام تدفق مضيئة وظيفة)؛
الموضع على شبكية العين الذي يحدث فيه التحفيز (بسبب التوزيع المختلف لأنواع مستقبلات الضوء في مواضع مختلفة) ؛
درجة التكيف مع الضوء أو الظلام ، أي مدة وشدة التعرض السابق لضوء الخلفية ، مما يؤثر على كل من حساسية الشدة ودقة وقت الرؤية ؛
عوامل فسيولوجية مثل العمر والتعب.[1]
تفسير:
طالما ظل تردد التعديل أعلى من عتبة الاندماج ، يمكن تغيير الكثافة المدركة عن طريق تغيير الفترات النسبية للضوء والظلام. يمكن للمرء أن يطيل الفترات المظلمة وبالتالي يغمق الصورة ؛ لذلك السطوع الفعال والمتوسط ​​متساويان. يُعرف هذا باسم قانون تالبوت-بلاتو.[2] مثل جميع عتبات نفسية فيزيائية، عتبة الانصهار الوميض هي إحصائية وليست كمية مطلقة. يوجد نطاق من الترددات يمكن من خلاله رؤية الوميض أحيانًا وفي بعض الأحيان لن يتم رؤيته ، والعتبة هي التردد الذي يتم فيه اكتشاف الوميض في 50٪ من التجارب.
النقاط المختلفة في النظام المرئي لها حساسيات مختلفة جدًا لمعدل اندماج الوميض (CFF) ؛ لا يمكن أن يتجاوز تردد العتبة الإجمالي للإدراك أبطأ هذه الترددات لسعة تعديل معينة. كل نوع خلية يدمج الإشارات بشكل مختلف. فمثلا، الخلايا المستقبلة للضوء قضيب، وهي حساسة للغاية وقادرة على الكشف عن فوتون واحد ، بطيئة للغاية ، مع ثوابت زمنية في الثدييات تبلغ حوالي 200 مللي ثانية. المخاريط، على النقيض من ذلك ، في حين أن حساسية الكثافة أقل بكثير ، فإن دقة الوقت أفضل بكثير من القضبان. لكل من الرؤية بوساطة قضيب ومخروط ، يزداد تردد الاندماج كدالة لشدة الإضاءة ، حتى يصل إلى هضبة تتوافق مع دقة الوقت القصوى لكل نوع من أنواع الرؤية. يصل تردد الاندماج الأقصى للرؤية بوساطة القضيب إلى هضبة عند حوالي 15هيرتز (هرتز) ، بينما تصل المخاريط إلى هضبة ، لا يمكن ملاحظتها إلا عند شدة الإضاءة العالية جدًا ، والتي تبلغ حوالي 60 هرتز.[3][4]
بالإضافة إلى الزيادة مع متوسط ​​شدة الإضاءة ، يزداد تردد الاندماج أيضًا مع مدى التعديل (الانخفاض النسبي الأقصى في شدة الضوء المقدمة) ؛ لكل تردد وإضاءة متوسطة ، هناك عتبة تشكيل مميزة ، والتي لا يمكن دونها اكتشاف الوميض ، ولكل عمق تشكيل وإضاءة متوسطة ، هناك عتبة تردد مميزة. تختلف هذه القيم باختلاف الطول الموجي للإضاءة ، بسبب اعتماد الطول الموجي لحساسية المستقبلات الضوئية ، وتختلف مع موضع الإضاءة داخل الشبكية ، بسبب تركيز الأقماع في المناطق المركزية بما في ذلك نقرة و ال البقعة، وهيمنة العصي في المناطق المحيطية للشبكية.
حد الانصهار الوميض يتناسب مع مقدار تعديل؛ إذا كان السطوع ثابتًا ، سيظهر وميض قصير تردد حد أدنى بكثير من وميض طويل. تختلف العتبة أيضًا باختلاف السطوع (أعلى لمصدر ضوء أكثر سطوعًا) ومع الموقع على شبكية العين حيث تقع الصورة المدركة: خلايا قضيب من العين البشرية لديها وقت استجابة أسرع من خلايا مخروطية، لذلك يمكن استشعار الوميض الرؤية المحيطية بترددات أعلى من في نقرة رؤية. هذا هو المفهوم المعروف باسم قانون Ferry-Porter ، حيث قد يتطلب الأمر بعض الزيادة في السطوع ، بقوة عشرة ، لتتطلب ما يصل إلى 60 ومضة لتحقيق الاندماج ، بينما بالنسبة للقضبان ، قد يستغرق الأمر أقل من أربع ومضات ، لأنه في الحالة الأولى يتم قطع كل وميض بسهولة ، وفي الحالة الأخيرة يستمر لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، حتى بعد 1/4 ثانية ، لمجرد إطالته وعدم تكثيفه.[2] من وجهة نظر عملية ، إذا كان الحافز يرتعش ، مثل شاشة الكمبيوتر ، فإن تقليل مستوى الشدة سيقضي على الوميض.[5]عتبة الاندماج الوميض أيضًا أقل بالنسبة للمراقب المنهك. غالبًا ما يستخدم الانخفاض في وتيرة الاندماج الحرج كمؤشر للتعب المركزي.[6]
الاعتبارات التكنولوجية
عرض معدل الإطارات:
يعد اندماج الوميض مهمًا في جميع التقنيات لتقديم الصور المتحركة ، وكلها تقريبًا تعتمد على تقديم تتابع سريع للصور الثابتة (مثل الإطارات في فيلم سينمائي أو برنامج تلفزيوني أو أ فيديو رقمية ملف). إذا كان معدل الإطار ينخفض ​​إلى ما دون عتبة الانصهار الوميض لظروف العرض المحددة ، وسوف يكون الوميض واضحًا للمراقب ، وستظهر حركات الكائنات على الفيلم متقطعة. لأغراض تقديم الصور المتحركة ، عادةً ما يتم أخذ عتبة اندماج الوميض البشري بين 60 و 90 هرتز ، على الرغم من أنه في بعض الحالات يمكن أن يكون أعلى بترتيب من حيث الحجم.[7] من الناحية العملية ، يتم تسجيل الأفلام بمعدل 24 إطارًا في الثانية ويتم عرضها عن طريق تكرار كل إطار مرتين أو ثلاث مرات للحصول على وميض يبلغ 48 أو 72 هرتز. يعمل التلفزيون ذو الدقة القياسية بمعدل 25 أو 30 إطارًا في الثانية ، أو أحيانًا بمعدل 50 أو 60 (نصف) إطارًا في الثانية تشابك. يتم عرض الفيديو عالي الدقة بمعدل 24 أو 25 أو 30 أو 60 إطارًا في الثانية أو أعلى.
لا تمنع عتبة اندماج الوميض الاكتشاف غير المباشر لمعدل إطارات مرتفع ، مثل تأثير المصفوفة الوهمية أو تأثير عجلة عربة، حيث لا تزال تظهر آثار جانبية مرئية على الإنسان لمعدل إطارات محدود على شاشة تجريبية 480 هرتز.[8]
من الممكن في انسجام مع اندماج وميض الإضاءة أن تتخلص معدلات الإطارات التي تبلغ 1920 إطارًا في الثانية وما فوق من تأثير المصفوفة الوهمية والتأثيرات القوية في المستقبل.
عرض معدل التحديث
أنبوب أشعة الكاثود (CRT) عادة ما يتم تشغيله افتراضيًا في ملف معدل المسح الرأسي من 60 هرتز ، مما أدى غالبًا إلى وميض ملحوظ. سمحت العديد من الأنظمة بزيادة المعدل إلى قيم أعلى مثل 72 أو 75 أو 100 هرتز لتجنب هذه المشكلة. معظم الناس لا يكتشفون الوميض فوق 400 هرتز.[9][اقتباس غير ذي صلة]لا تومض تقنيات العرض الأخرى بشكل ملحوظ ، وبالتالي فإن معدل الإطارات أقل أهمية. شاشات الكريستال السائل (LCD) اللوحات المسطحة لا تفعل ذلك بدا إلى الوميض على الإطلاق ، حيث تعمل الإضاءة الخلفية للشاشة بتردد عالٍ للغاية يقارب 200 هرتز ، ويتم تغيير كل بكسل في المسح بدلاً من تشغيله لفترة وجيزة ثم إيقاف تشغيله كما هو الحال في شاشات CRT. ومع ذلك ، فإن طبيعة الإضاءة الخلفية المستخدمة يمكن أن تسبب وميض – الثنائيات الباعثة للضوء (المصابيح) لا يمكن تعتيمها بسهولة ، وبالتالي استخدامها تعديل عرض النبضة لخلق وهم التعتيم ، ويمكن أن ينظر المستخدمون الحساسون إلى التردد المستخدم على أنه وميض.[10][11][12]
في انسجام مع عتبات اندماج وميض الإضاءة ، يجب أن تتجاوز معدلات التحديث 2000 هرتز وما يصل إلى 10000 هرتز في شاشات العرض المستقبلية.
إضاءة:
الوميض مهم أيضًا في المجال المنزلي (التيار المتناوب) الإضاءة ، حيث يمكن أن يحدث وميض ملحوظ بسبب الأحمال الكهربائية المتغيرة ، وبالتالي يمكن أن يكون مزعجًا جدًا لعملاء المرافق الكهربائية. معظم مزودي الكهرباء لديهم حدود وميض قصوى يحاولون تلبيتها للعملاء المحليين.
مصابيح فلورسنت باستخدام التقليدية كوابح مغناطيسية وميض عند ضعف تردد العرض. لا تنتج الكوابح الإلكترونية وميضًا ضوئيًا نظرًا لأن ثبات الفوسفور أطول من نصف دورة لتردد التشغيل الأعلى البالغ 20 كيلو هرتز. الوميض 100-120 هرتز الناتج عن الكوابح المغناطيسية يرتبط بالصداع وإجهاد العين.[13]يتأثر الأفراد ذوو عتبة اندماج الوميض الحرج بشكل خاص بالضوء الصادر عن تركيبات الفلورسنت التي تحتوي على كوابح مغناطيسية: يتم تخفيف موجات ألفا الخاصة بالتخطيط الكهربائي للدماغ بشكل ملحوظ ويقومون بمهام مكتبية بسرعة أكبر ودقة منخفضة. لا يتم ملاحظة المشاكل مع كوابح إلكترونية.[14] يتمتع الأشخاص العاديون بأداء قراءة أفضل باستخدام كوابح إلكترونية عالية التردد (20-60 كيلو هرتز) من الكوابح المغناطيسية ،[15] على الرغم من أن التأثير كان صغيرًا إلا عند نسبة التباين العالية.
وميض مصابيح الفلورسنت ، حتى مع الكوابح المغناطيسية ، سريع جدًا بحيث لا يشكل خطرًا على الأفراد الذين لديهم الصرع.[16] اشتبهت الدراسات المبكرة في وجود علاقة بين وميض مصابيح الفلورسنت مع كوابح مغناطيسية و حركة متكررة في التوحد الأطفال.[17] ومع ذلك ، كان لهذه الدراسات مشاكل تفسيرية[18] ولم يتم تكرارها.
لا تستفيد مصابيح LED عمومًا من توهين الوميض من خلال ثبات الفوسفور ، والاستثناء الملحوظ هو المصابيح البيضاء. يمكن أن يلاحظ البشر الوميض عند ترددات عالية تصل إلى 2000 هرتز (2 كيلو هرتز) أكياس[19] ويوصى بترددات أعلى من 3000 هرتز (3 كيلو هرتز) لتجنب التأثيرات البيولوجية البشرية.[20]
الظواهر المرئية:
في بعض الحالات ، من الممكن رؤية وميض بمعدلات تتجاوز 2000 هرتز (2 كيلو هرتز) في حالة حركات العين عالية السرعة (أكياس) أو حركة الكائن ، عبر تأثير “المصفوفة الوهمية”.[21][22] يمكن أن تتسبب الكائنات الوامضة سريعة الحركة التي يتم تكبيرها عبر العرض (إما بحركة الكائن أو بحركة العين مثل دوران العينين) في ضبابية منقطة أو متعددة الألوان بدلاً من ضبابية مستمرة ، كما لو كانت كائنات متعددة.[23] ستروبوسكوب تستخدم أحيانًا للحث على هذا التأثير عن قصد. بعض المؤثرات الخاصة ، مثل أنواع معينة من ملفات glowsticks الإلكترونية تظهر بشكل شائع في الأحداث الخارجية ، ويكون لها مظهر بلون صلب عندما لا تتحرك لكنها تنتج ضبابية متعددة الألوان أو منقطة عند التلويح أثناء الحركة. هذه عادةً عبارة عن عصي توهج قائمة على LED. يؤدي تباين دورة العمل على LED (s) إلى استخدام طاقة أقل بينما يكون لخصائص الانصهار الوميض التأثير المباشر لتغيير السطوع.[بحاجة لمصدر] عند تحريكه ، إذا كان تكرار دورة العمل لمصباح (مصابيح) LED الدافعة أقل من اختلافات توقيت عتبة الانصهار بين حالة تشغيل / إيقاف مؤشر LED (مصابيح) LED ، ويظهر اللون (الألوان) كنقاط متباعدة بشكل متساوٍ في الرؤية المحيطية.
ظاهرة ذات صلة هي تأثير قوس قزح DLP، حيث يتم عرض ألوان مختلفة في أماكن مختلفة على الشاشة لنفس الكائن بسبب الحركة السريعة.
رمش
الوميض هو إدراك التقلبات المرئية في الشدة وعدم الثبات في وجود منبه ضوئي ، والذي يراه مراقب ثابت داخل بيئة ثابتة. يعمل الوميض المرئي للعين البشرية بتردد يصل إلى 80 هرتز.[24]
تأثير اصطرابي
ال تأثير اصطرابي تستخدم أحيانًا “لإيقاف الحركة” أو لدراسة الفروق الصغيرة في الحركات المتكررة. يشير التأثير الاصطرابي إلى الظاهرة التي تحدث عندما يكون هناك تغيير في إدراك الحركة ، ناتج عن منبه ضوئي يراه مراقب ثابت في بيئة ديناميكية. عادةً ما يحدث التأثير الاصطرابي في نطاق تردد بين 80 و 2000 هرتز ،[25] على الرغم من أنه يمكن أن يتجاوز بكثير 10000 هرتز لنسبة مئوية من السكان.[26]
مجموعة فانتوم
المصفوفة الوهمية ، والمعروفة أيضًا باسم تأثير الظلال ، تحدث عندما يكون هناك تغيير في إدراك الأشكال والمواقع المكانية للأشياء. هذه الظاهرة ناتجة عن منبه ضوئي بالاشتراك مع حركات العين السريعة (saccades) لمراقب في بيئة ثابتة. على غرار التأثير الاصطرابي ، سيحدث التأثير الوهمي أيضًا في نطاقات تردد مماثلة. سهم الماوس هو مثال شائع[27] لتأثير المصفوفة الوهمية.
الأنواع غير البشرية
تختلف عتبة اندماج الوميض أيضًا بين محيط. الحمام ثبت أن عتبة أعلى من البشر (100 هرتز مقابل 75 هرتز) ، وربما ينطبق الشيء نفسه على جميع الطيور ، على وجه الخصوص الطيور الجارحة.[28] تمتلك العديد من الثدييات نسبة أعلى من القضبان في شبكية العين مقارنة بالبشر ، ومن المحتمل أن يكون لديهم أيضًا عتبات اندماج وميض أعلى. تم تأكيد ذلك في الكلاب.[29]
تظهر الأبحاث أيضًا أن الحجم ومعدل الأيض هما عاملان يلعبان دورًا: فالحيوانات الصغيرة ذات معدل الأيض المرتفع تميل إلى أن يكون لها عتبات اندماج وميض عالية.[30][31]