景豆 何書前 石春

摘要：近年來，隨著手機(jī)、平板電腦的普及和因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，很多人在工作和生活中，習(xí)慣于長時(shí)間使用電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品.網(wǎng)上查資料、 網(wǎng)上聊天、網(wǎng)上找工作、網(wǎng)上玩游戲等已成為當(dāng)今中國大學(xué)生獲取信息及休閑娛樂的重要方式。視力疲勞患者如今日漸增多。了解和分析目前電子屏幕對(duì)眼睛的影響，對(duì)長期電子屏幕使用者給予建議，對(duì)預(yù)防眼睛造成的疾病尤其重要的意義。為此本文針對(duì)手機(jī)、平板電腦屏幕對(duì)視力疲勞的影響進(jìn)行調(diào)研，并采用問卷調(diào)查法進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，利用主觀評(píng)分法與客觀測量法相結(jié)合。根據(jù)不同電子屏幕的屏幕尺寸以及實(shí)驗(yàn)對(duì)象所觀看的時(shí)間、內(nèi)容等多個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有的理論研究與技術(shù)從而得出面向電子屏的視力疲勞度的模型。

關(guān)鍵詞： 電子屏幕；問卷調(diào)查；視力疲勞度；模型實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）14-0244-04

Abstract： Nowadays， with the popularity of mobile phones， tablet computer and the rapid development of the Internet， a lot of people have accustomed to a long period of time using computers， cell phones and other electronic products in work and life. To find information online， chat online， find a job online and play games online has become today's Chinese college students are an important means for information and entertainment. Now， the vision fatigue patients are an increasing incidence. To understand and analysis of the current electronic screens for eye function which the influence of the users of a computer screen for a long times to intervene， to prevent eye diseases is particularly important. This paper in view of the mobile phone， tablet computer screen to research the influence of vision fatigue and uses the questionnaire for data collection， uses subjective evaluation method and objective measurement method. According to the screen size of different electronic screens as which as the experimental object to watch the experiment time which content and so on several aspects， combined with the theoretical knowledge and technology so as to draw the electronic screen vision fatigue model.

Key words：Electronic Screens；The Questionnaire Survey；Visual Fatigue；Model

1引言

20世紀(jì)70年代初期，瑞典Hultgreen和Kanve在一家保險(xiǎn)公司觀察50%以上的視覺顯示終端（VDT）作業(yè)人員存在著眼睛疲勞等問題之后，歐、美、日及中國的許多學(xué)者都相繼開展了VDT作業(yè)與人體健康問題的研究。20世紀(jì)70年代開始，發(fā)達(dá)國家的各種行業(yè)開始大量使用VDT.VDT作業(yè)與普通作業(yè)有很多不同，它給使用者帶來了許多職業(yè)病，如眼睛、手腕、肩、背等部位的骨骼肌和心理學(xué)方面有多種不舒服，現(xiàn)稱VDT綜合征。從20世紀(jì)80年代開始，作業(yè)主要以實(shí)驗(yàn)研究為主。與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家對(duì)比，我國對(duì)VDT作業(yè)的研究起步較晚。直到80年代，在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的作業(yè)研究的文章中絕大多數(shù)都是調(diào)查報(bào)告，真正的實(shí)驗(yàn)研究的論文較少。目前，作業(yè)研究主要存在以下的幾方面：問題缺乏比較深入的剖析、調(diào)查內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性、調(diào)查過程與方法不夠規(guī)范、實(shí)驗(yàn)研究少、研究方法單一、缺少對(duì)作業(yè)者生理心理疲勞程度的定量研究。最近幾年以來國內(nèi)外有關(guān)的研究結(jié)論，一致認(rèn)為VDT作業(yè)主要有損健康問題是眼睛疲勞、眼肌營養(yǎng)障礙和職業(yè)性應(yīng)激，而其他的一些反應(yīng)也均與VDT作業(yè)的有關(guān)。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)研究者已經(jīng)就陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）的顯示工效及影響因素進(jìn)行了大量分析，并取得了豐富的研究成果。但是目前對(duì)于電子屏幕亮度的研究主要集中體現(xiàn)在CRT和LCD顯示器的研究，缺乏對(duì)手機(jī)、平板電腦等電子屏幕及其影響因素（觀看內(nèi)容、周圍環(huán)境、屏幕亮度以及分辨率、對(duì)比度等）對(duì)視力疲勞的影響。為此選取手機(jī)、平板電腦電子屏的視力疲勞度模型進(jìn)行研究。

2 視覺疲勞測量方法

視覺顯示終端引起的視覺疲勞測量方法很多，可分為三類：主觀評(píng)分法、主任務(wù)評(píng)分法、客觀測量法。本次試驗(yàn)因條件的限制，主要采用主觀評(píng)分法。主觀評(píng)分法主要以用戶調(diào)查評(píng)分為基礎(chǔ)。通過讓被調(diào)查者完成一些任務(wù)或者回答一些問題，讓調(diào)查者積極參與，可以通過對(duì)任務(wù)完成的好壞來評(píng)價(jià)被試者疲勞狀態(tài)的變化好壞。

2.1 眨眼頻率

查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，以前的眨眼頻率都是通過照相機(jī)捕獲的，而現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，可以通過多種技術(shù)獲得眨眼頻率。Sakamoto（2009）采取EOG的方法來計(jì)算在不同作業(yè)條件下使用電子屏幕的眨眼頻率[3]。

本次實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比人在不同情況下的眨眼的頻率來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的考察。研究已經(jīng)表明：長時(shí)間的觀看電子屏幕會(huì)造成眨眼頻率減少，而眨眼頻率的減小會(huì)引起其他的相關(guān)癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)性失明。因此，人在視覺疲勞時(shí)眨眼次數(shù)減少，視覺疲勞越嚴(yán)重。

由表1可知在不同情況下眨眼頻率是不一樣的，正常情況下眨眼頻率位24次/分鐘，當(dāng)用戶在寫字時(shí)眨眼頻率為18次/分鐘，在看書時(shí)眨眼頻率為15次/分鐘，在打電腦游戲時(shí)眨眼頻率為10次/分鐘，從數(shù)據(jù)中可以看出在面對(duì)電子屏幕時(shí)眨眼頻率與正常相比較會(huì)減少。

2.2 主觀評(píng)價(jià)

主觀評(píng)價(jià)也是一種重要的測量方法。本實(shí)驗(yàn)測量眼睛疲勞的主觀評(píng)價(jià)表綜合了Heuer（1989）[2]和Rafael（2001）[3]所開發(fā)出的問卷。采用自行設(shè)計(jì)的匿名形式進(jìn)行調(diào)查。內(nèi)容包括使用電子屏幕的尺寸、每日電子屏幕的使用時(shí)間和內(nèi)容、視疲勞癥狀等，由于語言習(xí)慣和不同語言語義差別的問題， 排除掉一些不恰當(dāng)?shù)膯栴}，最終問卷概括為5項(xiàng)內(nèi)容，為了避免問卷者主觀造成的影響，因此評(píng)價(jià)量表選用了指標(biāo)制，見表2 。

每個(gè)指標(biāo)先按程度：無癥狀、不嚴(yán)重、嚴(yán)重、較嚴(yán)重分級(jí)。不嚴(yán)重：癥狀輕，休息后緩解；嚴(yán)重：癥狀經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)生活及工作，產(chǎn)生了一定的影響，必須用藥緩解；較嚴(yán)重：癥狀持續(xù)存在，嚴(yán)重影響生活及工作，用藥后不能緩解。

3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)與現(xiàn)狀分析

3.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)

本文選取海南師范大學(xué)1000名在校學(xué)生作為研究載體，使用終端APP采集和問卷調(diào)查的方式，收集一周內(nèi)移動(dòng)終端使用和眼部主觀評(píng)測數(shù)據(jù)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，所有被調(diào)查者的身體和心理狀況要求良好。其中，選擇晚上固定時(shí)段固定場景進(jìn)行測試，溫度為室內(nèi)適宜溫度23-280C，相對(duì)濕度為30%-60%，排除外部環(huán)境對(duì)眼睛的干擾，調(diào)查者與視頻顯示終端的距離為40-50厘米，而且最好雙眼平視或輕度向下注視熒光屏，排除距離對(duì)眼睛的干擾保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃钌俑蓴_的進(jìn)行。以2.2節(jié)中設(shè)計(jì)的視疲勞度綜合判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

3.2 現(xiàn)狀分析

3.2.1 電子屏幕的使用時(shí)間段

根據(jù)采集數(shù)據(jù)，因平時(shí)上課，大部分測試對(duì)象選擇晚上20點(diǎn)至23點(diǎn)使用移動(dòng)終端，如表3所示，占了86.8%；這個(gè)時(shí)段的環(huán)境因此，選出這部分的學(xué)生作為進(jìn)一步的測試對(duì)象，移動(dòng)終端屏幕的輻射以及屏幕燈光的晃動(dòng)很容易使眼睛疲勞，從而造成眼睛視力的下降。

通過表3的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)64.99%的調(diào)查者集中在晚上20：00-23：00使用電子屏幕，這很符合中國人的作息習(xí)慣，晚上是人一天中最放松的時(shí)間，上班族已經(jīng)下班了，學(xué)生們也放學(xué)了，所以此時(shí)是電子屏幕使用的時(shí)間高峰。屏幕亮度、屏幕尺寸、觀看內(nèi)容、觀看時(shí)間成為影響視力疲勞的主要原因。

3.2.2 每日累計(jì)使用電子屏幕的時(shí)間

根據(jù)調(diào)查研究表4數(shù)據(jù)顯示，被調(diào)查者每日累計(jì)使用電子屏幕時(shí)間為4.55±2.55小時(shí)，長時(shí)間地盯著電子屏幕，會(huì)引起眼睛的視覺疲勞及眼部相關(guān)癥狀。調(diào)查者中有33.78%的人群每天使用電腦超過2小時(shí)，長時(shí)間使用電子設(shè)備時(shí)需要眼部肌肉持續(xù)收縮才能看清電子屏幕，尤其容易導(dǎo)致視力疲勞，更甚至?xí)l(fā)視頻終端綜合征。

3.2.3 電子屏幕的用途

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)分析，電子屏幕的用途排在前三的依次是：78.95%的調(diào)查者主要使用電子設(shè)備聊天，78.72%的調(diào)查者主要用于看電影、聽音樂等娛樂方面，65.90%的調(diào)查者則是為了獲取有用的信息。

3.2.4電子屏幕的相關(guān)參數(shù)

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，有26.71%的調(diào)查者對(duì)電子屏幕的相關(guān)參數(shù)（屏幕的材質(zhì)、屏幕的尺寸以及屏幕的分辨率等）完全不了解，有65.53%的問卷者對(duì)自己所使用的電子屏幕的相關(guān)參數(shù)只了解一點(diǎn)，而這一點(diǎn)僅限于在網(wǎng)上百度的相關(guān)知識(shí)，并沒有做一個(gè)系統(tǒng)的深入了解，僅有7.76%的問卷者對(duì)電子屏幕的相關(guān)參數(shù)有了解，這其中還有很多是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的同學(xué)，通過上述分析發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的用戶對(duì)自己所使用的電子屏幕并沒有很好的了解，因此可以建議相關(guān)生產(chǎn)商在生產(chǎn)電子設(shè)備的時(shí)候應(yīng)該注重對(duì)電子屏幕相關(guān)參數(shù)的宣傳，使用戶能夠更為合理的選擇適合自己的電子設(shè)備。

4 基于時(shí)間的視力疲勞度模型

把視力的指標(biāo)程度作為橫坐標(biāo)，并將無癥狀作為1級(jí)，不嚴(yán)重作為2級(jí)，嚴(yán)重作為3級(jí)，較嚴(yán)重作為4級(jí)，把視力的癥狀作為縱坐標(biāo)。

4.1在使用電子屏幕累計(jì)2小時(shí)以下

當(dāng)在使用電子屏幕累計(jì)時(shí)間2小時(shí)以下時(shí)，調(diào)查者人數(shù)大致分布如下，通過分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著眼睛程度得逐漸嚴(yán)重，視力癥狀會(huì)大致遵從二次函數(shù)

如表5所示，數(shù)據(jù)擬合結(jié)果為[R2=0.9985]，表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度為0.9985，關(guān)聯(lián)程度越大，數(shù)據(jù)與函數(shù)模型匹配度越高。在眼部癥狀程度處于無癥狀和嚴(yán)重之間時(shí)，眼部癥狀患者達(dá)到頂峰，而后隨著嚴(yán)重程度的增加，患者人數(shù)開始呈現(xiàn)下降的趨勢，因此說明當(dāng)電子屏幕累計(jì)2個(gè)小時(shí)以下的時(shí)候，主要呈現(xiàn)眼痛、眼干、眼癢等相關(guān)癥狀，同時(shí)處于無癥狀和不嚴(yán)重的人數(shù)較多，短時(shí)間的注視電子屏幕對(duì)視力疲勞度的影響不大。

4.2在使用電子屏幕累計(jì)2-4個(gè)小時(shí)

當(dāng)在使用電子屏幕累計(jì)時(shí)間2-4個(gè)小時(shí)的時(shí)候，調(diào)查者人數(shù)大致分布如下，通過分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，視力的指標(biāo)程度和視力的癥狀大致遵從指數(shù)函數(shù)。

如表6所示，根據(jù)擬合結(jié)果為[R2=0.9593]，表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度為0.9593，關(guān)聯(lián)程度越大，數(shù)據(jù)與函數(shù)模型匹配度越高。隨著橫坐標(biāo)指標(biāo)程度的增加，縱坐標(biāo)反而下降，說明在問卷者使用電子屏幕4個(gè)小時(shí)以下時(shí)，主要呈現(xiàn)眼痛、眼干、眼癢、事物模糊、重影、異物感等相關(guān)癥狀，此時(shí)處于不嚴(yán)重的人數(shù)多于無癥狀的人數(shù)，嚴(yán)重與較嚴(yán)重的人數(shù)與2個(gè)小時(shí)以下的人數(shù)有了很大的增加，說明隨著使用電子屏幕時(shí)間的增加，眼部患者的人數(shù)也隨著增加，由開始的5人增加到141人，因此 建議用戶在使用電子屏幕4個(gè)小時(shí)的時(shí)候應(yīng)該及時(shí)給予眼睛適當(dāng)?shù)男菹ⅰ?/p>

4.3使用電子屏幕累計(jì)4-6小時(shí)情況分析

當(dāng)在使用電子屏幕累計(jì)時(shí)間4-6個(gè)小時(shí)的時(shí)候，調(diào)查者人數(shù)大致分布如下，通過分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，視力的指標(biāo)程度和視力的癥狀大致遵從二次函數(shù)：

如表7所示，數(shù)據(jù)擬合結(jié)果為[R2=0.8342]，表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度為0.8342，關(guān)聯(lián)程度越大，數(shù)據(jù)與函數(shù)模型匹配度越高。隨著橫坐標(biāo)指標(biāo)程度的增加，縱坐標(biāo)反而下降，說明在問卷者使用電子屏幕4-6小時(shí)，除了呈現(xiàn)之前的癥狀有30%的問卷者開始出現(xiàn)畏光、流淚、視力下降等相關(guān)癥狀，此時(shí)嚴(yán)重與較嚴(yán)重的患者增加了40%，說明隨著使用電子屏幕時(shí)間的增加，患者的眼部癥狀的程度也在快速增長，65%的調(diào)查者眼睛開始出現(xiàn)不適的癥狀。

4.4使用電子屏幕累計(jì)6小時(shí)以上情況分析

當(dāng)在使用電子屏幕累計(jì)時(shí)間6小時(shí)以上的時(shí)候，調(diào)查者人數(shù)大致分布如下，通過分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，視力的指標(biāo)程度和視力的癥狀大致遵從指數(shù)函數(shù)：

如表8所示，數(shù)據(jù)擬合結(jié)果為[R2=0.8007]，表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度為0.8007，關(guān)聯(lián)程度越大，數(shù)據(jù)與函數(shù)模型匹配度越高。隨著橫坐標(biāo)指標(biāo)程度的增加，縱坐標(biāo)反而下降，說明在問卷者使用電子屏幕6個(gè)小時(shí)以上時(shí)，75%的調(diào)查者眼睛開始出現(xiàn)不適的癥狀.部分患者眨眼頻率低于正常次數(shù)需要就醫(yī)才可以緩解癥狀。

4.5 模型驗(yàn)證

在得出模型后，選取符合本次研究條件的調(diào)查者200人，將這些調(diào)查者平均分為四組后，安排觀看相同內(nèi)容的4.6英寸手機(jī)。第一組的50名調(diào)查者觀看時(shí)間為2個(gè)小時(shí)，第二組的調(diào)查者觀看時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，第三組的調(diào)查者觀看時(shí)間為5個(gè)小時(shí)，第四組的調(diào)查者觀看時(shí)間為7個(gè)小時(shí)，每隔半小時(shí)對(duì)調(diào)查者做一次眼部觀察。觀看時(shí)間結(jié)束后，通過觀察調(diào)查者的眼部情況，發(fā)現(xiàn)第一組的調(diào)查者由于觀看電子屏幕時(shí)間較短，部分同學(xué)出現(xiàn)了眼干，眼痛等癥狀，但癥狀程度并不是很嚴(yán)重；第二組的調(diào)查者大部分開始出現(xiàn)事物模糊等癥狀，第三組的調(diào)查者開始出現(xiàn)流淚等癥狀，第四組的同學(xué)開始出現(xiàn)頭暈惡心，不能繼續(xù)觀看電子屏幕的癥狀。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)調(diào)查者的癥狀出現(xiàn)的時(shí)間以及癥狀，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)基本符合模型曲線。

即當(dāng)在時(shí)間一定的情況下，眼睛癥狀與指標(biāo)程度大致準(zhǔn)從分段函數(shù)模型。

5 結(jié)論

通過此次試驗(yàn)對(duì)使用電子屏幕引起的視覺疲勞測量進(jìn)行了研究和分析，由于實(shí)驗(yàn)條件及其實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制還有存在一些問題需要進(jìn)一步的探討。隨著電子屏幕的移動(dòng)化，人們工作、娛樂的多樣化和隨意性，對(duì)視覺疲勞造成的影響還有待進(jìn)一步研究。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)有的測量視覺疲勞的方法可能會(huì)存在或多或少的問題，也會(huì)有新的測量方法被發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，更好地測量和評(píng)價(jià)視覺疲勞，為使用者提供更有效的建議。

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