Effects of Display’s Luminance and Surrounding Illumination on Visual Performance
โดย วิพาวรรณ อุ่นตาดี และเบญจวรรณ ใจคง
ปีการศึกษา 2559
บทคัดย่อ
ในสังคมยุคดิจิตอล อุปกรณ์แสดงผล เช่น แท็ปเล็ต สมาร์ทโฟน กลายเป็นสิ่งที่คุ้นเคยในชีวิตประจำวัน ดังนั้นการศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาอิทธิพลของความส่องสว่างหน้าจอและความสว่างแวดล้อมที่มีต่อความสามารถในการมองเห็น แผ่นทดสอบ Landolt C ถูกนำมาใช้เป็นแผ่นทดสอบเพื่อหาประสิทธิภาพการมองเห็นและความสบายตา ซึ่งผู้ทดสอบประกอบด้วยผู้หญิงจำนวน 5 คนมีอายุเฉลี่ย 22 ปี สภาวะการทดสอบประกอบด้วย ความส่องสว่างหน้าจอ 2 ระดับ คือ 50,300 แคนเดลาต่อตารางเมตร และความสว่างแวดล้อม 2 ระดับ คือ 0,300 ลักซ์ ในการทดสอบประสิทธิภาพการมองเห็นผู้ทดสอบแต่ละคนมีหน้าที่ตอบทิศทางของ Landolt C ซึ่งประสิทธิภาพการมองเห็นของแต่ละคนจะถูกนำมาคำนวณโดยวิธีขั้นบรรได (staircase method) ซึ่งมีขีดเริ่มเปลี่ยนที่ร้อยละ 80 และในการทดสอบความสบายตา ผู้ทดสอบแต่ละคนมีหน้าที่ตัดสินขนาด Landolt C ที่เล็กที่สุดที่ซึ่งสามารถมองเห็นได้ชัดเจนโดยผู้ทดสอบไม่รู้สึกเมื่อยล้าสายตา
ผลการทดสอบประสิทธิภาพการมองเห็น แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการมองเห็นขึ้นอยู่กับระดับความส่องสว่างหน้าจอและความสว่างแวดล้อม ในการทดสอบนี้มีผลการแบบทดสอบชนิดพอสิทีฟเพียงชนิดเดียว นอกจากนี้แบบทดสอบชนิดเนกาทีฟมีประสิทธิภาพการมองเห็นดีกว่าแบบทดสอบชนิดพอสิทีฟ ในการทดสอบความสบายตาผลการทดสอบไม่มีความแตกต่างกันมาก อย่างไรก็ตามเราพบว่ายิ่งความส่องสว่างหน้าจอสูงขึ้นผู้ทดสอบมีความสบายตามากขึ้น
เห็นวัตถุประสงค์
- เพื่อศึกษาระดับความสว่างหน้าจอ ความสว่างแสงแวดล้อม สีตัวอักษรและความสว่างของตัวอักษรที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการมองเห็น
- เพื่อศึกษาความสว่างตัวอักษรกับพื้นหลังในสภาวะแสงแวดล้อมและความสว่างหน้าจอที่เหมาะสมต่อการอ่านสบายตาและคงความชัดเจนมากที่สุด
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
- ได้ค่าความสว่างหน้าจอ ค่าสีตัวอักษร และค่าความสว่างของตัวอักษรที่เหมาะสมกับการอ่านที่สบายตาและยังคงความชัดเจนมากที่สุด
- สามารถนำข้อมูลความสว่างหน้าจอ ความสว่างแวดล้อม ค่าสีตัวอักษร และค่าความสว่างของตัวอักษรมีผลต่อประสิทธิภาพการมองเห็นและความความสบายตาไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบสื่ออิเล็กทรอนิคต่างๆ
ขอบเขต
การศึกษาครั้งนี้แบ่งการทดสอบออกเป็น 2 การทดสอบคือ การทดสอบประสิทธิภาพการมองเห็นและการทดสอบความสบายตา โดยทั้ง 2 การทดสอบใช้จำนวนผู้ทดสอบทั้งหมด 5 คน แต่ละคนทำแบบทดสอบคนละ 5 รอบ การทดสอบที่1 การทดสอบประสิทธิภาพการมองเห็นแบ่งสภาวะความส่องสว่างหน้าจอออกเป็น 2 ระดับ ความสว่างแสงแวดล้อม 2 ระดับ สีของตัวอักษร 8 สี และระดับความสว่างของตัวอักษร 5 ระดับ โดยให้ผู้ทดสอบตอบทิศทางของตัว Landolt C ทั้งหมด 10 ขนาดขนาดละ 10 ตัว ชุดทดสอบแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ ได้แก่ชุดเนกาทีฟและพอสิทีฟ การทดสอบที่2 การทดสอบความสบายตาแบ่งสภาวะความส่องสว่างหน้าจอออกเป็น 2 ระดับ ความสว่างแวดล้อม 2 ระดับ และระดับความสว่างของตัวอักษร 5 ระดับ ชุดทดสอบแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ ได้แก่ชุดเนกาทีฟและพอสิทีฟ โดยทดสอบในลักษณะเดียวกันกับการทดสอบที่ 1 สภาวะสายตาผู้ทดสอบมีสายตาปกติ แสดงชุดแบบทดสอบบนหน้าจอแอลซีดี ทดสอบในระยะห่าง 330 มิลลิเมตร
คำนิยามศัพท์เฉพาะ
- ความสามารถในการมองเห็น หมายถึง ประสิทธิภาพการมองเห็น และความสบายตา
- ประสิทธิภาพการมองเห็น (Visual acuity,VA) หมายถึง ขนาด Landolt C ที่เล็กที่สุดที่ตาสามารถแยกแยะทิศทางของ Landolt C ได้ถูกต้อง มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร
- ความสบายตา (Visual comfortable,VC) ขนาด Landolt C ที่เล็กที่สุดที่ตาสามารถแยกแยะทิศทางของ Landolt C ได้ถูกต้องและไม่ต้องเพ่งหรือผู้ทดสอบไม่รู้สึกเมื่อยล้าสายตา มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร
- ความสว่างแสงแวดล้อม (Environmental illuminance,I) กำหนดความสว่างของห้องมืดที่ 0 ลักซ์และความสว่างห้องนั่งเล่นที่ 150-300 ลักซ์ จึงเลือกค่าที่เหมาะสมของห้อง 2 ระดับ คือห้องมืด 0 ลักซ์ และห้องนั่งเล่น 300 ลักซ์ มาใช้กำหนดแสงสว่างของห้องทดสอบ ใช้ตัวย่อ ”I”
- ความส่องสว่างหน้าจอ (Display’s luminance,L) ระดับความส่องสว่างของจอภาพ เลือกปรับระดับความส่องสว่างของจอภาพที่ ต่ำสุดและสูงสุดโดยใช้เครื่องวัดความส่องสว่าง Illuminometer รุ่น CL200A ทำการวัดความส่องสว่างของจอภาพรุ่น ColorEdgeCG223W บริเวณกลางจอ จึงได้ความส่องสว่างต่ำสุดอยู่ที่ 50 cd/m² และความส่องสว่าง สูงสุดอยู่ที่ 300 cd/m² ใช้ตัวย่อ “L”
- แผ่นทดสอบชนิดเนกาทีฟ (negative polarity test chart) มีลักษณะ Landolt C สีดำ บนพื้นหลังสีขาว
- แผ่นทดสอบชนิดพอสิทีฟ (positive polarity test chart) มีลักษณะ Landolt C สีขาว บนพื้นหลังสีดำ
- ค่าความเปรียบต่าง (contrast value) หมายถึง ระดับความส่องสว่างของ Landolt C เมื่อเทียบกับความส่องสว่างพื้นหลัง คำนวณได้จากสูตรดังนี้
สรุปผล
จากการศึกษาอิทธิพลของความส่องสว่างหน้าจอและความสว่างแวดล้อมที่มีผลต่อความสามารถ ในการมองเห็นและความสบายตา สามารถสรุปได้ดังนี้
ในความสว่างแสงแวดล้อมที่ 0 ลักซ์ ความสว่างหน้าจอที่เหมาะสมในการอ่านตัวอักษรคือความสว่างหน้าจอที่ 50 แคนเดลาต่อตารางเมตรและควรเป็นงานประเภทพอสิทีฟ ในขณะที่ความสว่างแวดล้อม 300 ลักซ์ ความสว่างหน้าจอที่เหมาะสมในการอ่านตัวอักษรคือความสว่างหน้าจอ 300 แคนเดลาต่อตารางเมตร ประเภทงานควรเป็นแบบเนกาทีฟ ซึ่งผลทดลองดังกล่าวสามารถนำค่าที่ได้ไปประยุกต์ในการปรับความสว่างของหน้าจอในอนาคตได้ เช่น ถ้ามีแสงจ้าจากหน้าจอแสดงผลควรปรับความสว่างหน้าจอให้ลดลงเพื่อลดแสงที่สะท้อนเข้าตาผู้ใช้งาน
ข้อเสนอแนะ
ในงานวิจัยนี้จัดทำเพื่อดูแนวโน้มความสว่างหน้าจอและแสงแวดล้อมมีผลต่อความสามารถในการมองเห็นและความสบายตา ถ้าต้องการนำไปสร้างเป็นสมการคณิตศาสตร์เพื่อการพยากรณ์ค่า
อาจจำเป็นต้องทดลองหลายๆ ครั้ง เพิ่มจำนวนผู้ทดสอบหรือเพิ่มสภาวะทดสอบเพื่อให้ได้ค่าที่ละเอียดมากขึ้น
การทดลองนี้ได้เลือกการทดสอบความสบายโดยการเลือกบรรทัดตัว Landolt C ที่ผู้ทดสอบสบายตามากที่สุดหรือวิธีปรับเพิ่ม-ลด (Method of adjustment) นี้ค่อนข้างตัดสินใจยากดังนั้นหากจะศึกษาเรื่องความสบายตาอีกครั้งควรจะเปลี่ยนวิธีการทดสอบ เช่น การตอบแบบสอบถาม การจับเวลาในการทดสอบหรือวิธีการให้คะแนน (Scoring test) และในการทดลองนี้เป็นการทดสอบกับหน้าจอคอมพิวเตอร์ซึ่งในการทดสอบครั้งต่อไปอาจจะนำไปทำการทดสอบกับหน้าจอสมาร์ทโฟนโดยตรง