مدل محاسباتی طراحی نور را برای بهبود تشخیص رنگ در چشم های پیر راهنمایی می کند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان یک مدل محاسباتی جدید ایجاد کرده اند که اثرات پیری را بر توانایی چشم ما در تشخیص رنگ نشان می دهد. این می تواند به راهنمایی طرح های نورپردازی کمک کند که درک رنگ ها را برای افراد مسن آسان تر می کند و در عین حال ظاهر مورد انتظار را برای افراد دارای دید رنگی معمولی حفظ می کند.

رهبر تیم تحقیقاتی Qi Dai از دانشگاه فودان در چین گفت: "با افزایش سن افراد، عدسی داخل چشم به تدریج زرد می شود و نور با طول موج کوتاه بیشتری را جذب می کند، که می تواند تشخیص رنگ های مشابه را سخت تر کند." ما این تغییرات مربوط به سن را در مدلی گنجانده‌ایم که می‌تواند برای هدایت طیف یا مخلوطی از طول موج‌ها برای نور سفید مورد استفاده قرار گیرد تا درک رنگ‌ها را برای افراد مسن آسان‌تر کند.»

در ژورنال Optics Express، محققان دانشگاه فودان و OPPLE Lighting نتایج مطالعه‌ای را گزارش کردند که از مدل جدید برای طراحی طیف‌های نوری استفاده کرد که چگونگی درک چشم‌های پیر را نشان می‌دهد. در گروهی از داوطلبان بزرگسال 70 ساله و بالاتر، نور حاصله در مقایسه با مرجع نور روز D50 شبیه‌سازی شده با LED در دمای تقریبا یکسان، تمایز رنگ را بهبود بخشید، در حالی که رنگ‌های آشنا هنوز طبیعی به نظر می‌رسند.

دای می‌گوید: «نورهایی که تغییرات مربوط به سن را در بینایی رنگ نشان می‌دهد می‌تواند به افراد مسن کمک کند تا در انجام کارهایی مانند خواندن برچسب‌ها، دسته‌بندی داروها، قضاوت در مورد غذا یا انتخاب لباس، اعتماد به نفس و استقلال داشته باشند. در یک خانه خانوادگی یا مرکز مراقبت، نوری که با چشم‌های پیر طراحی شده است، می‌تواند از کاربران مسن‌تر حمایت کند و در عین حال ویژگی‌های مورد نیاز برای استفاده عمومی را حفظ کند.»

روش‌های مرسوم برای اندازه‌گیری کیفیت رنگ معمولا از نمایش ریاضی بینایی رنگ انسان استفاده می‌کنند. با این حال، این دلیل نمی‌شود که حساسیت چشم به طول موج‌های مختلف با افزایش سن به دلیل زرد شدن عدسی تغییر کند.

دای می‌گوید: «ما می‌خواستیم بفهمیم که آیا می‌توانیم از دانش جدیدی در مورد چگونگی تغییر بینایی با افزایش سن برای هدایت طراحی نور سفید استفاده کنیم که به طور قابل‌توجهی به افراد مسن کمک می‌کند رنگ‌ها را تشخیص دهند و در عین حال شرایط معمول کیفیت رنگ نور را حفظ کنند. "کار ما یک پیوند عملی بین توصیف بینایی پیری و طراحی نور برای پشتیبانی از آن فراهم می کند."

محققان مدلی را توسعه دادند که تخمین می‌زند که فرد چقدر می‌تواند رنگ‌های مشابه را بر اساس طیف نور روشنایی، طول موج‌های بازتاب‌شده توسط اشیاء رنگی و حساسیت‌های سه نوع مخروطی چشم تنظیم‌شده با سن تشخیص دهد.

محققان از مدل خود برای ارزیابی 11541 طیف نوری ممکن استفاده کردند که الزامات استاندارد برای نور سفید و ارائه رنگ نزدیک به 5000 کلوین را برآورده می‌کردند که یک رنگ سفید خنثی و شبیه نور روز است. آنها دریافتند که طیف هایی که در غیر این صورت مشابه به نظر می رسند می توانند به طور قابل توجهی در نحوه تأثیرگذاری آنها بر توانایی افراد مسن در تشخیص رنگ های مشابه تفاوت اساسی داشته باشند.

بر اساس این تجزیه و تحلیل، محققان دو طیف نور را انتخاب کردند: P1 که برای بهبود تشخیص رنگ بهینه شده بود و P2 که برای متعادل کردن تمایز رنگ با رنگ‌های طبیعی طراحی شده بود. برای یک مشاهده‌گر 85 ساله مدل‌سازی‌شده، پیش‌بینی می‌شد که P1 حدود 49 درصد از فقدان مربوط به سن را در تمایز رنگ بازیابی کند در حالی که P2 حدود 36 درصد را بازیابی کرد.

برای اینکه ببینند آیا این طیف‌های بهینه‌سازی شده به تمایز رنگ در افراد کمک می‌کند یا خیر، محققان از 34 داوطلب بزرگسال 70 ساله و بالاتر خواستند تا آزمایش مرتب‌سازی رنگ را در زیر نور با طیف P1 و P2 و مرجع نور روز شبیه‌سازی شده با LED انجام دهند. برای هر سه حالت، روشنایی و دمای رنگ تقریبا یکسان بود.

هر دو طیف بهینه‌سازی شده به طور قابل‌توجهی عملکرد را در آزمون مرتب‌سازی رنگ در مقایسه با مرجع شبیه‌سازی شده نور روز بهبود دادند. در سطح فردی، 26 نفر از 34 شرکت کننده (76.5٪) تمایز رنگ را هنگام استفاده از طیف P1 بهبود دادند، و 22 نفر از 34 (64.7٪) با P2 بهبود یافتند.

دای می‌گوید: «یافته‌ها نشان می‌دهند که این مدل می‌تواند برای طراحی نورپردازی روزمره استفاده شود که دیدن رنگ‌ها را برای افراد مسن آسان‌تر می‌کند و در عین حال رنگ‌های آشنای اشیاء را طبیعی جلوه می‌دهد.» از آنجایی که طیف‌ها معیارهای مرسوم را برای رنگی بودن نور سفید و رندر رنگی نیز دارند، می‌توان از آن‌ها برای نورپردازی فضاهای مشترک با افراد در سنین مختلف استفاده کرد.

دای می افزاید که رویکرد آنها می تواند گسترش یابد تا نحوه نمایش نمایشگرها را برای بینندگان مسن تر یا گروه های دیگر با تفاوت های شناخته شده در حساسیت طیفی نشان دهد. با این حال، این نیاز به مدل سازی اختصاصی و آزمایش انسانی دارد.

OPPLE Lighting اکنون در حال تلاش برای تبدیل یافته ها به محصولات روشنایی عملی است. محققان خاطرنشان می‌کنند که قبل از پذیرش گسترده‌تر، مطالعات اضافی باید رویکرد را در تنظیمات روزمره و سایر نورهای رایج و دمای رنگ ارزیابی کنند. آزمایش راه‌حل‌های روشنایی با افراد در طیف وسیع‌تری از سنین، از جمله کاربران جوان‌تر، همچنین اطلاعات ارزشمندی را برای نورپردازی که در فضاهای مشترک استفاده می‌شود، ارائه می‌کند.

چنگیا لو و همکاران، افزایش تبعیض رنگ در بزرگسالان مسن از طریق بهینه‌سازی طیفی سازگار با سن نور، Optics Express (2026). DOI: 10.1364/oe.609942

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →