синий свет от экрана

Фильтр синего света на Android-смартфонах. Разоблачение популярного мифа

Оценка этой статьи по мнению читателей:
5
(45)

Сегодня у нас будет непростой разговор, особенно если вы верите в то, что синий свет вреден для ваших глаз. Мы поговорим о том, что такое фильтр синего света (он же — режим чтения) и нужна ли на смартфонах вообще какая-то функция для защиты зрения.

Сложность этой темы заключается в том, что речь снова пойдет об электромагнитном излучении. Да-да, том самом спорном явлении, что встречается в мобильных телефонах и нашумевших вышках 5G. Ведь цвет — это, по сути, та же микроволновка, только с частотой волн в сотни тысяч раз выше.

И если вокруг «жалких» микроволн столько шума, то можно только представить, что творится с видимым светом, энергия фотонов которого уже граничит с ультрафиолетовым излучением! Шутки со зрением могут стоить слишком дорого, поэтому давайте разбираться.

Как вы знаете, практически на всех современных смартфонах есть функция для защиты зрения в ночное время. У каждого производителя она называется по-своему:

ПроизводительНазвание функции
AppleNight Shift
SamsungФильтр синего света
OPPOНочной режим
HuaweiЗащита зрения
XiaomiРежим чтения
VivoЗащита глаз

Более того, существует огромное количество сторонних приложений, которые делают ровно то же, что и перечисленные в таблице инструменты.

Но каким образом и от чего именно эта функция защищает (если защищает вообще)? Что синий свет делает с нашими глазами и при чем здесь синие цвета, если мы просто читаем книгу на белом фоне?

Красный, зеленый и синий… Важная теория для понимания сути проблемы

Для начала разберемся с последним вопросом (какое отношение имеет синий цвет к белому экрану), а затем пойдем дальше. Если вы уже знаете ответ на этот вопрос, можете смело пропускать самую интересную часть статьи и переходить к следующему разделу!

Итак, белого цвета в природе не существует. По большому счету, цветов вообще не существует, как таковых. Есть лишь электромагнитное излучение.

Если какой-то объект излучает волны длиной 3 метра, мы их не увидим, а вот наш радиоприемник — без проблем! Если длина волны будет покороче, скажем, 12 сантиметров, ее заметит наш смартфон (Wi-Fi сигнал). А вот совсем короткую волну, длиной в стотысячную долю миллиметра, наши глаза уже зафиксируют и мозг «увидит», например, зеленый цвет (длина волны 550 нанометров).

Таким образом, электромагнитные волны длиной от 400 до 700 нм фиксируются нашими глазами и интерпретируются мозгом, как различные цвета:

цвет в зависимости от длины волны
Цвет в зависимости от длины волны

Происходит это за счет специальных фоторецепторов (колбочек) на сетчатке глаза. У людей, в основном, присутствует всего 3 вида колбочек, каждая из которых реагирует на волну определенной длины:

виды колбочек
Три вида колбочек

Если на сетчатку попадет электромагнитная волна длиной 440 нм (фиолетовый цвет), «зеленые» и «красные» колбочки ее просто не почувствуют и не подадут никакого сигнала в мозг. Но вот реакция «синих» колбочек будет максимальной.

А как же быть, например, с желтым цветом, ведь «желтых» колбочек-то у нас нет? Дело в том, что каждая колбочка реагирует не на фиксированную длину, а на целый спектр с пиком в определенной частоте. Скажем, «зеленая» колбочка отправит максимальный сигнал в мозг, если ее «облучить» волной 540 нм в длину. Но она также будет посылать сигнал и при «облучении» электромагнитной волной длиною в 600 нм. Только сигнал этот будет очень слабым.

Соответственно, когда к нам в глаза попадает «желтая» волна, на нее довольно сильно реагируют «красные» колбочки и чуть меньше — «зеленые». Наш мозг считывает уровень сигнала каждой колбочки и уже затем формирует цвет.

На следующей картинке вы можете увидеть силу реакции каждой колбочки на волну определенной длины. «Синие» колбочки здесь обозначены буквой S (от англ. short — короткие волны), «зеленые» — буквой M (от англ. medium — средние волны) и «красные» — буквой L (от англ. long — длинные волны):

уровень чувствительности колбочек

Но как быть со смартфоном? Как он может излучать волны любой длины? На самом деле, никак. Там нет пикселей всех возможных цветов. Вместо этого мы используем «пиксели», каждый из которых состоит из 3 лампочек (OLED-экраны): красной, зеленой и синей.

Чтобы какой-то пиксель на экране отображал желтый цвет, мы просто отключаем его синюю лампочку, включаем на максимум красную лампочку и где-то на 70% — зеленую. Электромагнитные волны от этих лампочек активируют с такой же силой (0% синий, 100% красный и 70% зеленый) соответствующие колбочки на сетчатке глаза и мозг суммирует полученный сигнал, «показав» нам желтый цвет.

Белый цвет — это совокупность всех волн длиной от 400 до 700 нм, включая тот самый голубой свет

Если на сетчатку одновременно попадает «смесь» из волн разной длины, мозг выдает нам белый цвет. В зависимости от того, каких именно волн будет больше в этой «композиции», изменяется температура цвета: от холодного (преобладают короткие волны <500 нм) до теплого (больше длинных волн >560 нм). На следующей анимации наглядно показана зависимость температуры цвета (измеряется в кельвинах — К) от количества волн разной длины в таком «пучке»:

температура цвета в зависимости от длин волн

Например, дневной белый свет от солнца включает в себя практически одинаковое количество волн разной длины от 400 до 700 нм:

Дневной белый свет
Цветовая температура 5000 К (солнце в полдень)

А вот как выглядит «теплый» (желтоватый) белый свет от лампы накаливания:

температура белого света от лампы накаливания
Цветовая температура 3000 К (лампа накаливания 200 Вт)

Как видите, здесь уже гораздо меньше коротких волн (до 500 нм) и очень много длинных (>650 нм). Тем не менее, даже в таком «теплом» свете с явным желтым оттенком присутствует тот самый голубой свет, о вреде которого мы и поговорим дальше.

Что не так с голубым светом?

Рассказывая об электромагнитных волнах, я упустил одну важную деталь. Свет, как энергия, распространяется маленькими порциями (квантами) и наименьшая порция называется фотоном. Так вот, энергия фотона зависит только от длины волны. Чем короче волна — тем выше энергия.

Получается, синий свет — это самые короткие волны в видимом диапазоне (460-490 нм), а значит и энергия такой волны наиболее высокая.

Если пойти чуть дальше, то мы увидим, что длина волны ультрафиолетового излучения еще короче, а его энергия — выше. И здесь ситуация становится действительно очень опасной, так как превысив определенный порог, энергия фотона становится разрушительной (ионизирующей). Такое излучение буквально разрушает молекулы, выбивая электроны из атомов.

Но вернемся к синему свету. Его энергия действительно выше, чем у любой другой части видимого спектра и этот факт спровоцировал появление новых опасных заболеваний бесполезных продуктов, решающих несуществующие проблемы и статей, манипулирующих читателями.

Повторюсь, электромагнитное излучение может оказывать негативное влияние на клетки. Ведь, чем выше энергия такого излучения (чем короче волна), тем более серьезную опасность оно представляет. Смертельно опасная радиация — это ровно такое же излучение, как и свет или радиосигнал, только с очень и очень высокой энергией фотона (и очень короткой длиной волны).

Но если красный свет с энергией фотонов 1.97 эВ (электронвольт) не вызывает ни у кого никаких вопросов, то почему существует столько мифов вокруг синего света с энергией 2.75 эВ (для сравнения энергия ультрафиолетового излучения может превышать 10 эВ)?

Главная псевдонаучная претензия к голубому свету заключается в том, что он провоцирует макулодистрофию (разрушение макулы или центральной части сетчатки глаза).

Факт же состоит в том, что на сегодняшний день не существует ни единого научного доказательства этой теории. Среди причин макулодистрофии вы не найдете упоминание о влиянии синего света ни в одном авторитетном источнике [1].

Более того, Американская академия офтальмологии (AAO) выпустила целую серию статей, опровергающих эти заблуждения и прямо указывающих на отсутствие какого-либо вреда синего света [2].

Вред синего света — это примерно такое же явление, как и вред электромагнитного излучения от телефона. Все научные исследования опровергают эти теории.

Кто стоит за мифом о вреде голубого света?

Я бы хотел сказать, что виной всему — желтая пресса, но это будет не совсем верно. Главные «злодеи» здесь — это бизнес или производители специальных линз, очков (в том числе, для компьютера) или физических фильтров на экраны.

РЕКЛАМА

На популярном сайте All About Vision (все о зрении) приводятся и вовсе абсурдные заявления, вроде этого: «Роговица и хрусталик эффективно блокируют ультрафиолетовое излучение от попадания на сетчатку, но когда речь заходит о блокировке голубого света, наши глаза справляются с этим уже не так хорошо».

Может автор статьи на сайте All About Vision и хотел бы видеть зеленые небо и море, но подавляющее большинство людей совсем не против того факта, что наши глаза не блокируют синий свет (а также красный и зеленый). Иначе как бы мы видели синие цвета?

Некоторые производители более грамотно подходят к пропаганде вреда синего света, незаметно приравнивания его к ультрафиолетовому излучению, а затем рассказывая о вреде ультрафиолета, подразумевая при этом синий свет. Все это — манипуляции. А факты говорят следующее:

  • Телевизоры, планшеты, компьютеры, смартфоны и лампы не излучают электромагнитные волны в опасном ультрафиолетовом спектре [3]
  • Солнце является главным источником голубого света. За 1 час прогулки на улице (в обычный день) ваши глаза получат такую же «дозу» синего света, как и от 30 часов просмотра экрана смартфона.

Но как быть с исследованиями, доказавшими вред синего света?

Легенда об Университете Толедо

Это один из самых ярких примеров антинаучной пропаганды. Если вы хоть раз искали информацию о вреде синего света, то, скорее всего, натыкались на новость о том, что ученые из Университета Толедо доказали вред синего света, излучаемого экранами смартфонов (исследование доступно на сайте Nature Research).

Эту информацию сообщили тысячи сайтов. Я уже не говорю за перепечатки на всевозможных техноблогах, но, к примеру, даже «Популярная механика» опубликовала статью под заголовком «Почему свет от экранов вредит зрению?», которая была основана на этом исследовании.

Что же со всем этим не так?

Прежде всего, в самом исследовании нет даже упоминания или намека на экраны, смартфоны и прочую технику. То есть, никто не проверял влияние, которое оказывает именно голубой свет от экрана.

Это исследование настолько превратно интерпретировала желтая пресса, что авторам данной работы пришлось выпустить заявление в своем блоге, сказав следующее:

Наша статья в Nature Research недавно привлекла внимание средств массовой информации. Мы предупреждаем общественность, что это исследование не показывает, что свет от мобильных устройств или других экранов вызывает слепоту…

Источник

Данное исследование лишь показало, что если облучать синим лазером молекулы ретиналь, которые находятся в том числе и в сетчатке глаза, выделяется вещество, способное разрушать клетки.

Подробный анализ этого исследования можно найти на сайте упомянутой ранее Академии офтальмологии. Я же приведу лишь краткие выводы:

  • Клетки в исследовании не были взяты из сетчатки
  • Клетки в исследовании подвергались воздействию света совершенно не так, как это происходит в реальной жизни
  • Клетки, пострадавшие от ретиналя в эксперименте, в глазе человека не соприкасаются с ретиналем
  • Ретиналь является токсичным для многих клеток, вне зависимости от влияния голубого света
  • Клетки сетчатки постоянно выделяют химические вещества для защиты от всевозможных токсических эффектов

Такая интерпретация исследования (синий свет разрушает сетчатку) противоречит здравому смыслу. За тысячи лет пребывания человека на открытом воздухе, организм превосходно адаптировался к этим условиям. Повторюсь, воздействие синего света на улице в течение часа в 30 раз превышает уровень синего света от экранов за то же время.

Так нужны ли фильтры синего света на Android-смартфонах (или Night Shift на iPhone)?

Если вы боитесь вредного влияния синего света на сетчатку глаза, тогда ответ науки однозначный — нет, не нужны. Ни фильтры синего, ни Night Shift, ни специальные приложения, ни даже компьютерные очки или очки с фильтром синего света.

Синий свет не несет никакой угрозы для сетчатки, а потому защищаться от него совершенно бессмысленно.

Однако…

Признаюсь, я довольно отрицательно относился к своему обучению в университете на факультете компьютерных наук, так как считал, что преподаваемая там информация безнадежно устарела. Ведь технологии развиваются так быстро, а мы застряли в 80-х, изучая Паскаль и язык Ада.

Но я бы никогда не подумал, что такая же ситуация касается и школьной программы, скажем, по биологии.

Мы учили, что в наших глазах есть 2 вида фоторецепторов: палочки (отвечают за черно-белое зрение ночью) и колбочки (цветное зрение при хорошем освещении). Эта информация казалась такой же фундаментальной, как и 2+2=4.

Но в действительности, наука уже давно оперирует другими понятиями и в глазу у нас находятся фоторецепторы 3-х основных видов: палочки, колбочки и… хотелось бы сказать «ромбики», но нет — внутренние фоточувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC).

Так вот, эти третьи фоторецепторы отвечают не за формирование картинки в нашем мозгу, а за следующие функции:

  • Они играют главную роль в циркадных ритмах (внутренние «биологические часы» человека)
  • Обеспечивают реакцию сужения зрачка на свет
  • Подавляют «засветки» от внезапного яркого освещения (электросварка, солнце, прожектор), провоцируя выделение специального гормона

А главное то, что фотопигмент этих клеток, меланопсин, возбуждается от синего света и максимальная реакция приходится на волны длиной ~480 нм [4].

Получается, именно синий свет влияет на наш организм. Но какой же вред может оказать такое влияние? Ясное дело, что не сужение зрачка или подавление внезапной вспышки. Остается лишь третий вариант — управление циркадными ритмами.

И, действительно, есть множество исследований [5], которые утверждают, что именно синий свет перед сном влияет на то, как быстро человек сможет уснуть и на качество сна в целом. Поэтому многие врачи рекомендуют ограничить пользование смартфоном перед сном.

Функция снижения синего света на телефонах действительно работает и заметно снижает количество волн в диапазоне 450-480 нм. Вот пример работы Night Shift на iPhone 11 Pro:

Night Shift на iPhone 11 Pro
(c) DisplayMate

Когда интенсивность Night Shift максимальна, уровень синего света падает где-то на 70%, а Фильтр синего света на Samsung Galaxy S20 снижает синий свет еще сильнее:

(c) DisplayMate

Но не спешите делать выводы о пользе этой функции. Да, включив ее на максимум, вы снизите уровень синего света от экрана, а вместе с ним и определенное негативное влияние на сон. Вот только вряд ли это кардинальным образом что-то изменит.

Прежде всего, важно не столько количество синего света, сколько количество света вообще. То есть, чем ярче в комнате перед сном, тем ниже будет концентрация мелатонина (а это и есть основной гормон для регуляции циркадного ритма или биологических часов). Именно яркий свет задерживает выработку мелатонина [7]. Если и существует какое-то влияние тусклого света от экрана смартфона на минимальной яркости, то оно очень незначительно.

Более того, использование смартфона значительно отличается от просмотра того же телевизора перед сном. В первом случае ваш мозг активно вовлечен в процесс (прокрутка ленты, чтение текста и пр.), во втором — лишь пассивное наблюдение. Повышенная активность мозга играет не меньшую роль, чем количество синего света. Да и глаза устают не от синего/красного/любого цвета, а от напряжения при постоянной фокусировке на близком расстоянии, особенно, при низкой контрастности и четкости изображения.

Поэтому, если вы переживаете о нарушении сна, единственный выход — это убрать подальше любой экран за 2 часа до сна и засыпать в темном помещении. Всё остальное (фильтры, очки, шапочка из фольги) не особо улучшит ситуацию.

Да и потом, буквально в конце 2019 года было опубликовано новое исследование, заявляющее ровно обратное — синий свет от смартфона способен успокоить нервную систему перед сном и способствует более быстрому засыпанию, в отличие от фильтра синего [6]. Хотя, конечно же, эти выводы нуждаются в глубоком научном исследовании.

И напоследок приведу самый проверенный и научный совет, как избежать любых проблем со зрением, вызываемых экранами. Просто старайтесь каждые 20-30 минут хотя бы на 10-20 секунд переводить взгляд вдаль, расслабляя тем самым мышцы глаз. И не забывайте моргать — это основная причина дискомфорта в глазах от работы с гаджетами.

Алексей, главный редактор Deep-Review

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Понравилась статья? Поделитесь с другими:
  •  
  • 3
  •  
  • 1
  •  
    4
    Поделились

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии...

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!