[인간공학] 시력에 대한 이해

우리 몸은 외부 세계의 상태에 관한 정보를 수집할 때 주로 시각(vision)에 의존한다.

오늘은 주로 정적 정보(static information) : 글자, 도표, 기호, 코드에 대해서 이야기 하고자 한다.

 

* 먼저 시각정보에 대해 알아보기 위해서는 시각정보를 보는 눈에 대해 이해 해야합니다!

눈의 구성 요소

 

- 홍채(IRIS) : 동공 크기를 조정하는 근육

- 모양체 : 동공 두께 조정하는 근육

- 황반 : 망막의 중심 (600~700 만개의 원추세포가 있는 곳)

- 시신경 : 빛을 전기신호로 변경해주는 신경

- 원추 세포 : 원뿔 모양의 세포, 낮에만 사용 가능하며, 색깔을 구분할 수 있다.

- 간상 세포 : 막대기 모양의 세포, 명암구분 가능, 낮과 저녁때 모두 사용 가능하다.

 

* 시각능력 (VISUAL CAPABILITIES)

 

1) 시력(Visual Acuity) : 미세한 차이를 판별할 수 있는 능력

즉, 1/시각 = 시각 // C(란돌트의 고리)의 크기가 커지면 커질수록 시력이 나빠지는 것을 생각하면 됨

시력 = 1.0을 (시각 VA = 1분) 정상시력이라고 한다.

 

- 시각의 단위 :

1도(arc) = 60분(minutes), 1분(minutes) = 60초(seconds)

해당 단위는 거리와 상관없이 동일하게 보이려면 거리에 따라 물체 크기를 조절해야 함.

 

시각 VA (분 minutes) = 180/파이*60분*H/D =  57.3*60분*H/D = 3438*H/D

H = 시각 자극의 높이, D = 눈으로부터의 거리

예시) 시각 = 3438 * 0.001/6 = 3438 * 0.000167 = 0.57 분, 시력 = 1/0.57 = 1.75

 

- 시력은 20/30처럼 비율로 나타낼 수도 있는데, 이를 스넬렌 시력(Snellen acuity)이라 한다.

: 시력 20/30 은 정상시력(20/20)인 사람이 30 feet 떨어져서 읽을 수 있는 것을 이 사람은 20 feet 떨어져서 읽을 수 있음

스넬렌 시력 예시

 

2) 조절능력 Accommodation: 근시, 원시

- 눈의 수정체가 lens 망막에 retina 빛의 초점을 맞추는 능력을 조절능력 Accommodation이라고 한다.

- 눈이 초점을 맞출 수 있는 가장 가까운 거리 closest distance 를 근점 near point 이라 한다.

- 초점 focal point 과 거리는 보통 디옵터 diopter(D)로 나타낸다. 1D 는 1/(과녁 거리)[m]와 같다.

: 즉, 수정체의 두께를 얼마나 잘 조정할 수 있는가

 

3) 대비감도 Contrast Sensitivity

- 대비감도는 대비와 공간주파수가 동시에 관련됨

- 대비는 contrast 밝은 부분과 어두운 부분의 상대적 차이

- 공간주파수는 spatial frequency 공간적으로 밝기 또는 색상이 얼마나 자주 변하는가를 나타냄

- 인간은 공간주파수가 2∼4 cpd (cycles per degree)일 때 가장 민감하다.

- 대비감도= 1/대비역치 (threshold contrast)

- 공간주파수가 커질수록 대비감도는 떨어진다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 가장 큰 공간 주파수를 분해능 한계라고 resolution limit 한다.

 

4) 순응 Adaptation: 암순음, 명순응

- 어둠 속에서는 시각계통의 감도가 시간 경과에 따라 증가하여 어두운 물체를 볼 수 있게 되며, 이를 암순응이라고 dark adaptation 한다.

ex) 영화관에서 시간이 지나야 물체가 보이는 것

- 갑자기 밝은 곳으로 나온 경우, 새로운 광도 수준에 순응할 때까지는 보기 힘들다. 이를 명순응이라고 light adaptation 한다.

 

5) 색 구별 Color Discrimination

- 원추세포에는 세 가지가 있는데, 각각 삼원색(적 red, 녹 green, 청 blue)에 대응하는 빛의 파장 범위에 대하여 민감

- 정상 색각을 color vision 가진 사람을 삼색자(trichromats) 라고 부른다.

- 색각이 전혀 없는 사람을 전색맹자는(monochromats)  라고 부른다.

- 색맹은 color deficiency 일반적으로 주로 적색이나 녹색의 한 두 가지 원추세포 감각기만 결핍되는 적녹색맹이 일반적이며, 이러한 사람을 이색색각자라 dichromat 한다.

 

6) 읽기 Reading

- 읽기 중의 눈동작은 빠른 동작과 fast movements 정지기간의 stationary periods (고정, 정지 fixations) 연속이라고 할 수 있다 -> 단속동작이 saccades 끊겼다 이어졌다 함

예시) 여러분이 위의 문장을 읽는 동안에도 눈이 언제나 왼쪽에서 오른쪽으로만 움직이지 않고 가끔 반대 방향으로도 opposite direction 움직인다. 이러한 역동작을 역행이라 regressions 한다.

 

7) 지각 Perception

- 사람에게 직면한 일이나 자극에 따라 여러 단계의 지각이 various levels of perception 있다.

: 검출 Detection ->  식별 Identification -> 인식 Recognition