Contrasten

Het visuele zintuig van de mens is in hoge mate gevoelig voor helderheidscontrasten. Deze bepalen de zichtbaarheid van horizontale vlakken en verticale objecten in het gezichtsveld van de weggebruiker.

Helderheid is niet eenvoudig een kwestie van intensiteit van licht dat op het netvlies valt. De visuele gewaarwording van helderheden hangt ook af van intensiteiten van licht waaraan het netvlies een ogenblik eerder was blootgesteld (successief contrast) evenals van intensiteit van licht dat op andere plaatsen van het netvlies valt (simultaan- of grenscontrast).

Helderheidscontrasten
De zichtbaarheid van objecten of delen van objecten op basis van het helderheidscontrast wordt gekwantificeerd door een viertal variabelen. Dit wordt aangegeven met het luminantiecontrast (symbool C

Het luminantiecontrast C is afhankelijk van:

• de adaptatieluminantie (op basis van een uniforme achtergrond);
• het luminantieverschil van object met (directe) achtergrond;
• de projectie van de objectgrootte op het netvlies (bij relatief kleine objectgroottes);
• de beschikbare waarnemingstijd van het object.

Figuur 12: De zichtbaarheid van een object is onder andere afhankelijk van de objectgrootte (verticaal variërend) en van het helderheidscontrast (horizontaal variërend). Wanneer dit figuur bij een hoog verlichtingsniveau (overdag) of bij een laag verlichtingsniveau (avond) wordt bekeken, verschilt de zichtbaarheid van de stippen met als variabele de adaptatieluminantie en objectgrootte (bron: DIN 5044).

Figuur 13: Boven: grenscontrast met contrastversterking van de grijze balk door de donkere en heldere achtergrond. Beneden: dezelfde grijze balk op alleen een witte achtergrond.

Voor het grenscontrast is het belangrijk om scherpe scheidslijnen en contouren te hebben tussen de contrastvlakken (figuur 14). Bekende voorbeelden van grenscontrast uit de infrastructuur zijn wegmarkeringen (grens tussen wegdek en markering) en bebordingen (grens folie rood-wit). Het is ook toepasbaar voor contrastversterking van verhardingsvlakken. In de praktijk betekent dit dat de vlakken in het gezichtsveld strak omlijnd moeten worden. Het effect kan zowel bij daglicht, openbare- en koplampverlichting bewerkstelligd worden.

Figuur 14: Voorbeelden van het creëren van grenscontrast (contrastversterking) met een asfaltverharding (links, gemeente Smallingerland) en een elementenverharding (rechts, gemeente Haren).

Hierin is:

Voor een verbeterde zichtbaarheid en onderscheidingsvermogen bij duisternis door grenscontrast van aanliggende vlakken, wordt een minimale contrastwaarde K van 0,3 verondersteld (K ≥ 0,3).

Wanneer er rekening wordt gehouden met de variabelen uit de vorige paragraaf voor het luminantiecontrast, dan beschrijft de teller in de formule het luminantieverschil en de noemer de adaptatieluminantie.

Anders dan de formule op het eerste gezicht doet veronderstellen, gaat het bij de zichtbaarheid van contrasten om de luminantieverhoudingen boven het verschil van de contrasterende vlakken (Wet van Weber-Fechner). De uitkomsten van de formule van Michelson laten dit in tabel 4 zien.

Aangezien luminantie het gereflecteerde licht weergeeft, kan de formule van Michelson ook worden gebruikt met gemeten reflectiecoëfficiënten mits deze zijn gemeten met dezelfde geometrie en belichting (zie ‘Meetmethoden’). Hierbij wordt aangenomen dat de belichting en meetgeometrie op het grensvlak van de contrasterende vlakken gelijkwaardig is. Figuur 15 geeft een voorbeeld van een analyse van grenscontrast op basis van de formule van Michelson.

Figuur 15: Voorbeeldanalyse van grenscontrast tussen RWS-banden en wegdek op basis van de formule van Michelson (contrastwaarde K).

Randvoorwaarden gebruik Michelson K-factor

1. De Michelson K-factor methode is een vereenvoudigde contrastberekening voor de zichtbaarheid van horizontale- of verticale vlakken in het gezichtsveld van de weggebruiker. De adaptatieluminantie, objectgrootte en waarnemingstijd van de scène zitten niet in de formule verwerkt.
2. Adaptatieluminantie (brightness): De grenswaarde K≥0,3 is geldig bij duisternis met lage verlichtingsniveaus van bijvoorbeeld openbare verlichting tot verlichtingsklasse M6/P4 (NPR 13201), koplampverlichting en hemel-maanlicht. Bij hogere verlichtingsniveaus en bij daglicht ligt de contrastgevoeligheid hoger wat zal leiden tot een lagere grenswaarde.
3. Objectgrootte (treshold size): De grenswaarde K≥0,3 is geldig voor vlakken die groot genoeg verschijnen in het gezichtsveld van de weggebruiker. Er dient een minimale breedte van 1 meter aangehouden te worden voor de vlakken. Dit leidt tot zichtafstanden onder droge condities van minimaal circa 50 meter.
4. Waarnemingstijd (exposure time): Voor de waarnemingstijd wordt aangenomen dat deze lang genoeg is, omdat het gaat om perspectivische vlakken in het gezichtsveld en niet om de zichtbaarheid van (bewegende) objecten die zeer kortdurig verschijnen (split-second seeing).
5. Bij gebruik van de formule moeten de gemeten reflectiewaarden van dezelfde reflectiecoëfficiënten (Rl, Qd of Y) van beide vlakken ingevuld worden.
6. Lichtintensiteit en -richting zijn voor beide vlakken in de nabijheid van de scheidslijn gelijkwaardig.
7. Voor berekening van de K-waarde onder natte condities moeten de gemeten natte reflectiewaarden van dezelfde reflectiecoëfficiënten (Rl, Qd of Y) in de formulering gebruikt worden. Als benadering kan worden aangehouden dat de grenswaarde van K≥0,3 wordt bereikt bij een verhouding van het reflectievermogen van circa 1:2 van de aangrenzende vlakken in het gezichtsveld.