Отрицательное действие излишне яркого света
на визуальное восприятие сцен физического мира

В присутствии прямого солнечного света распределение его интенсивности (яркости) по объектам воспринимаемой сцены обычно характеризуется динамическим диапазоном на несколько порядков большим по сравнению с входным динамическим диапазоном оптических сенсоров (ОС) в различных системах формирования изображения сцены (более подробно ⊕). В зрительной системе человека природным ОС является сетчатка глаза. В системах технического зрения, например, в электронных фото, видео камерах, технические ОС выполнены в виде светочувствительных КМОП или ТТЛ матриц.
      На рынке представлены различные варианты традиционных светозащитных фильтров для зрения человека (подробнее: обзор). Коренной недостаток этих фильтров и путь его принципиального преодоления с помощью локально-адаптивных светозащитных фильтров (ЛАСФ) описаны в следующем параграфе.

Принцип работы ЛАСФ в сравнении
с принципом работы традиционных светозащитных фильтров

     Традиционный фильтр (рис. 1) характеризуется одинаковой величиной T_U оптического пропускания (далее - пропускание) по всей своей апертуре. Принципиальным недостатком традиционного фильтра является невозможность выбрать такую величину T_U, которая одновременно удовлетворяла бы двум условиям: (1) снижению интенсивности света от излишне ярких объектов сцены (прямого солнечного света) до безопасного (комфортного) для зрения уровня, (2) сохранению четкое зрительное восприятие объектов сцены с нормальной яркостью (объекта А).
     Яркость прямого солнечного света у поверхности Земли составляет около 100 000 люкс (на горных вершинах еще в 3-5 раз больше), в то время как комфортная яркость для визуального восприятия объектов зрительной системой человека составляет около 100-300 люкс (подробнее ⊕). Это означает, что для эффективной защиты зрения человека (точнее - сетчатки глаза как природной ОС) от прямого света солнечного диска необходимо устанавливать значение T_U = (0,3-0,1)%, что неизбежно приведет приведет к соответствующему снижению яркости света и от объекта А. Если исходная яркость его света соответствовала комфортному для зрения уровню, то после прохождения через рассматриваемый светозащитный фильтр яркость света объекта А уменьшится до недопустимо малых величин, при которых невозможно его четкое зрительное восприятие.      Аналогичное неустранимое при использовании традиционных светозащитных фильтров противоречие существует и при использовании электронных фото, видеокамер, если в поле их обзора попадает прямой свет солнечного диска. Верхний предел динамического диапазона технических ОС в виде КМОП или ТТЛ светочувствительных матриц составляет около 1000 люкс (подробнее ⊕), что на три порядка меньше яркости прямого солнечного света.
     ЛАСФ (рис. 2) обеспечивает локально-изменяющееся по площади апертуры величину T_L затухания с максимальным значением T^max_L только в области прохождения прямого света

оолнечного диска к соответствующей области фоточувствительной поверхности ОС. Минимальная величина T^min_L затухания соответствует той области апертуры ЛАСФ, через которую проходит свет нормальной яркости от объекта А к соответствующей области светочувствительной поверхности ОС. В результате все объекты воспринимаемой сцены (с нормальной и максимальной яркостью) четко воспроизводятся с помощью ОС за счет "умного" действия ЛАСФ, который сужает динамический диапазон яркости поступающего света до динамического диапазона ОС путем понижения уровня света с исходной излишне высокой яркостью без существенного влияния на свет с исходно нормальным уровнем яркости.

     ООО "3Д Техвидение" осуществляет разработку ЛАСФ для зрения человека в форме ЛАСФ-очков, и также проводит исследования по возможности встраивания ЛАСФ в фото, видео камеры (подробнее Устройства в разработке).