每天对着屏幕的你，应该知道这 7 个「护眼」的机密

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编注：得多敌人都有显示器选购的需要，多数派会员针对 2022 年的显示器市场制造了《显示器选购及使用指南》，帮忙大家解读购买显示器时所需求理解的术语和常识，以及选购时需求注意的细节。
为了让讲演中的技术细节更加精确，咱们获取了来自德国莱茵的技术指点和反对。而且在德国莱茵的反对下，咱们将向一切多数派读者收费解锁本栏目。便利大家都能买到心仪的显示器。
本讲演最后于 2022 年 8 月首发于多数派会员方案，假如你对其余讲演感兴致，咱们激励你理解并参加多数派会员。
传布学者麦克卢汉提出过一个十分乏味的概念：媒介是人的延长。媒介能够将人的感官拉伸、扩展，触及那些人体肉身本来难以触及，或是无奈触及的事物，好比报纸这样的印刷媒介能够视为人类视觉的延长，播送是人类听觉的延长。而电脑与互联网则给了咱们更大的自在，视觉、听觉、触觉都去向了更远之处，外设提供了交互的触感，音响与耳机供应了临境的听感，显示器则让视觉逾越千里，看向更远之处，乃至看向不存在实体的赛博空间。
但更乏味的是，在这些媒介逐步拓宽感官的同时，古代人开始遭遇种种「古代病」的熬煎，原生器官的功用反而遭到了涉及。咱们寻求听觉的安慰，愈来愈响的耳机和音响带来了听力的衰退；咱们寻求触觉的安慰，长时间的机械操作和久坐让脊柱与四肢麻痹疼痛；咱们寻求视觉的安慰，疲劳、远视等视力问题开始如影随形。而当古代糊口曾经离不开这些拓展的器官时，如何保住本人的视力，就成为了不能不探讨的问题。
显示器的潜伏安康危害来自哪里？「如何维护眼睛」这个问题，咱们从纸媒时期一路谈到当初。其实带来视力问题的缘故大致类似，总结起来能够归为两类：媒介自身的要素、人的要素。
在捉笔研墨的年代，纸张精致、墨色浅淡、笔迹隐约，都会让人难以浏览、多费力量，这是媒介的要素；而浏览时就着烛火微光、伏案不起，就是人的要素。跟着媒介的开展，这些问题逐步也变为了印刷不良、被窝电筒、间隔太近、盯了过久。到了显示器的年代，咱们仍然能够把这些要素分红两类探讨。
显示器自身的要素蓝光 Blue Light中学物理告知咱们，光是一种电磁波，电磁波携带能量，所以光也携带能量。不同波长的可见光携带的能量也是不同的，波长越短，能量越高。咱们接触到的可见光是全部电磁波频谱中十分窄的一部份，它的波长散布在 380 到 700 nm 之间，视网膜中的三种视锥细胞就担任将这些电磁波的安慰过滤加工处置，转换为色觉，在人脑中表示为各式各样的色彩。其中，呈现为白色的波长最长，能量最低，大约在 1.65?–1.98 eV 之间；蓝、紫光波长最短，能量最高，可达 2.56–3.26 eV，因此也被称作「高能可见光」（HEV，high-energy visible light）。

人类接触并顺应了几百万年的太阳光就包孕了红内线、可见光、紫内线等电磁波，在通过大气层后，蓝紫光与紫内线等波长较短的电磁波曾经被散射、反射、排汇了很大一部份，但依然会形成对眼睛与其余器官的挫伤，户外任务者常见的光角膜炎、电焊任务者与滑雪客遇到的雪盲症等都是大剂量袒露在紫内线或阳光下酿成的视觉挫伤。

左图，常见的电焊场景，会释缩小量紫内线；右图，因纽特人传统护目镜
咱们所说的显示器的「蓝光」其实和太阳光中这部份短波长的可见光统一，只是因为二者发光特性的不同，形成了蓝光在其中比例的不同。以 LCD 显示器为例，当初它们大部份都采取了白光 LED 作为背光。虽然都是白光，太阳光的「白」来自它简直布满可见光频谱的光谱，这些各个波长的可见光混合起来就成为了白光。而白光 LED 常见的发光原理则是借用了「同色异谱」（metamerism）景象——假如你想找到某个特定色彩，好比 550 nm 波长的黄色光，是能够间接从太阳光里别离一束 550 nm 波长的光出来的；但你也能够同时打出一定量的红光、绿光和一点点蓝光，让人眼感知到像是 550 nm 波长同样的色彩。
罕用的两种白光 LED 就采取了这样的原理。一种将黄色的荧光涂料与蓝光 LED 搭配，激起的黄色光与残余的蓝光组合显示为白光；另外一种则是将红、绿、蓝（RGB）三种 LED 拼配，用不同的比例组合出白光。在这类状况下，咱们剖析光谱就可以发现，白光 LED 所提供的蓝光比例其实弘远于太阳光。

上图为常见红色 LED 的光谱
比拟对紫内线挫伤的钻研，高能可见光形成挫伤的钻研尚不彻底。被抽象地称为「蓝光」的 400 nm 到 500 nm 光还能够分为两部份，其一是波长相对于较长的 460 nm 摆布，它们经过安慰视网膜上的黑视蛋白，参预人类的日夜节律调理，另外一部份是波长更短的 400??–440 nm 摆布的蓝光，在体外试验与植物试验中发现能够对视网膜相干细胞及生化物资形成损伤。只管没有明白的证据标明长时间的蓝光袒露会对视力形成间接或积攒的影响，短时间袒露带来的视物疲劳、干眼症减轻以及日夜节律失调都有了明白的试验反对。
频闪 FlickerLED 光源的发光特性致使了潜伏的蓝光挫伤危险，而光源带来的另外一个危险存在于显示器的亮度调理功用之中。
假如你对手机对比关注，可能据说过几年前的 DC 与 PWM 亮度调理计划之争。显示器的亮度调理其实也是同样的技术。DC 调光之名来自 direct current 直流电，是经过调剂供电的电压改动功率，达成屏幕背光的亮度调剂。PWM 则是 pulse-width modulation 脉宽调制的缩写，在一个时间区间内调剂电流脉冲的继续时间（脉冲宽度）来管制这个时间段里屏幕背光的占空比（duty ratio，任务周期），也就是在这一段时间的背光供电通断中电路为通的时间比例，好比占空比达到 75%，象征着时间区间内 75% 的时间屏幕是亮的。
在 OLED 显示器那篇文章中咱们具体讲授过 OLED 的发光原理——「需求足够多的激子能力点亮无机发光层中的无机份子」，所以在 OLED 显示器中只使用 DC 调光，可能会在一个较低的亮度上部份 OLED 无机物无奈被点亮了，这样就致使了 OLED 低亮度偏色的问题。
而在 PWM 调光中，想要屏幕看起来像是亮度降落而非不断闪动，需求经过进步通断切换的速度，借用视觉暂留景象，让黑屏与亮屏中和，达成屏幕背光的亮度调剂——这就是频闪的来源。个别来讲，这类切换要快于闪动临界融会频率（flicker critical fusion rate），大约是 18 次每秒，在这个切换频率下，人眼会处在能辨认与不克不及辨认闪动的边沿。事实上，LED 调光的频率大多远高于这个频率，但临界融会频率并非定值，它是一个受亮度、配景、观看者的集体体质影响的浮动值，这让频闪的感知变得更为难以管制。
两种计划各无利弊。DC 调光在原理上是延续发光，因此不存在频闪问题，但跟着亮度的升高，采取 DC 调光的 OLED 屏幕会发生逐步重大的色偏，由于 OLED 屏幕的子像素明暗同时承当了调色的功用，亮度过低时会无奈管制颜色。PWM 调光则没有这个问题，即便低亮度也能有不错的显示成果，因此也有不少厂商会设定亮度阈值，高亮度采取 DC 调光，低亮度采取 PWM 调光。
因为 PWM 调光的实质就是屏幕亮度在全屏幕或部份区域内的迅速变动，较为敏感的人就会感触到频闪带来的视觉及其余感官影响。频闪频率越低，就越容易被察觉。目前的钻研以为，可见的低频灯光频闪可能形成光敏性癫痫，频率更高的不成见频闪一样可能形成偏头痛、头痛、视物隐约、视物疲劳等情况。
另外，因为儿童对蓝光与频闪更加敏感，这些负面效应在儿童身上可能更显著或更容易发。
眩光 Glare和以前的两项不同，显示器眩光的次要来源并不是显示器背光，而是因为显示器外表对反射光管制欠安，总体或局部反射率太高，亮度不均。打比喻讲，显示器外表处置欠安所带来的眩光，表观上能够看做显示器自身背光洁度重大失衡，泛起极度显著的亮度差，天然给视物带来障碍。显示器眩光最间接的影响就是显示品质降落，包罗明晰度降落和偏色。长期面对亮度不均的显示器会更容易形成视物疲劳、隐约，带来头痛等不适感触。
过错的显示器使用环境说完了显示器自身的问题，剩下的就是人的问题——使用者的使用习气、使用环境产生改动，或是与预设的良好姿态不符，均可能形成显示成果的变动，进而使得正确使历时尚不显著的（在工业规范允许的误差规模内的）显示器的弱项被缩小，形成显示成果的偏差，进而影响视觉体验。
好比，假如使用者的显示器面前或上方亮渡过高，或房间太暗，就会使得显示器与周遭环境的亮度差过大，至关于人造眩光。假如使用者面前亮渡过高，可能会使显示器反射光减轻，一样会带来更显著的眩光。使用者显示器摆放不正，太高太低，或摆布偏斜，均可能致使画面超过最优可视角度，带来偏色、隐约等情况，减速眼部疲劳。一样地，在发现画面异样后，得多人会不盲目地调剂本人地坐姿以寻觅好的角度，就带来了坐姿不正的危险，久而久之可能带来脊椎的不适。

看下来很爽很梦境，玩起来很痛很眼酸
综合说来，使用显示器是一个需求显示器厂商和使用者同时重视人体特性的进程，尤为在人人糊口都在与屏幕打交道确当下，厂商需求尽量增加使用过程当中可能泛起的技术带来的问题，使用者需求找到最公道、最迷信的角度与姿态，两者缺一不成。
如何防止显示器带来的安康危险？讲完了使用显示器过程当中可能泛起的危害，咱们紧接着简略聊聊如何化解这些危险。首先要明白的是，这并非一项使用者双方面能实现的任务，只管合规的显示器产品都应该有最少一个可以展现最好显示成果的角度，但晋升显示器的总体素质才是解决问题的症结；其次，使用者也需求在过程当中尽量留意本人的用眼安康与脊椎安康，被动将安康危害缩到最小化。
升高无害的蓝光不少 LCD 显示器厂商曾经逐步开始注重蓝光的潜伏危害，或被动考量或追寻市场地参加了「防蓝光」功用。

通常而言有两种升高无害蓝光的方法，第一种形式就是从蓝光的源头去升高蓝光，这类方法也往往被称为「硬件级除蓝光」，好比经过调剂 LCD 背光的光谱并升高 415妹妹-455妹妹 波段的蓝光，这样就可以相对于无效地升高蓝光对人眼的挫伤了。
并且这样的处置形式其实不会影响到 460-500 妹妹 波段的蓝光，这也就象征着咱们看到的红色仍然是红色，不会由于去掉无害的蓝光致使红色发黄或者色准泛起问题。而 OLED 天生自发光的特性落在 415妹妹-455妹妹 波段的蓝光远小于 LCD，因此 OLED 得多状况下蓝光的问题都要小很多。
另外一种形式则是经过软件调剂色调，按照需要管制软件输入，等于间接给画面套滤镜再输入。这其中对比著名的就是 f.lux，它能够让用户按照时间节律与糊口节律调剂固按时间段的色温变动，以平缓的曲线实现降蓝光的调理，十分相似将 iOS 上的「夜览」挪到电脑端。
然而软件防蓝光的形式会遇到一个问题：跟着色温变动，显示成果或多或少会遭到影响，画面偏色等景象在粗拙的计划下十分重大。过于浓郁的黄色屏幕一样可能带来不适，不少用户由于偏色选择关掉相干功用。也有一部份更细化的解决计划试图经过增加能量更高的短波长蓝光来均衡视觉体验与安康水平，实际成果尚待考据。

回绝或者增加无害频闪显示器厂商在进行出产设计时，防止频闪的终究伎俩目前仍是采取 DC 调光，辅以精密的低亮度灰度与色阶校订，但大少数厂商可能都没有这样的研发实力。假如采取 PWM 调光，则需求对 RGB LED 在低亮度下各色彩衰减不一致的问题进行调试，一样需求考验显示器甚至面板厂商的实力。
对比无效的解决计划是尽量进步背光频率，让频闪频率拉高，尽量进入肉眼无奈留意的规模，以防止对视力及神经精力影响更大的低频频闪。
固然，在实际操作中，被这一问题困扰更久的手机厂商目前采取的大可能是下列两种计划。第一种，对 OLED 屏幕采取高亮度 DC 调光低亮度 PWM 调光，尽量包管大部份使用场景下的显示正常与零频闪，并避开低亮度 DC 调光带来的偏色问题。第二种，是采取纯软件处置的「类 DC 调光」，在低亮度强迫 PWM 调光的屏幕上减少一个蒙版层，假如屏幕亮度低于调光模式阈值点，就经过调剂蒙版通明度达到「升高亮度」的视觉成果，屏幕亮度实际上被锁死在了阈值点上，并无升高。
增加不用要的眩光目前业界常采取的办法大抵分为两大类：抗眩光（anti-glare）和抗反射（anti-reflective）。
AG 玻璃（anti-glare）是在玻璃外表进行化学蚀刻，使镜面反射的原外表变为哑光的漫反射外表，从而升高反光对人眼视物的影响的，「雾面屏」就是这类原理。AG 玻璃的本钱相对于较低，针对外来高强度光源的成果也不错，十分合适室外或抗日光反射使用。不外漫反射依然会泛起一定的视觉影响，光照部位可能泛起一片隐约的弱光，可读性也没有全透玻璃高。
但跟着触控需要的增多，AG 玻璃的使用遭到了限度。此时，抗反射涂层和镀膜就起到了相似的成效，这类涂层利用的就是中学物理提到的相长干预与相消干预。来自外与内的光源在玻璃上的反射光均可以经过相消干预失掉打消，同时让屏显内容失掉加强，带来更大的透光率，而且增加反射带来的眩光。通过这样处置的 AR 玻璃在透光率与显示成果上都比 AG 玻璃更好，也更合适触控操作。但缺陷也十分显著，首先是本钱更高，其次，镀膜与涂层的特性会使得指纹更为显著，需求配合防污渍与疏水的涂层使用，这进一步增高了本钱。另外，涂层可能致使一定水平的色偏，假如维护不妥，涂层还有零落的危险。
两种选择各有优劣，需求按照用户最常处在的使用场景选择。但若你的显示器曾经遇到了眩光问题，能够斟酌贴一层抗眩光膜，至关于外置的 AG 玻璃外表，虽然会对显示成果形成一定影响，但能解决更大的安康问题。
另外，就是调剂本人的显示器使用环境。
管制环境、屏幕亮度与正确摆放显示器假如你的显示器曾经抉择好了，而这台装备就你的体验来讲没有显著的硬伤（好比大片眩光、显著的频闪或任务后显著眼部或身材不适），咱们就能经过调剂坐姿、光线形态、显示器摆放等一系列设置来尽量增加因为使用失误酿成的安康危险。

现实打字姿态，图源：Cornell University Ergonomics Web
假如你发现本人的使用环境中有显著的亮度不均，就需求适时调剂桌椅摆放与显示器摆放，尽量让配景亮度与显示器亮度相差不大。好比在阳光充分的白昼，面向未被直射的白墙就是对比安妥的选择，假如房间内的照度缺乏，能够用灯补光。补光时也需求留意防止直射屏幕，升高屏幕眩光产生的几率。天色转暗时也该当及时开灯，深夜关灯打游戏虽然很爽，但减速视疲劳的才能也是一等一的。光路公道的屏幕挂灯搭配抗反射才能较好的显示器能够对比无效地为配景补光。终究，咱们需求达到的成果是管制显示器与四周亮度的差别在 3 倍之内，能够在手机上使用 Arduino Science Journal 调取手机的光传感器进行读数。
显示器的上沿（或者你常常凝视的区域）最佳与安康坐姿下的眼睛视立体平齐，此时显示器核心低于视平线大约 15?–20 度，能够天然平视画面，尽量减小颈椎的压力。假如显示器原生支架可调理度较差，能够采取桌面柜垫高显示器，或采取 VESA 规范的显示器臂进行更灵敏的调剂。一样地，假如你的高度受限，或是同时使用多个显示器，需求在调剂高度的同时对显示器的倾角做出调剂，尽可能包管眼帘与显示器的显示立体垂直。
劳动最初，也是最首要的一项，劳动。
作为首要的感知器官，眼睛的疲劳次要是眼部肌肉的疲劳。当你曾经发现本人开始眼酸、眼涨、疼痛时，阐明在以前的长期或安慰视物过程当中，眼部肌肉的调理功用曾经泛起了下滑。此时，给予适量的劳动，才会防止眼部肌肉泛起更继续的劳损，带来更重大的视力问题。
你能够选择每隔 20 分钟远眺最少 20 秒，让紧张的睫状肌失掉放松；也能够在此根底上适量闭眼静坐，进行滚动眼球的熬炼，留意不要随便做眼保健操，办公室环境下假如不子细清洁手部反而有带来感染的危险。斟酌到久坐办公自身对脊椎的重压，最佳能分开座位适量流动，阔别屏幕，让眼睛和脊椎都失掉充沛的放松。
总结显示器的原理抉择了它在目前依然无奈尽如人意。现有的技术伎俩只能在显示的亮点与现有的限度之间折中盘旋，用实为代替性的伎俩尽量打消这些原理缺点带来的生理影响。而抵消费者来讲，原理不是理由，买到适合又温馨的显示器才是目的。
对比简略的选购办法就是关注显示器经过的无关安康的第三方机构认证，通常你在包装上能够找到明白的「低蓝光」「无频闪」等认证标识。尤为是当你的体质对蓝光与频闪敏感度较高时，明白的认证信息能帮你尽量罢黜困扰。
另外， 德国莱茵 T?V 还提出了眼部温馨度（Eye Comfort）总体认证。这一认证规范中整合了屏幕显示品质、频闪管制、低蓝光认证等软硬件功用目标，与使用环境光办理、人体工学设计等硬件设计目标，是一个更为综合的规范。
本章咱们简略引见了对于显示器可能带来的潜伏安康危害以及相应的改进与应答措施，但愿大家在任务之余不要健忘本人的身心安康。而在最初两篇文章中，咱们将一同来意识显示器校色。