Программа книгоиздания России

8.3. Работа с дисплеями и требования к ним

Дисплей (от англ. display — отображение, индика­ция) представляет собой техническое средство отображе­ния текстовой и графической информации на экране вычислительного устройства. Дисплей является связую­щим звеном между человеком и машиной и отображает информацию, обработанную компьютером, либо данные, вводимые пользователем в компьютер. При наличии све­тового или электронного карандаша дисплей может ис­пользоваться и для ввода информации в ЭВМ.

Дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) доми­нируют в мире компьютеров. В ЭЛТ пучок электронов направляется от одного края вакуумной трубки к друго­му. Пучки электронов проходят через теневую маску, создавая видимые пикселы в тех местах, где под воздей­ствием электронов начинает светиться различным цветом слой люминофоров. В основе технологии отображения ЭЛТ — монитора и домашнего телевизора лежат одни и те же принципы, хотя реализованы они по-разному. Для домашнего телевизора главное — яркость изображения и компактность, в то время как компьютерные экраны должны обеспечивать высокое разрешение и резкость изображений.
Другую технологию отображения представляет жид­кокристаллический (ЖК) дисплей, в котором тонкий слой материала в нужных местах пропускает или задерживает свет задней подсветки (с цветными фильтрами). Матери­ал образуют матрицу небольших ячеек, каждая из кото­рых соответствует одному пикселу. ЖК-дисплеи широко
286
применяются в блокнотных компьютерах. Для экранов большего размера перспективным представляется плаз­менный дисплей, элемент изображения (пиксел) в кото­ром во многом напоминает обычную люминесцентную лампу. Электрически заряженный газ испускает ультра­фиолетовый свет, попадающий на люминофор и возбуж­дающий его, что вызывает свечение видимым светом соответствующей ячейки. Такие дисплеи с диагональю от 40 до 60 дюйм предназначаются для залов заседаний и общественных мест.
Еще одна технология отображения — это дисплей с автоэлектронной эмиссией, работа панели которого на­поминает работу ЭЛТ тем, что передний слой люминофо­ра испускает свет при попадании на него электронов. Однако в дисплеях с автоэлектронной эмиссией неболь­шие источники эмиссии электронов расположены за каждым пикселем, что позволяет делать панель толщиной всего в несколько миллиметров [156]. Основной пробле­мой для трех последних технологий отображения остает­ся их высокая стоимость.
Повышенный интерес фирм и предприятий про-мышленно развитых стран к эргономическим исследова­ниям ЭЛТ-дисплеев объясняется прежде всего тем, что работа с ними может быть сопряжена с определенными опасностями для здоровья и психофизиологического со­стояния работающих, что в свою очередь может снижать производительность труда, приводить к ошибкам.
Эксперты комитетов Международной организации труда (МОТ) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) установили, что работающие с дисплеями люди чаще всего жалуются на усталость глаз, мышечные боли в области шеи, плечей и запястий. Многие ученые схо­дятся на том, что как раньше, так и в настоящее время нет достаточных научных доказательств связи симптомов прерывания беременности и аллергических реакций кожи и глаз с работой за дисплеем [26].
В исследовании шведских ученых и врачей, в кото­ром принимали участие 250 больных лейкозами и 261 — с опухолями мозга, а контрольная группа состояла из 1121 человека, выявлено, что у людей, подвергающихся воз­действию электромагнитных полей на рабочих местах, повышается риск заболевания раком. В процессе иссле­дования проведено свыше 1000 измерений магнитных полей на рабочих местах, на которых трудились лица мужского пола в возрасте от 20 до 64 лет [27].
Проводится много анкетных опросов и различного рода обследований состояния здоровья и условий труда лиц, работающих с дисплеями [28]. Данные опроса, про­веденного Всероссийским центром изучения обществен­ного мнения (ВЦИОМ) в 1994 г. в Москве, показали, что из 1025 человек, работающих на компьютере хотя бы раз в неделю, подавляющее большинство (74%) на вопрос, устают ли ваши глаза при длительной работе на компью­тере, ответили "да". Но это далеко не единственное следствие общения с компьютером. Почти каждый тре­тий (31%) опрошенный отметил, что у него ухудшилось зрение с тех пор, как он начал работать на компьютере. Примерно столько же (30%) чувствуют, что становятся раздражительными при длительной работе на нем. Компьютерные 'передозировки" сказываются и на здоровье матерей и их потомства. Так, 16% опрошенных считают, что ущерб им уже нанесен.
Большой резонанс получила первая международная конференция "Работа с дисплеями", которая состоялась в Стокгольме 12—15 мая 1986 г. В конференции участво­вали более тысячи ученых, инженеров и других специа­листов из многих стран мира. Конференция оказала чрезвычайное влияние на дискуссии в обществе относи­тельно вопросов безопасности и заболеваний при работе с дисплеями. Выступая на открытии конференции, ми­нистр труда Швеции Анна-Грета Лейон отметила, что несмотря на важность будущих исследований, мы "не можем сидеть и ждать их результатов. Если мы всерьез принимаем настороженность людей, то мы должны быть готовы принять во внимание не подтвержденную, но предполагаемую опасность". Эргономические исследова­ния и разработки дисплеев проводятся во многих стра­нах, о чем свидетельствуют материалы второй, третьей и четвертой международных конференций "Работа с дис­плеями" (1989, 1992, 1994 и'1997 г.г.).
Комиссия ВОЗ по охране здоровья лиц, работающих с дисплеями, предложила рекомендации по снижению дискомфорта, которые охватывают проблемы пяти уров­ней.
1. Установлены ограничения по медицинским показателям для больных эпилепсией, беременных женщин. Рекомен­дована регулярная проверка зрения, установлены сроки обучения.
2. Разработаны требования к техническим характеристи­кам дисплеев: качеству экрана, уровню освещенности, контрастности, частоте, размеру строки и т.д.
3. Разработаны требования к рабочему месту оператора: допустимые уровни освещенности, меры по устранению бликов и отражений на экране; регламентированы при­менение специальных фильтров и размеры панели уп­равления. Рекомендовано учитывать индивидуальные по­желания оператора к освещению рабочего места. При­знано целесообразным установление трансформирую­щихся (по высоте и углу наклона) элементов оборудова­ния рабочего места. Рекомендовано избегать работы при повышенной температуре в помещении, высоком уровне шума и электростатического излучения.
4. Разработаны рекомендации по организации работы: установлены величина периода предварительных упраж­нений применительно к каждому типу дисплея, длитель­ность перерывов в работе. Так, согласно рекомендаци­ям Всемирной организации профсоюзов, время работы с дисплеем не должно превышать 50% общего рабочего времени. Рекомендовано делать перерывы на 15 мин. через каждый час при интенсивной работе и через каждые 2 ч. при менее интенсивной. Особое внимание обращено на монотонные виды работы.
5. Предложены рекомендации по тщательному расследо­ванию причин каждого случая, приводящего к нежела­тельным для здоровья последствиям при работе с дис­плеем [29].
Обеспокоенность общественности, озабоченность и практические действия ученых и специалистов привели к тому, что все большее число фирм и предприятий в разных странах разрабатывают и производят дисплеи, в
287
которых устранены многие имевшиеся ранее недостатки, часть из них уже отвечают жестким требованиям эрго­номики.
Существуют различия между чтением печатного текста и текста, предъявленного на экране ЭЛТ-дисплея. Листы бумаги с текстами лежат горизонтально на плос­кости стола и при чтении с несколько опущенной головой свет падает на них. При работе с дисплеем человек читает неотраженные тексты; знаки и изображения высвечива­ются на темном или светлом экране, и пользователь смотрит прямо перед собой в источник света (рис. 8-10). Для наиболее комфортного восприятия текста достаточно отрегулировать расстояние наблюдения и положение листа. При восприятии информации с экрана дисплея пользователь зависит от положения дисплея.
При вводе информации в компьютер глаза пользо­вателя совершают движения от восприятия текста на бумаге (отражение света) к экрану дисплея (излучение света) и обратно. Другими словами, глаза должны посто­янно приспосабливаться и перестраиваться с одного спо­соба восприятия информации на другой. Это постоянная "работа" зрительной системы, объем которой за рабочий день или другой промежуток времени мы еще до конца не представляем.
По качеству передачи информации экран дисплея существенно уступает бумаге с нанесенным на нее чер­ной типографской краской текстом. На экране дисплея возможны мелькание (изменение во времени яркости фона), дрожание и нечеткость изображения, низкий кон­траст между знаками и фоном. Дополнительные труднос­ти для восприятия изображения с экрана дисплея созда­ют блики на его стеклянной поверхности, источником которых бывает естественное и искусственное освеще­ние в помещении.
Рассматриваемые особенности работы с дисплеями изучаются учеными многих стран мира. Назовем только некоторые научные проблемы:
1) особенности зрительного восприятия информа­ции и скрытые механизмы, которые вызывают диском­форт при наблюдении изображения на экране;
2) определение зрительного утомления (физиологи­ческие, психологические, эргономические и их взаимо­связь);
3) сравнительная роль различных факторов, обу­словливающих возникновение трудности зрительного восприятия при работе с дисплеем; связь встречающихся неблагоприятных визуальных симптомов и более общих реакций на стресс (например, общее утомление) с други­ми аспектами работы;
4) насколько визуальные проблемы при работе с дисплеем сравнимы с проблемами, возникающими при длительном редактировании или печатании текста [30].
Зрительное утомление при работе с дисплеем прояв­ляется по-разному — неприятными ощущениями и болью в глазах, затылке, спине. Проводится различие между профессиональными и индивидуальными факто­рами зрительного утомления [19]. К первым относятся факторы:
а) определяемые особенностями дисплея и панели управ­ления: величина и контрастность символов на экране, интервалы между ними, оптические свойства экрана дисплея, а также клавиш на панели управления;
б) связанные с работой оператора и ее режимом: длитель­ность непрерывных периодов работы, необходимый уро­вень концентрации внимания, количество перерывов, использование различных документов и вспомогатель­ных средств (например, подставки для документов и т.п.);
в) связанные с организацией рабочего места: характеристи­ки освещения, влияние отражающих поверхностей окон, стола, других поверхностей в рабочем помещении.
Индивидуальными причинами утомления являются: недостатки зрения работающего с дисплеями (близору­кость, дальнозоркость, астигматизм и т.д.); неправильная рабочая поза; плохое здоровье, влияние курения и т.п.; возраст.
Симптомы зрительного утомления при работе с дис­плеями влияют на нарушение следующих процессов: 1) прием и переработка информации; 2) глазодвигатель­ная координация; 3) внимание и его концентрация; 4) мо­торные функции; 5) социальные проявления (удовлетво­ренность трудом, межличностные отношения и т.д.).
Система "человек—дисплей" вынуждает зачастую пользователя длительное время находиться в почти фик­сированной позе, его движения ограничены, внимание напряжено и направлено на экран,руки фиксированы на клавиатуре. Относительно статичное положение челове­ка при работе с дисплеем может приводить к напряже­нию мышечно-скелетной системы. Не всегда бывает про­сто определить, в какой степени зрительный дискомфорт и скелетно-мышечное напряжение вызваны именно ра­ботой с дисплеем, а не такими факторами, как рабочее место и организация труда. Важно знать, как долго поль­зователь смотрит на исходный текстовой материал, вое-
288
принимает информацию на экране дисплея и действует с клавиатурой. Во всех случаях, когда пользователи жа­луются на трудности зрительного восприятия или связан­ные с ними болезненные симптомы, они обязательно должны пройти обследование у врача-окулиста.
Эргономические требования к дисплеям с электрон­но-лучевыми трубками содержатся во многих руководст­вах, справочниках, стандартах [18 — 21,31 —33]. В государ­ственных стандартах России [34] и в Санитарных прави­лах и нормах (СанПиН) [33а], гармонизированных с меж­дународным и европейским стандартами [31, 31а], уста­новлены требования к двум группам визуальных парамет­ров: 1) яркость, освещенность, угловой размер знака и угол наблюдения и 2) неравномерность яркости, блики, мелькания, расстояние между знаками, словами, строка­ми, геометрические и нелинейные искажения, дрожание изображения и т.д.
Однако не только конкретное значение каждого из перечисленных параметров определяет эргономичность дисплеев. Главное — совокупность определенных со­четаний значений основных визуальных параметров, отнесенных к первой группе. Можно утверждать, что каждому значению рабочей яркости соответствуют опре­деленные значения освещенности, углового размера знака (расстояния наблюдения), угла наблюдения, обес­печивающих оптимальные условия работы. И так для каждого из этих четырех, как минимум, визуальных параметров.
Значения технических характеристик дисплеев не дают гарантии комфортности и эффективности работы человека. Объективные (технические) и субъективные (человеческие) оценки дисплеев чаще всего не совпада­ют, поскольку человек воспринимает изображение и делает вывод о его качестве по совокупности всех его параметров и условий наблюдения. Именно поэтому эргономическая оценка дисплеев может быть осуществлена только по результатам статистических эргономических экспериментов, в которых варьируются все основные визуальные параметры дисплеев и на основании кото­рых рекомендуются оптимальные и допустимые со­четания их значений [336].
При организации работы пользователя с дисплеем всегда следует иметь дело с рабочим местом в целом. Характеристики дисплея рассматриваются в связи с ком­понентами рабочей системы, включающей рабочее место с дисплеем, окружающую среду, структуру задач, орга­низационные и социологические факторы.
Эргономические требования, предъявляемые к дис­плеям, различаются в зависимости от их типов и от выполняемых с их помощью задач. При использовании общих рекомендаций необходимо делать поправки на конкретные условия работы. При этом эргономиста должны интересовать прежде всего не гипотетические средние показатели, а удобство и нормальные условия работы каждого индивида.
Комфортность, надежность и эффективность вос­приятия визуальной информации обеспечиваются выбо­ром значений следующих эргономических параметров и характеристик дисплеев и условий их эксплуатации [34] (табл. 8-4). Использование дисплеев детьми допускается только при оптимальных значениях эргономических параметров дисплеев.
Эргономические требования к визуальным парамет­рам портативных персональных компьютеров с ЖК-эк-ранами требует столь же строгого контроля при эксплу­атации, как и дисплеев на ЭЛТ. Блики на них от внешних источников света также вредны для зрения, как и на ЭЛТ. Нанесение антибликовых покрытий на ЖК-экраны до­статочно сложная технологическая задача. Кроме того, специфика дискретного изображения, цветовые характе­ристики ЖК-экранов пассивных и на активной матрице существенно влияют на качество восприятия информа­ции. Так, установлено, что при чтении в свете ламп накаливания наименьшую нагрузку на глаза дает ЖК-экран на активной матрице, а при работе с пассивным ЖК-экраном глаза меньше устают при люминесцентном освещении. Как показывает опыт, в целях обеспечения зрительной безопасности пользователей ноутбуков с ЖК-экранами целесообразно применять антибликовые фильтры, аналогичные тем, которые устанавливаются перед экранами дисплеев на ЭЛТ, причем многие из фильтров одновременно ограничивают угол обзора ин­формации на экране, делая ее недоступной для загляды­вающих сбоку [34].
Осуществляя выбор цветовых характеристик при работе с дисплеями, рекомендуется принимать во внима­ние, что количество воспроизводимых цветов на экране дисплея (включая цвет невозбужденного экрана), состав­ляет не менее: для монохромных дисплеев — 2; для многоцветных графических дисплеев — 16. Для монох­ромных дисплеев рекомендуемые цвета свечения экра­на — желтый, зеленый, оранжевый, ахроматический (белый, серый). Для многоцветных дисплеев рекоменду­ется для знаков и фона выбирать цвета с наиболее удаленными координатами цветности. Для текстовых со­общений, тонкой графики и другой информации, тре­бующей высокого разрешения, не рекомендуется приме­нять воспроизведение на темном фоне изображений в цветах синего участка спектра. Цвета красного участка спектра рекомендуется выбирать для привлечения вни­мания пользователя.
В особую эргономическую проблему выливается со­здание шрифтов для представления информации на эк­ране дисплея. Каждый знак из шрифтового набора дол­жен быть максимально распознаваем, что зависит от расположения и выделенности таких его элементов, как диагонали, прямые линии и петли. При создании шриф­тов необходимо предупреждать возможные искажения знаков. Буква "А", например, должна иметь четко опре­деленное пустое пространство над горизонтальной пере­кладиной. Боковые элементы буквы не должны распола­гаться слишком близко друг к другу. Буква "В" должна иметь примерно равные верхнюю и нижнюю петли. Горизонтальные штрихи буквы "Е" не должны распола­гаться слишком близко друг к другу. Буква "Р" должна иметь достаточно большую в разумных пределах петлю. Заглавная буква "О" должна отличаться от числа "О", которое для этого обозначается "0" (перечеркнутым).