限时阅读 | 显示器护眼指南

现代人,无论娱乐还是工作,都免不了要长时间和显示设备打交道。现代社会发展迅速,人类的进化还没有适应这种长期盯着一个设备的生活,长期对着显示器腰酸背痛自不必说,更重要的是我们的眼睛也受不了。

如果你有过长时间使用显示器的经历,那么对以下的症状一定不陌生: 眼睛刺痛肿胀、干涩流泪、异物感、眼部肌肉劳累感、视线模糊、眼睛充血甚至头痛等 。而且像是少用显示器多出去走走这种建议,很多时候就是一句「有用的废话」—— 我可以少用,但工作一点都不会少。

这篇文章就带大家来看看,长时间使用显示器后产生的眼睛不适都有哪些,主要是什么原因造成的,在一定要长时间使用的情况下又有什么针对性的措施能够减少眼睛的疲劳。如果你按照文章里面的建议措施行动起来,只需一个星期就够感受到来自眼睛的祝福。

注:本文所有研究相关内容与结论可以查询结尾相关文献。

显示器造成眼睛不适的原因

要想找到上面列出症状的背后原因,方便讨论并给出针对性措施,首先我们要给这种现象下一个明确的定义。这一步已经有人帮我们做了, 计算机视觉综合症(Computer vision syndrome, 以下简称 CVS)就是由美国光学协会提出的一个症状 ,下面是它的 定义

计算机视觉综合症指的是由于长时间使用计算机、平板电脑、电子阅读器和手机引起的各种与眼睛及视力相关的问题,大部分是暂时性的,但如果没有干预会随着使用时间的增长而表现出持续性和症状加重。

造成 CVS 的原因有很多,但最根本的也是目前改变不了的原因是显示器显示的方式。

人类眼睛的对焦系统并不是为看清显示屏上由像素组成的内容。眼睛在清晰锐利边缘的内容(比如纸上的白底黑字)上对焦非常轻松,但显示器上的字是由像素点组成的,每个字从中心像素到边缘像素亮度都是相互递减的,这样字体自带了一种「模糊感」。

纸上文字对比显示器文字

人类的眼睛在这种边缘模糊的文字上很难对上焦,我们会下意识地控制眼部肌肉去让焦点对到显示器屏幕上。但这种对焦很难维持,不一会儿就放松下来,焦点落在显示器后面的某一个区域,这个焦点就叫做调视休息点(resting point of accommodation, RPA)。

调视休息点落在最右边的墙,它与显示器的距离就是调视距离(Lag of Accomoodation)

为了看清下一部分的文字或者图像内容,我们又需要控制眼部肌肉让焦点对到显示器屏幕上,接着再次放松,再次对焦,再次放松……

我们每一天可能要重复无数次上面的过程,眼部肌肉频繁紧张放松,眼疲劳自然就来了。

甚至显示设备本身就利用了人眼和大脑的错觉。通过前面的文章,我们知道显示器上面一个像素由红绿蓝三个子像素组成,它们都是 不重叠单独排列 的。之所以我们能感知到色彩,是因为我们的大脑强制把它们模糊化成一个像素,让我们看到子像素合成之后的颜色。

另外小孩子比大人更容易出现这样的情况,因为他们不仅缺少自我调节的意识,适应性强更加不易发现眼疲劳,而且很多显示器位置和角度都是为大人设计的,小孩子往往从不正确的角度去观看显示器。

其他可以纳入 CVS 的症状可以参考下图。

CVS 症状

另外下面这些因素与 CVS 有关:

  1. 环境原因 :过于干燥(空调、风扇)和多尘的环境都不利于眼睛健康,容易造成干眼、眼睛酸痛等问题。
  2. 眨眼次数减少 :正常人每分钟会眨眼 10–15 次,但盯着显示器时为了能够看清楚内容,我们的眨眼次数会迅速下降,甚至几十秒才会眨一次。缺少泪水的滋润,各种眼表问题都会出现。
  3. 眼球暴露面积增大 :我们平时阅读眼睛是向下看的,这样眼睑就会盖住部分角膜。而对着显示器时,我们是平视,这样眼球暴露面积会更大,导致泪水的蒸发量增加。
  4. 眨眼不完全 相关研究表明(结尾处文献),大部分人在使用显示器的时候,不仅眨眼次数会减少,而且眼睑通常不会完全覆盖角膜。这导致眼睛中心有一部分长时间没有受到眼泪的滋润,出现干眼等眼表问题。
  5. 性别与年龄 :相关研究表明(结尾处文献),女性干眼的几率比男性大。由于随着年龄增加眼泪分泌逐渐减少,所以绝经后女性是最容易受到显示器影响眼睛健康的群体。
  6. 隐形眼镜 :职场人士由于注重形象和外观的原因往往选择佩戴隐形眼镜。但隐形眼镜容易吸收水分,导致眼球缺水,造成一系列眼表问题。

上面是外部与环境因素,而下面则是与显示器有关的原因:

  1. 显示器分辨率:根据上面字体像素和视疲劳的联系,我们可以知道显示器分辨率越低,字体越模糊,那么对眼睛的影响也就越大。

  2. 显示器亮度与眩光:在第三章中我也有提到,北美照明协会建议环境光与工作区亮度比不能超过 1:3,也就是显示器不能比周围的光线还要亮三倍以上,否则就会对眼睛产生伤害。

    另外,外部光源产生的眩光与反射会影响眼睛看清楚图像的时间,导致更久的肌肉紧张与更加频繁的调节。

  3. 显示器刷新率:根据相关研究,显示器刷新率在 75Hz 以上才能在所有亮度范围内消除闪烁,否则画面频繁刷新带来的闪烁能够被大脑与眼睛察觉到,加剧眼疲劳,还会引起头痛等问题。另外现在大多数显示器采用的 PWM 调光也会造成闪烁问题。

使用显示器保护眼睛的措施

找到了原因,我们就可以「对症下药」了。 但是如果一个措施需要大家付出很大的精力和时间,那么它的作用就仅限于「纸上谈兵」 ,接下来我就给大家介绍几个不那么老生常谈(比如设置绿色壁纸,摆盆栽什么的)并且不需要付出太多时间精力去完成的护眼措施,同时介绍一下它为什么能够保护我们的眼睛。

工作环境

除了显示器本身,一个好的工作环境不仅能够保护我们的眼睛,更能够保护我们的身体。

首先是 环境光 的调整,需要将显示器与周围环境亮度的差异控制在 3 倍以内(显示器太亮或者太暗都不可取),并保证周围没有刺眼的光线。大部分显示器没有亮度显示,用户一般也没有专业的仪器去测量环境亮度,但是我们的手机都有亮度检测的传感器,可以利用这个传感器加上 Google 推出的 科学日志 应用检测显示器与环境亮度。

利用科学日志记录亮度

比如我检测到环境光亮度是 62 勒克斯(Lux,亮度单位),那么就可以慢慢调节显示器亮度到 120–180 勒克斯之间。

调整显示器亮度还有另外一个好处,那就是缩小我们的瞳孔直径。因为研究表明 瞳孔直径可以视作视疲劳的一种指标,瞳孔直径越大视疲劳程度越高 ,适当明亮的显示器可以使我们的瞳孔直径缩小,获取更大的对焦范围。

另外我们也可以把校色仪用支架放在桌面上,通过定时使用校色仪测光来获得调整显示器亮度的建议。

如果显示器比较靠近窗边,又不是雾面屏幕,可以考虑贴一张显示器抗反光膜来消除眩光。另外,如果室内使用空调等原因导致环境干燥,也可以使用加湿器来减缓眼泪蒸发的速度。

使用屏幕挂灯:如果你的显示器屏幕上有晃眼的光源和严重屏幕反光,还可以使用像是明基 ScreenBar 这种挂在显示器上的非对称光路设备。它不仅可以减少屏幕和环境的光比,也能起到消除反光的效果,光源只打在显示器上不会晃眼,同时还能照亮桌面。

显示器摆放

为了达到最舒服的使用状态,显示器摆放有两个要点 —— 距离与角度。

不正确的距离与角度不仅不利于保持眼睛健康,长时间工作我们的脖子和肩膀也不会舒坦,腰酸背痛的问题自然出现。

根据研究,我们眼睛与显示器最佳的距离是 90–100CM(你也可以自行测试,一米左右看显示器会更舒服)。但这明显很难办到,即使是像我自己拥有超宽的大桌子离显示器也才勉强到 80CM,我们只要记住一个原则 —— 从零到一米左右,距离越长眼睛放松时对焦点离显示器越近,对焦就越容易

我自己的使用距离

而显示器与眼睛最佳的角度是 显示器中心低于视平线 15–20 度 ,这样眼睛在观看画面时是自然的平视。如果显示器高于视平线,那么我们要抬头才能看到内容,后颈的部位会一直处于紧张状态,导致颈椎问题;如果显示器低于视平线,低头会导致角膜不能被完全覆盖,同时出现驼背等问题。

来自美国光学协会的推荐姿势

正确地休息

短暂而频繁的休息比起一下子长时间休息更有用也更方便。休息的作用主要是提供一个让眼睛放松肌肉的机会, 而休息的内容主要是让眼睛的焦点尽量放在远处 。所以与其定好计划和时间然后得不到执行,不如每次想起来就放下手头的工作让眼睛望向远处一小会儿。

增加眨眼次数

上面说到人们使用显示器的时候会不自觉的减少眨眼次数,不过我们可以通过自主控制增加眨眼次数来补偿。比如在显示器旁边贴一张便签提示注意眨眼,增加眨眼次数可以减缓眼泪的蒸发,同时滋润角膜,缓解眼睛干涩。

其它

显示器本身的选择:根据上面我们列出的原因,可以很明显的看到我们需要使用怎么样的显示器 —— 高分辨率,高刷新率,调整字体大小。

高分辨率显示器配合大一号的字体,可以减少字体边缘的模糊,让眼睛更容易对焦。而高刷新率就可以消除闪烁带来的不适感,现在的商用显示器也普遍达到了 75Hz 以上的刷新率,不一定要购买游戏显示器。

补充营养:相信大家都知道维生素 A 护眼了,其实护眼的还有叶黄素,氨基酸等。但 绝对不建议 大家专门去买维生素片之类的各种补充剂来吃,只需要平常吃饭的时候注意多吃点绿色蔬菜就好,过量的补充反而会导致其他的问题。

使用护眼设备:为了保护眼睛,我们还会使用很多护眼设备,比如各种膜、眼镜、眼药水等。下一节我就跟大家探讨一下各种护眼设备有没有作用,值不值得购买。

另外,如果大家想要了解系统自带的深色模式与显示器常见的护眼功能对自己的眼睛有啥影响,也可以看看 Power+ 1.0 的文章《 深色模式对视疲劳和效率的影响 》。

各种护眼设备有没有必要?

市面上有各种各样打着显示器护眼旗号的商品,接下来我就挑几样来说说他们究竟有没有用,值不值得购买。

这些设备大部分都针对两个现象 —— 蓝光、闪烁(PWM 调光),和一个症状 —— 视疲劳。前两个名词相信经过这么多年商家的狂轰滥炸,大家应该都有所耳闻,如果你觉得了解的不够清楚,可以看一下下面我简单的科普。

蓝光是指波长在 400–490nm 波段的可见光,也就是下面这种:

光谱中的蓝光(From EyeSafe)

而当蓝光在 415–450nm 时,长时间接触会导致视网膜产生光化学损伤,并容易导致视网膜病变 (补充叶黄素后损伤可以缓解)

PWM 调光(Pulse Width Modylation, 脉冲宽度调制)在显示器上是通过背光 LED 不停闪烁,控制 LED 亮和灭的时间来达到控制亮度的目的。调低亮度,LED 灭的时间变长,调高亮度 LED 亮的时间变长,每秒切换次数就是 PWM 的频率。

PWM 调光原理

与此相对的则是 DC 调光,DC 调光通过控制电压大小来控制 LED 亮度,没有频闪的问题。之所以大家都不用 DC 调光,是因为它存在着结构复杂,调光精度低,低亮度颜色漂移,耗电等缺点。

现在国家已经禁止售卖传统 CCFL 背光的显示器,目前市面上销售的 LED 显示器大部分都是 PWM 调光。上面说到人眼和大脑能够察觉到闪烁,超过 75Hz 以上眼睛就感觉不到了,但是我们的大脑和视网膜能却够感觉 200Hz 以上的闪烁(因人而异)。

这就导致我们看画面是连续的,但视网膜和大脑还是察觉到他是有一张张图片组成,于是视网膜会更加频繁的控制眼部肌肉,这就是为什么有的人看低频 PWM 调光显示器时特别容易累,头痛。

注:可以在显示器前面通过小风扇或者摇动手指,扇叶或者手指残影越明显 PWM 频率越低。

护眼膜(不推荐)

首先说的就是很多人购买的护眼膜,许多商家号称能够抗蓝光甚至防辐射。

某护眼膜商品详情

其实它们中大部分就是一块偏蓝紫色的亚克力塑料片,还有一种钢化膜类型的抗蓝光膜,就跟我们手机平时贴的膜一样。它们抗蓝光能力也就比一张塑料膜强点有限。而且还会严重影响显示器的清晰度与色彩,亚克力表面也容易刮花,使用起来各种难受,个人严重不推荐购买。比起这个,下面介绍的抗蓝光眼镜更靠谱。

抗蓝光眼镜(推荐)

另一个大热门的显示器护眼产品就是抗蓝光眼镜了,其实它的原理非常简单。

常见的抗蓝光眼镜分为反射和吸收两种原理,反射型的眼镜是通过在镜片上涂上一层可以反射蓝光的涂料/膜达到过滤蓝光的效果,特点是本身可以保持透明(有非常淡的黄色);而吸收型的眼镜则是通过特殊的镜片材料吸收蓝光,镜片本身会带有一点浅黄色,比如我自己在用的某米抗蓝光眼镜就是这一类型。

我的抗蓝光眼镜

从上面的原理我们就可以看到, 它们的确是能够过滤蓝光的 。虽然无论哪种类型都会导致眼睛看到的画面变黄,但只要你的工作对颜色准确度要求不高,长时间面对显示器的情况还是十分推荐购买一副保护眼睛。

防辐射眼镜(不推荐)

通常和抗蓝光眼镜并存的则是所谓的抗辐射眼镜。它们通通都号称能够减少辐射,先不说显示器的非电离辐射对我们到底有没有危害,凭一副眼镜就能过滤掉辐射也是不太可能的。

大部分正规的厂家在卖抗蓝光眼镜时,也不会宣称自己能够减少辐射。所以防辐射眼镜只是个噱头,不推荐购买防辐射眼镜,在购买抗蓝光眼镜时也不要把它作为参考因素。

眼药水与人工泪液(谨慎使用)

眼药水与人工泪液也是大家放松眼睛时的热门选择,而且他们的原理也非常简单 —— 给眼睛提供营养和水分。

听起来好像十分有用可以购买对吧,但有需要特别注意的重点。那就是 为了延长保存时间,大部分眼药水与人工泪液都添加了防腐剂

眼药水上的防腐剂成分

另外很多眼药水还会添加冰片等物质来给人清凉的感觉,这些物质和防腐剂都会对眼角膜产生毒性。如果你一有不适就滴有防腐剂的眼药水或者人工泪液, 长时间下来不仅没有缓解症状,还特别容易产生眼睛干涩流泪模糊甚至药物性结膜炎等病变

所以使用眼药水与人工泪液本身是有好处的,但一定要购买没有防腐剂的产品。方法是购买时咨询客服或者相关人员,查看成分表,或者看产品是否是一次性的单独包装或专利包装。

一次一只的人工泪液

对眼睛有好处的小动作

最后给大家说一说对眼睛有好处的四个小动作,保护眼睛其实非常简单。

  • 闭上眼睛,控制眼球缓慢转圈圈,或者快速左右移动即可。
  • 我们也可以将手指放到眼睛前面能够看清楚的距离,快速将焦点在手指与背景之间来回切换。
  • 用力闭上眼睛坚持 10 秒再睁开眼睛,如此循环。
  • 闭上眼睛让眼睛颤抖,然后以每秒一次的速度眨眼 10 秒。
护眼小动作,来自 NDS 眼力锻炼游戏 DS 眼力トレーニング

视频来源: NDS Eye relaxation exercise

这些动作既不占用时间也不需要外部条件,什么时候想起来做就可以挑选其中几组做一下,利用这些动作放松眼部肌肉。

总结

这篇文章给大家总结了使用显示器会如何影响眼睛,背后的原理是什么,又有哪些不会给生活带来过多麻烦的护眼措施。我一直认为太过复杂和繁琐的方法相当于没有,做部分简单的护眼措施好过一点也不做。眼睛比我们想象中的要更坚强,只需要给它带来一点点呵护就能在短时间内看到效果,希望这篇文章让大家能够更好的保护自己的心灵窗口。

参考文献

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