A Comprehensive Quantitative Method for Prediction of Visual Performance Potential as a Function of Reference Luminance

Abstract

This article describes the quantitative method for prediction of visual performance potential as a function of reference luminance which has been developed from the results of studies described in four earlier articles of the present series. The method involves two nonlinear transforms, the first relating visibility metrics to reference luminance for different task conditions, the second relating visual performance potential to visibility metrics. The new first transform metric designated visibility is introduced which will be useful in defining indices of visual effectiveness of lighting, namely equivalent reference luminance and equivalent reference illuminance. These indices may be used to evaluate lighting systems differing with respect to the level of task luminance they provide, the geometry and polarization of illuminance, and the degree to which the luminance of the visual field is uniform. Visibility level is a second metric of the first transform which may be used as an alternate to visibility. The second transform is described in terms of processes which include the visual sensory process revealed by studies of the five Landolt ring visual performance reference task, and two oculomotor processes involved in the maintenance of steady ocular fixation and the control of rapid and accurate saccadic eye movements. A quantitative model consisting of the two transforms may be used in setting standards for illuminance levels and in conducting cost-benefit analyses of lighting.

Cet article présente la méthode quantitative de prédire le potentiel de rendement visuel en fonction de la luminance de référence. La méthode a été mise au point à partir d'études décrites dans quatre articles précédents de la présente série. La méthode comporte deux transformations non linéaires, dont la première rattache les mesures de visibilité à la luminance de référence pour diverses conditions de tâche, la deuxième rattachant le potentiel de rendement visuel aux mesures de visibilité. On présente la nouvelle visibilité déterminée par la première mesure de transformation qui servira à définir les·indices d'efficacité visuelle de l'éclairage, soit la luminance équivalente de référence et l'éclairement équivalent de référence. Ces indices peuvent servir à l'évaluation de systèmes d'éclairage qui diffèrent sous l'aspect du niveau de luminance de la tâche qu'ils offrent, de la géométrie et la polarisation de l'équipement, et du degré d'uniformité de la luminance du champ visuel. Le niveau de visibilité est une deuxième mesure de la première transformation qui peut servir d'alternative à la visibilité. La deuxième transformation est décrite en fonction de processus, dont le processus sensoriel visuel mis à jour par des études de la tâche de référence de rendement visuel à cinq anneaux de Landolt, et deux processus oculomoteurs impliqués dans le maintien de la fixation stable et du contrôle des mouvements saccadiques rapides et précis des yeux. Un modèle quantitatif comprenant les deux transformations peut être utilisé pour établir des normes de niveaux d'éclairement et pour procéder à des analyses coûts-bénéfices de l'éclairage

Este artículo describe el método cuantitativo para la predicción del potencial de rendimiento visual en función de la luminancia de referencia que ha sido desarrollado usando los resultados de estudios descritos en cuatro artículos previos de la presente serie. Este método incluye dos transformaciones no lineares. La primera transformación relaciona la medidas de visibilidad a la luminancia de referencia para diferentes condiciones de tarea, la segunda relaciona el potencial de rendimiento visual a la métrica de visibilidad. Se introduce la nueva visibilidad determinada por la primera transformación métrica cual será útil para definir índices de efectivdad visual del alumbrado, es decir, la luminancia de referencia equivalente y la iluminancia de referencia equivalente. Estos índices pueden ser usados para evaluar los sistemas de alumbrado que difieren con respecto al nivel de luminancia de tarea que proveen, la geometría y polarización de la iluminancia, y el grado de uniformidad del campo visual. El nivel de visibilidad es una segunda medida de la primera transformación que puede ser usada como una alternativa a la visibildad. La segunda transformación está descrita en funcion de procesos que incluyen el proceso sensorio visual revelado por estudios de la tarea de referencia de rendimiento visual de cinco anillos de Landolt y dos procesos oculomotores involucrados en el mantenimiento de la fijación ocular constante y del control de los movimientos sacádicos oculares rápidos y exactos. Un modelo cuantitativo que consiste de dos transformaciones puede usarse para sentar los criterios de niveles de iluminancia y para conducir análisis de costo-beneficio de iluminación.