理論知識｜關(guān)于適老化的研究和分析——人眼的光與色
近期，所負責(zé)項目正在進行適老化的設(shè)計，分析過程中找到一些產(chǎn)品相關(guān)的研究和對比，但是看的過程，一直有個困惑：老年人看到的世界到底是什么樣子？基于這個困惑，通過相關(guān)論文與材料，進行了一些關(guān)于老年人視角光、色的基礎(chǔ)性研究與分析。
Part 1
老年人視角
下面兩張圖，左側(cè)是我們看到的正常效果，右側(cè)是根據(jù)我研究的相關(guān)論文大致模擬六十歲以上老年人視角下所看到的圖像，試想當(dāng)我們六七十歲以后，看到的世界是這個樣子，現(xiàn)在會有何感想（當(dāng)然，右圖的視覺效果不是到了年齡就突然轉(zhuǎn)變的，而是在很長一段時間內(nèi)逐漸衰退）。接下來我會通過相關(guān)分析，講述下導(dǎo)致問題出現(xiàn)的原因。
Part 2
人眼結(jié)構(gòu)
在此之前我們需要先了解下人眼的基本結(jié)構(gòu)，我們看到的光與色通過眼球的晶狀體、瞳孔到達中央凹后，在視桿細胞、視錐細胞進行光與色的信號轉(zhuǎn)換，傳遞到我們的大腦之中。
▲在方便識別的前提下，對不必要信息做了刪減
Part 3
光
a.影響光的變量——晶狀體
隨著年齡增長瞳孔晶狀體就像太陽下曬久了的有機玻璃一樣，晶狀體會隨著時間而逐漸變黃。其結(jié)果就是，紅光和綠光還能比較順利地通過晶狀體到達視網(wǎng)膜，一部分藍光就要被黃化的晶狀體所吸收。
此外，步入老年后，眼部疾病也隨之而來，常見的有白內(nèi)障、青光眼等疾病困擾，晶狀體逐漸渾濁，不再清澈。
b.影響光的變量——瞳孔
作為設(shè)計師，我們熟知鏡頭的進光量是隨著光圈葉片收縮孔洞大小進行調(diào)節(jié)，其仿照源頭就是人眼的瞳孔結(jié)構(gòu)，此外在鏡片上諸如各家鏡片的材料各有差異，本質(zhì)都是為了增加透光率，保證畫面的清透。
人眼的瞳孔是由瞳孔括約肌來進行直徑大小的調(diào)節(jié)，隨著年齡衰老，瞳孔括約肌也不可避免的衰退，最終在 60 歲左右趨于穩(wěn)定。
通過對比，六十歲左右老年人的的瞳孔直徑明顯比年輕人的小了不少，這也會導(dǎo)致進光量明顯降低。因此在老年人的眼中，相同場景看起來比年輕人眼中不僅要偏黃，還要更暗。
通過相關(guān)論文結(jié)論，眼睛在進入老年階段后，進光量下降約 28-43%，下降明顯的相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｋ髂R效果，戴上墨鏡感受下吧。。。
Part 4
色
a.顏色的接收——黃斑區(qū)
人眼之所以能接收成像，在于眼球內(nèi)部的黃斑區(qū)（類比相機傳感器）負責(zé)接收光與色，物理角度來說，光、色屬于電磁波，黃斑區(qū)中央凹的視錐、視桿細胞類似于兩種天線接收器，收到電磁波后分別對其進行處理，視桿細胞負責(zé)明暗感知，視錐細胞負責(zé)色彩感知。
▲在人眼中視桿細胞有一億三千萬個，而負責(zé)感知顏色的視錐細胞只有七百萬個，僅占到總感光細胞數(shù)量的 5%
b.影響色彩的變量——視錐細胞波長
前文所說，由于光、色屬于電磁波，人眼的視錐細胞分為三個頻道區(qū)間接收器，分別是 S 類短波長細胞、M 類中波長細胞、L 類長波細胞，這三種細胞分別對應(yīng)的是藍色感應(yīng)、綠色感應(yīng)、紅色感應(yīng)，總的區(qū)間在 400nm-800nm 范圍（實際 780nm 之后色彩傾向基本為黑），人眼最舒適的波長在 550nm，也就是綠色。
但在自然界并不是所有的動物都有三個區(qū)間的視錐細胞，像牛就是因為只有長波視錐細胞（紅色感應(yīng)區(qū)間），所以它的眼里就只有紅色。
▲由于高頻短波具有輻射性，這也就是我們常說的藍光損傷視力
通過上文描述是不是想到了我們設(shè)計師日常接觸最多的 RGB 模式，沒錯！我們常用的屏幕色彩顯示模式就是來自人眼的色彩呈現(xiàn)基本原理。
▲其基本原理也等同視錐細胞（明暗變化由視桿細胞負責(zé)）
此外，我們在 RGB 色譜上能看到 RGB 模式是沒有明暗變化，只有色彩變化，不同于我們做設(shè)計常用的另一種 HSB 模式，它的明暗變化是由顏色交疊覆蓋產(chǎn)生。
C.影響色彩的變量——視錐類型數(shù)量
視錐細胞的長、中、短三種分布并不是均分的，綠色感應(yīng)中波視錐細胞數(shù)量最多，紅色感應(yīng)長波視錐細胞其次，藍色短波視錐細胞數(shù)量最少，這也導(dǎo)致了我們看紅、藍、綠三種顏色的感受也是不同的，典型的案例是色弱、色盲，其病因是三種視錐細胞數(shù)量、質(zhì)量、有無出了問題導(dǎo)致的。
要說最經(jīng)典的問題莫過于——紅綠燈為什么不是紅藍燈，除了紅、綠色在社會約定俗成的一些認(rèn)知外，眼球的 S 類短波視錐細胞（藍色感應(yīng)）占比數(shù)量最少是主要原因（當(dāng)然還有明度、早期科技條件下藍光是沒有）。
但這又帶來了另一個疑問——汽車尾燈為什么是紅色。但上文不是說了綠色占比最多，那又為什么不用綠色？？？
這其實是 “衍射效應(yīng)” 導(dǎo)致的，高中物理學(xué)過光波（電磁波）是有繞過空氣中障礙物（非連續(xù)介質(zhì)）可持續(xù)往前傳播的能力，波長越長，其繞過的障礙物的線度就越大，尤其是在大霧、霧霾，空氣能見度差的天氣環(huán)境，相比綠燈（中波短）更易被人眼接收。
為什么在這里提到衍射效應(yīng)？因為老年人常見的一種眼部疾病叫做 “白內(nèi)障”，癥狀表現(xiàn)是晶狀體內(nèi)渾濁，導(dǎo)致視力識別能力下降，所以在重要和警示性的內(nèi)容使用紅色會更有效。
Part 5
作為設(shè)計師顏色使用上該做哪些注意
首先將我們前文所講的人眼基礎(chǔ)原理和老年后出現(xiàn)的狀況進行下整理。
基于上述五個問題，結(jié)論如下：
a、顏色飽和度使用
b、單色使用上
藍色上，使用 400nm——460nm 波長較長區(qū)間的藍色 ，HSB 模式下 H 范圍值 211-189 （通過內(nèi)部開發(fā)的 RGB 波長轉(zhuǎn)換器得出）；
綠色上可直接使用 550nm——#A3FF00 即可，HSB 模式下 H 范圍值 82 周邊使用（人眼最佳舒適度波長）；
紅色上使用上，720nm 之后的顏色偏深，不大建議使用。但需注意老年人晶狀體發(fā)黃問題導(dǎo)致的朱紅偏桔紅問題。
c、色彩組合使用
▲為何藍色視錐少，還建議使用？因為滿屏黃、紅確實影響心情
d、護眼模式
以上內(nèi)容是根據(jù)人眼生理結(jié)構(gòu)和光色的物理角度做了簡單分析，希望大家能夠在未來做適老化設(shè)計的過程中，減少對色彩的使用困惑，能夠從基礎(chǔ)原理答復(fù)項目成員的疑問和挑戰(zhàn)。
The End
結(jié)語
在老年人群體，像白內(nèi)障這種疾病，60 歲以上老人發(fā)病率高達 80%，更不用說其它問題的影響?；蛟S我們使用顏色時，更多考慮的是視覺表現(xiàn)，但對于視障患者、老年人來說，顏色的使用是會切切實實影響到他們生活的方方面面。
作為設(shè)計師，我們不僅通過明暗、色彩去表達我們的認(rèn)知、觀點，也可以通過色彩表達我們對這個世界不同群體的關(guān)愛。
— The end —
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