Как улучшить зрение - Линзы для очков

Человеческий глаз может воспринимать только видимый диапазон электромагнитного спектра; за пределами этой ограниченной области электромагнитное излучение не вызывает у человека зрительных ощущений или, другими словами, является для него невидимым. Примыкающие к нему диапазоны – ультрафиолетовый (УФ) и инфракрасный (ИК) – представляют потенциальную опасность для органа зрения человека. В настоящее время существуют специальные красители и покрытия, которые надежно отфильтровывают лучи УФ - и ИК-области спектра, не позволяя им проникать в глаза. На границе c ультрафиолетовым диапазоном, в начале видимого, находится диапазон коротковолнового излучения – это синий свет, который согласно современным представлениям тоже опасен для глаз, поскольку его продолжительное воздействие может вызывать те же заболевания, что и воздействие ультрафиолетового излучения.

Как возникает ощущение цвета у человека?

Под цветом понимается субъективная качественная характеристика электромагнитного излучения видимого оптического диапазона, определяемая на основании возникающего у человека физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. На индивидуальное восприятие цвета влияет его спектральный состав, цветовой и яркостный контраст с окружающими источниками света, а также с несветящимися объектами. Для оценки восприятия цвета очень важны особенности человеческого глаза, а также психики.*

Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении цветочувствительных клеток – рецепторов глазной сетчатки человека. По современным представлениям в сетчатке глаза имеется три вида рецепторов, максимум спектральной чувствительности которых находится соответственно в красной, зеленой и синей областях спектра.** Светочувствительность рецепторов невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточная освещенность или яркость. Согласно существующей трехкомпонентной теории цветового зрения каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трех цветов. Интересно, что у птиц и рептилий зрение четырехкомпонентное и включает в себя рецепторы УФ-излучения с длиной волны свыше 300 нм.

Кроме того, субъективное восприятие цвета зависит от яркости, адаптации глаза к фоновому свету, цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов, а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета), и от ряда других психологических моментов.

Какие цвета входят в видимый диапазон излучения?

Спектр видимого излучения имеет непрерывный характер, а хорошей демонстрацией составляющих его цветовых диапазонов является такое природное явление, как радуга (см. табл. ***). Первым разложил непрерывный спектр видимого излучения на семь цветов Исаак Ньютон (1643–1727), однако само это разбиение достаточно условно и во многом случайно. Предполагают, что Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве, что и послужило причиной выделения именно семи цветов. В XX веке Освальд Вирт (1860–1943) предложил восьмичленную «октавную» систему и ввел два зеленых цвета: холодный, морской, и теплый, травяной, но большого распространения эта система не получила.

Цвет	Диапазон
Длинна волн, НМ	Частота, ТГц	Энергии фотонов, эВ
Красный	625–740	480–405	1,68–1,98
Оранжевый	590–625	510–480	1,98–2,10
Желтый	565–590	530–510	2,10–2,19
Зеленый	500–565	600–530	2,19–2,48
Голубой	485–500	620–600	2,48–2,56
Синий	440–485	440–485	440–485
Фиолетовый	380–440	790–680	2,82–3,26

Практическая деятельность художников и ремесленников позволяет сделать вывод, что многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества исходных красителей. Ученые-естествоиспытатели в своем стремлении найти первоосновы всего выделили ряд основных цветов, в качестве которых отнюдь не сразу выбрали красный, зеленый и синий. Так, в Англии основными цветами долгое время считали красный, желтый и синий, и лишь в 1860 году Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) ввел аддитивную систему цвета RGB (red, green, blue – красный, зеленый, синий). В настоящее время она применяется в системах цветовоспроизведения для электронно-лучевых трубок мониторов и телевизоров. В 1931 году была разработана цветовая система координат XYZ, а в 1951 году Энди Мюллер-Мэган предложил субтрактивную**** систему цвета CMYK (сине-зеленый, пурпурный, желтый, черный), которая имела преимущества и быстро нашла применение в полиграфии и цветной фотографии.

Как можно охарактеризовать цвет окружающих нас предметов?

Окружающие нас предметы могут, хотя и очень редко, иметь спектральные цвета, то есть цвета, которым по зрительному ощущению человека можно поставить в соответствие видимый свет с определенной длиной волны. Если предмет имеет очень узкое избирательное отражение или пропускание падающего излучения определенного диапазона видимого спектра, то его цвет называют монохроматическим. Если предмет характеризуется неизбирательным отражением или пропусканием падающего света, то есть он равномерно либо в более или менее равной степени пропускает или отражает излучение всех длин волн видимой части спектра, то такой цвет называют ахроматическим. К ахроматическим относятся черный, белый и серый цвета.

В естественных условиях, как правило, человек воспринимает не спектрально чистые цвета, а цвета, формируемые при отражении или пропускании различными материалами солнечного света, имеющего практически непрерывный спектр. В результате появляется цветовое ощущение, обусловленное спектрами сложной формы, при восприятии которых воздействие света разных частот складывается.

Что такое дополнительный цвет?

Понятие дополнительного цвета было введено по аналогии с основным цветом. Дополнительные цвета – это пары цветов, оптическое смешение которых приводит к формированию психологического ощущения ахроматического цвета (черного, белого или серого). На цветовом круге, который применяется для определения цвета, получающегося при смешении цветов по аддитивному методу, дополнительные цвета располагаются напротив друг друга (рис. 2*****).

Как при помощи цветового круга определить цвет, получаемый при смешении двух цветов?

Результирующий цвет, образующийся при смешении цветов, удобно определять с помощью цветового круга, который представляет собой окружность с нанесенными на нее точками, соответствующим следующим основным цветам: красному, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему, фиолетовому и пурпурному. Центр круга соответствует белому ахроматическому цвету.

Метод цветового круга применим для смешения как монохроматических цветов, так и цветов со сложной спектральной характеристикой.****** Чтобы определить результирующий цвет при смешении двух спектральных цветов, необходимо соединить прямой линией точки, соответствующие этим цветам, и разделить прямую на две части, пропорциональные яркости смешиваемых цветов. Полученная на прямой точка и будет характеризовать результирующий цвет. Для определения его цветности из центра круга через данную точку проводится прямая до пересечения с окружностью. По положению точки внутри круга качественно оценивается чистота цвета.

Допустим, смешиваются красный и зеленый (обозначенные на рис. 2 точками 1 и 2). При равных яркостях этих цветов точка 3, характеризующая результирующий цвет, будет лежать на середине прямой 1–2. Проведя прямую из центра круга через точку 3, найдем, что результирующий цвет будет желто-оранжевый. Желто-оранжевый цвет может быть получен и из другой пары цветов, а именно из оранжево-красного (точка 4) и желто-зеленого (точка 5), взятых в равных соотношениях. Результирующий цвет определяет точка 6. В обоих случаях получится один и тот же по цветовому тону цвет, но эти цвета будут отличаться друг от друга по чис­тоте тона. Чем дальше точка отстоит от центра круга, тем большую чистоту имеет цвет. Сравнивая точки 3 и 6, видим, что точка 3 ближе к центру круга, следовательно, этот цвет имеет меньшую чистоту.

Какова чувствительность глаза человека к длинам волн видимого спектра?

Глаз человека является уникальным устройством, многократно превосходящим самые современные технологические разработки: он не только обладает вариабельными апертурой и фокусировкой, но и передает сложные изображения в зрительные отделы мозга. Нередко ученые задают вопрос: чем же мы видим – глазами или мозгом и не является ли сетчатка скорее частью мозга, чем глаза?

Глаз не производит измерение яркости (или энергии) всех длин волн видимого излучения в равной степени, а уделяет большее внимание центральному желто-зеленому диапазону и меньшее – синему и красному диапазонам, которые находятся на его краях. Относительная спектральная чувствительность глаза к длинам волн видимого излучения в условиях яркого освещения и в сумерки различна. Максимум спектральной чувствительности глаза в дневное время соответствует 555 нм, в условиях недостаточного освещения – 500 нм (рис. 3).******* Кривые спектральной чувствительности у разных людей могут иметь различия, которые резко возрастают, если у человека имеются нарушения цветового зрения.

Вообще, человеческий глаз способен работать при очень больших колебаниях яркости, адаптируясь к ее различным уровням. Различают световую адаптацию, когда происходит снижение чувствительности глаза к свету при большой яркости поля зрения, и темновую адаптацию – повышение чувствительности глаза к свету при малой яркости поля зрения. Если цвет фиксируется наблюдателем слишком долго, наступает хроматическое утомление, в результате которого первоначальное цветовое ощущение может измениться до неузнаваемости.

Влияют ли условия освещения на восприятие цвета?

Освещение оказывает большое влияние на цвет предметов, поэтому окрашенные очковые линзы могут иметь различные цветовые оттенки при освещении разными источниками освещения. Энергия естественного солнечного излучения достаточно равномерно распределена по всему видимому спектру, в то время как у источников искусственного освещения она сосредоточена в его определенных диапазонах. Только наличие специального белого покрытия на стеклянных баллонах флуоресцентных ламп обеспечивает получение более белого света.

Все компании, которые занимаются окрашиванием органических очковых линз, должны учитывать влияние условий освещения при контроле качества линз на соответствие цвета контрольным образцам. В силу того что цвет линз сильно зависит от спектрального состава падающего светового потока, недопустимо использовать при проверке соответствия цвета линзы и образца лампы накаливания с вольфрамовой спиралью и цветные флуоресцентные лампы. Подобные источники освещения, световой поток которых отличается от естественного дневного излучения, могут обусловить серьезные искажения оценки полученного цвета линз. Оптики-консультанты также должны учитывать влияние освещения, чтобы уметь ответить на претензии покупателя по поводу того, что цвет линз дома отличается от их цвета на улице или в салоне.

Совместимо ли нанесение просветляющего покрытия с окрашиванием линз?

Некоторые оптики убеждены, что нелогично комбинировать окрашивание линз с нанесением просветляющего покрытия. В то время как при помощи окрашивания вы добиваетесь уменьшения светопропускания, нанесение просветляющего покрытия приводит к совершенно противоположному – к его увеличению. Однако глаз сможет легко адаптироваться к некоторому повышению светопропускания, а нанесением на линзу с двух сторон просветляющего покрытия достигается значительное улучшение контрастности. В то же время если мы смотрим на предмет через интенсивно окрашенную линзу, то снижается яркость формируемого изображения, вследствие че го само изображение не является доминантным, и мы становимся более чувствительными к поверхностным отражениям линз.

Для подтверждения этого положения рассмотрим окрашенную линзу из CR-39 со светопоглощением 80%. Если линза не имеет просветляющих покрытий, то при прохождении светового потока через переднюю поверхность 4% излучения теряется на отражение. Из оставшихся 96% учтем собственное поглощение линзы вследствие окрашивания: 0,8 · 96% = 76,8%; таким образом, при подходе к задней поверхности остается примерно 19?%. С учетом 4% отражения результирующего светового потока (19% · 0,04 = 0,76%) получим потери на отражение в размере примерно 1%, а это означает, что всего 18?% светового потока покинет заднюю поверхность линзы. С учетом того что интенсивность отражения от задней поверхности при боковой засветке от других источников всегда составляет 4%, разница в контрасте изображения и мешающего отражения будет составлять (в процентах) 18:4, или 4,5:1, что является весьма раздражающим фактором для пользователя очков. Если же линза имеет на обеих сторонах просветляющие покрытия, которые снижают количество отраженного света до 1%, то соотношение контрастности изображения и мешающих отражений возрастет до 19:1. Результат этих достаточно приблизительных вычислений дает возможность понять, насколько нанесение просветляющего покрытия на заднюю поверхность линзы помогает улучшить контрастность восприятия и качество зрения при использовании сильно окрашенной линзы (рис. 4********).

Как определить интенсивность окрашивания линз?

В настоящее время существуют специальные приборы – спектрофотометры, которые могут провести измерение и зафиксировать кривые светопропускания окрашенных линз. Однако на практике оперировать этими кривыми или применять для сравнения и анализа компьютер достаточно сложно, по­этому большинство оптиков работают по утвержденным контрольным образцам, которые окрашены в различные цвета с разным светопоглощением. Компании – производители очковых линз, которые осуществляют окрашивание в заводских условиях, предоставляют планшеты с образцами или плакаты с изображениями цветовых оттенков, доступных при окрашивании. При заказе окрашенных линз следует учитывать, что нанесение просветляющего покрытия окажет влияние на интенсивность окраски.

Изменяется ли со временем цвет окрашенных линз?

Под воздействием кислорода атмосферного воздуха, температуры и ультрафиолетового излучения интенсивность окраски линз со временем уменьшается, то есть линзы выцветают, что является вполне естественным процессом. Однако этот процесс можно затормозить благодаря применению специальных красителей или особых способов окрашивания.

Прежде всего, следует запросить у поставщика красителей информацию об их светостойкости и выбрать наиболее стойкие. Как правило, чем красители более устойчивы к выцветанию, тем медленнее идет процесс окрашивания органических линз. Ведущие производители солнцезащитных линз используют в крупносерийном производстве, где время проведения процесса не имеет такого большого значения, как в условиях оптической мастерской, специальные красители и осуществляют окрашивание более медленно. Некоторые оптики рекомендуют прогревать линзы, выдерживая их после окрашивания в термостате. Прогрев немного уменьшает интенсивность окрашивания, однако оставшийся краситель становится более стойким к выцветанию. Незначительное осветление можно заранее компенсировать более интенсивным прокрашиванием линз. Существует еще один метод борьбы с выцветанием, когда линзы окрашивают немного темнее требуемого, а затем ненадолго – на 1–2 c – опускают в раствор нейтрализатора. С самой поверхности краситель вымывается, а оставшийся в более глубоких слоях характеризуется большей устойчивостью к воздействию агрессивных факторов при эксплуатации.

Какие сегодня существуют возможности выбора цветовых оттенков при окрашивании линз?

В настоящее время доступная цветовая гамма линз чрезвычайно разнообразна, к тому же существуют и различные виды окрашивания: равномерное, градиентное, двухцветное. Произ­водители красителей выпускают все новые композиции для окрашивания предложить потребителю очки для создания неповторимого имиджа, или чтобы получить функциональные линзы для улучшения зрительной активности при занятиях различными видами деятельности и занятиях спортом, либо терапевтические – для облегчения и профилактики некоторых заболеваний. Существуют специальные виды окрашивания линз, предназначенных для пользователей компьютеров и для водителей автомобилей, однако в последнем случае очень важно, чтобы оптик-консультант хорошо разбирался в требованиях к светопропусканию линз для вождения и мог дать четкие рекомендации, в каких линзах можно водить автомобиль, а какие будут искажать восприятие сигнальных цветов регулировки автотранспорта.

---

Читайте:
Исследования в целях улучшения свойств фотохромных линз Transitions продолжаются Выбираем материал для очковых линз Часто задаваемые вопросы о фотохромных очковых линзах Фотохромные технологии. Фотохромия в массе Солнцезащитные линзы: материалы и их свойства