Природа зрительной системы работника определяет, по существу, эффективность восприятия окружающей среды. На практике эффективность зрительной системы определяется понятием зрительной работоспособности. Чтобы оценить возможности зрительной работоспособности, исследование следует проводить, учитывая взаимодействие между зрительной системой и особенностями выполняемых заданий в окружающем их пространстве, не определяя их раздельно. Следовательно, зрительная работоспособность должна рассматриваться в зависимости от факторов, которые оказывают на нее наибольшее влияние.
Термин "зрительная работоспособность" используют для количественной оценки способности человека заметить, опознать и обработать деталь, попавшую в поле зрения, основываясь на скорости, точности и качестве восприятия. Зрительная работоспособность одновременно зависит от собственных характеристик выполняемого задания (размера, формы, положения, цвета, коэффициента отражения деталей и фона) и способности восприятия, на которую влияют условия освещения.
Кроме того, на зрительную работоспособность влияют такие параметры, как блескость, неравномерность освещенности, помехи, рассеивающие внимание, природа заднего плана и, в более общем смысле, организация рабочего пространства.
"Усталость", или снижение зрительной работоспособности может возникнуть после продолжительной работы в плохих условиях освещения (низкая освещенность, недостаточная равномерность, помехи, отвлекающие внимание, дискомфортная блескость); кроме этого, она может быть порождена:
- усталостью центральной нервной системы, возникающей в результате прилагаемых усилий для опознания недостаточно четких или сомнительных сигналов;
- мышечной усталостью из-за попыток сохранять неудобное положение, чтобы сократить расстояние до рабочего объекта, желанием не отвлекаться от выполняемого задания и не обращать внимания на возможные блики, например на чертежной доске.
Локальные мышечные напряжения (в частности, шейных мышц) могут возникать также во время работы, при которой необходимо пользоваться микроскопом.
4.1 Составляющие задания
Зрительное восприятие связано со следующими параметрами:
а) контрастом;
б) размером, формой и структурой;
в) наличием движения и временем для рассмотрения;
г) положением изображения на сетчатке;
д) цветом;
е) яркостью.
4.1.1 Яркость
В обычных условиях увеличение освещенности приводит к улучшению зрительной работоспособности, которая возрастает вначале очень быстро, затем замедляется, доходя до горизонтали, когда дальнейшее увеличение освещенности не производит эффекта.
Зрительная работоспособность при выполнении кропотливой работы и/или при низком контрасте может быть улучшена за счет обеспечения высоких уровней яркости, то есть за счет увеличения освещенности. Но выполнение задания при больших размерах объектов или при высоком контрасте позволяет быстро достичь максимальной зрительной работоспособности при умеренных уровнях яркости.
4.1.2 Контраст
Восприятие объекта в окружающем пространстве главным образом зависит от яркостного контраста и/или от цвета между объектом и фоном, на котором он выделяется. Всегда, когда это возможно, вид работы и освещения должны обеспечивать оптимальный контраст.
Контрастная чувствительность глаза немного повышается с увеличением яркости. На эту чувствительность также влияет градиент зон, разделяющих две яркости или два цвета, но чувствительность снижается, если изменения яркости и цвета в поле зрения выполняемого задания слишком сильны. Например, если интенсивный источник света находится в поле зрения, то слепящая блескость вызовет кажущееся уменьшение контраста. Снижение контраста возникает и при переводе взгляда на зону, освещенную более ярко в результате временного снижения чувствительности глаза.
Контраст снижается также за счет бликов, действующих как вуалирующая яркость. Это бывает тогда, когда очень яркий свет, отражаясь от выполняемой работы, попадает в глаза. Это явление воздействует подобно вуалирующей яркости, мешающей восприятию. В более частном случае блики от источников света, появляющиеся на объектах с зеркальным или смешанным отражением, приводят к значительному снижению контраста. Рассеянное освещение, например, при отражении от потолка и/или от стен или освещение, направленное прямо на рабочую поверхность из-за спины работника или от бокового источника, ликвидирует обычно этот недостаток.
4.1.3 Размеры, форма и структура
Способность различать размеры, формы и структуры, сложный психофизиологический процесс познавания окружающего пространства основывается, по крайней мере, на трех функциях: способности восприятия контрастности, разрешающей способности зрения и способности восприятия глубины и расстояния.
Условно разрешающая способность зрения выражается количественной мерой и определяется термином "острота зрения". Степень остроты зрения зависит от качества зрения человека и характеристик окружающего пространства, в частности, от перепада яркости в поле зрения.
Изменяя размеры объекта, можно улучшить видимость. Например, часто можно получить лучшие результаты работы при увеличении размеров деталей, приближая их к наблюдателю или применяя оптические средства.
Способность восприятия глубины формы поверхности и расстояний зависит не только от функций зрения, таких как качество бинокулярного зрения, и от интеллектуальных способностей, таких как запоминание размеров и форм знакомых объектов, но в равной степени зависит от окружающих предметов, необходимых для создания оптического образа. Восприятие формы объекта зависит от игры теней и света на его поверхности.
Проектируя освещение, которое для конкретного задания должно обеспечить требуемый уровень яркости, следует позаботиться о том, чтобы направленность и рассеивание излучаемого света не уменьшали бы контраст, необходимый для восприятия структуры поверхности формы объектов, что имеет место при чрезмерном рассеивании света. Иногда тени улучшают восприятие (5.8), тогда как бывают тени, которые ухудшают восприятие. Многочисленность теней может привести к путанице и плохому различению общего изображения.
4.1.4 Цвет
Цвет - неотъемлемая часть света, которая в значительной мере определяет вид нашего окружающего пространства и уровень зрительного восприятия. Цвет, в частности, наиболее полезен для быстрого и точного опознания объектов, находящихся в рабочем пространстве.
Восприятие цветов улучшается с увеличением освещенности в некоторых пределах. Восприятие цветов зависит от положения изображения на сетчатке. Наилучшее различие цвета происходит в центральной зоне сетчатки.
Постоянство цветов объясняет, каким образом воспринимаются одни цвета по отношению к другим. Цвета остаются в относительно постоянном соотношении при освещении, спектральный состав которого достаточно близок к дневному свету. Если спектральный состав сильно отличается от него, то цветовое ощущение меняется, так как не сохраняется постоянство цвета. Цветовое ощущение зависит не только от спектрального состава света, но и от характеристик рассматриваемой поверхности, яркости, цветовых контрастов и цветовой адаптации. Глаз может воспринимать очень слабые различия цвета между двумя смежными поверхностями, даже если яркости идентичны, но сравнение цветов по памяти гораздо труднее. Различные источники света могут улучшать или ухудшать различение цветов.
Однако у некоторых людей могут быть недостатки цветного зрения. Они приводят к искажению ощущения цветов и влияют на способность их различения, что может иметь значение для некоторых обстоятельств профессиональной деятельности (4.3).
4.1.5 Движение и время, необходимое для рассмотрения
Для восприятия движения требуется перемещение изображения объекта на сетчатке. Центральная ямка глаза более чувствительна к движению, чем периферия. Но периферия сетчатки относительно лучше воспринимает движение, чем форму, поэтому глазное яблоко поворачивается в направлении объекта, чтобы его изображение попало в центр сетчатки с целью рассмотреть объект с большей точностью.
Точность восприятия движения зависит от скорости восприятия размеров, формы и контраста, но восприятие объекта зависит также от времени, которое имеется на рассмотрение. Беглого взгляда может быть достаточно, если речь идет о предмете большого размера, сильно контрастного. В противном случае необходимо более длительное рассмотрение. Видимость движущегося предмета может быть улучшена, если глаза могут следить за ним достаточно долго во время движения. Если скорость движения в поле зрения слишком высока или направление движения слишком беспорядочно, или и то и другое вместе, то видимость очень быстро ухудшается.
4.1.6 Положение изображения на сетчатке
Острота зрения, способность глаза различать мелкие детали быстро снижается, если изображение объекта удаляется от центральной ямки сетчатки. В случае, когда необходимо рассмотреть каждую деталь, зрительная система работает с максимальной эффективностью, если рассматриваемый объект расположен на главной линии зрения и изображение предмета образуется в центральной части сетчатки. Пульсация света легче обнаруживается на периферии сетчатки.
4.2 Характеристики освещения
4.2.1 Блескость
Блескость возникает в случае, когда яркость светильников или окна значительно больше, чем общая яркость поверхностей интерьера (прямая блескость), или когда такие источники света отражаются от блестящих или полуматовых поверхностей (блеск) [2].
Блескость может проявляться одной из двух следующих форм, воздействующих отдельно или ощущаемых одновременно. Первая известна как слепящая блескость, нарушающая и искажающая видимость деталей или объектов, но не обязательно вызывающая ощущение неудобства. Вторая квалифицируется как дискомфортная блескость, вызывающая неудобство, без обязательного ухудшения при этом видимости деталей и объектов.
В многочисленных рабочих помещениях, особенно в бюро, но необязательно в промышленных зданиях, дискомфортная блескость часто создает больше проблем, чем слепящая блескость. Меры, принимаемые для устранения дискомфортной блескости, создаваемой светильниками и окнами, обычно также достаточны для сглаживания слепящей блескости.
Блескость может также возникать при отражении от поверхностей с высокой отражающей способностью, особенно в случае применения источников высокой яркости и зеркально отражающих поверхностей, например, из полированного металла. Блестящее изображение, воспринимаемое глазом, может вызывать неудобство и рассеивает внимание работника. Блеск может соединять одновременно дискомфортную блескость и слепящую блескость.
4.2.1.1 Дискомфортная блескость
Обычно дискомфортная блескость создает ощущение неудобства, которое увеличивается со временем, вызывая усталость.
Ощущение дискомфорта усиливается при увеличении яркости источников, телесных углов, ими образуемых, и числа источников света, находящихся в поле зрения. Оно уменьшается при увеличении угла между направлением от глаза к источнику света и линией зрения, а также при повышении яркости фона. Другие параметры, такие как характеристики зрения субъекта и степень его сосредоточенности на объекте зрения, также могут влиять на уровень испытываемого дискомфорта.
Обычно яркость заднего плана обусловливает общий уровень яркостной адаптации глаза. Если источник света имеет большие размеры (например окно), надо учитывать влияние яркости этого источника на уровень адаптации.
В международной практике существует общая точка зрения на важность таких параметров, как яркость источника света, его видимая площадь поверхности и яркость фона, которые определяют степень блескости. В различных странах проведенные исследования позволили определить относительные значения этих параметров, чтобы перейти к субъективному определению ощущения блескости.
4.2.1.2 Слепящая блескость
Слепящая блескость обычно возникает в том случае, когда крупный источник низкой яркости (или маленький источник высокой яркости) виден вблизи от линии зрения, направленной на объект. Примером может служить трудность чтения надписей, расположенных впереди или очень близко от окна, через которое видно небо.
4.2.2 Мерцание
Колебания светового потока, производимые источником света или наблюдаемые на освещенной поверхности, находящейся в поле зрения, воспринимаются в том случае, когда частота этих колебаний достаточно низкая. Эта пульсация может вызывать чувство неудобства и приводит, в частности, к раздражению. Ощущение пульсации значительно зависит от индивидуума так же, как ощущение дискомфорта.
Частота замечаемой пульсации зависит от яркости и площади источника или освещенной зоны, положения изображения на сетчатке, вида кривой яркости по времени и амплитуды колебаний. Колебания света могут вызвать также стробоскопический эффект, при котором предметы кажутся либо скачкообразно движущимися, либо, наоборот, искажается реальная скорость вращающихся предметов (5.9).
4.3 Зрение
Зрительное восприятие представляет собой сложный процесс как в том, что касается восприятия объекта, так и в реакциях на окружающую среду. Если человек хорошо себя чувствует, то его зрительная система в широком диапазоне яркостей сама хорошо приспосабливается путем саморегуляции к тому, чтобы передать информацию с максимальной ясностью.
Однако глаза испытывают напряжение при чрезмерных или даже противоречивых требованиях, связанных с аккомодацией, регулированием диаметра зрачка и положением глазного яблока. При работе на близком расстоянии два эти механизма, вызывающие напряжение, могут сочетаться. Они обеспечивают схождение осей зрения и аккомодацию. Это должно приниматься в расчет при исследовании рабочего места и окружающего пространства.
Характеристики зрения различны у людей и изменяются с возрастом. Они также зависят от некоторых болезней, например от диабета. Наиболее серьезным изменением, происходящим с глазами при старении, является снижение способности аккомодации. В этом случае полезно прибегать к помощи оптических средств. С возрастом могут возникнуть и другие изменения:
- уменьшение пропускания света в глазных средах, что затрудняет зрение в условиях слабого освещения;
- увеличение рассеяния в глазных средах, значительно повышающее чувствительность глаз к блескости (слепящей блескости, в частности).
Создание соответствующего и неслепящего освещения приобретает большее значение для более пожилых работников, чем для молодых, поэтому этот вопрос следует изучать очень внимательно.
4.4 Параметры рабочего пространства
Параметры рабочего пространства, такие как ограничения, ухудшающие поле зрения, оптимальные условия положения работника, необходимо учитывать при создании хорошего освещения (раздел 5).