Ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο υπολογιστικό μοντέλο που λαμβάνει υπόψη τον τρόπο με τον οποίο το μάτι αλλάζει με την ηλικία, συμβάλλοντας στον σχεδιασμό φασμάτων λευκού φωτός που διευκολύνουν την αντίληψη των χρωμάτων από τους ηλικιωμένους, διατηρώντας παράλληλα τα συμβατικά κριτήρια απόδοσης χρωμάτων.
Καθώς οι άνθρωποι μεγαλώνουν, ο κρυσταλλοειδής φακός στο εσωτερικό του ματιού κιτρινίζει σταδιακά και απορροφά μεγαλύτερη ποσότητα φωτός μικρού μήκους κύματος, καθιστώντας δυσκολότερη τη διάκριση παρόμοιων χρωμάτων. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Φουντάν στην Κίνα και την OPPLE Lighting ενσωμάτωσαν αυτές τις αλλαγές σε ένα μοντέλο που καθορίζει το μίγμα μηκών κύματος για τον λευκό φωτισμό, βοηθώντας τους ηλικιωμένους να διακρίνουν τα χρώματα με μεγαλύτερη ευκολία.
Σε σχετική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Optics Express, οι επιστήμονες αξιολόγησαν τον νέο φωτισμό σε εθελοντές ηλικίας 70 ετών και άνω. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα νέα φάσματα βελτίωσαν σημαντικά τη διάκριση χρωμάτων σε σύγκριση με μια προσομοιωμένη αναφορά η D50, διατηρώντας ταυτόχρονα μια φυσική εμφάνιση στα οικεία αντικείμενα.
Η μοντελοποίηση των αλλαγών στην όραση
Οι παραδοσιακοί τρόποι μέτρησης της ποιότητας των χρωμάτων δεν λαμβάνουν υπόψη πώς η ευαισθησία του ματιού στα διάφορα μήκη κύματος μεταβάλλεται λόγω της γήρανσης του φακού.
Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε ένα μοντέλο που εκτιμά την ικανότητα διάκρισης παρόμοιων χρωμάτων με βάση το φάσμα του φωτός φωτισμού, τα ανακλώμενα μήκη κύματος και τις προσαρμοσμένες στην ηλικία ευαισθησίες των τριών τύπων κώνων του ματιού.
Αξιολογώντας 11.541 διαφορετικά φάσματα φωτός που πληρούν τα τυπικά κριτήρια για λευκό φως κοντά στους 5000 K, οι ερευνητές επέλεξαν δύο βασικά φάσματα:
- Το φάσμα P1, το οποίο βελτιστοποιήθηκε για τη μέγιστη δυνατή βελτίωση στη διάκριση χρωμάτων.
- Το φάσμα P2, το οποίο σχεδιάστηκε ώστε να εξισορροπεί τη διάκριση χρωμάτων με τη φυσική απόδοση των αποχρώσεων.
Για έναν προσομοιωμένο παρατηρητή ηλικίας 85 ετών, το P1 εκτιμήθηκε ότι ανέκτησε περίπου το 49% της απώλειας στη διάκριση χρωμάτων λόγω ηλικίας, ενώ το P2 ανέκτησε περίπου το 36%.
Δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες
Για να ελέγξουν την αποτελεσματικότητα των φασμάτων, οι ερευνητές ζήτησαν από 34 εθελοντές ηλικίας 70 ετών και άνω να εκτελέσουν μια δοκιμή διαλογής χρωμάτων υπό τις συνθήκες των φασμάτων P1 και P2, καθώς και υπό μια τυπική προσομοιωμένη αναφορά ημέρας.
Τα βελτιστοποιημένα φάσματα βελτίωσαν αισθητά την απόδοση των συμμετεχόντων στη δοκιμή. Ειδικότερα, το 76,5% των συμμετεχόντων βελτίωσε τη διάκριση χρωμάτων με τη χρήση του φάσματος P1, ενώ το 64,7% σημείωσε βελτίωση με το P2.
Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι η μέθοδος μπορεί να αξιοποιηθεί για τον σχεδιασμό καθημερινού φωτισμού σε κοινόχρηστους χώρους ή οικίες, υποστηρίζοντας τους ηλικιωμένους χρήστες χωρίς να αλλοιώνεται η ποιότητα του φωτισμού για τους υπόλοιπους. Η εταιρεία OPPLE Lighting προχωρά ήδη στην αξιοποίηση των ευρημάτων για την ανάπτυξη πρακτικών προϊόντων φωτισμού.