СоцОбраз:Спектральная коррекция зрения при работе с компьютером

Материал из ИОТ Вики - проекта сетевого социально-педагогического сообщества "СоцОбраз"

Перейти к: навигация, поиск

На протяжении последних лет Институтом биохимической физики РАН и МНИИ глазных болезней им. Гедьмгольца проводятся совместные исследования по оптимизации зрительных функций с помощью спектральной коррекции, т.е. при использовании окрашенных очковых линз с определенными полосами поглощения в видимой части спектра. К настоящему времени разработаны спектральные очки для некоторых видов глазных заболеваний и для ряда зрительно-напряженных профессий. Медицинские испытания таких очков показали, что их применение позволяет повысить остроту зрения и контрастную чувствительность и ослабить эффекты слепящего действия света. Соразработчиком и производителем таких очков является оптическая производственная фирма "Лорнет-М". Мы предприняли попытку применить этот же подход для повышения зрительной работоспособности при работе с монитором, т.е. создать спектральные компьютерные очки для облегчения считывания цветной графической информации с экрана монитора. Компьютерное изображение отличается от естественных зрительных объектов по целому ряду параметров, и эти несоответствия являются наиболее вероятной причиной зрительного дискомфорта пользователя. Одним из таких несоответствий является характер спектрального распределения излучения существующих люминофоров для наиболее распространенных трубок типа SVGA. Так, спектр излучения зеленого люминофора охватывает почти весь видимый световой диапазон, что ограничивает возможность точной цветопередачи смешанных цветов. Спектр излучения красного люминофора очень узок и сдвинут в дальнюю красную область с максимумом излучения 620 нм - 630 нм. В результате, спектральное распределение света при белом свечении экрана (наиболее рациональная смесь трех видов люминофоров) существенно отличается от принятого в светотехнике белого освещения. А именно, яркость белого экрана монитора в полосе 570 нм -615 нм в 3 раза ниже, чем в остальных областях видимого спектра. Кроме этого, длинноволновое положение спектра излучения красного люминофора неизбежно расширяет диапазон хроматической аберрации глаза, что должно сопровождаться сопутствующим повышением аккомодационной нагрузки. Известным техническим приемом, позволяющим компенсировать недостатки такого рода, является введение светофильтров-корректоров. Были произведены расчеты спектральных характеристик нескольких вариантов светофильтров, позволяющих произвести необходимую коррекцию спектрального состава излучения монитора. На основании этих расчетов, оптическим производством фирмы "Лорнет-М", были произведены соответствующие очковые линзы с нужными спектральными покрытиями, которые были представлены к следующим офтальмоэргономическим испытаниям. Исследования проводились с участием инженеров-конструкторов, работающих с компьютерной графикой более 4-х часов в день. Контрольная группа (без использования спектральных очков) состояла из 15 человек, и основная группа (пользующаяся спектральными очками) состояла из 23 человек. Время наблюдения составляло от 1 до 6 месяцев. Измерялись: объем абсолютной аккомодации, пространственная контрастная чувствительность, критическая частота слияния мельканий, время обнаружения мелких красных пятен в центре поля зрения на синем фоне. Измерения проводились ежедневно в начале и в конце рабочего дня. Кроме этого, проводилось анкетирование участников по субъективной оценке эффективности спектральных очков. Более подробное описание методики и результатов приведено в работе АА.Фейгина, П.П.Зака, Т.А.Корнюшиной, Ю.З.Розенблюма, Л.И.Нестерюка, П.Е.Голикова "Применение у пользователей дисплеев очков со спектральным фильтром (Физиология человека, 1997. Т. 23). Наиболее апробированным тестом для подобных оценок являются измерения параметров аккомодации. Согласно этим измерениям применение спектральных очков в значительной мере снижало аккомодационную нагрузку. Так, непосредственно сразу после надевания очков дальняя точка ясного видения отодвигалась на 0,7 + 0,12 дптр, положение ближайшей точки не изменялось. При этом объем аккомодации увеличивался в среднем на 0,69 + 0,1 дптр. При обычной четырехчасовой работе с монитором наблюдалось, связанное со зрительным утомлением, усиление рефракции глаза: приближение дальней и ближней точки ясного видения, примерно, на 0,25 дптр. При использовании очков 4-х часовая работа с монитором наоборот приводила к уменьшению рефракции: удаление ближней и дальней точек, примерно на 0,25 дптр, без изменения объема аккомодации.

Спектральные очки, как и любой светофильтр, несколько снижают яркость экрана, что сопровождается падением чувствительности к высоким пространственным частотам (способность различения наиболее мелких деталей). Это можно расценивать как одно из полезных свойств спектральных очков, так как по существующим данным избыточная четкость зернистости ("пиксельность") контуров изображения является одной из причин зрительного утомления при работе с компьютером. Основным результатом, полученным нами при исследовании контрастной чувствительности, является то, что 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. По данным работы Н.Н.Павлова, М.В.Даниловой, Ю.Е.Шелепина, В.К.Малетина, С.В.Сосновского, С.Г.Амельяновой "Оптимизация системы человек - дисплей" (Техника кино и телевидения, 1989, №11) ухудшение чувствительности к низким пространственным частотам является одним из основных проявлений потери зрительной работоспособности при работе с дисплеем. В этой связи, повышение чувствительности к низким пространственным частотам при использовании спектральных очков можно расценивать как положительный компенсационный эффект, препятствующий потере зрительной работоспособности. При измерениях критической частоты мельканий выяснилось, что она не изменяется в течение трудового дня при работе с монитором. Был использован визуальный тест по оценке зрительного утомления, которое оценивается по порогово - различимой яркости мелких красных пятен, предъявляемых в центре поля зрения синего цвета. Как оказалось, этот показатель не изменялся в течение рабочего дня, хотя спектральные очки существенно облегчали обнаружение этих пятен. Причем, систематическое ношение спектральных очков на протяжении 6 месяцев приводит к постоянному улучшению различения этих пятен. Сущность этого явления вероятнее всего связана с тем, что спектральные очки способствуют аккомодационной адаптации к аберрационной разнице в фокусировке красного и синего люминофоров. После 2-недельного использования очков субъективное улучшение в работе с монитором отметили 74% пользователей, и после месячного ношения - 87% пользователей. Также были проведены отдельные измерения цветоконтрастных свойств очков в желто-оранжевой области спектра. Было выявлено, что применение спектральных очков облегчает обнаружение цветных пятен на фоне близкого цвета.

Результаты исследования: подтверждена эффективность применения спектральных очков для оптимизации зрительных функций при работе с цветными дисплеями. Их использование делает работу за компьютером менее утомительной.

Зак Павел Павлович - ведущий научный сотрудник лаборатории физико-химических основ рецепции Института биохимической физики Российской Академии Наук, доктор биологических наук

Фейгин Александр Аркадьевич - руководитель отделения промышленной офтальмоэргономики Московского научно-исследовательского института глазных болезней им. Гельмгольца, доктор медицинских наук.

Подробная информация на сайте http://rosmedcom.ru