Очки для компьютера

Но по-прежнему изображение является самосветящимся, состоит из дискретных элементов (пикселей) и формируется при смешении трех основных цветов: синего, зеленого и красного. Качество смешения цветов постепенно повышается, что улучшает качество изображений, но недостатки искусственного смешения цветов продолжают иметь место, поэтому изображение с экрана дисплея на сетчатке глаза остается недостаточно резким.

Особенности компьютерного изображения в сочетании с другими негативными факторами вызывают повышенную нагрузку на глаза и приводят к нарушению рефлекса аккомодации.

 

Почему возникла необходимость защиты глаз при работе на компьютере.

Спектр условно белого или светло-серого света (т.е. фона экрана дисплея) в видимом диапазоне для большинства экранов дисплеев выглядит примерно так : он включает коротковолновую (фиолетовую, синюю и голубую), средневолновую (зелено-желтую) и длинноволновую части видимого спектра. Белый свет воспринимается более чистым и существенно отличается от естественного (солнечного) света.

Выполненные учеными разных стран исследования позволили установить, что наибольшее негативное влияние на орган зрения при работе на компьютере в течение длительного времени оказывает именно коротковолновая часть спектра (в первую очередь фиолетовая, а затем — синяя).

 

Стало понятно, что если специальные фильтры очков нейтрализуют негативное воздействие коротковолновой части спектра от мониторов и люминесцентных ламп, то это значительно снизит зрительную утомляемость человека и предотвратит потерю зрения.

Оказалось, что качество изображений и цветопередачи можно улучшить не только за счет улучшения качества изображения на мониторе. Исследования показали, этого можно добиться, если между глазами работающего и экраном компьютера разместить специальные спектральные фильтры. Проще говоря, надо надеть специальные спектральные очки и в них работать.


Основные физиологические характеристики нашего зрения.

1. Хроматическая аберрация — это различное преломление (и фокусировка) оптических волн разной длины. Это и радуга, это и явление расслоения белого света при прохождении через призму, так хорошо известное нам всем из школьного курса физики. При этом коротковолновые лучи, т. е. фиолетовые и синие, преломляются сильнее, чем длинноволновые, т. е. красные, оранжевые и желтые.

Было установлено, что наиболее четко на сетчатке глаза фокусируются желтый и светло-зеленый цвета от любого изображения с экрана дисплея, при этом фиолетовый и синий цвета оказываются наиболее размытыми (создают ореол изображения). Красный цвет “размывается” меньше, чем синий и фиолетовый, т.е. от него хроматическая аберрация меньше.

 

Таким образом, одним из путей снижения хроматической аберрации может служить снижение спектральной мощности излучения в диапазоне длин волн 380–500 нм от экранов дисплеев и люминесцентных ламп (т. е. необходимо нейтрализовать фиолетово-синюю составляющую спектра).

 

1. Чувствительность глаза к различному монохроматическому цвету (спектральная чувствительность глаза) оценивается по цветовому ощущению глаза на свет разной длины волны. Установлено, что наибольшая чувствительность у глаза на желто-зеленый свет (длины волн 545–560 нм). Эту чувствительность принимают равной 1. В этом же диапазоне длин волн устойчивость ясного видения также максимальная.

 

1. Острота зрения есть способность глаза видеть форму предмета, различать его очертания, размер, отдельные детали. На практике острота зрения определяется тем минимальным угловым размером объекта, при котором глаз еще в состоянии различать объект Этот минимальный угловой размер называют разрешающим углом зрения — чем он меньше, тем больше острота зрения, тем больше разрешающая способность глаза. У большинства людей нормальная величина угла зрения равна 1 мин. Это соответствует условиям рассматривания детали размером 1,45 мм на расстоянии 5000 мм (5 м). Поэтому и принято считать этот угловой размер нормой, а остроту зрения глаза, имеющую наименьший угол зрения в 1 мин, — единицей остроты зрения, или средней величиной нормы (острота зрения = 1). Редко встречаются люди, у которых острота зрения превышает 1.

Характер восприятия глазом человека изображения на компьютерах.

В природных условиях (на местности) человек в основном ориентируется по теням (т.е. по контурам) предметов, отстоящих от глаза человека, как правило, на расстояние более 1 м. В средней полосе тени недостаточно четки (не черные, не резкие, не контрастные), как это имеет место высоко в горах. В средней полосе тени синие или темно- синие за счет того, что они образуются не только от солнца (в основном это желтый источник), но и от бестеневого общего голубого (синего) освещения, создаваемого куполом неба. В силу этих причин контуры изображения на сетчатке глаза в заметной степени “размыты” голубым ореолом, что особенно должно сказываться при зрительной работе на природных ландшафтах. Эти “паразитные” эффекты частично скомпенсированы хрусталиком глаза и желтым пятном сетчатки, которое избирательно экранирует от синего света центральное поле зрения. 
Размытость (нечеткость) изображений в природе не очень мешает глазу. Проблемы начали возникать тогда, когда глаз вынужден долго рассматривать на близком расстоянии мелкие предметы и т. п.

В условиях помещения характер теней отличается от теней на природе, однако также сохраняется их размытость. При выполнении различных зрительно напряженных работ на близком расстоянии лучи от предметов очень редко идут параллельно, чаще всего они идут с различными смещениями (т.е. под разными углами). Установлено, что чем хуже освещенность рабочего места, тем больше это смещение.

Хрусталик глаза имеет форму выпуклой линзы. А такая линза, как известно из школьного курса физики, по-разному преломляет свет разной длины волны. Это означает, что идущий от предметов в глаза «белый» свет «раскладывается» на свет разной длины волны. Синий свет фокусируется до сетчатки глаза, что ухудшает четкость любого изображения на ней. Это вызывает сильную хроматическую аберрацию (иначе говоря, это нечеткость цветного и черно-белого изображения на сетчатке глаза).

Так как от предметов, расположенных на близком от глаз расстоянии (т.е. меньше 1 м), лучи света идут не параллельно, то края линзы (т.е. периферийная часть хрусталика) преломляют свет больше, чем центральная часть. Следовательно, и фокусное расстояние от зрачка до фокуса будет различно для разных длин волн. Причем особенно негативно это проявляется при считывании информации с экрана дисплея.

Важно также, чтобы любые изображения предметов были более четкими, контрастными (например черно-белые цифры, буквы, графики, схемы и т.п.). При этом необходимо, чтобы бликов от различных предметов на рабочем месте было как можно меньше.

Таким образом, хроматическая аберрация на сетчатке глаз сильно увеличивается (т. е. увеличивается нечеткость изображения на сетчатке), если:

а) нам приходится рассматривать предметы на расстояниях менее
1 м.

б) сильная пульсация букв или символов на экране (мерцание экрана).

в) недостаточная освещенность рабочего места и экрана и недостаточная яркость объектов.

г) работа в помещении с люминесцентными лампами, в спектре которых преобладают интенсивные пики сине-фиолетового света от паров ртути.

 

При такой аберрации резко возрастает нагрузка на мозг, так как ему приходится “достраивать” нечеткие изображения на сетчатке до четких и контрастных, а на это расходуется значительная энергия всего организма.

 

Таким образом, спектральные фильтры очков должны выполнить следующие задачи:

1. Снизить хроматическую аберрацию с помощью «подавления» фиолетово-синих лучей спектра.

2. Выделить в фильтрах желто-зеленую часть спектра для устойчивого ясного видения и увеличения остроты зрения

.
Чем четче будет первоначальное изображение на сетчатке, тем легче мозгу затем его «дорабатывать», т.е. придется затрачивать меньше энергии на обработку меньшего количества исходных искажений.

 

Эти условия должны выполнить спектральные фильтры.

Желтые фильтры.

Многолетние исследования позволили установить, что наибольшее повышение остроты зрения и контрастной чувствительности будет достигнуто, если очковая линза будет иметь желтый цвет.

Важной особенностью таких желтых спектральных фильтров (линз) является следующее.

Глаз человека ощущает, что через желтые фильтры смотреть светло и комфортно.

Исследования показали, что желтые фильтры способствуют повышению остроты зрения в 1,3–1,4 раза при одновременном повышении контрастности изображений. Желтые фильтры подходят для работы с ч/б монитором, при вождении автомобиля, снижают эффект ослепленности и блесткости.

Следовательно, работать в желтых очках более комфортно, чем без них, особенно в помещениях, где применяются люминесцентные лампы.

Было установлено, что при работе в светофильтрах происходит падение чувствительности к высоким пространственным частотам (т.е. несколько снижается способность различения наиболее мелких деталей). Это можно расценивать как одно из полезных свойств спектральных очков, так как “пиксельность” контуров изображения является одной из причин зрительного утомления при работе с компьютером.

Одновременно с этим применение спектральных очков заметно облегчает восприятие низких пространственных частот (объекты среднего и крупного размера), причем этот эффект сохраняется на протяжении всего времени работы с монитором. 
Известно, что ухудшение чувствительности к низким пространственным частотам является одним из основных проявлений потери зрительной работоспособности при работе с дисплеем.
Исследования показали, что работа в спектральных очках повышает контрастную чувствительность на 19-32% (в среднем на 25%).

Цветоконтрастные фильтры.

Так принято называть светофильтры (линзы), имеющие избирательные оранжевую и сине-зеленую полосы поглощения. Установлено, что применение спектральных очков с таким фильтром облегчает обнаружение различных цветных пятен на фоне близкого цвета, т.е. возможно более быстрое обнаружение оттенков цветов, мало отличающихся друг от друга

В цветоконтрастных линзах в синей области спектра достигается меньшее ослабление потока света, чем для желтых фильтров, а в спектральном диапазоне в зелено-желто-оранжево-красной области спектра ослабление происходит по специальному закону. Сочетание таких спектральных полос со спектральной чувствительностью зеленых и красных колбочек сетчатки приводит к обострению их спектральной чувствительности.

При работе в очках с таким фильтром также снижается способность глаза различать очень мелкие детали и заметно облегчается различение объектов среднего и крупного размера. Поэтому изображение на экране мягче воспринимается глазами за счет оптимального снижения избыточной зернистости (пиксельности) контуров изображений букв, точек, других символов и графики.

Цветоконтрастные фильтры рекомендуется применять при работе на дисплее преимущественно с цветными текстом или графикой, т.е. когда необходимо обеспечить высокое качество цветоразличения и цветовосприятия различных близких оттенков цветов и одновременно снизить зрительную нагрузку за счет некоторого повышения четкости и контраста объектов. 

Использование цветконтрастного фильтра делает зрительно напряженную работу более приятной и менее утомительной. Как правило, уже после 2-недельного использования очков субъективное улучшение в работе с монитором отмечает 70-74% пользователей, а после месячного ношения – уже 84-87% пользователей.

Заключение.
Применение спектральных очков при работе с компьютерами позволяет:

1. повысить четкость и контрастность изображения на экране дисплея (при этом само изображения воспринимается глазами «мягче» за счет субъективного снижения пиксельности изображения);

2. повысить цветоразличение и цветовой контраст изображения на мониторе;

3. улучшить восприятие света от люминесцентных ламп

Работающим на компьютере становится возможным перерабатывать тот же объем зрительной информации, что и без спектральных очков, но с гораздо меньшими энергетическими затратами. При этом снижается нагрузка на орган зрения, не развивается близорукость, дольше сохраняется объем абсолютной аккомодации. 
Это в значительной мере способствует профилактике “компьютерного зрительного синдрома”.

(По материалам работы Шумилина В.К. к.т.н., доцента МГАПИ)