115年:視光學(2)
對比敏感度(contrast sensitivity)的定義為下列何者?
A(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)
B(Lmax+ Lmin)/(Lmax+Lmin)
C(Lmax-Lmin)/(Lmax-Lmin)
D(Lmax+Lmin)/(Lmax-Lmin)
詳細解析
本題觀念
對比(contrast)是在明亮區與暗區之間,光亮度差異相對於兩者總和的程度。對於明暗呈週期性變化的視標,常用 Michelson 對比表示:最大光亮度記為 Lmax,最小光亮度記為 Lmin,公式為(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)。分子代表明暗差距,分母則把整體光亮度納入校正,所以不會只因整體變亮或變暗就任意改變對比值。對比敏感度則是視覺系統察覺低對比差異的能力;臨床測量常從對比閾值的倒數表達。
選項分析
A:正確,為本題答案。 (Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)是 Michelson 對比的標準形式。當明暗差異變大時,分子增加,對比值提高;當兩區光亮度接近時,分子變小,表示圖樣較難分辨。這個公式也說明為何要同時使用最大與最小光亮度。
B:錯誤。 分子與分母完全相同,只要分母不是零,結果便固定為 1。它沒有反映明區和暗區之間的差距,因此不能用來描述視標的對比程度。
C:錯誤。 這同樣是分子與分母相同的比值,結果固定為 1,無法區分高對比與低對比的圖樣。若明暗兩區相同,真正的對比應接近 0,而不是 1。
D:錯誤。 (Lmax+Lmin)/(Lmax-Lmin)是 A 式的倒數,不能取代對比的定義。對比值越小時,其倒數可能越大,這種方向容易與對比敏感度或對比閾值的概念混淆;看到選項時,應先確認題目要的是對比本身,而非倒數指標。
答案解析
本題依公告答案選 A。解題核心是辨認分子與分母各自的意義:明暗差異放在分子,最大與最小光亮度的總和放在分母。以例子說明,若 Lmax=90、Lmin=10,對比為(90-10)/(90+10)=80/100=0.8;若兩者都是 50,則對比為 0,表示沒有明暗差異。B、C 都把同一個式子放在上下方,D 則把正確公式倒置,故只有 A 符合。
核心知識點
- Michelson 對比:C=(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)。
- Lmax 是視標或圖樣中的最大光亮度,Lmin 是最小光亮度。
- 對比值通常介於 0 與 1;光亮度越均勻,對比越接近 0。
- 對比敏感度描述察覺低對比圖樣的能力,常與對比閾值的倒數相關,但不能把兩者和對比公式混為一談。
- 看公式選項時,先檢查「差」是否位於分子、「和」是否位於分母,再排除結果固定為 1 或整體倒置的式子。