3. Восприятие информации с монитора требует повышенного внимания, что является причиной длительного напряжения глазных мышц. С другой стороны, для восприятия информации глазом необходимо обеспечить его подвижность.
4. Повышенное внимание приводит к большим нагрузкам на зрительную систему.
5.2 Формирование изображения на мониторе
При выборе монитора необходимо руководствоваться в первую очередь соображениями безопасности. Для того чтобы привести характеристики, от которых зависит качество монитора, необходимо знать особенности формирования изображения на экране дисплея.
Четкость изображения зависит от разрешающей способности монитора. Четкость определяется количеством точек по горизонтали и по вертикали, которые способен воспроизводить монитор. Разрешающая способность связана со стандартами мониторов следующим образом: VGA – 640´480; SVGA – 800´600; XGA – 1 024´768; EVGA – 1 280´1 024. Четкость изображения зависит от расстояния между дискретными точками люминофора, покрывающего внутреннюю сторону экрана кинескопа. Расстояние между точками люминофора одного цвета в зависимости от вида монитора колеблется от 0,25 до 0,41 мм.
Кроме того, четкость зависит от типа маски – специального слоя, который находится перед слоем люминофора. Она служит для предотвращения наложения точек люминофора, имеющих разный цвет. Маска бывает трех типов: теневая (тонкий металлический лист с круглыми отверстиями); апертурная решетка (имеет эллиптические отверстия); щелевая маска (занимает промежуточное положение между теневой маской и апертурной решетекой).
При интенсивной работе с графикой при разрешении 1 024´768 рекомендуется шаг 0,25...0,26 мм. В остальных случаях возможно использовать мониторы с разрешением 1 024´768 с шагом 0,27 ... 0,28 мм.
Частота кадров определяется тем, что изображение на мониторе периодически обновляется. Стабильность изображения является результатом двух факторов: инерционности зрения человека и инерционности монитора. Существует критическая частота, при которой изображение воспринимается как неизменное. Значение критической частоты зависит от индивидуальных особенностей человека. Проверена и независимо подтверждена нижняя устанавливаемая граница критической частоты в 75 Гц [8].
Разрешающая способность и частота смены кадров взаимосвязаны. Это обусловлено тем, что в единицу времени на экране может быть воспроизведено ограниченное количество точек.
5.3 Особенности функционирования зрительной системы оператора
Любой пучок света, отраженный экраном дисплея и попавший на оболочку глаза, создает блики. Чем выше отражающая способность экрана, тем больше блики. Допустимо значение коэффициента отражения экрана, которое не превышает 1 %. Для уменьшения отражения используют темное и тонированное стекло; специальную химическую обработку лицевой поверхности; травление; нанесение на поверхность монитора слоя диэлектрика; цилиндрические (или вертикально-плоские экраны) ЭЛТ (например, Trinitron и Diamond-Tron). Лучшими антибликовыми свойствами обладают плоские прямоугольные экраны. Для предотвращения бликов необходимо правильно выбрать размещение рабочего места. Специальные подставки, которыми снабжаются мониторы, позволяют так отрегулировать положение монитора, чтобы уменьшить блики.
Границы видимого пространства, в пределах которого возможна проекция изображения на сетчатку глаза, при фиксированном взгляде называют полем зрения. Границы поля зрения сужаются при уменьшении яркости и размеров объекта, при утомлении и воздействии неблагоприятных факторов внешней среды.
Все яркости сигналов, с которыми имеет дело оператор при работе с дисплеем, значительно превышают минимальный уровень светового воздействия (несколько квантов света). Верхний предел интенсивности светового сигнала, которая ещё не нарушает нормальную работу анализатора, составляет 10 000 кд/кв.м. Но крайние значения энергии сигнала утомительны для глаза. Так, признаком ненормально большой яркости изображения на сетчатке является возникновение последовательных образов, которые значительно снижают способность глаза видеть. Нижней комфортной границей уровня яркости светящихся сигналов можно считать 30 кд/кв.м.
На эффективность считывания информации с экрана контрастные отношения влияют сильнее, чем воспринимаемая яркость сигнала. Контрастная чувствительность глаза зависит от яркости фона, площади сигнала и его длительности. Если объект темнее фона, контраст называют прямым, если ярче фона — обратным. Продуктивность операторской деятельности повышается при прямом контрасте. При этом в отличие от обратного контраста освещенность фона может быть адаптирована к окружению, что уменьшает необходимость переадаптации глаза и снижает отражение экрана. При обратном контрасте яркостный контраст должен находиться в пределах 85...90% с возможностью регулировки яркости знака, а при прямом контрасте — 75...80% с возможностью регулировки яркости фона экрана. Контраст зависит от окружающего освещения. При работе с дисплеем в условиях обратного контраста с ростом освещённости окружающей среды снижается контраст знаков и увеличивается отражение от поверхности экрана, ухудшая тем самым качество изображения.
При утомлении, эмоциональном возбуждении может нарушаться адекватность реагирования на сигнал: оптимальные прежде стимулы становятся неоптимальными. По этому при проектировании дисплея следует предусмотреть возможность обязательного регулирования сигналов по интенсивности (яркости, контрасту), чтобы они были в каждый момент оптимальными для человека.
Максимальное проявление остроты зрения находится в желто-зеленой области спектра, скорость различения цветных светящихся знаков минимальна для крайних цветов спектра, при увеличении насыщенности цвета символы воспринимаются лучше.
Мелькание утомляет глаза. Для того, чтобы световые импульсы воспринимались как непрерывный сигнал, скорость регенерации должна быть равна или выше критической частоты мельканий. Мелькания небольших полей исчезают, когда наблюдатель отодвигается от дисплея на такое расстояние, при котором глаз интегрирует всю информацию на экране. Скорость регенерации на экране ЭЛТ должна быть: от 25...35 Гц до 50...60 Гц для обратного контраста и не менее 80 Гц для прямого контраста. Если мелькания используют для привлечения внимания, то частота прерывистого сигнала может составлять от 3 до 5 Гц [9].
Скорость передачи информации человеку должна не превышать его пропускной способности и быть достаточной для поддержания его активности на высоком уровне. Если объем информации превышает возможности человека, её следует передавать порциями. Каждая порция должна соответствовать объему оперативной памяти, а интервалы времени между порциями должны быть достаточными для преобразования поступающей информации. В данном ПК используется постраничный режим вывода информации с переходом на следующую страницу по нажатию клавиши.
При работе оператора, требующей концентрации внимания на выполняемом задании и статичной позы в течение длительного времени, возникает ощущение напряжённости и усталости. При работе с дисплеями наблюдается перенапряжение зрения, головные боли и общая усталость. На первом месте стоит зрительный дискомфорт, затем следует усталость мышц спины, головы, плеч.
Развитие утомления связано в первую очередь со снижением эффективности работы тех систем, которые непосредственно включены в процесс деятельности. При работе с дисплеем особенно важно продумать рациональную организацию режима труда и отдыха: получасовой перерыв после каждых двух часов непрерывной работы за дисплеем или 15-минутный период отдыха на каждый час работы [10].
5.4 Воздействие излучений от дисплея
Следует особо подчеркнуть очень вредное для здоровья человека электромагнитное излучение, которое излучает дисплей компьютера. Электромагнитные излучения мониторов представляют собой совокупность перечисленных ниже излучение и полей.
Электростатическое поле есть проявление высокого положительного потенциала, который подается на внутреннюю поверхность экрана. Электромагнитные излучения являются результатом работы сетевых источников питания, частота которых находится в пределах от 50 Гц до 10 МГц. С наружной стороны к экрану притягиваются частицы пыли, заряженные отрицательно. По этой причине внешнюю поверхность экрана (защитного фильтра) требуется заземлять. В последнем случае напряженность электрического поля может быть значительно снижена.
Исходя из сказанного выше, возникает необходимость находить пути ослабления электромагнитного излучения.
Три года назад ЕЭС издало директиву ISO 9241: “Любое создаваемое монитором излучение, за исключением видимого света, должно быть доведено до уровня, при котором оно практически не влияет на состояние здоровья и безопасность работника”. В первой половине 80-х годов в Швеции по предложению правительства начались исследования условий работы за экранами видеомониторов. Испытания проводились Национальным советом по измерениям и испытаниям SWEDAC (старое название MPR) в сотрудничестве с Национальным советом по технике безопасности и гигиене труда и Шведским институтом по защите от излучений. В результате появились два руководства – MPRII 1990:8, в котором предложены методики испытаний, и MPRII 1990:10, являющиеся руководством для пользователей. Более жестокие требования к качеству дисплеев предъявляют стандарты Шведской конфедерации профсоюзов TCO 92 и TCO 95. Основным отличием второго являются дополнительные требования не только к процессу эксплуатации, но и производству мониторов. Разработанные требования стали эталоном для производителей мониторов. Допустимые уровни излучений персонального компьютера приведены в табл. 5.1.