Хорошая видимость условных знаков карты зависит от их размеров и контраста с фоном. Оптимальные размеры условных знаков устанавливают с учетом физиологических возможностей глаза — остроты зрения, контрастной чувствительности и двигательной реакции глаза.

Острота зрения — это способность глаза различать мелкие детали изображения. Она обратно пропорциональна величине угла зрения, под которым виден условный знак, и определяется порогом (минимальным углом зрения), при котором этот знак узнается. Угол зрения, равный Г, соответствует единице остроты зрения. Острота зрения зависит от уровня освещенности, расстояния до рассматриваемого условного знака и его положения относительно наблюдателя, возраста последнего. Например, острота зрения под углом 10° к рассматриваемой плоскости в 10 раз меньше, чем прямо перед собой.

Соотношение угловых и линейных размеров условных знаков (рис. 104) выражается формулой а=2d tg a, где а и а — соответственно линейный и угловой размеры условного знака, d — расстояние от глаза до условного знака.

Контрастная чувствительность глаза — это восприятие различия между условным знаком и фоном. Пороговым является наименьшее значение контраста, ниже которого знак не виден. Для человека с нормальным зрением пороговый контраст по светлоте составляет 2 %, ниже которого различие знака и фона глазом не воспринимается. Острота зрения и контрастная чувствительность находятся в тесной зависимости. При малых угловых размерах знака видимость обеспечивается большим контрастом и наоборот. Лучше всего видимость проявляется в контрасте по светлоте между знаками и фоном и меньше — по цветовому тону и насыщенности.

Например, при условии нормального зрения (расстояние от объекта 30 см, острота зрения—1,0) черная точка на белом фоне хорошо видима, начиная с угла зрения в 1′, что составляет 0,09 мм ее линейного размера, линия — с угла зрения в 0,7′ (соответственно при ее ширине в 0,06 мм), залитый квадрат— с б’ (0,5 мм), прозрачный квадрат с 1′ (0,6 мм), выступы сложной фигуры отчетливо видны при угле зрения в 4—5′ (0,3—0,4 мм) и т. д.

Следует отметить, что острота зрения зависит также от характера контраста. В случае обратного контраста светлый знак на темном фоне кажется преувеличенным вследствие иррадиации.

Острота зрения в горизонтальном направлении больше, чем в вертикальном. Это значит, что размеры знаков горизонтальной протяженности глазомерно оцениваются точнее, чем вертикальных знаков (с точностью до 1 %).

Выше были указаны пороговые (предельные) минимальные размеры знаков. Размер точки как детали знака принимают равным 0,2 мм, хотя в знаке песков точки воспринимаются и меньшего размера. При точечном способе точка в качестве самостоятельного знака имеет размер до 6—1′ (0,5—0,6 мм).

Минимально допустимые размеры для одинаковых по форме, но различных по цвету значков различны. Это связано с изменением порога чувствительности глаза при восприятии значков разного цвета. Так, для черной точки, например, минимальный размер составляет 0,3 мм, для зеленой 0,4—0,6 мм, для желтой — 0,6—0,9 мм.

Знаки хуже воспринимаются в окружении фона, близкого по цвету, например, голубые значки плохо видны на зеленом фоне и наоборот.

М. К. Бочаров в книге «Основы теории проектирования систем картографических знаков» (М., Недра, 1966) отмечает, что минимальное расстояние между элементами знака должно быть не менее 1,5 оптимальный размер знака для нормального чтения составляет 34′. При меньших размерах резко увеличивается время, необходимое на чтение знака, однако слишком большие знаки также увеличивают затраты времени при чтении примерно на 15 %, так как увеличивается длина пробега глаза при рассматривании знака. Это объясняется тем, что наш глаз при восприятии изображений непрерывно движется со скоростью примерно 120 скачков в минуту и более — двигательная реакция глаза. Время зрительного ощущения длится около 0,1 с, средняя продолжительность фиксации около 0,3 с, глаз при одной фиксации считывает не более 4—5 знаков.

Обычно условные знаки выбирают из специальных фотонаборных альбомов, где представлено несколько размеров каждого знака.

Минимальный размер площадных элементов зависит от ряда причин: вида изображения, значения объекта, его географического окружения. Например, морские острова на голубом фоне часто показывают почти точечных размеров, тогда как на картах с большой фоновой и графической нагрузкой минимальный размер контуров увеличивается до 2 мм.

Совмещение при печати, например озера, двух красок заставляет увеличивать его пороговый размер с 0,6 мм до 1—2 мм

7* 195 в поперечнике. Если же внутри контура, например при изображении садов, размещаются штриховые значки, то этот предел поднимают еще выше. На топографических картах наименьшая изображаемая площадь лесов, садов-ориентиров составляет 4 мм.

В 50-х годах А. Д. Копыловой в ЦНИИГАиК были проведены исследования по установлению размеров и формы картографических обозначений: штриховых и линейных, комбинированных, площадных (залитых и незалитых), знаков с выступами. Исследовались черные значки на белом фоне при контрасте по яркости между ними 91 % и освещенности 50 л к. Если наблюдатель с остротой зрения 1,0 рассматривает значки на расстоянии 0,5 м, то влияние аккомодации исключается. С учетом остроты зрения и снижения аккомодации в экспериментально найденные пороги узнавания (по известным линейным размерам знаков и дистанции их узнавания) А. Д. Копыловой введена была поправка в 1,25. Ею была составлена таблица линейных значений условных знаков (в мм), соответствующих углам зрения на объект при различных дистанциях наблюдения.