手机动态画面与色彩对视力与辨色力的影响

林静华 罗亭晔 徐孟君

摘 要：研究探讨智能手机动态画面与色彩对视力与辨色力的影响。实验因子为动态、色彩、时间等3项。动态因子包括静态、动态2种水平；色彩因子包括黑白色、相近色、丰富色3种水平；时间因子则分为操作手机游戏30 min与45 min 2种水平。实验结果包括视力与辨色力（以曼塞尔100色相检查器测量）于研究参与者操作前、后测量结果的差值。采用随机化完全区集设计，以参与者为区集，8位被試均需执行所有实验因子组合，每位被試需执行2×3×2=12次实验，以随机数随机排序12次实验的顺序。研究结果显示，手机画面为动态时，操作45 min的视力加深程度显著高于操作30 min的；故建议在动态画面时不要连续操作30 min以上；若为静态画面则可连续操作较长时间，但仍以45 min以下为宜。若需保持敏锐的辨色力时，亦建议不要连续操作30 min以上；静态黑白色画面的操作时间或许可以稍长，但达45 min时仍会对辨色力有较大的影响。

关键词：智慧手机；视力；曼塞尔100色相检查器；随机化完全区集设计；变异数分析

中图分类号：F 428 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2016）06-0625-04

0 引 言

依据信息工业策进会的调查显示，台湾12岁以上使用智能型手机的普及率于2015年为73.4%[1] 。而用户平均每周使用智能型手机的时间于2014年已达15.9个小时[2]。另外，因为手机与其他3C产品的普及，近视人口亦跟着增加，13至15岁的国中生裸视视力不良率于2014年为69.9%[3]。愈早近视愈易成为高度近视者，增加眼球提早老化的机会。依据眼科医师临床观察，得老花眼的年龄在40岁以下的患者，过去5年约增加3成[4]；非老年人，而是因为高度近视使眼球提早老化，造成黄斑部病变的年轻患者，是台湾眼疾的特色[5]。

因为长期阅读手机或其他3C产品的屏幕，使得幼儿园与小学年龄之外的青少年与成年人也开始出现假性近视的现象；就是暂时增加的近视度数，经过适当休息即可复原的暂时近视现象[6]。利用这种暂时增加的近视度数进行分析，有研究指出，屏幕大小、屏幕亮度、眼到屏幕距离、连续操作时间等4个因子均会影响操作手机后所暂时增加的近视度数的多寡[7]，该研究使用动态全彩色的画面。研究针对手机画面的不同，探讨手机动、静态画面与色彩对视力与辨色力的影响。

1 研究方法

令研究参与者于实验室环境中操作手机游戏至一定时间长度，于参与者操作前、后测量其视力与辨色力，以统计推论探讨实验因子对视觉的影响。

1.1 被试

被试共8位，年龄介于19～24岁，裸视或矫正后视力均不小于0.8，无色盲、色弱和其他眼疾。参与实验前一天晚上睡眠时间正常，没有熬夜或用眼过度。8位被试使用智慧手机经验介于1～3年，除通话外，平均一天使用手机时间介于1～6小时。8位被试均有使用手机一段时间后感到视觉疲劳的经验。

1.2 实验设计

实验因子包括动态、色彩、时间等3项。动态因子包括静态、动态等2种水平；色彩因子包括黑白色、相近色、丰富色等3种水平；时间因子则分为操作手机游戏三十分钟与四十五分钟2种水平。实验结果包括视力与辨色力于参与者操作前、后测量结果的差值。实验环境控制因子包括环境照明，操作手机游戏时参与者坐姿、使用的手机、眼到手机屏幕的距离、屏幕亮度等。采用随机化完全区集设计（RCBD， Randomized Complete Block Design），以研究参与者为区集，8位研究参与者均需执行所有实验因子组合，每位参与者需执行2×3×2=12次实验，以随机数随机排序12次实验的顺序。完成本研究总共需执行12×8=96次实验。

数据分析以动态、色彩、时间等三因子分别对视力差值与辨色力差值进行变异数分析（ANOVA）。当色彩因子主效果显著时，以LSD法进行多重比较。当因子间交互作用显著时，则交叉进行多重比较。

1.3 实验材料

选择6款手机游戏以符合动态因子与色彩因子的实验因子组合需要，游戏名称与其符合的实验条件见表1。三款静态游戏都是在操作者有点选动作后画面才会有一次改变，而三款动态游戏的画面则是一直在变化的状态。游戏画面的色彩，黑白是只有黑色与白色两色；相近是色彩只在Munsell色相环上两相邻主色间的范围内变化，见表1的2048的画面，其色彩介于5R与5Y之间，而PiyoPiyoJapan的画面，其色彩则介于5Y与5G之间；而丰富则是画面色彩的变化扩及全色相环。

操作游戏所使用的手机为ASUS PadFone 2，4.7吋屏幕。视力的量测使用LAFAYETTE Vision Tester， Model 14019A检查仪，并以传统的视锐度（visual acuity）值的高低来代表视力的好坏；此检查仪也用来检查参与者是否如自己所认为的并无色盲。而辨色力的量测使用Farnsworth Munsell 100 Hue Tester检查器，测量结果采用依色相排列错误情形所核算的总分，总分愈高代表辨色力愈差，除了可以用来计算操作游戏前、后辨色力的差值，操作前的总分也可以用来检查参与者是否如自己所认为的并无色弱现象，总分超过100表示受测者色相排列错误情形已达到色弱的程度。

1.4 实验流程

被试到达实验室后，首先，由研究人员解说这次的实验内容和注意事项。若此次为第1次实验，则先以Vision Tester检查是否有色盲，若有则无法参与研究而必须中止实验，若无则以随机数排序这位参与者的12次实验之顺序。接着，请被试闭目休息3 min，然后睁眼适应环境光线2 min。再来是，操作游戏前的视力与辨色力量测。然后，请被试坐定位，由研究人员调整坐姿、眼到手机屏幕距离35 cm[8]，屏幕已进入到游戏起始画面。研究人员开始计时，同时参与者开始操作游戏直到预定时间为止。最后，进行操作游戏后的视力与辨色力的量测。同一位被试同一天，以操作2次45 min的游戏，或3次30 min的游戏为上限；连续两次实验之间，实验前至少休息30 min，休息期间不得再使用3C产品或从事其他耗费视觉的活动。

2 研究结果与讨论

2.1 视力

以视力差值分析结果见表2。被试实验前之视力值均在0.8以上，经过操作手机游戏之后，视力大多下降了，故表2中的视力差值的平均多为负数。但静态画面下的平均差值为0.142，代表视力上升的平均量，似乎在静态画面下操作30或45 min，具有训练眼睛调焦的功效，提升了视锐度值。此结果与Lin et al.[7]的研究相似，其研究使用动态丰富色画面，在操作20 min后参与者平均视力提升了，但操作30与45 min后参与者平均视力下降了。

另外，相较于平均值，表2中的标准偏差值均偏高，代表数据之间的变异颇大，故进行变异数分析时，因子效果不易显现。以p值小于0.05为达到统计显著水平，表2中只有动态与时间交互作用的效果显著（0.038）。

将动态与时间交叉比较，在操作静态画面时，持续30与45 min的视力下降量未达显著差异（p值= 0.181）；在操作动态画面时，持续30与45 min的视力下降量达显著差异（p值=0.021）。

2.2 辨色力

以辨色力差值分析的结果见表3。被试实验前之辨色力分数，即色相排列错误总分，均小于100，表示被试之辨色力均正常。经过操作手机游戏之后，被试的辨色力都变差了，总分上升，故表3中的辨色力差值的平均皆为正数。

另外，相较于平均值，表3中的标准偏差值均偏高，代表数据之间的变异颇大，故进行变异数分析时，因子效果不易显现。以p值小于0.05为达到统计显著水平，3个实验因子的主效果均未显著，而三个两两因子交互作用效果显著，包括动态×色彩（0.001）、动态×时间（0.033）、色彩×时间（0.003）。

将三组交互作用因子交叉比较。首先，针对动态×色彩，分别在静态与动态2种画面下，比较3种色彩水平对辨色力的影响。结果，静态画面下的单因子变异数分析显著性为0.140，未达显著水平；表示在操作静态画面时，参与者辨色力的下降程度不因色彩水平的不同而不同。然而，动态画面下的显著性为0.016，达到显著水平；表示操作动态画面时，参与者辨色力下降程度会因不同色彩水平而有显著的不同。进一步以LSD法将3种色彩水平两两比较；结果动态丰富色画面影响参与者辨色力下降的程度显著的大于动态黑白色画面（p=0.007），动态相近色画面影响参与者辨色力下降的程度也显著的大于动态黑白色画面（p=0.023）。

接着，针对动态×时间，分别在静态与动态2种画面下，比较两种操作时间对辨色力的影响。结果，在操作静态画面时，操作30或45 min对被试辨色力的影响并无显著不同（p=0.383）；而在操作动态画面时，操作45 min对参与者辨色力的影响显著的大于操作30 min（p=0.025）。

最后，针对色彩时间，分别在黑白、相近、丰富色画面下，比较两种操作时间对辨色力的影响。三组比较结果，操作45 min对参与者辨色力的影响均显著的大于操作30 min，其p值分别为黑白：0.026，相近：0.034，丰富：0.018。

3 结论与建议

操作手机时画面动态与否、画面色彩丰富程度、操作持续时间长短三因子对视力的影响，仅有在动态画面时持续操作45 min的视力下降程度显著的高于持续操作30 min。

对辨色力的影响则三因子的两两交互作用均显著。在动态画面下丰富色画面对辨色力的影响显著的高于黑白色画面，相近色画面亦显著的高于黑白色画面。在动态画面时持续操作45 min对辨色力的影响显著的高于持续操作30 min。无论是在操作黑白、相近、还是丰富色画面，持续操作45 min对辨色力的影响显著的高于持续操作30 min。

综合上述，手机画面为动态时，建议不要连续操作30 min以上；若为静态画面则可连续操作较长时间，但仍以45 min以下为宜。若需保持敏锐的辨色力时，建议不要连续操作30 min以上；静态黑白色画面的操作时间或许可以稍长，但达45 min时仍会对辨色力有较大的影响。

参考文献：

[1] 跨萤广告创造双赢效果，2016/08/31，信息工业策进会FIND网络平台.http：//www.find.org.tw/market_info.aspx？n_ID=8882

[2] 2014台湾行动营销市场关键报告发表会，2014/09/18，信息工业策进会FIND网络平台.http：//www.iii.org.tw/Press/NewsDtl.aspx？fm_sqno=14&nsp_sqno=1402

[3] 教育部，2015/10/26，101学年度-103学年度国民中小学学生健康检查-视力检查结果统计分析报告，教育部全球信息网.http：//www.edu.tw/News_Content.aspx？n=9E7AC85F1954DDA8&sms=169B8E91BB 75571F&s=B56FC450B8912EBE

[4] 陈轩凡.不是老人专利！40岁就要提防「老花眼」[J].大家健康杂志，2015（5）.http：//www.jtf.org.tw/health/Show.asp？This=1890

[5] 陈莹山，光动力雷射（PDT）在台湾高度近视黄斑部病变患者—两年治疗结果追踪报告，2010-05-07，陈莹山眼科医师医疗网.http：//www.dreye.net.tw/article/view/74

[6] 陈莹山.长时间使用计算机引起的假性近视，2009-08-20，陈莹山眼科医师医疗网.http：//www.dreye.net.tw/article/view/10

[7] Ching-Hua Lin， Yu Chu Chan， Ching Min Yang （2014） The Effect of Screen Size， Brightness， Watching Distance and Time Period of Using Smartphone on Vision， Proceedings of International Conference on Business and Information， July 03-05， 2014， Osaka， Japan.

[8] Tai Y C， Sheedy J E， Hayes J， et al. Viewing distance and visual discomfort while using handheld displays. （Handheld Study #1 ）. Paper （#80101） presented at the American Academy of Optometry Annual Conference in Anaheim， CA， Oct 2008.