С активированной темной темой дисплеи выдают меньше света, чем со светлой (что благоприятно сказывается на сроке службы батареи). Но количество света в окружающей среде влияет не только на частоту зарядки устройств, но и на то, как мы воспринимаем изображение. Для этого вкратце посмотрим на строение зрачка и как он улавливает свет.
Человеческий зрачок – это "ворота" к сетчатке: через него свет достигает глаза. По умолчанию зрачок человека меняет размер в зависимости от количества света в окружающей среде: когда света много, он сжимается и сужается, а в темноте расширяется, позволяя проникать большему количеству света. Меньший размер зрачка делает глаза менее восприимчивыми к сферическим аберрациям (при которых изображение выглядит не сфокусированным) и увеличивает глубину резкости, чтобы людям не приходилось напрягаться для фокусирования на тексте. В свою очередь, это означает, что их глаза меньше устанут. С возрастом зрачок уменьшается в размерах. Слишком маленький размер зрачка означает, что слишком мало света попадает в глаз, что ухудшает нашу способность читать или обнаруживать текст, особенно при слабом окружающем освещении (например, ночью). С другой стороны, старея, мы становимся более восприимчивыми к бликам, а блики наиболее вероятны при ярком свете.
Мы сосредоточимся на двух статьях, которые затрагивали два разных типа задач. Одна, опубликованная в 2013 году в журнале Ergonomics, посвящена остроте зрения и производительности чтения, а другая, опубликованная в 2017 году в Applied Ergonomics, посвящена исследованию эффективности беглого чтения – быстрое чтение 1-2 слов, которым люди часто занимаются, взаимодействуя с мобильным телефоном, смарт-часами или приборной панелью автомобиля, и которое присутствует в таких действиях, как проверка направления движения или уведомлений.
Влияние контрастной полярности на остроту зрения и корректуру
Козима Пипенброк и ее коллеги из Института экспериментальной психологии в Дюссельдорфе, изучили две группы взрослых людей с нормальным зрением: молодые люди (от 18 до 33 лет) и пожилые люди (от 60 до 85 лет). Никто из участников не страдал какими-либо заболеваниями глаз. Участникам были даны два разных типа заданий:
Задача на проверку остроты зрения, которая включала обнаружение разрыва в кольцах оптометрической таблицы Головина (Landolt C) – другими словами, им показывали по-разному расположенный символ, аналогичный букве «C», и просили определить, где находится разрыв (например, сверху, внизу).
Задача на корректуру (вычитку), включающая чтение короткого отрывка текста и выявление различных типов ошибок.
Задания были представлены в разной контрастной полярности – для некоторых участников они были в темной теме, а для других в светлой. Контрастная полярность была переменной между субъектами, это означало, что каждый участник видел задачи только в одной контрастной полярности (например, только в темной теме).
Исследователи также собрали данные об усталости до и после теста: участники оценивали напряжение глаз, головную боль, напряжение мышц, боль в спине и субъективное самочувствие, как в начале, так и в конце эксперимента.
Их результаты показали, что светлая тема победила во всех измерениях: независимо от возраста, положительная контрастная полярность была лучше, как для задач на остроту зрения, так и для задач на корректуру. Тем не менее разница между светлой и темной темой в задании на остроту зрения была меньше для пожилых людей, чем для молодых. Это означает, что, хотя светлая тема была лучше для пожилых людей, они не получали от нее такой же пользы, как молодые люди, по крайней мере, в задании на остроту зрения.
Влияние контрастной полярности на беглое чтение
Джонатан Добрес и его коллеги из лаборатории Agelab предприняли попытку определить, влияют ли условия окружающего освещения на преимущество положительной полярности в контексте задачи лексического решения. Участникам показывают последовательность букв и заставляют их решать, является ли это словом или нет. Задача лексического решения больше похожа на беглое чтение, которое мы выполняем в условиях таких как управление автомобилем, использование в пути мобильного телефона или смарт-часов. Она включает в себя быстрый просмотр дисплея и извлечение соответствующей информации. Им показывали строки символов с двумя возможными контрастными полярностями (темная и светлая тема), при различном окружающем освещении (дневное и ночное) и разном размере шрифта.
Исследование показало, что освещение, полярность и размер текста влияют на производительность. Смоделированное дневное время приводит к более быстрым суждениям, чем смоделированное ночное время, светлая тема лучше, чем темная, и больший шрифт быстрее распознается, чем меньший. Интересным результатом была значительная взаимосвязь между окружающим освещением и контрастной полярностью: в дневное время не было значительного влияния контрастной полярности, но в ночное время светлая тема давала лучшие показатели, чем темная. Более того, в темное время суток людям было намного труднее читать мелкий шрифт в темной теме, чем в светлой.
Долгосрочные эффекты
Выше были описаны одноразовые эффекты контрастной полярности на зрение человека. Но как насчет долгосрочных эффектов? Другими словами, имеет ли длительное воздействие контрастной полярности какое-либо влияние?
Интересное исследование, опубликованное в научных отчетах Nature Research в 2018 году, предполагает, что длительное воздействие светлой темы может быть связано с близорукостью. Близорукость означает неспособность ясно видеть объекты вдалеке и тесно связана с чтением и уровнем образования. В своем исследовании Андреа Алеман и ее коллеги из университета в Германии попросили 7 человек прочитать текст, представленный в темной и светлой темах, по часу для каждой. Чтобы увидеть, изменилась ли их предрасположенность к близорукости после чтения, они измерили толщину сосудистой оболочки мембраны позади сетчатки. Истончение сосудистой оболочки связано с близорукостью.
Исследователи обнаружили значительное истончение этой мембраны, когда участники читают текст, представленный в светлой теме, и значительное утолщение при чтении текста в темной теме. Истончение было более выраженным у участников, уже страдающих близорукостью.
Этот результат свидетельствует о том, что, хотя производительность в светлой теме может быть лучше в краткосрочной перспективе, с этим могут быть связаны долгосрочные проблемы.
Пользователи с нарушениями зрения
Как это ни парадоксально, но материалов о пользователях с нарушениями зрения, намного больше, чем о людях с нормальным зрением. Хотя существует негласное мнение, что темная тема лучше, по крайней мере, для некоторых людей с нарушениями зрения. Гордон Легж и его коллеги из Университета Миннесоты определяют две категории слабовидящих: из-за нарушений центрального зрения и из-за нарушения прозрачности оптических сред глаза.
К оптическим средам относятся различные прозрачные вещества в глазу, включая роговицу и хрусталик. Наиболее распространенной причиной нарушения прозрачности глазных сред является катаракта, которая относится к помутнению хрусталика и довольно часто встречается у пожилых людей. Катаракта рассеивает и блокирует часть света, который достигает сетчатки через линзу и, таким образом, предотвращает создание четкого, сфокусированного изображения на вашей сетчатке.
Еще в 1977 году исследование Слоуна показало, что некоторые люди со слабым зрением предпочитают темную тему. (В наших собственных исследованиях доступности, Кара Пернис заметила, что пользователи со слабым зрением иногда переключаются между темной и светлой темами в попытке добиться четкости изображения). В 1985 году Гордон Легг и его коллеги из Университета Миннесоты предположили, что этот эффект обусловлен «ненормальным рассеянием света из-за нарушения прозрачности оптических сред глаза». По-видимому, потому что, если больше света попадает в глаз через мутную линзу, существует большая вероятность искажения. Таким образом, темная тема может быть лучше для людей с нарушениями прозрачности оптических сред глаза, потому что дисплей излучает меньше света.
В исследовании Легга каждый из 7 участников с помутнением оптической среды глаза имел лучшие показатели чтения при темной теме, тогда как на остальных участников с нарушениями центрального зрения, контрастная полярность не оказывала воздействия.
Исследования Легга послужили основой рекомендовать переход современных компьютерных интерфейсов на темную тему. В 2005 году Пападопулос и Гудирас в своей статье рассматривали различные передовые методы обеспечения доступности для пользователей со слабым зрением, и рекомендовали наличие темной темы в пользовательских интерфейсах.
Ряд исследователей в области нормального зрения отметил, что исследования Легга пользователей со слабым зрением проводились на ЭЛТ-дисплеях, в отличие от LED-дисплеев, используемых в большинстве современных девайсов. Эти дисплеи были более подвержены мерцанию в светлой теме, чем в темной, таким образом, возможно, смещение результатов для светлой темы.
Выводы
Хотя темная тема может представить ряд преимуществ для некоторых пользователей со слабым зрением – в частности, страдающих катарактой, данные исследования указывают на преимущество положительной полярности для пользователей с нормальным зрением. Другими словами, у пользователей с нормальным зрением светлая тема в большинстве случаев приводит к лучшей производительности. Почему светлая тема дает лучшую производительность? Эти результаты лучше всего объясняются тем фактом, что при положительной контрастной полярности общего света становится больше, и поэтому зрачок больше сокращается. В результате меньше сферических аберраций, большая глубина резкости и в целом лучшая способность фокусироваться на деталях без утомления глаз.
