플리커 융접 임계값

Flicker fusion threshold

플리커 융합 한계점, 즉 플리커 융합률은 시각의 정신물리학에서 개념이다. 그것은 간헐적인 빛 자극이 평균적인 인간 관찰자에게 완전히 안정된 것처럼 보이는 빈도로 정의된다. 깜박임 융접 임계값은 시력의 지속성과 관련이 있다. 플리커는 강도의 시간 변동 변동을 나타내는 많은 파형에 대해 감지될 수 있지만, 일반적으로 가장 쉽게 강도의 사인파 변조 관점에서 연구된다. 깜박임 감지 기능을 결정하는 파라미터는 다음과 같다.

  1. 변조의 주파수,
  2. 변조의 진폭 또는 깊이(즉, 최대값에서 조도의 최대 감소율은 얼마인가)
  3. 평균(또는 최대) 조명 강도(변조 깊이가 알려진 경우)
  4. 조명의 파장(또는 파장 범위) (이 파라미터와 조도는 인간 또는 다른 동물을 위한 단일 파라미터로 결합될 수 있으며, 로드와 원뿔의 민감도가 발광 플럭스 함수를 이용한 파장의 함수로 알려져 있다.)
  5. 자극이 발생하는 망막의 위치(다른 위치에서 광수용체 유형의 다른 분포로 인해)
  6. 광도 또는 어두운 적응 정도, 즉, 광도 민감도와 시력의 시간 분해능에 모두 영향을 미치는 백그라운드 조명에 대한 이전 노출의 지속시간 및 강도
  7. 나이와 피로와 같은 생리학적 [1]요인

설명

변조 주파수가 핵융합 한계치 이상으로 유지되는 한, 빛과 어둠의 상대적 기간을 변화시킴으로써 인식된 강도를 변화시킬 수 있다. 어두운 기간을 연장하여 이미지를 어둡게 할 수 있으므로 효과적이고 평균적인 밝기가 동일하다. 이것은 탈봇-플라타우 법으로 알려져 있다.[2] 모든 정신물리학적 임계값과 마찬가지로 깜박임 핵융합 임계값은 절대량이 아니라 통계량이다. 플리커를 볼 수 있고 볼 수 없을 수 있는 주파수의 범위가 있으며, 임계값은 50% 시험에서 플리커가 감지되는 주파수다.

시각 시스템의 다른 지점들은 매우 다른 임계 플리커 융합 속도(CFF) 민감도를 가지고 있다. 감지용 전체 임계 주파수는 주어진 변조 진폭에 대해 이들 중 가장 느린 주파수를 초과할 수 없다. 각 셀 유형은 서로 다른 신호를 통합한다. 예를 들어 정교하게 민감하고 단광자 검출이 가능한 로드 광수용체 세포는 포유류에서 약 200ms의 시간 상수를 갖는 등 매우 부진하다. 대조적으로, 콘은 훨씬 낮은 강도 민감도를 가지고 있지만, 막대보다 훨씬 더 좋은 시간 분해능을 가지고 있다. 로드와 원뿔형 시력의 경우, 각 시력의 유형에 대한 최대 시간 분해능에 해당하는 고원에 도달할 때까지 융접 주파수는 조도의 함수로 증가한다. 로드 매개 시력에 대한 최대 융접 주파수는 약 15 헤르츠(Hz)의 고원에 도달하는 반면, 원뿔은 약 60 Hz의 매우 높은 조도 강도에서만 관측 가능한 고원에 도달한다.[3][4]

평균 조도에 따라 증가하는 것 외에도, 융접 주파수는 변조 범위(표시되는 광도의 최대 상대적 감소)에 따라 증가한다. 각 주파수 및 평균 조명에 대해서는 플리커를 검출할 수 없는 특성 변조 임계값이 있고, 각 모듈라티오에 대해서도 그렇다.깊이 및 평균 조명에는 특성 주파수 임계값이 있다. 이러한 값은 광수용체 감도의 파장 의존성 때문에 조도의 파장에 따라 달라지며, 망막 내 조도의 위치에 따라 달라지는데, 이는 포베아, 마쿨라를 포함한 중앙부위의 원추 농도와 레티 말초부위의 로드 지배력 때문이다.na.

기술적 고려사항

디스플레이 프레임률

플리커 융합은 움직이는 이미지를 표시하는 모든 기술에서 중요하며, 거의 모든 기술은 정적인 이미지의 빠른 연속(예: 영화 필름, TV 쇼 또는 디지털 비디오 파일의 프레임)을 표시하는 데 의존한다. 프레임률이 주어진 시청 조건에 대한 플리커 융접 임계값 아래로 떨어지면 플리커가 관찰자에게 뚜렷하게 나타나며, 필름에 있는 물체의 움직임이 덜컹거리는 것처럼 보일 것이다. 움직이는 영상을 표시하기 위해 인간 플리커 융접 임계값은 대개 60~90Hz 사이로 측정되지만, 특정한 경우에는 크기 순서로 더 높아질 수 있다.[5] 실제로 영화는 초당 24프레임으로 녹화되며 48 또는 72Hz의 플리커에 대해 각 프레임을 두세 번 반복해 표시한다. 표준 화질 텔레비전은 초당 25-30프레임에서 작동하거나, 인터레이싱을 통해 초당 50-60(반)프레임에서 작동하기도 한다. 고화질 비디오는 초당 24, 25, 30, 60 프레임 이상으로 표시된다.

플리커 융접 임계값은 실험용 480Hz 디스플레이에서 유한 프레임률의 인간이 볼 수 있는 부작용이 여전히 나타났기 때문에 팬텀 어레이 효과나 왜건 휠 효과와 같은 높은 프레임률의 간접 감지를 방해하지 않는다.[6]

새로 고침 빈도 표시

음극선관(CRT) 표시장치는 대개 수직 스캔 속도가 60Hz로 기본적으로 작동하며, 이는 종종 눈에 띄는 깜박임을 유발한다. 많은 시스템은 이 문제를 피하기 위해 72, 75 또는 100 Hz와 같은 높은 값으로 속도를 증가시키는 것을 허용했다. 대부분의 사람들은 400Hz 이상의 깜박임을 감지하지 못한다.[7][irrelevant citation] 다른 디스플레이 기술은 눈에 띄게 깜박이지 않기 때문에 프레임률이 덜 중요하다. 액정표시장치(LCD) 평판 패널은 화면 백라이트가 200Hz에 가까운 매우 높은 주파수로 작동하고, CRT 디스플레이처럼 각 픽셀을 짧게 켜고 끄는 것이 아니라 스캔에서 변경하기 때문에 전혀 깜박거리지 않는 것처럼 보인다. 그러나 사용되는 백라이팅의 특성은 깜박임을 유발할 수 있다 – 발광 다이오드(LED)는 쉽게 흐리게 할 수 없으므로 펄스 폭 변조를 사용하여 조광의 착각을 일으키며, 사용하는 주파수는 민감한 사용자가 깜박이는 것으로 인식할 수 있다.[8][9][10]

조명

플리커는 전기 부하가 달라 눈에 띄는 플리커가 발생할 수 있는 가정용(대체 전류) 조명 분야에서도 중요하며, 따라서 전력회사 고객에게 매우 방해가 될 수 있다. 대부분의 전기 공급자들은 그들이 국내 고객들을 위해 충족시키려고 하는 최대 깜박임 한도를 가지고 있다.

기존의 자기 밸러스트를 사용하는 형광등은 공급 주파수의 두 배에서 깜박인다. 전자 밸러스트는 인광 지속성이 20kHz의 높은 작동 주파수의 절반 사이클보다 길기 때문에 가벼운 깜박임이 발생하지 않는다. 자기 밸러스트에 의해 생성된 100–120 Hz 깜박임은 두통과 눈의 피로와 관련이 있다.[11] 임계 플리커 융접 임계값이 높은 개인은 특히 자기 밸러스트가 있는 형광기구의 빛에 영향을 받는다. 즉, 그들의 EEG 알파파가 현저하게 감쇠되어 더 빠른 속도와 더 낮은 정확도로 사무 업무를 수행한다. 전자 밸러스트에서는 문제가 관찰되지 않는다.[12] 일반인은 높은 대비율을 제외하고는 효과가 작았지만 자기 밸러스트(20~60kHz)보다 고주파(20~60kHz) 전자 밸러스트를 이용한 읽기 성능이 좋다.[13]

형광등의 깜박임은 자석 밸러스트로도 매우 빨라서 간질을 가진 개인에게 위험을 줄 것 같지 않다.[14] 초기 연구들은 자기 밸러스트로 형광등을 깜박이는 것과 자폐아동의 반복적인 움직임 사이의 관계를 의심했다.[15] 그러나 이러한 연구들은 해석적인 문제를[16] 가지고 있었고 복제되지 않았다.

LED 램프는 일반적으로 인광 지속성을 통한 깜박임 감쇠의 혜택을 받지 못하는데, 주목할 만한 예외는 흰색 LED이다. 2000Hz(2kHz)의 높은 주파수에서의 깜박임은 사카데일[17] 동안 인간이 인식할 수 있으며 3000Hz(3kHz) 이상의 주파수는 인간의 생물학적 영향을 피하도록 권장되었다.[18]

시각 현상

고속 눈 움직임(사카데)이나 물체 움직임의 경우 "팬텀 어레이" 효과를 통해 2000Hz(2kHz) 이상의 속도로 깜박임을 볼 수 있는 경우도 있다.[19][20] 빠르게 움직이는 깜박이는 물체가 시야를 가로질러 줌으로써([21]물체 움직임으로 또는 눈 굴림과 같은 눈 움직임으로) 마치 여러 물체처럼 연속적으로 흐릿해지거나 여러 가지 색상의 흐릿함을 야기할 수 있다. 스트로보시경은 의도적으로 이러한 효과를 유도하기 위해 사용되기도 한다. 야외 행사에서 흔히 볼 수 있는 특정한 종류의 전자 예열대와 같은 일부 특수 효과들은 움직일 때는 단단한 색의 외관을 가지지만, 움직이면 여러 가지 색이나 점점이 흐려진다. 이것들은 전형적으로 LED 기반의 야광 스틱이다. LED에 대한 듀티 사이클의 변화로 인해 전력 사용량이 감소하는 반면 플리커 융합의 특성은 밝기를 변화시키는 직접적인 영향을 미친다.[citation needed] 이동했을 때 구동되는 LED의 듀티 사이클 주파수가 깜박임 퓨전 임계값 타이밍 차이가 LED의 켜짐/꺼짐 상태 사이의 차이가 뚜렷해지고 색상이 주변 시야에서 균일한 간격으로 나타나는 경우

관련 현상은 DLP 무지개 효과로, 빠른 동작으로 인해 동일한 객체에 대해 화면상 다른 위치에 다른 색상이 표시된다.

플리커

플리커(flicker)는 가벼운 자극이 존재하는 곳에서 강도와 불안정성의 시각적 변동에 대한 지각으로, 정적 환경 내에서 정적 관찰자가 이를 볼 수 있다. 사람의 눈에 보이는 플리커는 최대 80Hz의 주파수로 작동한다.[22]

스트로보시 효과

스트로보시 효과는 때때로 "멈춤 동작"이나 반복 동작의 작은 차이를 연구하기 위해 사용된다. 스트로보시 효과는 동적 환경 내에서 정적 관찰자가 보는 가벼운 자극에 의해 발생하는 운동 인식의 변화가 있을 때 나타나는 현상을 말한다. 일반적으로 80~2000Hz의 주파수 범위 내에서 발생하지만,[23] 인구 비율에 대해서는 10,000Hz를 훨씬 초과할 수 있다.[24]

팬텀 배열

고스팅 효과라고도 알려진 팬텀 배열은 물체의 형태와 공간 위치에 대한 인식의 변화가 있을 때 발생한다. 이 현상은 정적 환경에서 관찰자의 빠른 눈 움직임(사카데)과 결합하여 가벼운 자극에 의해 발생한다. 스트로보시 효과와 유사하게 팬텀 효과는 유사한 주파수 범위에서도 발생할 것이다. 마우스 화살표는 팬텀 배열 효과의 일반적인 예다[25].

비인종

플리커 융접 한계치도 종마다 다르다. 비둘기는 인간보다 문턱이 높은 것으로 나타났으며(100Hz 대 75Hz) 모든 새, 특히 맹금류도 마찬가지일 것이다.[26] 많은 포유류들은 인간보다 망막에 있는 막대들의 비율이 더 높으며, 또한 더 높은 깜박임 융접 임계값을 가질 가능성이 있다. 이것은 개에게서 확인되었다.[27]

또한 크기와 신진대사율이 작용하는 두 가지 요인인 것으로 나타났다. 즉, 대사율이 높은 작은 동물은 플리커 융접 문턱이 높은 경향이 있다.[28][29]

참고 항목

참조

  1. ^ S.W. Davis, 청각 및 시각적 플리커-퓨전(Fusion as Measures of Periody), The American Journal of Psychology, vol. 68. 1955년 12월 4일
  2. ^ "아이, 인간."엔시클로페디아 브리타니카. 2008. Britannica 2006 Ultimate Reference Suite DVD
  3. ^ 빛에 의한 간헐적 자극 : V. 스펙트럼의 다른 부분에 대한 강도와 임계 주파수 사이의 관계 헤흐트 S, Shlaer S. J Gen Physiol. 1936년 7월 20일 (6일):965–77.
  4. ^ "[Neuroscience] Re: Flicker Fusion Threshold Examples". Bio.net. Retrieved 2013-05-05.
  5. ^ James Davis (1986), "Humans perceive flicker artefacts at 500 Hz", Sci Rep, 5: 7861, doi:10.1038/srep07861, PMC 4314649, PMID 25644611
  6. ^ Rejhon, Mark. "Test Results of an Experimental 480 Hz Display". Blur Busters. Retrieved 2019-05-20.
  7. ^ Chase, Ronald (1974). "The Initiation and Conduction of Action Potentials in the Optic Nerve of Tritonia". Journal of Experimental Biology. 60 (3): 721–734. doi:10.1242/jeb.60.3.721. PMID 4847279.
  8. ^ "PSA: LED-Backlighting Can Cause Migraine Headaches". CrispyCromar.com. Retrieved 2013-05-05.
  9. ^ View: Everyone Only Notes (2008-08-23). "Eye strain from LED backlighting in...: Apple Support Communities". Discussions.apple.com. Retrieved 2013-05-05.
  10. ^ Wilkins, Veitch & Lehman (2010). "LED Lighting Flicker and Potential Health Concerns: IEEE Standard PAR1789 Update" (PDF). University of Essex, UK. Retrieved 2014-07-01.
  11. ^ "Full-spectrum Fluorescent lighting : A review of its effects on physiology and health". Retrieved 2008-04-23.
  12. ^ Küller R, Laike T (1998). "The impact of flicker from fluorescent lighting on well-being, performance and physiological arousal". Ergonomics. 41 (4): 433–47. doi:10.1080/001401398186928. PMID 9557586.
  13. ^ Veitch JA, McColl SL (1995). "Modulation of fluorescent light: flicker rate and light source effects on visual performance and visual comfort" (PDF). Light Res Tech. 27 (4): 243–256. doi:10.1177/14771535950270040301. S2CID 36983942. Retrieved 2012-06-28.
  14. ^ Binnie CD, de Korte RA, Wisman T (1979). "Fluorescent lighting and epilepsy". Epilepsia. 20 (6): 725–7. doi:10.1111/j.1528-1157.1979.tb04856.x. PMID 499117. S2CID 26527159.
  15. ^ Colman RS, Frankel F, Ritvo E, Freeman BJ (1976). "The effects of fluorescent and incandescent illumination upon repetitive behaviors in autistic children". J Autism Child Schizophr. 6 (2): 157–62. doi:10.1007/BF01538059. PMID 989489. S2CID 41749390.
  16. ^ Turner M (1999). "Annotation: Repetitive behaviour in autism: a review of psychological research". J Child Psychol Psychiatry. 40 (6): 839–49. doi:10.1017/S0021963099004278. PMID 10509879.
  17. ^ Roberts JE, Wilkins AJ (2013). "Flicker can be perceived during saccades at frequencies in excess of 1 kHz". Lighting Research & Technology. 45 (1): 124–132. doi:10.1177/1477153512436367. S2CID 51247933.
  18. ^ Lehman B, Wilkins AJ (2014). "Designing to Mitigate Effects of Flicker in LED Lighting: Reducing risks to health and safety". IEEE Power Electronics Magazine. 2014 (9): 18–26. doi:10.1109/MPEL.2014.2330442. S2CID 2503129.
  19. ^ http://www.energy.ca.gov/appliances/2014-AAER-01/prerulemaking/documents/2014-09-29_workshop/comments/Professor_Arnold_J_Watkins_Comments_2014-11-25_TN-74074.pdf
  20. ^ http://opensiuc.lib.siu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1538&context=tpr
  21. ^ http://www.thenakedscientists.com/forum/index.php?topic=45126.0 고스팅/팬텀 어레이 효과에 대한 시각적으로 정확한 설명
  22. ^ "Driving the Flicker-Free Effect" (PDF). Perth: Unios. 2019-02-05. Retrieved 2019-02-08.
  23. ^ "Driving the Flicker-Free Effect" (PDF). Perth: Unios. 2019-02-05. Retrieved 2019-02-08.
  24. ^ Flicker Parameters for Reducing Stroboscopic Effects from Solid-state Lighting Systems (PDF). Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies (ASSIST): Lighting Research Center. 2012. p. 6.
  25. ^ "TestUFO: Animation Of Phantom Array Effect With Mouse Arrow". www.testufo.com. Retrieved 2019-05-20.
  26. ^ (윙클러 2005)
  27. ^ "A Dog's Eye View On Point with Tom Ashbrook". Onpoint.wbur.org. Archived from the original on October 20, 2013. Retrieved 2013-05-05.
  28. ^ Kevin Healy; Luke McNally; Graeme D. Ruxton; Natalie Cooper; Andrew L. Jackson (2013-10-01). "Metabolic rate and body size linked with perception of temporal information". Elsevier. doi:10.1016/j.anbehav.2013.06.018.
  29. ^ The Economist (2013-09-21). "Slo-mo mojo: How animals perceive time". London: Economist. Retrieved 2013-10-20.

외부 링크

(Wayback Machine 복사본)