Оценка общей визуальной среды на экране монитора

1. Психофизиологические основы в вопросе оценки общей визуальной среды

Глаз человека – самый активный из органов чувств. Он никогда не стоит на месте, постоянно перемещаясь в двух основных плоскостях - горизонтальной и вертикальной. Такая активность достигается природой глазодвигательного аппарата, особенностью работы его нервных центров свойствами мышц глаза. Установлено, что мышцы глаза – самые быстродействующие в организме человека.

Глаз человека ясно видит окружающие предметы очень малым участком сетчатки, который получил название центральной ямки. В области центральной ямки острота зрения максимальна. Она резко падает к периферическим участкам сетчатки. При неподвижных глазах мы видели бы ясно только половину лица встречного человека с расстояния 3 метров, а всего человека можно было бы рассмотреть лишь с расстояния 48 метров. Таким образом, весь механизм движения глаз связан с помещением объекта в область ясного видения.

Различают два вида движения глаз: медленные и быстрые. Быстрые движения глаз в литературе получили название саккад. Согласно экспериментальным исследованиям, в естественных условиях видения имеют место две и более саккад в секунду. Саккады правого и левого глаза совершенно синхронны и имеют одинаковую амплитуду. Ориентированы саккады тоже в одном направлении и меняют свое направление минимум раз в полсекунды. Глаз как бы сканирует окружающее пространство.

Саккады играют большую роль в зрительном восприятии. Экспериментально было установлено, что если изображение объекта сделать неподвижным относительно фоторецепторов сетчатки глаза, то человек перестает его видеть спустя 1 - 3 секунды (эффект «пустого поля»). Это говорит о том, что только при перемещении образа объекта по сетчатке возникает перепад освещенности на фоторецепторах, в результате чего и возникает импульс в зрительном нерве. В обычных условиях такое перемещение достигается за счет автоматии саккад (мозг сам выбирает оптимальную частоту и амплитуду саккад для устойчивого видения).

Другое важное назначение саккад - стирать, так называемые, последовательные образы на сетчатке глаза. Последовательные образы представляют собой следы предыдущих раздражений сетчатки, которые в определенных условиях могут наблюдаться в течение длительного времени (десятки секунд и минуты), лишь постепенно угасая. Саккады также играют важную роль в компенсации дефектов сенсорного аппарата глаз, поскольку сетчатка глаза неоднородна по своей чувствительности - в ней имеются «родимые пятна» и мелкие скотомы; в стекловидном теле часто присутствуют непрозрачные элементы: кровяные тельца, капилляры, уплотнения и т.п.

Саккады, в свою очередь, разделяют на два типа - короткие и длинные. Короткие саккады (или микросаккады) имеют место при фиксации взора на неподвижном объекте малого размера. Микросаккады играют ключевую роль в оценке изменения положения объекта на малую величину. Длинные саккады (или макросаккады) имеют место при рассматривании человеком какого-то неоднородного объекта, макрообъекта. Медленные движения глаз чаще имеют место при охвате общей визуальной обстановки, рассматривании сложных визуальных композиций, когда необходимо перемещать взор от одного объекта к другому.

Необходимо отметить, что оценка общей визуальной обстановки, рассматривание сложной картины (в том числе и на экране монитора компьютера) является сложным процессом, в котором имеют место как микро- и макросаккады, так и медленные движения глаз.

2. Классификация и основные характеристики визуальных сред на экране монитора.

Общую визуальную среду человека можно разделить на четыре основных вида. Это - комфортная визуальная среда, нормальная, гомогенная и агрессивная. Комфортной называют визуальную среду с большим разнообразием элементов. Для нее характерны: наличие кривых линий разной толщины и контрастности, острых углов (особенно в верхней части) в виде вершин и заострений, образующих силуэт, разнообразие цветовой гаммы, сгущение и разрежение элементов и разная их удаленность. К комфортной визуальной среде можно отнести красивый пейзаж, например леса, гор, моря, облаков. реки. С комфортной визуальной средой часто связывают произведения искусства в области живописи и архитектуры.

Гомогенная видимая среда - это среда, в которой либо совсем отсутствуют видимые элементы, либо число их резко снижено. В литературе классическую (или идеальную) гомогенную среду часто показывают на примере, так называемого, эффекта пинг-понгового шарика. В экспериментальных условиях глаза испытуемых закрывали половинками пинг-понговых шариков, таким образом, чтобы они не видели краев, и освещали колпачки светом. Человек оказывался в светлой гомогенной среде. Однако ощущение яркости видимого поля быстро изменялось. Примерно через минуту у большинства испытуемых все поле зрения становилось совершенно темным. Испытуемые жаловались на неприятные ощущения в процессе эксперимента.

Механизм этого эффекта легко объяснить, исходя из того, что фоторецепторы работают на перепадах освещенности. В гомогенной среде, т.е. при однородном освещении всех точек поля зрения, автоматия саккад не вызывает изменений на фоторецепторах и соответственно в зрительном нерве после очередной саккады сигнала не возникает. Амплитуда саккад увеличивается в 3-5 раз, в 2-3 раза увеличивается их число. Зрительный анализатор переходит в «поисковый режим», который не дает результата. Длительная работа в этом режиме ведет сначала к ощущению дискомфорта, затем к нарушению автоматии саккад. Кроме фоторецепторов в гомогенной среде не срабатывают нервные клетки мозга, что ведет к расстройству его некоторых функций. Это является причиной неприятных ощущений и головных болей.

В программных средствах образовательного назначения довольно часто приходится сталкиваться как с отдельными гомогенными полями, занимающими часть изображения на мониторе, так и с общей гомогенностью визуальной среды. В первом случае, при достаточно высокой динамичности программного средства, гомогенные поля могут как бы выпадать из поля зрения. В программных средствах с высокой степенью общей гомогенности среды восприятие информации с экрана монитора идет с большим напряжением. В результате, быстро утомляются глаза, развивается общее утомление учеников. Типичным примером программного средства с высокой степенью общей гомогенности среды являются игровые программы «Doom 2»и «Quake».

Основными причинами возникновения гомогенных полей и гомогенной среды в ПС ОН являются просчеты разработчиков в выборе цветовой палитры, соотношения яркости и контраста изображения, темпа подачи учебного материала.

Агрессивная визуальная среда-это среда, в которой человек одномоментно видит большое число одинаковых элементов. На рисунке приведены типичные тесты агрессивных видимых полей. Одного взгляда на эти тесты достаточно, чтобы убедиться, что они вызывают исключительно неприятные зрительные ощущения. Причем, даже гомогенные поля воспринимаются человеком намного легче, чем агрессивные.

Если в ПС ОН одинаковые микрообъекты разнесены менее чем на 2° в поле зрения и если их число превышает пять, становится невозможной фиксация взгляда на одном микрообъекте. В результате, возникает агрессивное поле. Чем больше агрессивное поле и чем выше его яркость и контраст по отношению к общему фону, тем больше общая агрессивность визуальной среды. При высокой агрессивности визуальной среды все объекты как бы уходят на задний план, взгляд начинает воспринимать только саму агрессивную среду.

Установлено, что в агрессивной среде не может полноценно работать автоматия саккад, затруднена фиксация глаза на объекте. Попытка фиксировать один из микрообъектов агрессивного поля ведет к торможению автоматии саккад. Одновременно наступает стабилизация медленных движений глаз, резко сокращается число миганий. Глаза встают «как вкопанные». Быстро развивается утомление.

В сильноагрессивной среде падает разрешающая способность глаз, отдельные элементы становятся не видимыми, все поле превращается в серый фон, глаза уже физически не могут остановиться на отдельном элементе, они как бы плавают по объекту. Число саккад резко сокращается, а дрейф увеличивается по амплитуде,

Бинокулярное зрение (при котором оба глаза смотрят на один и тот же объект) так же не может полноценно работать в агрессивной среде. При большом количестве одинаковых микроэлементов изображения невозможно конвертировать оба глаза в одну точку.Вагрессивной среде не срабатывают такие механизмы зрения, как on - off системы, аккомодация, адаптация, реакция зрачка; не могут полноценно работать рецептивные поля мозга.

Агрессивность визуальной среды достаточно часто можно наблюдать в ПС ОН. Разработчики любят «украшать» свои программы одинаковыми мелкими деталями, микрообъектами орнаментом и т.д., часто нарушают цветовые пропорции. В результате, от таких программ у учащихся порой просто рябит в глазах.

В ПС ОН часто можно наблюдать динамическую агрессивность и динамическую гомогенность визуальной среды. Они возникают при изменении визуальной обстановки на экране монитора. Даже небольшая динамичность визуальной обстановки на экране монитора приводит к резкому увеличению агрессивности и гомогенности визуальной среды.

Отрицательное действие динамических агрессивных полей намного сильнее, чем статических. Это связано с тем, что фоторецепторы более активно реагируют на динамические процессы. С другой стороны, динамические агрессивные поля оказывают воздействие на двигательный аппарат глаз, а именно на конвергенцию, аккомодацию и параметры саккад. Фиксация взгляда на объекте в динамической агрессивной среде требует больших усилий, что ведет к быстрому развитию утомления. |

Необходимо отметить, что создать комфортную визуальную обстановку на экране монитора очень сложно, поскольку естественным для нашего зрения является восприятие в отраженном свете, восприятие же с экрана монитора идет в излучающем свете. Гомогенные и агрессивные поля окружают нас не только на экранах мониторов, но и в обычной жизни. Например, кирпичная стена дома, окна многоэтажных домов, ровная укладка шпал на железной дороге, брусчатка на домах и улицах сами по себе являются агрессивными визуальными средами. У нас уже выработался определенный стереотип восприятия таких объектов. Кроме того, человеческий организм имеет определенные возможности адаптации к агрессивным и гомогенным полям, но они не безграничны.

Возникает вопрос, какую визуальную среду следует считать нормальной? Применительно к ПС ОН, нормальной визуальной средой, видимо, следует считать среду, в которой иногда и встречаются гомогенные и агрессивные поля, но они оказывают незначительное влияние на общую визуальную обстановку на экране монитора и не вызывают отрицательных эмоций у учащихся.

Каким основным требованиям должно удовлетворять ПС ОН, чтобы на экране монитора была нормальная визуальная обстановка?

Оптимальным видимым полем обычно считают поле, удовлетворяющее следующим требованиям:

§ размер объекта 1° - 3°;

§ расстояние между объектами 2.5°;

§ число однотипных объектов не более 5.

Для создания фона возможно использование комбинации различных элементов.

Строить изображение на экране монитора желательно по законам гармонии. Необходимо создавать иллюзию разной удаленности объектов, использовать линии разной толщины и контрастности, стараться, по возможности, избегать прямых линий, разнообразить набор острых углов в верхней части экрана. Желательно разнообразить цветовую палитру, использовать плавные цветовые переходы, отдавая предпочтение теплым тонам.

Пользователь тоже в состоянии несколько понизить агрессивность и гомогенность визуальной среды настройкой монитора. Например, увеличивая яркость и контрастность изображения, иногда удается уменьшить темную гомогенность среды, снижая яркость и контрастность - снизить агрессивность.

3. Классификация и основные характеристики визуальных полей на экране монитора.

Различают четыре типа визуальных полей на экране монитора.

1. Поле точного восприятия изображения. Оно составляет 3° вверх-вниз, 7° вправо-влево от оси зрения, что в условиях работы в компьютерном классе ≈ 2.6 - 2.7 см, 4.8 - 5.2 см соответственно.

2. Поле опознания взаимного расположения и изменения положения объектов. Оно составляет вверх 25°, вниз 35°, вправо и влево по 32° от оси зрения, что соответственно ≈ 24-28 см, 34-40 см, 31-37 см.

3. Поле высокозначимой информации. Оно составляет 15° во все стороны от оси зрения ≈ 14-16 см.

4. Поле главного объекта. Оно составляет 10° во все стороны от оси зрения ≈ 9 - 10 см.

Поиск по сайту: