Czarne literki na białym tle, co w tym trudnego?

W sumie, przy laickim podejściu, faktycznie, każdy monitor potrafi wyświetlać litery, nawet kolorowe, wszak powszechnie stosuje się kolorowanie kodu. Problem nie tkwi w samym wyświetlaniu, a tym jak je widzimy. Wielu programistów, copywriterów i ogólnie ludzi pracujących z tekstem, tabelami, po pewnym czasie uskarżają się na różnego rodzaju dolegliwości. W tym artykule pomijam kwestie ergonomii stanowiska, fotel, robienie przerw w pracy, a skupię się na spiritus movens całego problemu. 

Co powoduje, że zwyczajny tekst czasem męczy, czasem nie?

Miał ktoś w ręku czytnik ebooków? Wielu zapewne tak. Kto korzysta z niego bez włączonego podświetlenia? A z tym już bywa różnie. Poniżej ekran popularnego czytnika ebooków, Kindle:

Rys 1. Po lewej ekran podświetlony, po prawej bez podświetlenia.

Idę o zakład, że ekran po lewej wygląda lepiej. Bardziej czytelnie, wyraźniejszy, biel jest "bardziej biała" i w ogóle chyba każdy uzna, że to jest właśnie lepiej ustawiony, bardziej ergonomiczny obraz do czytania ksiązki, programowania, czy jakiegokolwiek zastosowania, gdzie trzeba patrzeć na tekst. Ale ale, na czytnikach ebooków przecież się nie programuje. Zobaczmy więc teraz jak to samo wygląda w porównaniu do monitora:

Rys 2. Ekrany po kolei od lewej, monitor, czytnik podświetlony i niepodświetlony.

Jeszcze lepiej prawda? Po co więc truję, męczę Was drodzy czytelnicy, którzy wpadli tutaj w nadziei porady jak dobrać monitor do programowania? Tekst (również kod) wygląda tak jak trzeba. Na ekranie monitora wygląda przecież najlepiej. Każdy to widzi. Na chorobę więc te dywagacje? Otóż, wszystko ma swoją przyczynę i skutek. Ten artykuł też ma przyczynę, gdyż, jak zawsze, nie wszystko złoto co się świeci. Nawiasem mówiąc, wiecie, że „all that glitters is not gold” jest autorstwa Szekspira, właściwie Shakespeare'a?

All that glitters is not gold

Co dalej? Dalej chodzi o to, że nie obserwujemy samego tekstu na ekranie. Nie mamy zdolności, jak na zdjęciach powyżej, wyekstrahować tylko część tego co widzimy. Sprawić, aby widzieć tylko i wyłącznie tekst nad którym pracujemy. Można by, co prawda, zrobić sobie tubę, dopasować do ekranu, wsadzić łeb do środka i pracować. Absurd prawda? Kojarzy się komuś analagia do kapturów na monitory? Nie bez powodu. Sporo elementów o których piszę, jest wspólnych. Popełniłem nawet jakiś czas temu pogadankę na ten temat. Polecam zajrzeć: Czy warto zakładać kaptur na monitor?

Zdrowy okulistycznie człowiek, widzi scenę dużo większą niż okienko z kodem nad którym pracuje, a nawet dużo większą niż sam monitor. Ba, większą nawet niż kilka monitorów. Kąt widzenia człowieka w poziomie to około 200st, czyli widzimy wręcz (sic!) nawet trochę do tyłu. Siłą rzeczy, pojawia się różnorodność elementów w polu widzenia, oprócz samego ekranu. Meble, biurko, jakieś obrazy, szpargały na blacie i wreszcie ściana naprzeciwko. Większość, przeważająca większość, ma stanowiska komputerowe tak zorganizowane, że biurko z monitorem stoi przy ścianie. A skoro tak jest, to praktycznie zawsze istnieje różnica jasności między ekranem a ścianą, czyli tłem.

Wróćmy na chwilę do tych ebooków. Poprzednio była mowa o jasności bezwzględnej. Tu przykład jasności względnej, z uwzględnieniem tła. Położyłem czytnik na zwykłej kartce papieru w normanym domowo - biurowym pomieszczeniu, za dnia:

Rys. 3 Czytnik od lewej z podświetleniem, po prawej bez podświetlenia.

Zauważcie, że istnieje duża różnica jasności. Zarówno pomiędzy ekranami jak i pomiędzy ekranem a kartką. Wielu powie: Eeee, co to za lipne porównania? Wcale nie ma dużej różnicy, a w ogóle ten pierwszy wygląda lepiej. No fajnie, ale o co innego tu chodzi. Różnica jednak jest, prawda? Może wydaje się nieduża, ale ludzka percepcja nie działa liniowo. Uwierzycie na słowo, że jaśniejszy ekran jest niemal dokładnie 4x jaśniejszy od tego drugiego? Natomiast kartka z lewej wydaje się ciemniejsza niż druga, a w rzeczywistości obie są prawie identyczne. Jeśli nie wierzycie, sprawdźcie w Photoshopie. To są fiksacje naszego wzroku, a konkretniej mózgu, który interpretuje obraz nieobiektywnie. To jeszcze nic. W artykule o kapturach, jest podany przykład dużo silniejszego złudzenia. Obecny przykład oparty jest na czytniku, który podświetlenie na słabiutkie, pełniące tylko funkcję pomocniczą.

Clue tych porównań jest takie, że obraz tekstu po prawej, jest jakiś taki "papierowy". Nie "świeci". Na pewno nie świeci? Ma przecież wyłączone podświetlenie, jest tylko oświetlenie otoczenia. Czyli czytnik i kartka odbijają światło jakie na nie pada. Świecą, ale światłem odbitym. Zwróćcie też uwagę na fakt, że jasność niepodświetlonego ekranu jest prawie taka sama jak jasność kartki. Jest to nieprawdopodobnie ważne spostrzeżenie. Zapamiętajcie ten akapit, przyda się dalej.

2500 lat wstecz i Anaksangoras

Wydarzyła się wówczas ważna rzecz. Grecki filozof Anaksangoras odkrył, że Księżyc nie świeci. W sensie sam nie emituje światła, a tylko jest oświelony światłem słońca i je odbija . Mimo to, w nocy jest bardzo jasny i ewidentnie przypomina świecące źródło światła. Co więcej, fotografując Księżyc trzeba ustawić warunki ekspozycji tak, jakby fotografowało się w dzień. Dziwne.

Lampa czy nie lampa?

Z rozważań z Księżycem, dowiadujemy się, że nasza percepcja nie jest w stanie rozróżnić źródła emisyjnego, świecącego światłem własnym od źródła refleksyjnego, świecącego światłem odbitym. W celu rozpoznania na co patrzymy, posługujemy się podświadomie danymi pomocniczymi, jak na przykład, coś jest jasne, że razi, więc lampa, kiedy nie razi, to nie lampa. Fenomen pojawia się, kiedy zrównamy ilość światła emitowanego przez coś, z ilością światła odbijanego przez coś innego. Tracimy zdolność rozróżnienia które jest czym. Dowód:

Rys 4. Eksperyment pokazujący zniknięcie rozróżniania źródel emisyjnych i refleksynych

Powyżej doświadczenie jakie zrobiłem wiele lat temu. Jeśli patrzymy na wycięte obrazy, nie jest możliwe jednoznaczne stwierdzenie, co jest monitorem a co wydrukiem. Wielu ludzi wskazywało niższy obrazek jako monitor, sugerując się rozjaśnieinem od góry, charakterystycznym dla ekranów laptopów. Po najechaniu myszą, widać co jest czym w rzeczywistości. Trick polega tylko i wyłącznie na takiej konfiguracji monitora i zorganizowaniu miejsca pracy tak, że papier i ekran mają tą samą jasność.

Eksperymentalnie ustaliliśmy zatem bardzo ważne rzeczy:

   • Zrównanie jasności ekranu i tła, powoduje "papierowość" ekranu.
   • Można się pomylić kiedy dwa źródła, emisyjne i refleksyjne mają tą samą jasność.
   • Znika kontrast między ekranem o takiej samej jasności i tłem.

Rzeczywiste przyczyny męczenia wzroku

Podświetlene monitorów LCD to jeden z głównych bloków funcjonalnych monitora. Bez podświetlenia w ogóle nie działa. Zgodnie z zasadą omówioną w poprzednim rozdziale, przeciętny użytkownik preferuje jaśniejszy ekran niż ciemniejszy. Jest to woda na młyn producentów monitorów, którzy windują jaskrawość (popularnie jasność) do bardzo wysokich poziomów. Sprawdźmy zatem jak wygląda ten sam obraz, ale na typowo ustawionym monitorze, w popołudniowo - wieczornej porze, czyli takiej, kiedy najczęściej się pracuje:

Rys 5. Relacja jasności ekranu do tła w mieszkaniu wieczorną porą

Zdjęcie zrobione celowo wieczorem, gdyż, po pierwsze, za dnia niekorzystna relacja jasności ekranu i tła, nie jest problemem. Choć nie zawsze. Zawsze natomiast jest problemem wieczorami, przy kameralnym oświetleniu. No i po drugie, nie czarujmy się, wielu z nas pracuje wieczorami i nawet nocą. Zdjęcie tego nie odda, ale 99% ekranów jest ustawionych bardzo jasno, gdyż, jak pamiętamy z wcześniejszej części wykładu, ludzie po prostu chcą jaśniejszego obrazu.

Dochodzimy do sedna: To co męczy, to zbyt duża różnica jasności ekranu i otoczenia, czyli wysoki kontrast między tymi obszarami. Najczęściej popełnianym błędem, jest takie ustawienie ekranu, że niemalże razi w oczy. Taki jaskrawy prostokąt w polu widzenia potrafi mieć jasność podobną do kartki papieru, oświetlonej reflektorem samochodowym z odległości 10 metrów. Wydaje się niewiarygodne, ale rzeczywiście monitory LCD katują oczy tak dużymi wartościami luminancji. Znacznie upraszczając: Patrzenie w światła samochodowe jest masochizmem, a na co dzień tak właśnie mordujemy swoje oczy monitorami.

Okno w piwnicy, czyli co łączy czytniki, jaskrawe monitory wieczorem z pracą programisty?

Prosty eksperyment: Co się dzieje, kiedy jesteśmy w ciemnej piwnicy i spojrzymy w okno na słoneczne podwórko? Zachodzi efekt olśnienia, czujemy wręcz silną reakcję oczu. Nie da się ukryć, że mało przyjemną. Identyczne zjawisko, tylko o charakterze ciągłym, zachodzi, kiedy gapimy się w odpowiednik piwnicznego okna, czyli jaskrawy monitor na ciemnym tle. Istotne jest natomiast to, co pisałem aby zapamiętać: Jeśli patrzymy na coś, co ma taką samą jasność jak tło, powyższego efektu nie ma. Ile czasu można czytać książkę bez zmęczenia? Od rana do nocy. Nie ma takiego zmęczenia jak przy "świecących" ekranach.  Dzieje się tak dlatego, że świeci ona wyłącznie światłem odbitym, czyli ma tą samą naturalną jasność co elementy otaczające.

O ile czynik ebooków można bez problemu zrównać z jasnością otoczenia, gdyż wystarczy wyłączyć podświelenie, to świecącego ekranu LCD, może się nie udać. Nawet w dzień może brakować zakresu regulacyjnego. Wieczorem natomiast na pewno zabraknie. Jeśli przy minimalnej jaskrawości nadal ekran jest jaśniejszy od tła, oznacza, że należy zmienić światło otoczenia. To z kolej czasem jest niemożliwe przy pracy w domu. Wówczas pozostaje wybierać taki monitor, który ma możliwie duży zakres regulacji jaskrawości i nie przejawia przy tym istotnych skutków ubocznych. Większość monitorów zmienia obraz przy zmniejszaniu jaskrawości może zmieniać odcień, najczęściej w stronę niebieskiego, oszukując przy tym szyszynkę. Może zacząć zlewać odcienie, spłaszczać dynamikę. Po naszemu, widoczność elementów ekranowych zaczyna przypominać odglądanie przez pończochę.

No wreszcie, pierwsza sensowna porada. Coś jeszcze?

Odpowiednio zaprojektowana konfiguracja regulacji jaskrawości monitora i oświetlenia otoczenia to klucz. Męczy bowiem po prostu za silne świecenie względem tła, czyli za duży kontrast. Całe wcześniejsze przygotowanie teoretyczne, ma na celu uświadomienie zależności, jakie istnieją przy pracy z ekranem komputerowym i jakie mechanizmy powodują większy lub mniejszy komfort pracy. Związek z programistami jest taki, że ten zawód to wyspecjalizowane dupogodziny, często liczone po kilkanaście na dobę, opierające się w 99,9% o patrzenie na statyczny obraz. Nawet fotografowie, również ślęczący przed monitorem masę czasu, jednak jeżdzą na sesje, spotykają się z klientami na żywo a na kompie obrabiają przecież różne treści. A programista? Wszystko przed ekranem, łącznie ze spotkaniami z swoim zespołem czy zleceniodawcami.

Literki nie tylko widzimy różnie, ale i same mogą wyglądać różnie.

Że co? Wcześniej było napisane, cytuję: "Problem nie tkwi w samym wyświetlaniu, a tym jak je widzimy." Prawda, to jak je widzimy, jest ultra ważne. Tak ważne, że poświęciłem temu zagadnieniu większość artykułu. Istnieją jednak jeszcze inne czynniki, ważne z punktu widzenia pracy programistycznej. Konkretnie ostrość obrazu. Ostrość monitorów LCD i OLED pozornie jest idealna. Piksel ma ostre krawędzie, nie ma rozmycia. W praktyce jednak, rozmycie jest, powodowane przez GUI (graficzny interfejs użytkownika). Stosuje się je w celu wygładzenia ostrych schodków liter - zwie się to antyaliasing. Pozornie zabieg bardzo wskazany, ale przy standardowych wielkościach pikseli, wkrada się duża nieostrość obrazu. Obraz jest nieostry, ale mózg o tym nie wie i zmusza mechanizm akomodacji, aby wyostrzył obraz. Nie da się. Szczególnie narażeni na tego typu defekt są astygmatycy. Zdarzają się nudności, bóle głowy. Polecam artykuł temu poświęcony: Dlaczego osoby z astygmatyzmem skarżą się na nudności przy pracy z komputererm?.

Rozdzielczość, czy gęstość pikseli.

Jednym z głównych parametrów podawanych w opisach to rozdzielczość. Nie wnikając w fakt, że jest to termin nieprawidłowy, zwyczajowo oznacza ilość pikseli w poziomie i w pionie.

Cdn.... Tekst w trakcie opracowania

Masz pytanie, wątpliwości albo sugestie do tego artykułu? Wyślij wiadomość