Компьютер, зрение и безопасность

В июне этого года в Москве — под эгидой ООН и усилиями мэрии Москвы — прошел Международный конгресс по проблемам окружающей среды. На нем впервые среди других серьезных проблем современной цивилизации обсуждался вопрос о влиянии компьютеров на здоровье человека. Бурно растущая компьютеризация принесла с собой так называемый “компьютерный зрительный синдром”: миллионы людей — и взрослых, и детей — стали жаловаться на ухудшение зрения.

У офтальмологов непрерывно растет поток пациентов с таким синдромом, и, чтобы решить эту проблему, требуются совместные усилия медиков, физиологов и инженеров. Зрительная система человека, как оказалось, плохо приспособлена к рассматриванию картинки на экране дисплея. В течение миллионов лет эволюции она сама приспосабливалась для восприятия предметов исключительно в отраженном свете.

Приматы — обезьяна и человек — приобрели в результате этой эволюции весьма совершенное цветовое зрение и прекрасно различают, к примеру, желтый банан или оранжевый апельсин на фоне густой зелени деревьев. Однако ни банан, ни апельсин, ни листва не светятся: они видны в отраженном солнечном свете. Уже возникшая в древние века письменность в какой-то мере противоречила зрительной системе человека, вовсе не рассчитанной на чтение книжек и рассматривание картинок. И все же эта задача оказалась относительно физиологичной и не слишком далекой от “банановой”.

Куда большие проблемы принесло человечеству появление в двадцатом веке электронно-лучевой трубки: изображение на светящихся экранах телевизоров и дисплеев принципиально отличается от букв и рисунков на листе бумаги. Даже экран современного телевизора неестественен для нашей зрительной системы, но на нем хотя бы цветная картинка рассматривается целиком: сюжет, общий план, динамика событий. Необходимости напрягать зрение, дабы разглядеть, например, булавку в галстуке ведущего телевизионных новостей, обычно не возникает.

Другое дело — дисплей компьютера. Весь смысл работы с ним — ввести или прочитать текст, нарисовать или изучить детали чертежа. А это, как выяснилось,— тяжелейшая зрительная работа, и молоко за вредность здесь не спасает. В этом плане компьютерные игры оказались ближе к работе на компьютере, чем к просмотру телепередач, поскольку и расстояние до экрана при игре невелико, да и детали изображения весьма существенны. Не менее опасны и игровые приставки к телевизорам, а также игровые автоматы. Изображение букв, цифр и рисунков на экране дисплея составлено не из непрерывных линий, как на бумаге, а, подобно мозаике, из точек, к тому же светящихся и мерцающих (см. “Наука и жизнь” № 5, 1998 г.). Четких границ эти точки не имеют, а потому знаки и линии гораздо менее контрастны, чем в книге.

Еще менее контрастными делает их внешнее освещение, без которого, однако, работать на компьютере тоже вредно, хотя и по другим причинам. Появление цветных мониторов сделало особенно важным подбор сочетаний цветов изображения и фона. И если дисплей дешевый, то есть невысокого качества, то “считывание” текста или чертежа становится в этом случае сверхтяжелой зрительной работой. У пользователя неизбежно ухудшается зрение, появляется головная боль, утомление, двоение изображения — короче говоря, возникает тот самый “компьютерный зрительный синдром”. Взрослые, правда, после прекращения работы и определенного периода отдыха от всех этих симптомов обычно избавляются без последствий.

По мнению офтальмологов, даже длительная и напряженная работа на компьютере не вызывает у взрослых серьезных глазных заболеваний. Иначе обстоит дело с детьми. Зрительный аппарат ребенка несовершенен и продолжает формироваться, и потому санитарные нормы жестко регламентируют допустимое время его работы на компьютере — в зависимости от возраста. Но поскольку оторвать ребенка от компьютерной игры чрезвычайно трудно, то и нормы эти соблюдаются редко, а в результате зрение его ухудшается. Нельзя не отметить, что качество восприятия компьютерного изображения, а стало быть, и зрительное утомление от работы с ним во многом зависят и от ряда внешних факторов.

На стекле экрана нередко образуются блики от источников света, от светлой одежды, от светлых стен и корпусов аппаратуры. Такие блики маскируют изображение на экране и даже могут сделать невидимыми отдельные его участки. А то, что оператору приходится смотреть не только на экран, но и на клавиатуру компьютера, а иногда и на другие объекты — например, на текст или на чертежи на бумаге, и то, что все они освещены по-разному, создает для зрения дополнительную нагрузку. Убрать блики и повысить контрастность изображения можно при помощи защитных контрастирующих антибликовых фильтров, но не все из них обладают этими свойствами на самом деле. И потому очень важно проверять при покупке фильтра наличие паспорта с результатами проверки именно этого образца. Коэффициент его зеркального отражения должен быть не более 1%, а коэффициент пропускания — 35-40% при низкой освещенности и 55-60% при высокой. Зрительный дискомфорт, однако, проявляется не только при использовании дисплеев на электронно -лучевых трубках.

Он может возникать и в случае применения жидкокристаллических и газоразрядных дисплеев, а также дисплеев, выполненных на любых других физических принципах. Но только в тех случаях, когда неверно выбраны визуальные параметры прибора и световой климат рабочего места. Их совокупность в значительной мере определяет “эргономическую безопасность компьютеризации”, которая ничуть не менее, а в чем-то даже более важна, чем электро- или пожарная безопасность. При этом, как показали исследования, отдельные технические параметры дисплеев вовсе не гарантируют ни комфортности работы человека, ни ее эффективности.

Значение имеют лишь их оптимальные и допустимые сочетания, которые и внесены в новые Государственные стандарты России. Разработанные под руководством испытательного центра “Элита” при Московском государственном институте электроники и математики (технический университет), они содержат требования к основным визуальным параметрам дисплеев и условиям работы с ними: к яркости, неравномерности яркости, контрастности, мельканию и дрожанию изображения, геометрическим и нелинейным искажениям, внешней освещенности и т. д.— всего 20 параметров.

Новые стандарты утверждены и в 1997 году введены в действие, и теперь, согласно их требованиям, должны проверяться все изготовляемые и ввозимые в Россию, все продаваемые и устанавливаемые дисплеи. Постановление Правительства России сделало эту процедуру, которая называется “сертификацией дисплеев по требованиям эргономической безопасности”, обязательной с 1 октября 1998 года, и, может быть, она хоть в какой-то мере защитит нас и наших детей от мутной волны низкокачественных дисплеев и компьютеров.

А сегодня российские ученые пытаются решить проблему “совмещения” компьютера со зрительной системой человека. В Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН создали, например, с этой целью так называемые компьютерные очки.

Дело в том, что спектры излучения покрывающих экран люминофоров не совсем соответствуют спектрам поглощения зрительных пигментов в колбочках сетчатки глаза, которые, собственно, и ответственны за наше цветовое зрение. Оно, как было установлено еще в 1802 году английским врачом и физиологом Томасом Юнгом,— трихроматическое, то есть основано на возбуждении трех разных типов колбочек — чувствительных клеток сетчатки глаза (см. “Наука и жизнь” № 10, 1997 г.).

Относительно недавно гипотеза Юнга была подтверждена и на генетическом уровне: у человека, оказывается, имеются колбочковые гены трех типов, каждый из которых кодирует свой спектральный тип колбочек. “Неестественные” спектры излучения люминофоров могут в немалой степени отличаться от спектров восприятия фоторецепторов, и именно для совмещения этих спектров предназначены компьютерные очки.

Стекла их можно окрасить так, чтобы они корректировали спектры излучения люминофоров до соответствия цветовому восприятию человеческого глаза. Расчеты необходимых спектральных характеристик были проведены в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН физиологом, кандидатом биологических наук П. П. Заком, и на их основании разработаны окрашенные очки с тремя узкими полосами оптического пропускания в области основных цветов спектра. Линзы для этих очков с необходимыми спектральными покрытиями изготовило оптическое производство фирмы “Лорнет-М”, а затем компьютерные очки проходили испытания у офтальмологов и оптометристов.

Группа инженеров-конструкторов, занимавшаяся компьютерной графикой не менее четырех часов в день, пользовалась этими очками в течение месяца под наблюдением профессора Ю. З. Розенблюма и его коллег из московского Института глазных болезней им. Гельмгольца. И хотя задачи “совмещения” в целом компьютерные очки не решают, но все же почти все работали в них более эффективно и уставали меньше. Комплекс всех проблем эргономической безопасности компьютеризации будет существовать еще долго: вряд ли целесообразно ждать, пока орган зрения человека приспособится не только к “банановому”, но и к “экранному” изображению.

А между тем в ряде стран компьютерной обработкой информации занимается до 70% всего работающего населения. Со временем это будет и у нас. Остается возможность максимальным образом “подогнать” компьютер и дисплей к физиологическим требованиям глаза и мозга человека, и с этой целью в России под эгидой Российской академии наук и под руководством академика О. М. Нефедова разрабатывается комплексная программа “Компьютер и зрение”.

Одной из наиболее интересных задач этой программы станет создание “персональной дискеты пользователя”, с помощью которой можно будет протестировать состояние собственного зрения и получить ряд вполне конкретных и относящихся персонально к вам рекомендаций. Например, выяснить, какие именно компьютерные очки вам следует заказать, сколько времени лично вы можете работать на компьютере и когда должны делать перерывы, появился ли уже у вас компьютерный синдром и сможете ли вы справиться с ним сами или вам пора обратиться к врачу.

А одна из программ на такой дискете сможет предупредить вас о необходимости перерыва и даже сама отключит компьютер, если вы явно перенапряглись и нуждаетесь в отдыхе. При помощи этой дискеты можно будет отрегулировать параметры экрана — цвет, яркость, контрастность и т. д.— в соответствии с потребностями зрительной системы конкретного человека и тем самым обеспечить безопасность и комфорт работы с компьютером.

Особенно важно это для детей. Экономическая же целесообразность просто очевидна: сохраняется здоровье наиболее квалифицированной и перспективной части нашего населения.