Очки для коррекции цвета или линзы для коррекции цвета — это светофильтры, обычно в форме очков или контактных линз, которые пытаются облегчить дальтонизм , приближая дефицитное цветовое зрение к нормальному или упрощая выполнение определенных цветовых задач . Несмотря на вирусный статус, академическая литература в целом скептически относится к эффективности линз для коррекции цвета.
Дальтонизм (дефицит цветового зрения) — это сниженная способность видеть цвет или различия в цвете. Он может затруднять выполнение повседневных задач, связанных с цветом, таких как выбор спелых фруктов или одежды, а также задач, связанных с безопасностью, таких как интерпретация сигналов светофора . Хотя инвалидность, связанная с дальтонизмом, считается незначительной, использование цвета в системах безопасности исключает дальтоников из многих профессий. Проверка на дальтонизм в этих профессиях осуществляется с помощью тестов на цветовое зрение , часто с помощью теста Ишихары . Лекарства от дальтонизма не существует, но управление цветовым зрением может быть возможным с помощью приложений или корректирующих цветов линз.
Существует несколько видов линз, которые, как утверждается, повышают точность в задачах, связанных с цветом. Линзы могут быть очками, контактными линзами или ручными линзами, но в этой статье они разделены в соответствии с принципом работы. Большинство линз предназначены для людей с дальтонизмом на красный и зеленый цвета , хотя некоторые линзы также продаются для людей с дальтонизмом на синий и желтый цвета. Все линзы являются пассивными оптическими фильтрами , поэтому могут только вычитать/ослаблять отдельные длины волн света. Однако существуют большие вариации на эту тему:
Идея использования цветных фильтров в качестве корректирующих цвет линз возникла у Августа Зеебека в 1837 году. В 1857 году Джеймс Клерк Максвелл сконструировал красные и зеленые очки в соответствии с теорией Зеебека. [1] Зеебек заметил, что красные и зеленые линзы изменяют относительную яркость цветов, которые дальтоники, страдающие красно-зеленым дальтонизмом, обычно видели как метамеры , и таким образом испытуемые могли оценить правильный цвет. Основываясь на этих результатах, Максвелл выдвинул гипотезу, что восприятие цвета улучшится после длительного использования очков. [1]
Линзы с красными и зелеными оттенками в настоящее время не коммерциализируются, вероятно, потому, что полученное цветовое зрение сильно искажается (что затрудняет задачи по названию цветов), а разные цвета линз не эстетичны. Однако современное шведское изобретение под названием SeeKey использует красные и зеленые линзы, чтобы помочь пользователю идентифицировать цвета. Линзы не надеваются на глаза, а держатся в руках. Пользователь попеременно смотрит между двумя линзами и может определить цвет по относительному изменению яркости между двумя линзами и прямым зрением. Например, субъекты с дальтонизмом на красно-зеленый цвет обычно путали зеленый и оранжевый; при использовании SeeKey оранжевый будет казаться светлее через красный фильтр и темнее через зеленый фильтр (по сравнению с отсутствием фильтра). Использование линз во время теста Ишихары достигает 86% улучшения. [2] В отличие от других корректирующих цветов линз, SeeKey не предназначен для постоянного ношения и используется только при необходимости для выполнения цветовой задачи.
Монокулярные линзы обычно представляют собой контактные линзы с красным оттенком, которые надеваются на один (недоминантный) глаз. Эти линзы предназначены для использования бинокулярной диспаратности для улучшения различения некоторых цветов. По сравнению с диспаратными линзами один глаз остается нефильтрованным, чтобы сохранить реалистичное восприятие цветов. Примерами этой технологии являются X-chrom (1971; руководство) и Chromagen (1998).
Обзор различных исследований 1981 года по оценке эффекта контактной линзы X-chrom пришел к выводу, что, хотя линза может позволить владельцу достичь более высокого результата в определенных тестах на цветовое зрение (в частности, псевдоизохроматические пластины, такие как тест Ишихары ), она не исправляет цветовое зрение в естественной среде. [3] или практической промышленности. [4] Улучшения в псевдоизохроматических пластинах происходят из-за избирательного (для некоторых цветов) изменения яркости, тем самым вводя ахроматический контраст в изображения, а не увеличения хроматического контраста. Фактически, несмотря на утверждение о том, что бинокулярное неравенство приводит к улучшению цветового зрения, результаты теста Ишихары фактически улучшались, когда доминирующий (нефильтрованный) глаз был закрыт во время теста. [4]
Хотя монокулярные фильтры все еще находятся в продаже, они считаются устаревшими, поскольку они приводят к снижению остроты зрения , изменению восприятия кажущейся скорости, визуальным искажениям (таким как эффект Пульфриха ) и ухудшению восприятия глубины . [5] Эти побочные эффекты могут сделать монокулярные линзы помехой, если они предназначены для решения проблемы дальтонизма.
Бинокулярные линзы применяют один и тот же фильтр к обоим глазам. Они не используют бинокулярную диспаратность (как монокулярные линзы) или временную диспаратность (как SeeKey) для извлечения информации о цвете. Существует два типа бинокулярных фильтров, классифицируемых по форме их кривых пропускания.
Тонированные линзы (например, очки Pilestone [6] /Colorlite [7] /ColorMax [8] ) придают тон (например, пурпурный) входящему свету, что может искажать цвета таким образом, что некоторые цветовые задачи становится проще выполнять. Эти очки могут обойти многие тесты на дальтонизм, хотя носить их во время тестирования обычно не разрешается. [9]
Коэффициент пропускания этих фильтров имеет отсечку вблизи пиковой длины волны одного из спектральных значений чувствительности опсина , что может эффективно сдвигать пиковую длину волны в сторону более высоких или более низких длин волн. Поскольку аномальная трихромазия (протаномалия и дейтераномалия) возникает из-за того, что пиковые длины волн двух классов опсина находятся слишком близко друг к другу в спектре, то, как утверждается, сдвиг их в стороны улучшает цветовое зрение. [10]
Оценка нескольких тонированных фильтров, проведенная в 2010 году, не показала полезного улучшения цвета, как это было определено тестом D-15 или практическим тестом с использованием цветов светофора (аналогичным FALANT ). Они описали, что линзы «следует считать опасными в условиях дорожного движения». [11]
Очки с режекторным фильтром (например, очки EnChroma ) фильтруют узкую полосу света около 590 нм, которая возбуждает как L-, так и M-конусы (желто-зеленые длины волн). [12] Их часто комбинируют с дополнительной полосой заграждения в коротковолновой (синей) области, чтобы минимизировать оттенок на линзах и приблизиться к фильтру нейтральной плотности . Они превосходят другие типы линз, вызывая меньшее искажение цветов. Эффект заключается в увеличении насыщенности некоторых цветов (в зависимости от базовых спектров), что многие пользователи объясняют как «выпрыгивание» определенных цветов. Очки EnChroma выпускаются в вариантах для помещений и для улицы, которые различаются по количеству блокируемого света.
Линзы с режекторными фильтрами работают только с трихроматами (аномальными или нормальными) и, в отличие от некоторых других типов линз, не оказывают существенного влияния на дихроматов. [13] Однако для дифференциальной диагностики дихроматов и трихроматов требуется специальное тестирование зрения или генетическое тестирование , поэтому оно обычно не проводится. [13]
Несколько исследований, проведенных по эффективности очков EnChroma, не показали никаких улучшений в традиционных тестах на цветовое зрение ( Ishihara , [14] [15] FM-100 , [15] CAD [13] ). Другие исследования показали небольшие улучшения в тестах Ishihara и D-15 , но приписывают их введению светового контраста. [16] Недавние исследования показывают, что долгосрочное использование очков EnChroma может оказывать положительное влияние на восприятие цвета, даже когда очки сняты. [17] [18] Авторы предполагают, что «модификации сигналов фоторецепторов активируют пластичный пострецепторный субстрат, который потенциально может быть использован для зрительной реабилитации». [17]
Когда в 1971 году были представлены линзы X-chrom — первые терапевтические линзы для коррекции цвета, интерес к устройству подкреплялся ложными утверждениями о том, что линзы могут вылечить дальтонизм. В то время у FDA было мало полномочий для регулирования ложных утверждений относительно медицинских устройств. В 1976 году FDA получила эти полномочия в соответствии с Законом о регулировании медицинских устройств , но линзы X-chrom по-прежнему оставались вне их юрисдикции, поскольку они не были классифицированы как медицинские устройства. [19] Когда ColorMax уведомила FDA о своих новых линзах для коррекции цвета в 1998 году, FDA ввела ограничения на маркетинг, который ColorMax могла использовать: [19]
Все эти ограничения затем будут также применяться к последующим корректирующим линзам цвета, которые захотят использовать ColorMax (или X-Chrom) в качестве предикатного медицинского устройства. Использование предикатного устройства значительно упрощает регулирующий путь. [19]
Вирусные видеоролики, в которых люди с дальтонизмом впервые пробуют корректирующие очки и испытывают эмоциональные реакции, очень распространены, и многие производители линз полагаются на этот вирусный маркетинг . Хотя самим производителям запрещено делать вышеуказанные заявления, ложные заявления, сделанные в вирусных сообщениях/видео в социальных сетях пользователями линз, не регулируются. В 2016 году маркетинговая компания, связанная с EnChroma, выиграла маркетинговую премию за лучшее использование вирусного маркетинга. [20] Один из участников маркетинговой кампании на YouTube, Логан Пол , признался, что приукрашивал свою реакцию на попытку использования очков EnChroma в своем видеоблоге , [21] и многие критиковали видеоролики, поскольку в основном они представляли фальшивые/приукрашенные реакции. [22] Другие же критиковали использование вирусного, эмоционального маркетинга как способ отвлечься от «негативных научных новостей» об очках. [23]
Исследование FAA 1978 года рассмотрело «авиамедицинские» последствия линз X-chrom, обнаружив, что линзы увеличили результаты на псевдоизохроматических пластинах, не улучшив производительность в практических тестах (например, тесте авиационного сигнального светового пистолета). [4] Впоследствии они запретили использование линз X-chrom во время тестов. Сегодня большинство профессиональных скринингов на дальтонизм имеют явные запреты либо на использование линз X-chrom конкретно, либо на все корректирующие цвет линзы в целом.
В этом разделе собраны аналогичные приложения для цветокорректирующих линз и альтернативных инструментов для улучшения цветового зрения.
Ахроматопсия — это нарушение зрения с симптомами, включающими полную цветовую слепоту , т. е. полное отсутствие цветового зрения. Хотя не существует линз, которые, как утверждается, обеспечивают ахроматам цветовое зрение, линзы являются важной частью лечения ахроматопсии . Например, еще одним симптомом ахроматопсии является светобоязнь , которая затрудняет зрение при ярком свете. Для уменьшения яркости часто используются сильно тонированные солнцезащитные очки [24] или контактные линзы [25] . Очень распространены линзы с красным оттенком, но для оптимизации комфорта пользователя используются другие оттенки. [26]
Ахроматы часто используют красные фильтры во время вождения, чтобы помочь идентифицировать светофоры, когда позиционные сигналы недостаточны. Подобно работе SeeKey, модуляция красного фильтра позволит водителю использовать разницу в яркости, чтобы определить, какой свет горит. [27]
Линзы цветокоррекции, рассмотренные выше, являются пассивными фильтрами и, следовательно, могут только вычитать свет на определенных длинах волн. Однако активные линзы, которые также способны усиливать свет на определенных длинах волн, гораздо более гибки в том, как они могут «исправлять» цветовое зрение и накладывать большие сдвиги цвета. Умные очки , такие как Google Glass и Epson Moverio, могут действовать как активные линзы и использовались с приложениями для перекрашивания, чтобы помочь дальтоникам с задачами по цвету. [23] [28] Цифровые фильтры перекрашивания обычно основаны на алгоритмах дальтонизации , которые перекрашивают изображение независимо от содержания, но умные очки также могут быть контекстно-зависимыми и адаптироваться к различным сценам для оптимизации фильтра. Например, они могут увеличивать контраст между коричневым и розовым при приготовлении красного мяса. Эти активные линзы являются разновидностью дополненной реальности .
Противоположностью корректирующим линзам цвета являются линзы, которые имитируют дальтонизм , т. е. ухудшают цветовое зрение нормальных людей. Одним из примеров являются линзы Variantor, которые демонстрируют голубой оттенок. Коэффициент пропускания фильтра линзы Variantor следует противоположному принципу корректирующих линз цвета с режекторными фильтрами. Фильтр линзы пропускает длины волн света, которые либо не возбуждают значительно L- и M- опсины (короткая полоса пропускания <490 нм), либо возбуждают их в равной степени (длинная полоса пропускания ~ 560 нм). [29] При построении графика по спектральной чувствительности колбочковых опсинов максимум коэффициента пропускания может показаться «пропускающим» точку пересечения M- и L-опсинов, но это всего лишь артефакт нормализации. При денормализации точка равного возбуждения будет ближе к максимальному коэффициенту пропускания, поскольку у большинства наблюдателей M-колбочки более чувствительны, чем L-колбочки. Эффект является точным отображением протанопии. [29]
Цветокорректирующие линзы также использовались в качестве вспомогательного средства для облегчения дислексии , расстройства, препятствующего способности субъекта читать. В 2001 году компания, которая производила линзы Chromagen для людей с дефицитом цветового зрения, также заявила, что те же линзы привели к «улучшению скорости чтения у пациентов с расстройствами чтения, связанными с искажением текста». [19]
Отрывок был основан на исследовании 1996 года, в котором утверждалось, что наложение цвета на текст (например, просмотр через тонированные линзы) может оказать большое и немедленное влияние на скорость чтения. [30] FDA отрицало, что исследование подтвердило утверждение об улучшении скорости чтения, но разрешило смягченное утверждение об «облегчении визуального дискомфорта во время чтения», поскольку испытуемые в исследовании постоянно оценивали «легкость чтения» выше с линзами Chromagen, чем с линзами плацебо. [19]
Недавний систематический обзор литературы по тонированным линзам, используемым в качестве вспомогательных средств при дислексии, пришел к тем же выводам, заявив, что их использование «для облегчения трудностей с чтением не может быть одобрено, и что любые преимущества, о которых сообщают люди в клинических условиях, скорее всего, являются результатом плацебо , практики или эффекта Хоторна ». [31]