Экраны с частотой 90 и 120 Гц больше подходят для человеческого глаза по природе

Что всё это значит?

Естественный свет не имеет поляризации, как не имеет поляризации и свет в вашем доме — все волны колеблются в хаотических направлениях. Когда вы читаете бумажную книгу или читалку на электронных чернилах (E-Ink), в ваши глаза попадает неполяризованный свет (при отражении от бумаги или книги он может незначительно частично поляризоваться).

Но при чтении с экрана смартфона/планшета/компьютера мы имеем дело с поляризованным светом. И в этой связи вы обратили внимание на словосочетание круговая поляризация.

Это такая поляризация света, в которой возмущение электрического поля идет по кругу:

По характеру воздействия на зрение круговая поляризация максимально приближена к естественному свету. Поэтому, как показывают исследования, именно такой свет вызывает наименьшую усталость при работе с экраном, так как его свет ничем не отличается от отраженного.

Экран вашего ноутбука с вероятностью в 99% имеет вертикальную или горизонтальную поляризацию. То же было справедливым когда-то и для всех смартфонов. Но если, к примеру, экран Samsung Galaxy S5, выпущенный в 2022 году, излучал линейно поляризованный свет, то экраны iPhone еще в 2022 году выпускались уже с круговым поляризатором. Apple размещала отдельный слой, через который проходил линейно поляризованный свет, приобретая круговую поляризацию.

Подавляющее большинство современных смартфонов излучают свет именно с круговой поляризацией. А если вы хотите проверить свои экраны, просто посмотрите на них через солнцезащитные очки с поляризационным фильтром.

Если, наклоняя голову или экран устройства в сторону, вы увидите, что изображение исчезло (экран стал черным), значит, он имеет линейную поляризацию — вертикальную или горизонтальную. Если же изображение не исчезает, как бы вы ни крутили очки/экран, значит, свет имеет круговую поляризацию.

На AMOLED-дисплеях также устанавливаются поляризаторы для борьбы с нежелательными отражениями света и увеличения воспринимаемой контрастности экрана.

Вывод 1: если вы используете дисплей с круговой поляризацией, свет, излучаемый экраном смартфона, ничем не отличается от света, освещающего бумажную книгу или электронную читалку E-ink.

Практически каждый пользователь современного смартфона наслышан о вреде синего света. Многие даже покупают специальные очки для работы с компьютером, которые блокируют синий свет.

Производители при каждом удобном случае сообщают, что их экраны имеют специальные режимы для чтения, снижающие вредное синее излучение. Эти заявления подтверждаются популярными сертификатами безопасности, вроде TUV Rheinland или SGS Eye Care Certification.

Однако вред синего света на сегодняшний день — это вопрос веры. Оттенок белого цвета экрана (желтоватый или синеватый) не оказывает заметного влияния ни на утомляемость глаз, ни на их повреждение. Это подтверждается огромным количеством научных исследований5 6 7. Ни один экран не излучает свет в опасном ультрафиолетовом диапазоне.

Что же касается опасности синего света, нужно понимать простую вещь — «доза» (интенсивность) синего света, которую каждый человек получает в течение дня от солнечного света несоизмерима с тем мизером, что попадает к нам в глаза от любого экрана.

Если яркость (грубо говоря — количество света) самых дорогих современных флагманов при определенных условиях может достигать 1600 нит, то яркость солнца в зените составляет 16000000000 нит! Думаю, не нужно говорить, какой источник света следует бояться больше.

Тем не менее, синий свет действительно влияет на управление циркадными ритмами, подавляя выработку мелатонина. Поэтому лучше перед сном сократить количество синего света, воспользовавшись тем самым «режимом чтения», доступным на любом смартфоне.

Опять-таки, в этом плане нет большой разницы между бумагой, экраном и электронной читалкой. Вы в любом случае будете использовать свет для чтения, в котором точно будет синяя составляющая (белый цвет состоит из всех цветов и его оттенок зависит от того, какого компонента там больше — красного, зеленого или синего).

Преимущество экрана смартфона перед электронной книгой с подсветкой в том, что на первом есть режим чтения, снижающий количество синего света.

Вывод 2: если вы боитесь синего света и переживаете о том, что он может уничтожить сетчатку или, что более вероятно, нарушить режим сна, то современный смартфон выглядит более предпочтительным вариантом.

Волны электрического поля и щётка гайдингера

Свет можно представлять не только как поток шариков-фотонов (не совсем верное представление), но и как волну. Из лампочки ничего не вылетает, просто внутри нее одна заряженная частичка подпрыгнула вверх и опустилась вниз, вызвав колебание (возмущение) «вещества», которым заполнено всё пространство вокруг — электромагнитного поля.

Чтобы лучше это понять, представьте, что заряженная частичка в лампочке — это ваша рука, а веревка в руке — это вещество, заполняющее пространство (одна из линий электромагнитного поля, которое находится повсюду во вселенной). Когда вы поднимаете руку вверх, веревка поднимается за вашей рукой и этот импульс передается дальше по всей веревке, затем вы опускаете ее вниз и импульс снова уходит по веревке. В результате мы получаем волну:

Заметьте, что от вашей руки по веревке не передается никакое вещество, уходит лишь возмущение или импульс энергии. И если представить, что ко второму концу этой веревки «прикреплен» какой-то атом из сетчатки вашего глаза, то энергия волны дойдет до него и вызовет его возмущение, а вы почувствуете «свет».

Так вот, в реальности именно такая волна и «пробегает» вдоль пространства, возмущая невидимое электромагнитное поле. Но если в вышеприведенном примере волна поднималась вверх-вниз, то в случае со светом, мы имеем целый набор волн, одна из которых поднимается вверх-вниз, другая — влево-вправо, третья колеблется по диагонали и так далее (это очень упрощенная модель, не затрагивающая квантовую физику):

На картинке выше разными цветами показано множество отдельных волн (на самом деле волна выглядит немного иначе, так как состоит из двух перпендикулярных волн, но в рамках статьи это совершенно неважно). Обратите внимание, что каждая волна колеблется в своей плоскости.

Но когда мы включаем монитор компьютера, экран телевизора или смартфона, световые волны выглядят иначе. Теперь они все колеблются в одной плоскости. То есть, теперь колебания электрического поля, заполняющего пространство, выглядят так:

И такой свет мы называем поляризованным. В нем волны (напряженность электрического поля) колеблются только в одной плоскости — в точности, как в примере с веревкой. Если это вертикальная плоскость (колебания вверх-вниз), как на картинке, то такой свет называется вертикально поляризованным, а если горизонтальная — то горизонтально поляризованным.

Дело в том, что во всех IPS-экранах установлен поляризатор — пленка из специального вещества, которая делает свет поляризованным. Это необходимое условие для работы любого жидкокристаллического экрана.

Так вот, оказывается, что сетчатка нашего глаза (конкретно — желтое пятно) обладает дихроизмом, т.е. способна реагировать на поляризованный свет. Этот феномен впервые открыл австрийский физик Гайдингер. Вы даже сами можете увидеть поляризацию, посмотрев на яркий фон, например, синее небо напротив солнца.

Всё это, конечно, интересно, но причем здесь чтение и проблемы со зрением?

Как показали научные исследования3, тип поляризации мобильного экрана заметно влияет на зрительную утомляемость.

Например, есть такое понятие, как порог слияния мерцания. Если перед вами будет мигать лампочка с частотой, скажем, 20 герц (будет включаться и выключаться 20 раз в секунду), вы увидите быстрое мерцание. Но если мы будем повышать скорость включения/выключения, то в какой-то момент вам покажется, что лампочка перестала мерцать и просто непрерывно светится.

Та частота включения/выключения лампочки, с которой вы начинаете переставать замечать отдельные мерцания, называется порогом слияния мерцания. И чем сильнее накапливается усталость глаз, тем ниже опускается порог слияния мерцания. То есть, там где нормальные глаза еще будут видеть мерцание, уставшие уже не заметят его.

Исследование3 показало значительную разницу в пороге слияния мерцания после чтения с экранов с вертикальной и горизонтальной поляризацией в сравнении с круговой поляризацией. Последняя вызывает наименьшую утомляемость. Электроэнцефалограмма подтверждает эти данные.

Субъективный опрос участников также показывает наибольшее удобство круговой поляризации, за которым следует горизонтально поляризованный экран, а замыкает тройку — дисплей с вертикальной поляризацией, вызывающий максимальную зрительную утомляемость.

Более того, в одном из докладов научной конференции4 приводятся данные сравнения дисплеев с круговой и линейной поляризацией. Испытуемые смотрели фильмы на экранах двух типов, а специальная аппаратура фиксировала движение глаз и частоту моргания.

Вначале просмотра обе группы моргали редко, что было следствием отсутствия усталости глаз. Но затем частота и продолжительность морганий в группе, которая смотрела в экран с линейной поляризацией, значительно превышали аналогичные показатели для дисплея с круговой поляризацией.

Это также прямо указывало на более быструю утомляемость от света с линейной поляризацией.

Осторожно, дети! или несколько важных замечаний к этой статье

Данный материал адресован, прежде всего, взрослым людям, у которых уже окончательно сформировалось глазное яблоко.

К сожалению, современная наука не может точно ответить на вопрос, влияет ли постоянное напряжение глаз у детей на развитие близорукости.

Дело в том, что по мере взросления ребенка у него растет глазное яблоко, увеличиваясь при этом в длину. И именно длина глазного яблока является одной из главных причин близорукости.

Если мы откроем Википедию, то прочтем следующее:

«На процесс формирования глазного яблока не влияют внешние факторы (плохое освещение, гаджеты, зрительные нагрузки). Например, глаза однояйцевых близнецов обнаруживают сходство в отношении рефракции, несмотря на то, что дети росли в разных условиях.

Тем не менее, несмотря на генетическую обусловленность развития близорукости, ученые наблюдают определенную корреляцию между тем, как много дети читают или смотрят в смартфоны, и риском развития близорукости.

Поэтому, так как мы не можем знать, есть ли у конкретного ребенка предрасположенность к неправильному формированию глазного яблока, лучше не позволять детям перенапрягать зрение, ограничивая их время, проведенное со смартфонами или за чтением книг.

Некоторые исследования предполагают, что ребенок с предрасположенностью к близорукости (например, с наличием гена APLP2) может снизить риск развития этого заболевания, если будет реже напрягать зрение. Однако это лишь гипотезы и нет конкретного понимания или общего согласия в этом вопросе.

В любом случае, если речь идет о растущем организме, когда глаза еще не сформированы окончательно (примерно до 20 лет), лучше перестраховаться и соблюсти здравый баланс. В то же время, это не значит, что чтение или перенапряжение зрения в детстве однозначно влияет на здоровье глаз. Повторюсь, современная наука не может сказать ничего конкретного по этому поводу.

И последнее замечание. Даже если существует какая-то связь между чтением и развитием близорукости у детей, основная мысль статьи остается неизменной и применима также к детям: нет никакой разницы в том, что будут использовать дети — бумажную книгу, электронную читалку или смартфон, — влияние на здоровье будет идентичным. То есть, смартфоны не представляют бóльшую угрозу детским глазам, чем старые-добрые книги.

Пиксельная плотность

Здесь нельзя обойтись без понятия пиксельной плотности (PPI) — разрешающей способности матрицы, которая и является основным показателем того, насколько четкий экран у устройства. PPI рассчитывается, исходя из диагонального разрешения, его ширины и высоты, а также из диагонали матрицы в дюймах.

Чем больше пикселей помещается на дюйме пространства, тем они, соответственно, будут мельче, а изображение — более гладким и четким; тем богаче цветопередача, лучше яркость и контрастность. Более того, при высокой PPI шрифты на экране выглядят более гладкими, что улучшает читаемость текста.

Обычный пользователь услышал об этом понятии в 2022 году с выпуском iPhone 4 с дисплеемRetina. Тогда в Apple заявили, что максимум пикселей на дюйм, которые может различить человеческий глаз, составляет около 300.

В Колумбийском университете тоже рассчитали предел пиксельной плотности для человеческого глаза, и он оказался чуть выше — 350 PPI. А в 2022 году LG продемонстрировала три экрана — с HD-разрешением и плотностью 269 PPI, с Full HD и 403 PPI и с QuadHD (ее тогдашний флагман LG G3) и 538 PPI.

Раймонд Сонейра из компании DisplayMate утверждает, что человек с идеальным зрением может «увидеть» плотность до 600 PPI, что делает не такими безумными идеи о выпуске смартфонов с разрешением 4К и 800 PPI. Сейчас пиксельная плотность современных флагманов уже перевалила за 500 PPI, но в какой-то момент невооруженным взглядом пользователи перестанут различать плюсы небольшого, по сути, экрана смартфона с высокой плотностью.

Преимущества и недостатки ips экранов

Чтобы узнать, какая технология изготовления экрана лучше для смартфонов, необходимо понять принцип их работы.

Если пользователь пожелает уменьшить или увеличить яркость дисплея, то в роль вступят фильтры, располагающиеся в вертикальном и горизонтальном направлении. Жидкие кристаллы сфокусированы на каждом пикселе, работая в любое время, независимо от положения гаджета.

Преимущества жидкокристаллического дисплея:

• Лучшие экраны смартфона 2021 года обеспечивают высокую цветопередачу. Жидкие кристаллы обрабатывают большое количество оттенков, из-за которых пользователь получает максимально реалистичную картинку на своем дисплее. Расположение кристаллов позволяет рассматривать экран под любыми углами без искажения картинки. Из-за насыщенности цветов, смартфонами с IPS матрицей, пользуются фотографы, дизайнеры, менеджеры компаний.
• Срок эксплуатации. Жидкокристаллический дисплей не подвергается изменениям со временем. Срок эксплуатации IPS экрана, при отсутствии механических повреждений, может достигать несколько десятилетий. Также со временем не меняются цвета картинок. Связанно это с составом жидких кристаллов. Подвести могут только диоды, находящиеся внутри дисплея. Они обеспечивают равномерную подсветку пикселей. Однако их срок службы составляет от 5 лет и более.
• Равномерный расход батареи. У IPS матрицы нет определённых функций, при которых батарея аккумулятора быстро садилась. Расположение кристаллов по всей поверхности обеспечивает равномерный расход энергии, независимо от того, какие цели ставит пользователь при работе с гаджетом.

Интересный факт. Если у пользователя с IPS матрицей быстро садится батарея, рекомендуется проверить загруженность процессора. Также истощение аккумулятора происходит из-за работающей подсветки.

• Цена технологии и большой выбор моделей. Технология IPS относится к бюджетным видам матриц, поэтому большинство компаний выпускают свои гаджеты с жидкокристаллическим экраном. Цена за телефон, поддерживающий FullHD разрешение, начинается от 10 долларов.

Несмотря на преимущества IPS матрицы, у неё имеются и свои минусы, которые нельзя устранить с усовершенствованием новых технологий:

• Цветопередача чёрных тонов. Кристаллы, отвечающие за передачу чёрного цвета, не смогут полностью поглощать подсветку. Подсветка для IPS матрицы захватывает весь экран, поэтому при уменьшении яркости, чёрные кристаллики всё равно освещаются. Из-за этого цветопередача чёрных тонов становится более мягкой.
• Уровень контрастности. Из-за того, что чёрные оттенки становятся менее глубокими, контраст картинки резко снижается. Разница между самыми тёмными и светлыми пикселями, едва заметна для глаза человека. Из-за этого, картинка теряет свой естественный цвет, проявляется серый фон.
• Медленный отклик. Этот недостаток также будет заметен не всем пользователям. Пиксели реагируют на отклики за несколько миллисекунд. Глаз человека не может этого заметить. Однако в требовательных приложениях или очках виртуальной реальности, пользователь способен разглядеть заторможенность и подлагивание картинки. Обусловлено это явление низкой частотой кадров.

Смартфоны с самыми четкими экранами

Доверять производителям на слово мы не стали и самостоятельно рассчитали пиксельную плотность для каждого из смартфонов. Как оказалось, здесь вендоры не стали преувеличивать свои заслуги и указали верные значения (с поправками на округление до целого), хотя, например, с «безрамочностью» многие погорячились (читайте об этом в нашем материале).

Samsung Galaxy S9

Samsung Galaxy S9 стал лидером по четкости экрана — его пиксельная плотность составляет 568 PPI. Из-за меньшей диагонали (5,8″) он обошел своего «собрата» S9 , имеющего такое же разрешение (2960х1440 пикс.), но более крупную диагональ (6,2″), и поэтому получившего 531 PPI. Смартфон выполнен в «безрамочном» дизайне и, к счастью, без популярной сейчас «челки» — это плюс производителю.

Пользователи отмечают, что у дисплея цвета действительно очень сочные (это все-таки фирменная матрица SuperAMOLED), яркость и контрастность на высоком уровне. Он отлично ведет себя на солнце, не бликует и остается читаемым. Кстати, разрешение экрана при желании можно уменьшить, увеличив срок работы от батареи.

LG G6

LG G6 (наш обзор) лишь немного отстал от лидера с результатом 565 PPI (диагональ — 5,7”, разрешение — 2880х1440 пикс.). LG назвала свой экран FullVision, указывая на то, что у пользователя будет больше пространства для просмотра видео, страниц в интернете и текста.

Все данные можно разделить на два окна — в смартфонах LG эту функцию поддерживает большое количество приложений. Хотя IPS-матрица считается менее яркой, чем AMOLED, ее качество все же было положительно оценено пользователями. Есть поддержка Dolby Vision и HDR 10.

Кстати, недавно был представлен LG G7 ThinQ, который может похвастаться более высоким разрешением — 3120х1440 пикселей. Но из-за увеличения диагонали до 6,1” плотность пикселей у его экрана немного ниже — 563 PPI.

Nokia 8

Хотя к стратегии компании HMD Global у многих есть вопросы, смартфон Nokia 8 получился достаточно удачным и расположился на третьем месте списка с результатом 554 PPI. Пусть у его экрана более низкое разрешение (2560х1440 пикс.), чем у смартфонов, оказавшиеся в топе ниже, он выигрывает за счет небольшой диагонали дисплея — 5,3 дюйма.

Дизайн, правда, совсем не безрамочный — сверху и снизу дисплея есть очень заметные полоски. Зато качество экрана нам понравилось — он яркий, контрастный, с естественной цветопередачей и хорошими углами обзора. А в вечернее время суток можно активировать ночной режим, чтобы глаза не уставали.

Vivo Xplay 6

Vivo Xplay 6 достаточно сильно отстал по показателям от тройки лидеров — у него 538 PPI. Но за то, что он сюда попал, следует благодарить среднюю диагональ экрана (5,46”) и высокое разрешение (2560х1440 пикс.). По внешнему виду сразу становится понятно, у кого черпали вдохновение дизайнеры — изогнутый по краям дисплей повторяет Samsung Galaxy Note 7.

Изогнутыми края экрана сделаны не просто так — здесь есть панель, полностью аналогичная Edge от Samsung. Разрешение дисплея тоже можно понизить до Full HD для повышения автономности, а вот калибровать цвета настройки не позволяют.

Google Pixel 2 XL

Еще один «четкий смартфон» —интересный, но не слишком популярный прошлогодний флагман Google Pixel 2 XL. У него большая диагональ (6″) и высокое разрешение экрана (2880х1440 пикс.), а плотность пикселей составляет 537 PPI. Установлена матрица POLED производства LG, которая местами уступает SuperAMOLED от Samsung, но зато тут нет присущей последним «кислотности» оттенков. Однако, если отклоняться от прямого угла, то цвета начинают инвертироваться и уходить в синий.

Также в самом начале продаж были жалобы на зернистость и появление артефактов, но производитель уверяет, что это должны были исправить программные обновления. Еще многим пользователям не повезло, и у их аппаратов экран местами уходит в розовый оттенок.

LG V30

Точно такую же плотность пикселей (537 PPI) имеет и второй смартфон производства LG в нашем списке — LG V30 . У него, как и у Google Pixel 2XL, диагональ 6″ и разрешение 2880х1440 пикс. Тип матрицы — снова POLED (On-Cell touch). Но, по всей видимости, для своих флагманов LG всё же делает более качественные дисплеи.

Экран тут яркий, с качественным антибликовым покрытием и сбалансированными цветами. Есть отдельные профили отображения цвета — для серфинга в интернете, просмотра фильмов, чтения книг. Также поддерживается HDR, а у функции Always-on-display, что присутствует у всех современных OLED-экранов, имеются разные варианты настройки: времени отключения, яркости, отображения содержимого и т.д.

HTC U11 Plus

И третий подряд смартфон с 6-дюймовым экраном, разрешением 2880х1440 точек и плотностью пикселей 537 PPI — это HTC U11 Plus. Фирменная матрица Super LCD 6, по словам производителя, обеспечивает естественную цветопередачу. Такой экран очень нравится тем, для кого дисплеи от Samsung слишком яркие. А для любителей сочных оттенков экран будет казаться слишком блеклым, но глаза от него не устают.

У смартфона имеется аналог функции Always-on-display, но т.к. это LCD-матрица, отображаться будут только часы и информационные значки, а батарея сядет гораздо быстрее. Интересен режим «В перчатках» с повышенной чувствительностью экрана, а также возможность выбрать цветовой профиль и отдельно менять в нем настройки.

Есть поддержка динамического диапазона HDR10, но только на аппаратном уровне. С новыми обновлениями системы она должна появиться и программно.

Tonino Lamborghini Alpha one

Вместе со следующим смартфоном списка, Tonino Lamborghini Alpha one, нас приглашают в премиум-сегмент, предлагая наряду с впечатляющим внешним видом (корпус из «жидкого металла» и отделка натуральной кожей) еще и достойные характеристики. Диагональ в 5,5 дюймов и разрешение 2560х1440 точек создают пиксельную плотность 534 PPI.

AMOLED-матрица демонстрирует хорошую контрастность и экономит заряд батареи, запас яркости тоже достойный. Как и у всех AMOLED-экранов, цвета не инвертируются при разных углах обзора. Можно при желании поиграть с настройками цветовой температуры и насыщенности.

Huawei P10 Plus

Huawei P10 Plus по характеристикам экрана совпадает с Tonino Lamborghini (за исключением того, что матрица — IPS), и поэтому точно так же демонстрирует 534 PPI.

Смартфон был у нас на обзоре, и мы отметили, что у дисплея хорошая яркость и достойное антибликовое покрытие — им можно с комфортом пользоваться на солнце. Углы обзора широкие, а цветовую температуру можно настраивать самостоятельно либо выбрать предустановленный профиль.

ASUS ZenFone AR ZS571KL

Ну а смартфон ASUS ZenFone AR ZS571KL специально «заточен» под виртуальную и дополненную реальность, и поэтому он обладает большим и четким экраном с диагональю 5,7 дюймов и разрешением 2560х1440 пикс., а его пиксельная плотность составляет 515 PPI.

Сверху экран прикрыт 2,5-D стеклом Gorilla Glass 4. Превратить устройство в шлем VR можно с помощью его же упаковки — она раскрывается, туда вставляется смартфон — и вперед, навстречу виртуальным приключениям. Правда, режим VR очень быстро разряжает батарею — как, впрочем, и игры.

Черно-белый или бело-черный?

Когда речь идет о бумаге, в основном мы читаем черный текст на белом фоне (BoW). Но на смартфоне или электронной читалке можно инвертировать цвета, сделав белый текст на черном фоне (WoB). Это называется полярностью контрастности текста:

Логика подсказывает, что в первом случае (черный текст на белом фоне) средняя яркость экрана будет намного выше, так как белых светящихся пикселей больше. Пока запомните эту мысль и подумайте вот о чем.

Наш глаз в некотором смысле напоминает фотоаппарат. У него есть матрица (сетчатка) и объектив (хрусталик) с диафрагмой (зрачок). Свет проходит через зрачок, а хрусталик фокусирует его на сетчатке.

Зрачок — это главный элемент, контролирующий, какое количество света попадет в глаз. При плохом освещении зрачок расширяется, пропуская больше света, а при ярком — сужается. Всё работает в точности, как в камере.

Но на этом сходство не заканчивается. Когда мы делаем снимок на зеркальный фотоаппарат, максимально открывая диафрагму, появляется интересный эффект — сильное размытие предметов, находящихся не в фокусе.

И чем больше будет отверстие, через которое свет попадает в камеру, тем меньше будет глубина резкости. Другими словами, если сделать снимок книги с максимально открытой диафрагмой, лишь незначительная часть текста будет в фокусе:

Более подробно обо всех этих интересных вещах в разрезе камеры смартфона я рассказывал в этой статье.

Так вот, всё вышесказанное полностью справедливо и для нашего зрения. Чем сильнее открыт зрачок, тем меньшая глубина резкости у глаза и тем сильнее приходится работать системе аккомодации зрения, чтобы сократить сферические аберрации и сфокусироваться на тексте. Когда же зрачок сужается, глубина резкости увеличивается.

Теперь возвращаемся к полярности контрастности. Текст занимает незначительную часть площади экрана по сравнению с фоном. Соответственно, общая яркость экрана будет зависеть от того, что именно светится — белый текст или белый фон. Получается, при отображении черного текста на белом фоне общая яркость экрана значительно выше, чем при отображении белого текста на черном фоне.

В этом случае зрачок сужается сильнее и глубина резкости увеличивается, что снижает нагрузку на систему аккомодации зрения. Если же мы включаем черный фон и белый текст, зрачок тут же расширяется, чтобы лучше видеть в темноте, так как общая яркость экрана снизилась.

Собственно, многие медицинские исследования8 9 10 подтверждают эти размышления эмпирическим путем. К примеру, вот как зависит острота зрения от полярности контраста у молодых и пожилых людей (BoW — черный текст на белом фоне, WoB — белый текст на черном фоне):

Чем выше столбики — тем выше острота зрения (учитывалась по таблице Снеллена).

Такой же результат показал и тест на вычитку текста, когда испытуемых (85 молодых и 84 пожилых человека) просили найти в тексте ошибки — повторяющиеся или пропущенные буквы, непонятные символы и т.д. Этот тест заставлял человека читать текст вдумчиво, чтобы понимать смысл, а не только лишь бегло просматривать слова.

Под производительностью на графике подразумевается среднее количество найденных в тексте ошибок с учетом поправок, когда испытуемые сами ошибались:

Мы снова видим, что даже качество вычитки текста зависит от полярности контрастности дисплея.

Однако все эти результаты справедливы только для людей со здоровым зрением. При определенных нарушениях, а также у многих людей в пожилом возрасте, обратная полярность (белый текст на черном фоне) может давать лучший эффект.

Плюс ко всему, очень важную роль играет не только полярность контрастности, но и внешнее освещение.

В идеале наименьшая нагрузка на глаза достижима при черном тексте на белом фоне со средним внешним освещением, т.е. чтение в полной темноте в любом случае будет сильнее нагружать глаза и вызывать усталость. Это было хорошо показано еще в старом японском исследовании9, проведенном в 1990 году:

Здесь мы видим, что диаметр зрачка (черные столбики) сильно варьируется в зависимости от внешнего освещения при чтении белого текста на черном фоне (WoB). В этом режиме зрачок максимально расширен в полной темноте. В то же время, уровень комфорта (серые столбики) сильно снижается при очень ярком внешнем освещении, особенно в режиме отображения черных букв на белом фоне (BoW).

Вывод 3: нет разницы между бумагой, экраном смартфона и электронной книгой, если читать черные буквы на белом фоне при нормальном освещении. Смартфон позволяет более гибко настроить цвет фона/текста и яркость экрана при чтении ночью, чтобы снизить усталость глаз.