我們之前做過兩個屏幕專題,一個頻閃專題,一個藍光損傷專題。今天我們系統的來好好的說說,手機屏幕與傷眼的關系。除了科技,這個話題應該更多的從醫學的角度來解讀。才能知道傷害的有無,更知道傷害的程度大小,準確的投射到我們自己的生活中去。
1.屏幕怎么傷眼?
很多人在討論傷眼的時候,都不能準確的表達。比如我覺得累,我覺得瞎,這些都不準確。人眼損傷的方法有非常多。屏幕常見的有兩個,藍光損傷與頻閃。其次的還有光線不好,距離不恰當對晶狀體和睫狀肌的影響,主要造成視疲勞和真性近視。還有長時間盯著東西看,瞬目太少導致的眼睛干澀,容易造成角膜病變或穿孔。還有美瞳或隱形眼鏡,化學物品侵害,風沙侵害等等。不健康用眼不僅僅局限于屏幕。我們從重到輕來看
2.了解藍光損傷
藍光損傷是指光源中的高能短波藍光。自然界中還有很多不同的波長,人眼會識別成不同的顏色。有的還看不出顏色,比如 X 光和一些射線,還有顏色不恒定的波長。我們先看看正常可見光光譜
每一種顏色的光大概的波長都列舉了。那么短波藍光在哪呢?就在藍色偏左一點。因為越往左,波長小,能量大。但是藍色后面還有紫外線,X 射線,我們平時也會接觸到,貌似短波藍光也沒有那么可怕呀。
沒錯,短波藍光的能量高,是相對于其他波長的可見光來說的,本身能量高,但是沒有高到有直接殺傷力的程度。跟激光槍完全不同。我們看到的藍色光一般都沒事。但是放到屏幕上,情況就發生了一些改變。
改變主要是短波藍光的密度,和與人眼近距離接觸的時間。如果沒有這3個條件,距離,密度,時間,那么藍光就不可怕。那么屏幕為什么會改變這些呢。我們要大體看看兩種主流屏幕是怎么工作的。
(a)LCD 屏幕
LCD 就是液晶顯示屏啊。我們科普過很多次了。不用去了解詳細的原理,簡單說就是用很多 LED 燈光照亮屏幕的下面,這些 LED 燈光是藍光。在經過熒光粉,或者理解成濾光片也行,藍光通過無色濾光片,紅色濾光片和綠色濾光片,增加了紅綠色,加起來就滿足了 RGB 的三原色。每一個像素下面有 RGB3 個子像素,就可以顯示千變萬化的圖像了。真正的原理我們也講過,太長了影響閱讀體驗。
那么這里就有問題了,LED 發出的藍光,就有能量比較高的短波藍光。所以 LED 燈,都會對人眼造成藍光損傷。具體傷害的程度就是 3 原則。距離,密度和時間。家里的照明燈和電視一般傷害小一點,距離遠。但是盯著看太久也不行。
LCD 手機就同時滿足了 3 原則,所以傷害大一些。大到多少呢,每個人情況不同,沒辦法非常嚴謹的量化。但是常年用顯示器和手機工作的人,患病風險會非常的高。老年幾乎無法避免黃斑病變,白內障等疾病。如果不是常年,則沒有那么嚴重。
(b)OLED 屏幕
OLED 屏幕的原理不同了,不需要藍光激發熒光粉那一套,就是 3 個顏色的子像素來發光。理解成有機材料,或者就理解成 3 個有顏色燈泡就行了。也就是 RGB 的燈泡。藍色就顯示藍色,沒有藍色就滅掉,不亮了。所以短波藍光的能量密度和接觸時間都會變小。所以 OLED 屏幕的藍光損傷是會小的。
說到這里,我們要明確一個概念,「藍光損傷是什么?」之前沒看過我科普的小伙伴可以再看一下。
我們很容易看到,自然光中的短波光,會通過晶狀體,進入人眼,和其他光一樣在視網膜成像。但是由于短波光的能量大,穿透力強, 能夠穿透晶狀體直達視網膜,引起視網膜色素上皮細胞的萎縮甚至死亡。光敏感細胞的死亡將會導致視力下降甚至完全喪失,這種損壞是不可逆的。所以藍光會導致黃斑病變。
人眼中的晶狀體會吸收部分藍光漸漸混濁形成白內障,而大部份的藍光會穿透晶狀體,尤其是兒童晶狀體較清澈,無法有效抵擋藍光,從而更容易導致黃斑病變以及白內障。
所以這種損傷就非常明確了,兒童傷害最大。長期會發生不可逆的損傷和白內障。除此之外, 由于藍光的波長短,聚焦點并不是落在視網膜中心位置,而是離視網膜更靠前一點的位置。要想看清楚,眼球會長時間處于緊張狀態,引起視疲勞。長時間的視覺疲勞,可能導致人們近視加深、出現復視、閱讀時易串行、注意力無法集中等癥狀。
另外還有,藍光會影響睡眠。藍光會抑制褪黑色素的分泌,而褪黑色素是影響睡眠的一種重要激素,目前已知的作用是促進睡眠、調節時差。所以現代人晚睡和玩手機也有一些關系。
我們在之前的科普視頻中,還補充了很多食品來增加褪黑色素和調節睡眠。
藍光損傷的結論就很容易得出了。LCD 影響大很多,OLED 小很多。但是都必須配合用眼習慣,才能說明危害的大小。日常減少不健康的用眼習慣,適當多補充褪黑色素,就可以大大降低病變的風險。
忠告就是:盡量不要近距離,長時間使用 LCD 屏幕,尤其兒童!
接下來我們說頻閃危害。這是我在一加 5 評測中詳細說明的。
3.那么頻閃頻率是什么呢?
要明白頻閃,我們要跟刷新率一起來說。頻閃,指的是光源在發出光,和熄滅之間速度的描述。頻閃的頻率,就是每秒內,光源亮起和熄滅的次數。50hz,就是亮滅 50 次。1 萬 hz,就是 1 萬次。這個次數,是亮,和滅的交替。一定要弄清楚。
那么刷新率是什么呢,刷新率是屏幕每秒顯示多少個畫面。50hz就是50個畫面。這50個畫面,都是亮的。沒有黑的。比如我們看電影,就是每秒24個畫面,刷新率是24hz。顯示器一般是60hz,電競還有144hz。超過24hz,人看這些畫面就是動的。低于的話看著就是卡的。刷新率越高,人看到的畫面就越連貫。主要是針對高速移動的物體,24幀的話,每一幀的間隔就是24分之一秒,這個時間高速移動的物體已經移動很遠了,兩個畫面直接就跳動了,過度不連貫了。如果你看的就是ppt,一個畫面的話,刷新率沒有任何影響。每秒都是這一個畫面來回刷。這個頻率,跟光源閃爍沒有任何關系!兩個是分開獨立計算的兩個東西。
結論,刷新率跟頻閃沒有任何關系!
因為光源就是一個顏色的光,一個畫面都沒有,頻閃怎么閃跟刷新率有關系嗎?刷新率是1,頻閃是可見光的頻閃,怎么可能有關系。那么屏幕有關系嗎?也沒有關系,頻閃是亮和滅的交替。刷新率是畫面和畫面的交替,有關系就見鬼了。一般頻閃都遠遠大于刷新率。一個畫面會亮滅交替很多次。當然,有可能有例外。那是理論來說,實際產品不太可能出現。
(a)頻閃是如何造成的?
光源頻閃很好理解。我們的交流電是 50hz。初中物理就學過,電是一下一下的,不是持續的。這個間隙,如果給燈通上,那燈的頻閃往往就是 50hz。我們地下室的破燈泡,或者直接跟交流電零線火線接通的燈泡,一般都這樣。
而我們用的電池,一般是直流電。直流電是不是就沒有間隙了呢,理論上也有,就是間隙小的忽略不計了。或者說頻率大的足夠大了,就無法被感知到了。這是我們理解下面內容的基礎。
手機或者顯示器,如果通過電阻去調節電流大小,燈泡的電流是調整了,電阻會發熱耗電的。電器肯定不會這么蠢。用電源控制輸出電流也可以,電源就要控制的很精確。這也很麻煩,電流太小了輸出會不穩定的。那么還有一個方法,就是讓頻閃減少。本來 1 秒閃爍 1 萬次的,亮度很高。我讓他閃 1 千次,亮度就低了呀。因為光線在這么段的時間內疊加,人眼看到的是疊加后的亮度,人眼可分不清每一次的頻閃。這樣亮度調節就更簡單了。比你加電阻的成本低多了。老的調光臺燈都是用電阻調節的。很多年輕朋友可能都接觸不到了。我之后做電磁輻射專題還會再聊到。
所以到這里,頻閃的原因大家就明白了。這種降低閃爍調光的方式,就是 pwm。實際市場是 LCD 屏幕已經基本在拋棄這種 pwm 調光了。但是 OLED 屏幕發展時間短,目前基本都在使用。尤其是三星的 AMOLED 屏幕,我印象中沒有一個是例外的。
那么有沒有不是 pwm 調光的呢。有是有,不過本質上還是有頻閃的。ccfl 也有。其實不能看是不是 pwm 調光,而是看調光之后的頻率是多少。
重點來了:pmw 是不是原罪呢?
并不是,我們要看的是調節后最終的頻率,頻率才是頻閃。是不是pmw則沒有必然聯系。比如 pmw 從 100 萬降低到 1 萬 hz 了,是不是傷眼呢?不可能的。那么從 3000 降低到 100 是不是傷眼呢,那是當然的。
(b)頻閃出現在什么地方?
了解危害的發生還不夠,關鍵是嚴重程度。不談程度的損傷都是耍流氓。
頻閃的主要分類,我個人分為 3 種。只是個人經驗和習慣,我認為這樣好理解。當然可以分的更細。
第一種,交流電頻閃,50hz。我小時候是沒有電燈的,用煤油燈。也用過豬油燈。其實也不舒服,光線太集中了。后來有一個汽燈。但是我最頭痛的,就是后來的燈管。我當時買不起臺燈,就頭頂一個燈,那就是交流電頻閃。學習看書把眼累的不行。
第二種,光源頻閃。有直流電的,也有交流電的。屏幕一般是 A 屏最低 200hz 左右,最高也幾千。不同 A 屏都不一定。LED 燈一般是幾千的。常見的 8000 左右,亮度很出色。但是也有幾百的,不見得lcd比a屏的頻閃高。中國對光源頻閃的規定是 3125hz。不能低于這個數字,否則可以去投訴廠家,或者起訴。那么 A 屏就低于 3125 了吧。是的,我們后面會說嚴重程度。但是這里都放在光源頻閃里面。
第三種,護眼燈頻閃。護眼燈為什么能護眼,我們之前科普說過,因為有一個變頻電子鎮流器,這玩意可以把 50hz 的交流電,一下子加到 30-50kHz,就是有幾萬 hz 的頻閃。這樣熒光粉的余暉效應就讓人眼看不出頻閃的間隙了。注意。護眼燈是頻閃高到人差距不到間隙,不是沒頻閃!
還有一種方法是用 直流鎮流器,就是把交流電變成直流電。這種情況下,頻閃幾乎就消除了,電磁干擾也比變頻器要小。我們電磁輻射專題再展開。這里就不多說了。
所以挑選護眼燈,就要頻閃盡量高的。最低不能低于 3125,最好高于 3 萬。
那么假設買不到,就是有頻閃了。那么
(c)頻閃損傷有多嚴重?
第一個檔次是 24hz 分水嶺,區間為 3-70hz。如果低于這個頻率,人看的就是一閃一閃亮晶晶了。別管是頻閃還是刷新率,低于這個數字都很不連貫了。多一點,人就覺得閃的特別快。亮滅的閃爍比畫面跟畫面的切換明顯多了,一直到 70hz,人都會覺得閃的特別難受。低于 24 之后,越低,就越無所謂。低于 3hz,就是半天亮滅一次。跟廣告牌似的,滅就滅去吧,一抖一抖的切換那種也不是很難受。
第二個檔次,70-3125hz。高于 70 以后,人基本上看上去就是明暗的差別,人已經看不出這是閃了。就是亮和滅的間隙小到人腦分不清了。但是細胞分得清。144hz 就是很多人還能分的出。尤其畫面內容在高速移動的時候。這就是電競屏幕的刷新率。頻閃也一樣,到這種程度以后就更難分清楚。但是細胞還是分得清。人眼的細胞會感知到細微的明暗變化,驅動肌肉調節。人的神經屬于電信號,局部器官尤其眼球的反射依然在進行。頻繁的調節就會引發難受。頻率大概到了3125就基本沒事了。不排除天賦異稟的人可能還有感知。國家的這個標準是有參考意義的。注意,這個檔次是 3125. 不是 300
第三個檔次 3125 - 3 萬-無窮大
超過 3125 基本上就差不多了,但是小孩子,或者長時間集中注意力用眼的話,還是有影響的。注意是視疲勞加劇,程度會低一些。最好是使用護眼燈,參考頻率就是 3 萬 - 5 萬左右吧,最低 3 萬,越大越好,但是就沒多大必要了。這就不是傷眼的程度了,而是從影響不大,到護眼的轉變。
這里面其實是有 LCD 屏幕和 A 屏滿亮度的。
了解幾個檔次,我們再看具體的頻閃損傷。
(1) 頭痛和眼疲勞:許多偏頭痛患者對光非常敏感,如亮光并且閃爍,則更容易引起偏頭痛。慢速閃爍通常比快速閃爍更容易引起偏頭痛。參考值,所有低于3萬的都有。別管是電視,電腦,燈光,手機,基本都涵蓋了。只能是自己控制自己的使用習慣。當然屏幕不是不能達到護眼燈的水平,本來也是直流電,主要是調光問題。牽扯到屏幕,電池供電的多個方面。
(2) 光敏性癲癇病:對光敏感的人群在 3-70HZ 范圍內的可見光調制下即使短時間接觸也會發作癲癇,這大概會影響到 1/4000 的年齡在 5 - 24 歲人群,通常是在青春期左右開始發作,并且有 75% 的人群會終生對光敏感。
(3) 視力下降。這個不用多少了,各種傷害最后都可能造成視力下降。而且幅度都不一樣。有時候人睡覺讓血液回流不好都會視力下降。或者你按一下自己的眼睛也會。不用多解釋。
(4) 注意力分散:人眼視場的周圍對頻閃更加敏感,例如頻閃不停的信號燈或者汽車尾燈產生的快速調制會吸引司機一直盯著看。而提前將眼睛移開可能會對司機或者在駕駛道路上的人和物有危險。與運行中的機器結合的頻閃光源會產生開合效應,對人產生的傷害,會導致顯著不同的移動和停止速度。這個屬于額外的了,人是有主觀能動性的。
(5) 自閉癥:有自閉癥的兒童尤其對環境的改變很敏感,而照明中的頻閃則增加了這種行為的反復發作。自閉癥的情況比較復雜,我就不做臨床判定方面的說明了。
(d)我們怎么判斷頻閃有多少?
最最重要的就是這個。只有知道頻閃,才能知道對我們的刺激有多大。
方法我們之前就介紹過,正好找到這樣的一個圖片。方法有兩個。
1,相機法。人眼有余暉效應,無法察覺頻閃的間隙。相機只有快門。是可以捕捉到蛛絲馬跡的。我們看左邊的兩個圖片。上面的一個是頻閃高的表現。下面是低的表現。就是出現波浪紋了。
但是注意,我在評測中說過,任何錄像設備都能拍出這種效果,關鍵要看快門速度是多少。只要快門足夠快,再好的頻閃也能被捕捉到。我們當時給大家的是 1/30,1/60 秒這兩個參數。1/30 別出現閃就好。但是出現閃,不代表就是頻閃 30hz,因為這一個圖片里面有很多次頻閃交替。也不是嚴格的一個黑線就是一次。這個是不好說的。 1/60 快門還有的話傷害程度就不那么明顯了。這個確實因人而異。我暫時推薦大家最低用 1/30 測試。寬松一點就用 1/60。其他參數無所謂的,看得清屏幕就行。
2,晃動法。晃動的間隙可以顯示出重影,就是頻閃的表現。晃手指或者電扇都行。這個方法只能對比的時候,兩個屏幕看哪個屏幕頻閃嚴重。但是沒辦法量化。不如相機好說話。我們都可以用手指試試自己的顯示器,電視和手機。一般來說是電視和顯示器差不多,都不如 LCD 手機。因為 LCD 手機的亮度高。頻閃也高。除非亮度最低,頻閃最低的時候可能有幾百的樣子。
(e)電器頻閃的參考數據
電器方面我還是業余外行,手頭上也沒有詳細的測試數據。一般來說是頻閃最高的護眼燈,然后是質量好的亮度高的直流電燈光。其次 LCD 手機最高亮度(一般最高亮度 500 尼特的都很好)其次液晶電視顯示器,亮度低于 300 尼特的比較多。
那么a屏在哪里呢?我們目前測試的 A 屏最好的是 Note8 和 S8,最高亮度 1000 尼特,基本上在正常 LCD 手機的檔次。甚至還偏好一些。亮度低于 450 尼特的,就偏低一些。基本都是屏幕面板決定的。而 LCD 最低亮度也都不一樣,正常的手機大概也有幾百 hz,小米的 1 尼特暗光屏就低一點。具體的數值我是測不出來,只能比較大小,測不出具體的數。那么a屏最低亮度是多少呢。s8我們測試的時候也有幾百左右,1/30 的快門和 1/60 的快門都不是特別嚴重。但是!但是一加 5,R11,等等一系列的 A 屏,低亮度都會出現非常明顯的相機頻閃。人眼雖然看不見,但是相機告訴我們,亮度越低,頻閃越嚴重是妥妥的。
我們先看看一加 5 的效果
上面的圖就是一加 5 對比 LCD 的屏幕。最低亮度的表現。
接下來我們看看三星 S8
正常亮度的話,右邊的s8出現一個橫的黑線,但是不會閃,就一直在那。而且是根據攝影機的角度出現的。攝影機動一下,這個黑線就跟著動。攝影機不動,它就不動了。比 A 屏穩定了太多。
還是 1/60 的快門,黑線也沒了,我們繼續降低亮度到最低看看
一直到變成全黑,也沒有出現一加 5 的那種情況。大家看我的視頻會清楚的多,動態的視頻一目了然。所以s8最低亮度的頻閃要比一加 5 的 20% 亮度還高。我不能說具體是不是沒有影響,還是因人而異,但是情況比一加 5 的 A 屏要好的多。至少說明 A 屏的頻閃是有差別的。差別還不小。所以明顯頻閃不能根據是不是 A 屏判斷,也不能根據 pwm 判斷,具體情況具體對待。
結論
1.pwm 調光雖然降低頻閃,但是具體程度要細看最終數字。不能妖魔化 pwm。更不能無視 pwm 的問題。
2.A 屏的頻閃不一定厲害,看具體屏幕的亮度和調節機制。LCD 屏幕的頻閃也不一定好。一般正作用大于副作用的,就是對人類有利的。我們盡量控制副作用就行了。不能因噎廢食,更不能飲鴆止渴。葉秋評測都會做這些對比的。
3.屏幕對人眼的影響除了本身的藍光影響黃斑區,頻閃加重視疲勞和偏頭痛以外,還有色彩對人的刺激。有的人看艷麗的舒服。有的人看了就惡心難受。我們要區別嚴重程度。藍光傷害大于一般頻閃大于屏幕色彩喜好。
4.屏幕是一方面,關鍵是用眼健康。再好的屏幕,如果一直看,也不行。哪怕看書久了,瞬目少了也一樣的難受。應該盡可能挑選好的屏幕和燈光,同時更注意用眼衛生。用眼健康好了,其實屏幕的影響沒那么大。我們應該折中自己的喜好跟健康。不能顧此失彼,也不能以偏概全。
5.發現任何問題都不要一棍子打死一船人。用優點和缺點綜合考慮。優點大缺點小就可以接受,再盡量彌補缺點。對你來說優點小缺點大,你就別選。但是每個人不一樣,表達自己可以,別夸大情況帶節奏。一般社會發展還是盡量去接受外在因素,改變自己。嚴重的也可以去抵制,但是輕重緩急要科學,不能完全聽一家之言。真有依據的嚴重情況,我們才應該集體抵制。
葉秋評測用眼健康建議
1。佩戴藍光鏡片。除了看屏幕,日常的所有 LED 光源無處不在,都有藍光損傷的風險。墨水屏最好,A 屏其次,LED 最差。但是也要注意藍光外的指標。沒藍光,但是有其他問題也不行。兒童優先選擇 A 屏,且不能使用最低亮度。
2。臺燈購買護眼燈。晚上看屏幕一定要開燈。有一個護眼燈在旁邊,哪怕顯示器和手機有嚴重頻閃,也能一定程度緩解。如果只有一個光源,還有頻閃,那是很容易加重視疲勞的。
3。禁止睡前長時間玩手機。尤其不開燈,漆黑的環境對著手機屏幕,最毀眼睛。何況a屏還有更嚴重的頻閃。LCD 最低亮度也不能長時間看,還不開燈。
4。多補充我們推薦的食物,適當補充褪黑色素和維生素 E。
5。不管看什么,都要多瞬目,多眨眼。如果出現眼睛干澀,可以搭配人工淚液,淚然等眼藥水。長期待的環境要保證濕度。大概 50% 左右比較好。尤其睡覺不老實的人,有時候睡著了眼睛會張開一點點,特別需要濕度。張飛那種睜眼睡覺要使用紅霉素眼藥膏。
6。增加戶外活動。看屏幕久了要放松放松。以 40 分鐘為例,40 分鐘就四周看看,最好往窗外的遠處看。喝口水或者深呼吸幾次。休息一下再繼續。
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原文標題:科普:手機屏幕與傷眼——解讀三星 A 屏 pwm 與藍光損傷
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