Открывает номер статья В.Л. Жбановой из ФГБОУ ВО «НИУ» МЭИ» «ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВОЙ КОЛОРИМЕТРИИ В СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ» посвященная такому направлению как цифровая колориметрия. В работе освещены основные вопросы проведения колориметрических расчетов и преобразований при цифровой регистрации цвета для проведения успешной научной работы. Работа показывает связь колориметрических измерений с цифровой схемотехникой, в результате чего и возникает цифровая колориметрия, как инструмент для получения и обработки точной цветовой информации об объекте исследования. В помощь исследователям раскрыты такие важные вопросы как: критерии выбора параметров матричных фотоприемников, систем цветоделения, рабочих цветовых пространств, форматов цветных снимков, методов постобработки цветовой информации изображений. Работа выполнена таким образом, чтобы создать наиболее полный обзор основных факторов цифровой колориметрии и исследований для специалистов, применяющих цифровые регистраторы как инструмент в своих экспериментальных исследованиях, а полученные материалы должны помочь исследователям уже на стадии регистрации исключить цветовые потери, а соответственно и погрешности измерений.
В статье «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МГНОВЕННОЙ СУТОЧНОЙ АКТИВНОСТИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦАВ ЦИРКАДИАННОЙОБЛАСТИ ОПТИЧЕСКОГО СПЕКТРАВ СВЕТЛОЕ ВРЕМЯ СУТОК» постоянного автора нашего издания А.В. Леонидова рассмотрено влияние суточных изменений характеристик солнечного излучения в циркадианной области оптического спектра на суточную (циркадианную) активность организма человека при изменении угловой высоты Солнца. Получены аналитические выражения, позволяющие теоретически оценивать мгновенное содержание мелатонина в плазме крови человека и зависимость мгновенной активности человека в светлое время суток от угловой высоты Солнца.
Работа «ПОСТРОЕНИЕ ПСИХОФИЗИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ ВИЗУАЛЬНОГО КОМФОРТА ОСВЕЩЕНИЯ НА БАЗЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ: ПОДГОТОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА» В.П. Будака и Е.И. Ильиной посвящена одному из важных вопросов светотехники – определение ощущения дискомфорта от осветительных установок. Сегодня нет единой психофизической шкалы оценки визуального комфорта освещения (ВКО) при любом произвольном распределения яркости в пространстве. Классические методы не способны точно решать эту задачу. В статье рассмотрена математическая модель шкалы ВКО на базе нейронной сети (НС), которая выступает в качестве «эксперта», обученного определять комфортность восприятия освещения в зависимости от яркости источника света и фона. Обучение НС выполнено по экспериментальным данным, полученным на кафедре «Светотехника» НИУ «МЭИ». Эта работа позволила сформулировать критерии для определения входных и выходных параметров НС, подобрать метрику оценки на основе матрицы несоответствий и ROC1-кривых, а также по характеру вероятностного распределения ощущений в зависимости от входных параметров.
Статья «ОБОБЩЁННАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ТЕОРЕМА И ОПИСАНИЕ ТОЧЕЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ» другого нашего постоянного автора Л.А. Апресяна даёт простой вывод обобщённой формы оптической теоремы для случая консервативного рассеивателя в однородной непоглощающей среде, пригодной для описания точечных источников излучения и области наблюдения, близкой к рассеивателю. В работе изложено использовании операторного подхода и скалярного волнового уравнения в пределе исчезающе малого поглощения. Такой подход не требует асимптотических оценок быстро осциллирующих интегралов, не использует интегрирования потоков энергии, приводящего к потере информации о законе сохранения энергии, и допускает естественное обобщение на случаи поляризованного излучения и более сложных многокомпонентных полей. Полученная оптическая теория обобщает соответствующие результаты для специальных моделей рассеивателей (известные из математической литературы) на общий случай вещественного рассеивающего потенциала и произвольных источников излучения.
Исследование «НЕОБХОДИМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СВЕТИЛЬНИКАМ И ИСТОЧНИКАМ СВЕТА ДЛЯ ИХ МОДЕРНИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ СВЕТОДИОДОВ» корейского учёного Дж. Кима была инициирована начавшейся в последнее время модернизацией осветительного оборудования, начиная с государственных учреждений. Существующие светильники с люминесцентными лампами переоборудуются с помощью светодиодных технологий. Основной метод, используемый при модернизации, состоит в извлечении люминесцентной лампы и ее замене на трубчатую светодиодную лампу, или в замене существующего светильника на панельный светильник на основе светодиодов. Было проведено моделирование, сравнивающее условия освещения и энергопотребление до/после модернизации. Рассмотрены два случая, в первом был лучше с точки зрения энергопотребления и UGR по сравнению со вторым случаем, при котором уровень освещенности был немного снижен, но соответствовал измеренным значениям. Эти результаты подтвердили, что модернизация осветительных приборов, по крайней мере, не ухудшила существующие условия освещения.
Материал «О СООТВЕТСТВИИ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОПРИЁМНИКОВ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА ЧЕЛОВЕКА И ЧАСТОТ УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УТРИВАЮЩИХСЯ ПЕРИОДОВ» подготовлен группой авторов: В.Н. Лесных, В.А. Коломбета, А.В. Елистратовой, А.М. Тараненко, С.Э. Шноль из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН. Статья посвящена обсуждению эволюционной подстройки фотоприёмников сетчатки глаза человека к частотам т.н. «универсальной системы утраивающихся периодов» (УСУП). Это достаточно новое научное направление в исследовании сложных систем и в ней предлагается специалистам, исследующим вопросы зрительного восприятия, ознакомиться с феноменом УСУП. К настоящему времени накоплен экспериментальный исследовательский материал и получены достаточные теоретические основания для формулировки предположения, что УСУП и её основной параметр - период УСУП проявляются практически во всех масштабах времени. Предлагаемое расчётное определение длин волн максимумов спектральной чувствительности фотоприёмников сетчатки глаза важно для специалистов в областях зрительного восприятия, медицины, оптики и ряда технических приложений.
Исследование «СВЕТЛОТА И ЯРКОСТЬ: ОСОБЕННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ В УСЛОВИЯХ ОДНОВРЕМЕННОГО КОНТРАСТА» авторов В.П. Будака, А.Е. Вагина, Н.С. Епихова и П.А. Смирнова из НИУ «МЭИ» посвящена исследованию влияния эффектов индукции и оконтуривания на светлоту объектов. Исследование направлено на упрощение и уточнение анализа светораспределений, получаемых в результате светотехнических расчётов и на основе измерений, и на выработку рекомендаций по яркости для обеспечения нужных светлотных контрастов в условиях зрительной работы на разных фонах. В работе предлагается постановка эксперимента, обеспечивающего эти уточнения и свойства поля непосредственной близости – контура объектов. Поиск результатов в условиях изменения множества факторов достигается специальным методом автоматизации эксперимента. Приводятся первые результаты этого эксперимента, на основе которых делаются предложения по определению предпочтительных яркостей объектов для обеспечения нужных уровней светлотного контраста при работе на заданных фонах. Приводятся расчёты отклонений светлоты, полученной в результате эксперимента и в системе CICAM02.
Индийские авторы Б. Г. Бакши и Б. Рой представили в номере работу «ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ДЛЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ И ЕЕ ПЕРСПЕКТИВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ДИММИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОННОГО БАЛЛАСТА». В материале описана обобщенная модель газоразрядной лампы высокой интенсивности (ГЛВИ) на основе динамической модели проводимости электрического разряда Фрэнсиса-Дамелинкура с заменой коэффициентов модели A, B, C, D четырьмя экспериментально определенными коэффициентными функциями номинальной мощности лампы и среднеквадратичного напряжения питания. Проведена экспериментальная проверка этой модели и проведен анализ чувствительности коэффициентов модели, результаты которого соответствуют физическому поведению натриевых ламп высокого давления (НЛВД) и металлогалогенных ламп (МГЛ). Данная модель способна моделировать электрические характеристики ламп НЛВД и МГЛ широкого диапазона доступной номинальной мощности на светотехническом рынке (70 - 400 Вт), питаемых широким диапазоном питающего напряжения (180 – 250 В, 50 Гц). Практическая значимость модели заключается в ее применении для разработки диммируемого низкочастотного электронного балласта прямоугольного импульса для ГЛВИ. Для этого в исследовании предложен алгоритм разработки. Такая модель также может быть использована для разработки электронных балластов других топологий.
В работе «ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ДВУХПОТОКОВОЙ МОДЕЛИ ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ В ПРИСУТСТВИИ АЭРОЗОЛЕЙ» авторов А. Дель Агила, и Д.С. Ефременко представлена двухпотоковая модель, являющаяся одной из самых быстрых реализаций модели переноса излучения, основанной на методе дискретных ординат. Несмотря на то, что точность двухпотоковой модели, как правило, недостаточно высока для использования в приложениях, зачастую к ней прибегают в тех случаях, где важна высокая скорость счета, например, для расчета спектров рассеянного излучения атмосферой Земли при анализе данных спутникового зонирования. Для быстрого расчета оптических спектров поглощения в атмосфере был разработан метод CLSR (cluster low-streams regression), в котором спектр, вычисленный с помощью двухпотоковой модели, уточняется с помощью статистических зависимостей между двухпотоковой и более точными, но медленными, моделями переноса излучения. В работе рассмотрена эффективность данного подхода для вычисления спектров в полосах поглощения Хартли-Хаггинса, O2A, водяного пара и CO2 в присутствии аэрозолей. Численные результаты показывают, что ошибка метода CLSR несмещенная и не превышает 0,05 %.
Региональное исследование «НОВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В ИНДИИ» С. Чакраборти, Д. Рэя и С. Мазумдара посвящено одному из важнейших требований к автомобильным дорогам – это качественное освещение. Однако глобальный энергетический кризис вынуждает проводить оптимизацию энергопотребления при проектировании дорожного освещения. Оптимизация конструкции наружной осветительной установки начинается с определения точного класса освещения соответствующей дороги. В данной работе была предложена новая методология классификации освещения автомобильных дорог в Индии. Эта предложенная модель была разработана на основе статистического анализа параметров, связанных с особенностями формирования транспортного потока в Индии. Эта модель также была проверена в реальных условиях. Также в работе предлагается методология проектирования наружной осветительной установки на основе разработанных рекомендаций согласно классу освещения. Что в итоге позволяет создавать энергоэффективное дорожное освещение.
Важнейшей проблем предотвращения лесных пожаров посвящена работа «МЕТОД КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ ПО RGB-ИЗОБРАЖЕНИЯМ, ПОЛУЧАЕМЫМ С ПОМОЩЬЮ БЕСПИЛОТНОГО МОТОРНОГО ПЛАНЕРА» авторов М.Ю. Катаева и Е.Ю. Карташова из Томска. В статье предложен метод (алгоритм) обнаружения лесных пожаров по RGB- изображениям, получаемым с использованием беспилотного моторного планера. Он включает несколько этапов, связанных с нахождением и вычитанием фона и выделением области пожара по цветовому пространству RGB. Предложенный метод апробирован на изображениях лесных пожаров. Предлагается вариант полёта беспилотного моторного планера, отличающийся непрерывным контролированием больших пространств в течение нескольких часов. Приведены результаты расчётов, показывающие, что предлагаемый метод позволяет находить занятые пожаром области изображения и может использоваться в автоматических системах мониторинга лесных пожаров.
В работе «АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ» авторами О.Ю. Коваленко, Ю.А. Дашкинаю, А. Журавлёвой и С.А. Микаевой кратко рассматриваются особенности галогенных ламп накаливания (ГЛН) и анализируются результаты собственных измерений характеристик трёх типов ГЛН производства Саранского светотехнического завода «Лисма». Измерялись мощность, световой поток и коррелированная цветовая температура ламп. Относительные погрешности измерений с учётом возможных технологических погрешностей для этих изделий по выборкам объёмом в 13 штук по значениям мощности не превышают 0,84%, а по значениям коррелированной цветовой температуры – 0,29%. Проведённый анализ показывает, что технический уровень разработок и технологии производства на Саранском светотехническом заводе «Лисма» обеспечивает высокое качество ГЛН.