ГОСТ Р ИСО 24502-2012. Национальный стандарт Российской Федерации. Эргономическое проектирование. Требования к яркости и контрастности цветных источников света для людей различных возрастных категорий
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 29.11.2012 № 1286-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 1 декабря 2013 года.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1286-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТРЕБОВАНИЯ К ЯРКОСТИ И КОНТРАСТНОСТИ ЦВЕТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ ЛЮДЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ВОЗРАСТНЫХ КАТЕГОРИЙ
Ergonomics design. Specification of age-related luminance
contrast for coloured light
ISO 24502:2010
Ergonomics — Accessible design — Specification
of age-related luminance contrast for coloured light
(IDT)
13.180
Дата введения 1 декабря 2013 года
Предисловие
1. Подготовлен Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4.
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 201 «Эргономика, психология труда и инженерная психология».
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1286-ст.
4. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 24502:2010 «Эргономика. Проектирование для обеспечения доступности. Требования к яркости и контрастности цветных источников света для людей различных возрастных категорий» (ISO 24502:2010 «Ergonomics — Accessible design — Specification of age-related luminance contrast for coloured light»).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном Приложении ДА.
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru).
Введение
При разработке знаков и дисплеев необходимо учитывать зрительные возможности пожилых людей, что связано с увеличением доли пожилых людей во многих странах. Это позволит повысить социальную активность пожилых людей, а также их комфорт и безопасность в повседневной жизни. В настоящем стандарте установлен метод вычисления яркостного контраста цветовосприятия в соответствии с возрастом, который может быть использован для оценки и проектирования знаков и дисплеев, что позволяет обеспечить четкость их восприятия пожилыми людьми. Метод используют для вычисления яркостного контраста для людей 10 — 79 лет с учетом связанной с возрастом фотопической спектральной световой эффективности глаза.
В настоящем стандарте применены принципы проектирования с учетом требований по обеспечению доступности, установленных в ISO/IEC Руководство 71 [1] и ISO/TR 22411 [3].
Применяемый в настоящем стандарте международный стандарт разработан Техническим комитетом ИСО/ТС 159 «Эргономика».
1. Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к яркости и контрастности источников света различных цветов, видимых человеком, связанных с возрастными изменениями спектральной световой эффективности глаза.
Настоящий стандарт устанавливает основной метод вычисления связанного с возрастом яркостного контраста, который может быть использован при проектировании источников света, визуальных знаков и дисплеев. Настоящий стандарт также может быть применен к самосветящемуся или отраженному свету визуальных знаков и дисплеев, наблюдаемому в условиях умеренной яркости (дневное, фотопическое зрение), спектральная плотность энергетической яркости которого известна или может быть измерена. Настоящий стандарт не применим к свету, наблюдаемому в условиях сумерек (сумеречное, мезопическое зрение) или темноты (ночное, скотопическое зрение).
Настоящий стандарт устанавливает требования к яркостному контрасту для людей в возрасте от 10 до 79 лет, глаза которых не подвергались лечению (в т.ч. хирургическому), которое могло бы оказать влияние на функцию их спектральной световой эффективности.
Настоящий стандарт не применим к визуальным знакам и дисплеям, с которыми взаимодействуют люди с нарушениями восприятия цвета, спектральная световая эффективность которых отличается от нормальной. Настоящий стандарт не применим также к людям с ослабленным зрением.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
ИСО 3864-1:2011. Символы графические. Цвета и знаки безопасности. Часть 1. Принципы проектирования для знаков и маркировки безопасности (ISO 3864-1:2011, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 1: Design principles for safety signs and safety markings)
ИСО 3864-4:2011. Символы графические. Цвета и знаки безопасности. Часть 4. Колориметрические и фотометрические свойства материалов для знаков безопасности (ISO 3864-4:2011, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 4: Colorimetric and photometric properties of safety sign materials)
ИСО 9241-302:2008. Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 302. Терминология для электронных видеодисплеев (ISO 9241-302:2008, Ergonomics of human-system interaction — Part 302: Terminology for electronic visual displays)
ИСО 9241-303:2008. Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 303. Требования к электронным видеодисплеям (ISO 9241-303:2008, Ergonomics of human-system interaction — Part 303: Requirements for electronic visual displays)
ИСО 23539. Фотометрия. Система физической фотометрии МКО (ISO 23539, Photometry — The CIE system of physical photometry)
CIE 15.2:1986. Колориметрия (CIE 15.2:1986, Colorimetry)
CIE 17.4:1987. Международный светотехнический словарь (CIE 17.4:1987, International Lighting Vocabulary).
3. Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
3.1. Относительная световая эффективность излучения (luminous efficiency): отношение потока излучения, оцененного по V(\lambda) , к соответствующему потоку излучения.
3.2. Относительная спектральная световая эффективность (монохроматического излучения с длиной волны \lambda ), V(\lambda) для фотопического зрения; V\prime(\lambda) для скотопического зрения (spectral luminous efficiency): отношение двух потоков излучения с длинами волн \lambda_{m} и \lambda соответственно, вызывающих в точно определенных фотометрических условиях зрительные ощущения одинаковой силы. Длина волны \lambda_{m} выбирается так, чтобы максимальное значение этого отношения равнялось единице.
Примечание 1. Адаптированное определение по CIE 17.4:1987.
Примечание 2. Значения спектральной световой эффективности при фотопическом зрении приведены в ИСО 23539.
3.3. Поток излучения (мощность излучения) (radiant flux): мощность, излучаемая, передаваемая или принимаемая в виде излучения.
Примечание. Поток излучения выражают в ваттах (Вт).
3.4. Связанная с возрастом фотопическая спектральная световая эффективность, V_{a}(\lambda) (age-related photopic spectral luminous efficiency): спектральная световая эффективность как функция возраста a.
3.5. Яркостный контраст (luminance contrast): соотношение между высшей L_{H} и низшей L_{L} яркостями, представляющее собой характеристику обнаружения, выражаемое либо как контрастная модуляция C_{m} , либо как контрастное отношение CR
C_{m} = \_\_\_\_ \frac{L_{H} - L_{L}}{L_{H} + L_{L}} , (1)
CR = \_\_\_\_ \frac{L_{H}}{L_{L}} . (2)
Примечание 1. Контрастное отношение CR часто используют при высокой яркости. Рядом с порогом обнаружения яркости в некоторых случаях используют формулу Вебера:
C_{W} = \_\_\_\_ \frac{L_{H} - L_{L}}{L_{L}} . (3)
Примечание 2. Для некоторых дисплеев для выражения яркости может быть использована габаритная яркость, т.к. пиксели дискретны.
Примечание 3. В настоящем стандарте использовано отношение (2). Формулы (1) и (3) также могут быть использованы при вычислениях связанного с возрастом яркостного контраста.
3.6. Связанный с возрастом яркостный контраст, C_{a}(\lambda) (age-related luminance contrast): яркостный контраст как функция возраста a.
Примечание. См. формулу (4).
3.7. Дневное (фотопическое) зрение (photopic vision): зрение нормального глаза при его адаптации к уровню яркости не ниже нескольких кандел с квадратного метра.
3.8. Стандартный фотометрический наблюдатель МКО <1> (CIE standard photometric observer): идеальный наблюдатель, имеющий кривую относительной спектральной чувствительности, соответствующую функции V(\lambda) для дневного зрения или V\prime(\lambda) для ночного зрения, которая подчиняется закону суммирования, предполагаемому в определении светового потока.
<1> МКО — Международная комиссия по освещению.
4. Расчет связанного с возрастом яркостного контраста
Выражение для связанного с возрастом яркостного контраста C_{a} выведено из формулы для яркостного контраста, в которой значение яркости учитывает связанные с возрастом изменения спектральной световой эффективности (см. таблицу 1). Формулу (4) следует применять, когда связанный с возрастом яркостный контраст вычисляют для источника света P_{1} и источника света P_{2} со спектральными плотностями энергетической яркости L_{e,\lambda,1} и L_{e,\lambda,2} соответственно.
C_{a} = \_\_\_\_ \frac{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda}{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,2}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda} , (4)
\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda> \sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,2}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda ,
где C_{a} — связанный с возрастом яркостный контраст для возраста a;
L_{e,\lambda,1} — спектральная плотность энергетической яркости источника света P_{1} , в \text{Вт} \cdot \text{м}^{- 2} \cdot \text{ср}^{- 1} \cdot \text{нм}^{- 1} ;
L_{e,\lambda,2} — спектральная плотность энергетической яркости источника света P_{2} , в \text{Вт} \cdot \text{м}^{- 2} \cdot \text{ср}^{- 1} \cdot \text{нм}^{- 1} ;
V_{a}(\lambda) — фотопическая спектральная световая эффективность, соответствующая возрасту a в годах (значения в таблице 1 приведены для интервалов в десять лет);
\Delta\lambda — шаг длины волны в 5 нм.
Примечание 1. Возраст a выражают в годах, но его относят к соответствующему десятилетию (например, 10 — 19 лет, 20 — 29 лет), как показано в таблице 1. Например, C_{20} и V_{20}(\lambda) означают связанный с возрастом яркостный контраст и связанную с возрастом фотопическую спектральную световую эффективность, усредненные для диапазона возраста 20 — 29 лет.
Примечание 2. Значения L_{e,\lambda,1} и L_{e,\lambda,2} , так же как и V_{a}(\lambda) , табулированы в диапазоне 380 — 780 нм с шагом 5 нм (см. таблицу 1). По этой причине \Delta\lambda в формуле (4) равна 5 нм. Для более точных вычислений применяют интерполяцию с шагом 1 нм. Существует несколько методов интерполяции, рекомендованных МКО в зависимости от спектрального состава света (см. CIE 15).
Примечание 3. В соответствии с трактовкой МКО величина \sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda аналогична яркости, при которой определяют стандартную световую эффективность V(\lambda) и максимальную световую эффективность K_{m} (683 лм/Вт).
Примечание 4. Если используют определение яркости, принятое МКО, то для устранения влияния шага длины волны используют интегральную формулу. Для практических целей, как правило, достаточно суммирования произведений спектральной яркости на спектральную световую эффективность с шагом 5 нм.
Примечание 5. В уравнении (4) учтено одно из определений яркостного контраста с использованием выражения \sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{a}(\lambda)\Delta\lambda как компонента яркости. Другие определения, такие как контраст Михельсона (ИСО 9241-302), также могут быть применены для вычисления связанного с возрастом яркостного контраста.
Примечание 6. Связанные с возрастом изменения V_{a}(\lambda) и его влияние на визуальную эффективность источника света описаны в ISO/TR 22411.
Связанная с возрастом фотопическая спектральная световая эффективность <1>
<1> Данные для стандартного наблюдателя МКО приведены в Приложении ДБ.
5. Использование связанного с возрастом яркостного контраста
5.1. Связанный с возрастом яркостный контраст должен быть использован как эквивалентное значение яркостного контраста при оценке видимости, зрительной производительности и внешнего вида знаков и дисплеев. Количественная оценка яркостного контраста зависит от условий использования и должна быть выполнена с учетом следующих факторов:
Примечание 1. Для оценки значений контраста используют графики временной и пространственной зависимости контрастной чувствительности глаза.
Примечание 2. Среди факторов, определяющих визуальные условия, уровень яркости света оказывает наибольшее влияние на восприятие контраста.
Примечание 3. Оценка значения контраста зависит от выполняемых задач, например, обнаружения объектов, считывания букв или оценки визуальных впечатлений, например оценки четкости текста.
5.2. В некоторых областях применения, например в области электронных видеодисплеев и графических символов (знаков безопасности), требуются особые значения яркостного контраста (ИСО 9241-303, 5.5.2; ИСО 3864-1 и ИСО 3864-4). Связанный с возрастом яркостный контраст должен соответствовать этим значениям.
ПРИМЕР ВЫЧИСЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СВЯЗАННОГО С ВОЗРАСТОМ ЯРКОСТНОГО КОНТРАСТА
В приложении приведен пример вычисления связанного с возрастом яркостного контраста, показывающий, что у людей различного возраста существует разное восприятие контраста. Также приведены дополнительные примеры по проектированию источников света с учетом связанной с возрастом фотопической спектральной световой эффективности.
В соответствии с методом, описанным в разделе 4, может быть вычислен связанный с возрастом яркостный контраст определенного визуального знака, показанного на рисунке А.1 a), для человека 20 лет и человека 70 лет. Данные спектральной плотности энергетической яркости знака и его заднего фона приведены на рисунке А.1 b). Применяя значение спектральной световой эффективности человека 20 лет V_{20}(\lambda) , приведенное в таблице 1, с помощью формулы (4), связанный с возрастом яркостный контраст для человека 20 лет (C_{20}) для знака, изображенного на рисунке А.1, вычисляют следующим образом:
C_{20} = \_\_\_\_ \frac{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{20}(\lambda)\Delta\lambda}{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,2}V_{20}(\lambda)\Delta\lambda} \_\_\_\_ = \_\_\_\_ \frac{0,0031}{0,0015} \_\_\_\_ = 2,07 .
a) Пример буквы и заднего фона
X — длина волны, нм; Y1 — спектральная плотность энергетической яркости, \text{Вт} \cdot \text{м}^{- 2} \cdot \text{ср}^{- 1} \cdot \text{нм}^{- 1} ; Y2 — световая эффективность
b) Спектральная плотность энергетической яркости знака и фона
для вычисления связанного с возрастом яркостного контраста
Связанный с возрастом яркостный контраст для человека 70 лет V_{70}(\lambda) с использованием той же формулы вычисляют следующим образом:
C_{70} = \_\_\_\_ \frac{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,1}V_{70}(\lambda)\Delta\lambda}{\sum_{380}^{780} L_{e,\lambda,2}V_{70}(\lambda)\Delta\lambda} \_\_\_\_ = \_\_\_\_ \frac{0,0018}{0,0016} \_\_\_\_ = 1,13 .
Связанный с возрастом яркостный контраст знака, показанного на рисунке А.1 a) (например, буквы синего цвета на темно-коричневом фоне), составляет 2,07 для человека 20 лет и 1,13 для человека 70 лет. Следовательно, видимость знака для пожилых людей гораздо ниже. Если яркостный контраст для пожилых людей должен быть таким же, как и для более молодых (C_{a} = 2,07) , то энергетическая яркость должна быть повышена на 1,83.
Примечание. Определение предельных значений яркостного контраста зависит от требований проекта.
А.3. Пример проектирования источников света с использованием связанного с возрастом яркостного контраста
Ниже приведены примеры использования связанного с возрастом яркостного контраста при проектировании улучшенных источников света.
Оценка зрительной эффективности новой лампы для пожилых людей.
Сравнение яркостного контраста эталонной лампы и новой лампы проводят в двух одинаково оборудованных комнатах, одну из которых освещают с помощью эталонной лампы, а другую — с помощью исследуемой лампы. Это позволяет получить количественную оценку зрительной эффективности новой лампы для пожилых людей.
Проектирование источника света с целью улучшения его видимости пожилыми людьми.
Подходящий источник света можно спроектировать на основе вычисления связанного с возрастом яркостного контраста так, чтобы при недостаточной яркостной контрастности ее можно было увеличить и сделать источник света более видимым для пожилых людей.
А.4. Применение связанной с возрастом функции фотопической спектральной световой эффективности
Функцию фотопической спектральной световой эффективности V_{a}(\lambda) измеряют с помощью метода фликкер-фотометрии. Она может быть использована для оценки источника света с точки зрения задач, имеющих отношение к пространственной и временной дифференциации. Значение функции отличается от функции фотопической спектральной световой эффективности, измеренной с помощью метода прямого измерения яркости (светлоты), и используют для оценки источника света с точки зрения задач на зрительное восприятие, имеющих отношение к обнаружению или видимой яркости цветного источника света.
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ ССЫЛОЧНЫМ НАЦИОНАЛЬНЫМ СТАНДАРТАМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
| Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
| ИСО 3864-1:2011 | - | <*> |
| ИСО 3864-4:2011 | - | <*> |
| ИСО 9241-302:2008 | - | <*> |
| ИСО 9241-303:2008 | - | <*> |
| ИСО 23539:2005 | - | <*> |
| CIE 15.2:1986 | - | <*> |
| CIE 17.4:1987 | - | <*> |
| <*> Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его утверждения рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. | ||