LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS

Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra

Laura Puplauskaitė

APŠVIETA KOMPIUTERIZUOTOSE DARBO VIETOSE

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Studijų sritis: technologijos mokslai Studijų kryptis: mechanikos inžinerija Studijų programa: ž.ū. inžinerijos vadyba Specializacija: darbų ir aplinkos saugos inžinerija

Akademija, 2005

2

Magistrantūros baigiamojo darbo valstybinė kvalifikacinė komisija:

(Patvirtinta Rektoriaus įsakymu Nr. 503-S )

Pirmininkas: prof. habil. dr. B. Kavolėlis, Lietuvos žemės ūkio inžinerijos institutas

Nariai: 1. e.doc.p.dr. J.Čėsna, Žemės ūkio inžinerijos fakulteto prodekanas, Lietuvos

žemės ūkio universitetas

2. prof.habil.dr.L.Špokas, Žemės ūkio mašinų katedra, Lietuvos žemės ūkio

universitetas

3. doc.dr. A. Janulevičius, Transporto ir jėgos katedros vedėjas, Lietuvos žemės

ūkio universitetas

4. doc.dr. V.Jankauskas, Mechanikos katedra, Lietuvos žemės ūkio universitetas

5. e.prof.p.dr.J.Deikus, Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedros vedėjas,

Lietuvos žemės ūkio universitetas

6. dr.V.Kanopa, Žemės ūkio ministerijos valstybės sekretorius, Lietuvos žemės

ūkio ministerija

Vadovas

doc. dr. Ričardas Butkus, Lietuvos žemės ūkio universitetas, Žemės ūkio inžinerijos

fakultetas, Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra

Recenzentas

doc. dr. Juozas Eičinas, Lietuvos žemės ūkio universitetas, Žemės ūkio inžinerijos

fakultetas, Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra

Oponentas

prof.habil.dr. Algirdas-Jonas Raila, Lietuvos žemės ūkio universitetas, Žemės ūkio

inžinerijos fakultetas, Šilumos ir biotechnologijų inžinerijos katedra

3

SANTRAUKA

Lietuvos žemės ūkio universitetas

Žemės ūkio inžinerijos fakultetas

Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Pavadinimas: „Apšvieta kompiuterizuotose darbo vietose“

Autorius: Laura Puplauskaitė

Darbo apimtis – 55 lapų

Lentelių skaičius – 7

Paveikslų skaičius – 44

Naudotos literatūros skaičius –32

Priedų skaičius – 3

Žemės ūkio technikoje jau plačiai naudojamos kompiuterinės informacijos atvaizdavimo

priemonės, parodančios svarbius darbo procesų ir jų kokybės parametrus. Teisingam ir greitam

informacijos atpažinimui videoterminalo ekrane ar kitame vaizduoklyje svarbu ir tinkama darbo vietos

apšvieta. Žemės ūkio judriosioms mašinoms dirbant laukuose įvairiomis oro sąlygomis, mašinos

kabinoje susiformuoja skirtingų lygių ir dažnai labai kintanti ar netolygi apšvieta. Tai gali labai

trukdyti operatoriaus regos darbui ir visai darbo kokybei, o kartais ir saugai.

Darbe teoriškai nustatyta, kad didėjant apšvietos lygiui, žemės ūkio mašinų kabinose

susiformuoja vis didesni skaisčiai ant videoterminalų ekranų, kurie sumažina matomo objekto ir fono

skirtumą ir taip blogina matomumą. Eksperimentiškai įvertinta, kad užduotys greičiausiai atliekamos

esant 300-500 lx apšvietai, lėčiausiai- 900-1200 lx. Nustatytas apšvietos ir reakcijos laiko

priklausomybės modelis leidžia apskaičiuoti mašinos operatoriaus

stebėjimo proceso trukmę, turinčią įtakos darbo kokybės rezultatams ir saugai.

175.1107106 627 +⋅−⋅= −− xxy

Reikšminiai žodžiai: ž.ū. mobili mašina, kompiuterizuota darbo vieta, apšvieta, reakcijos

laikas, darbo kokybė.

4

SUMMARY

Lithuanian University of the Agriculture

The faculty of engineering of the agriculture

The department of the occupational safety and engineering management

The graduate work of the master studies (theses)

The title: „Illumination at the VDT workplaces“

Author: Laura Puplauskaite

Volume of work – 55 pages

The number of tables – 7

The number of pictures – 44

The number of literature sources – 32

The number of appendix - 3

There are widely used computers in agricultural mobile technique, which show important

parameters of work process and its quality in. It is important a good illumination of workplace for

quick and correct information identification from the VDT’s. There are forming different levels of

illumination in agricultural technique cabins when they are working at the field. Those levels are

fluctuating and operator’s eye should adapt to them compulsory. Operator’s vision feels fatigue

because of those processes and work becomes not so effective.

There are assessed in the work, that luminance increase on the VDT screen, as do

illumination level in the cabins of agricultural mobile technique and as a result of this process,

contrast reduces and visibility become worse. In experiment, there was researched, that tasks were

performed quicker, when illumination was 300 -500 lx, and slower, when - 900-1200 lx.

There are assessed the response time dependence on illumination level

model , which helps to calculate the duration of operator’s watching,

which influences the results of work quality and safety.

175.1107106 627 +⋅−⋅= −− xxy

Keywords: agricultural mobile technique, VDT workplace, response time, work quality.

5

TURINYS

SANTRAUKA.................................................................................................................. 3

SUMMARY...................................................................................................................... 4

TURINYS ......................................................................................................................... 5

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS ..................................................................... 6

ĮVADAS ........................................................................................................................... 8

1. INFORMACIJOS ŠALTINIŲ ANALIZĖ............................................................ 9

1.1. Kompiuterizuota darbo vieta ir apšvieta ............................................................ 9

1.2. Apšvieta ir regimasis darbas ........................................................................... 10

1.3. Apšvietos lygis ir regos nuovargis.................................................................. 11

1.4. Skaistis, kontrastas ir regos nuovargis ............................................................ 15

1.5. Atspindys kompiuterizuotoje darbo vietoje ir regos nuovargis ...................... 21

1.6. Videoterminalai žemės ūkio technikoje.......................................................... 23

1.7. Informacijos šaltinių analizės apibendrinimas................................................. 26

2. TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ............................................................. 27

3. TEORINIAI TYRIMAI ...................................................................................... 28

3.1 Apšvieta ir stebimo objekto skaistis ................................................................ 28

3.2 Atspindys nuo ekrano ir stebimo objekto su fonu kontrastas .......................... 30

3.3 Stebimo objekto su fonu kontrastas ir objekto kampinis dydis ....................... 32

3.4 Teorinių tyrimų apibendrinimas ...................................................................... 35

4. EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI ..................................................................... 37

4.1 Tyrimų metodika................................................................................................ 37

4.2 Tyrimų rezultatai ir jų aptarimas........................................................................ 46

IŠVADOS ....................................................................................................................... 50

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS..................................................................... 51

MAGISTRANTO SKELBTŲ DARBŲ SĄRAŠAS IR KOPIJOS ................................ 54

PRIEDAI......................................................................................................................... 55

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

Terminai

Videoterminalas – vartotojo terminalas su displėjaus ekranu ir paprastai turintis informacijos įvedimo

įrenginį – klaviatūrą [1];

Vaizduoklis – išvesties įrenginys, pateikiantis duomenis vaizdų forma [1];

Kompiuteris – funkcinis vienetas, kuris gali atlikti svarbius skaičiavimus, sudarytus iš daug

aritmetinių ir loginių operacijų be žmogaus įsikišimo [1];

Kritinis vaizdo regeneracijos dažnis - tai mažiausias dar matomas šviesos srauto svyravimo dažnumas

ant ekrano, Hz [14];

Lanko minutės (" ) – simbolio kampinio aukščio matavimo vienetas [8];

Simboliai

lx- apšvietos matavimo vienetas;

cd/m2, skaisčio matavimo vienetas;

Hz- dažnio matavimo vienetas;

Cm- skaisčio kontrastas;

Sh- atitinkamas simbolio dydis lanko minutėmis, mažesnis už 20 lanko minučių;

L – skaistis, cd/m2;

θ - kampas tarp regos ašies ir šviesos šaltinio, o;

K- kontratas;

α- regos kampas0;

V- regos aštrumas;

ρ- atspindžio koeficientas;

E - apšvieta, lx;

S- atstumas nuo akių iki monitoriaus, mm;

R arba r- koreliacijos koeficientas;

R2- determinacijos koeficientas;

T- statistika;

t – stjudento koeficientas;

H0 – hipotezė;

7

K1- hipotezės alternatyva ;

Sutartiniai žymėjimai

AMT – apšvietos matavimo taškas;

SMT – skaisčio matavimo taškas;

ŠŠ – šviesos šaltinis.

LCD- displėjai su skystųjų kristalų panelėmis;

CRT- displėjai su elektroniniais vamzdžiais, kineskopai.

8

ĮVADAS

Kompiuteris – tai šiuolaikinė intelektuali darbo priemonė, išplečianti komunikacines ir

informacines galimybes visose šiuolaikinėse žmogaus veiklos srityse.

Atsižvelgiant į konkrečias sąlygas panaudojami labai įvairūs informacijos atvaizdavimo

įtaisai. Jų plotas esti nuo kelių kvadratinių milimetrų iki kelių kvadratinių metrų. Tobulėjant

technologijoms jau ne tik kabinetuose, bet ir žemės ūkio technikoje naudojami informacijos

atvaizdavimo įtaisai, kurie parodo svarbius traktoriaus ar kombaino darbo parametrus, juose

integruota valdymo kontrolės, gedimų savidiagnostikos sistema. Žinoma, šios „protingos

technologijos“ labai palengvina žemės ūkio mobilios mašinos operatoriaus darbą, nes dauguma

valdymo ir kontrolės funkcijų yra atliekama neišlipant iš kabinos, o stebint displėjaus ekrane pateiktą

informaciją ir priimant tam tikrus sprendimus. Tokiu būdu didžioji operatoriaus darbo dalis yra

perduodama regai. Kad darbas būtų efektyvus ir greitas, labai svarbu gerai matyti displėjaus ekrane

esančią informaciją ir ją teisingai perskaityti. Šitame procese svarbiausia aplinkos sąlyga yra apšvieta.

Dirbant laukuose įvairiomis oro sąlygomis, žemės ūkio mobilių mašinų kabinose formuojasi įvairių

lygių, nuo silpno iki labai intensyvaus, dažnai kintanti apšvieta, kuri gali apsunkinti regos darbą,

sukelti nuovargį ir taip sulėtinti visą darbą bei įtakoti prastesnę jo kokybę.

Šio darbo tikslas yra įvertinti apšvietos sąlygų poveikį žmogaus regos reakcijoms ir

nustatyti apšvietos lygių įtaką efektyviam kompiuterizuotos darbo vietos operatoriaus darbui,

išreikštam reakcijos laiku.

9

1. INFORMACIJOS ŠALTINIŲ ANALIZĖ

1.1. Kompiuterizuota darbo vieta ir apšvieta

Kompiuterizuota darbo vieta - vieta su vaizduoklio įrenginiais, kurioje gali būti klaviatūra ar

duomenų įvesties įrenginys ir (arba) programinė įranga, nuo kurios priklauso operatoriaus ir mašinos

sąsaja, pasirinktos pagalbinės priemonės, išoriniai įrenginiai, tarp jų – diskasukis, telefono aparatas,

modemas, spausdintuvas, dokumentų laikiklis, darbo kėdė bei darbo stalas ar darbo vietos paviršius, ir

tiesioginė darbo aplinka [1].

Kiekviena darbo vieta turi būti individualiai pritaikyta darbuotojui (1.1 pav.) [2].

1.1 pav. Kompiuterizuota darbo vieta pagal ergonominius reikalavimus [2]:

A- ekranas turi būti žemiau akių linijos; B- patogus žiūrėjimo atstumas 35-60 cm; C- alkūnė sulenkta 90 laipsnių kampu; D- patogus atlošas; E- reguliuojamas kėdės aukštis; F- stabilus pagrindas, gali būti su ratukais; G- tvirta pakopa kojų pėdoms; H- reikalinga erdvė kojoms po stalu; I- atrama rankoms; K- reguliuojamas dokumentų laikiklis; L- lengvai lankstomas riešas; M- ekrano laikiklis, pritaikytas pasukimui; N- pasisukanti sėdynė; O- reguliuojamas stalo aukštis.

Tipiška kompiuterizuota darbo vieta yra charakterizuojama 3 rūšių vizualinėmis užduotimis:

1) teksto skaitymu displėjaus ekrane;

2) raidžių ir simbolių atpažinimu klaviatūroje;

3) rašytų ar spausdintų popierinių kopijų skaitymu.

Visos šios užduotys reikalauja tinkamo patalpos apšvietimo [3].

Dirbant kompiuteriu svarbiausia ne bendras apšvietos lygis, bet tinkamas santykis tarp

ekrano ir aplinkos apšvietos. Kontrastas neturi būti pernelyg didelis. Žvilgsnio kryptimi už ekrano

neturėtų būti langų ar šviesių sienų paviršių. Apšvieta yra tinkama, kai ekrane neatsiranda trukdančių

atspindžių nuo šviestuvų arba ekranas neakina. Akims maloniausias netiesioginis apšvietimas ir lokali

10

šviesa, apšviečianti naudojamą medžiagą. Geriau, kad kompiuterio ekranas nebūtų prieš langą - ant jo

neatsiras blyksnių ir atspindžių. Pro langą skersai krintanti šviesa gali sumažinti kontrastą tarp ženklų

ir fono. Tai irgi vargina akis.

Aplinka, kurioje dirbame, neturi būti labai šviesi. Akis mažiau vargina švelni prieblanda.

Darbo aplinkos paviršiai neturi blizgėti, jie turi būti matiniai [4].

Dėl netinkamos apšvietos gali būti jaučiami tokie akių ir regos simptomai: akių skausmas,

paraudimas, perštėjimas, džiūvimas, ašarojimas, neryškus matymas, mirgėjimas, dvejinimasis, tamsios

dėmės akyse, kurie vienu žodžiu vadinami astenopija. Astenopija- vadinamas akių nuovargis, kurį

sukelia įtampa žiūrint į smulkius objektus [5].

Parenkant apšvietos lygį darbo vietoje būtina laikytis Lietuvos Respublikos higienos normų

HN 32:2004 “Darbas su videoterminalais. Saugos ir sveikatos reikalavimai”[1] bei HN 98:2000

“Natūralus ir dirbtinis darbo vietų apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji matavimo

reikalavimai” [6]. Tačiau turime pastebėti, kad šių higienos normų nuostatos taikomos tik patalpose

įrengtoms kompiuterizuotoms vietoms, tačiau mobiliose mašinose, tarp jų ir žemės ūkio paskirties,

panašių reikalavimų nėra.

1.2 Apšvieta ir regimasis darbas

Vienas iš svarbiausių žmogaus sugebėjimų, leidžiančių atlikti įvairias užduotis yra

regėjimas. Žmogaus gebėjimas atlikti užduotį labai glaudžiai susijęs su jo vizualiniais (regos)

gebėjimais ir sąlygomis (1.2 pav.) [7].

Užduotis Apšvieta

Objekto dydis

Skaisčių kontrastas akies tinklainėje

Vaizdo kokybė Tinklainės apšvieta

Regos gebėjimai

Pažinimo gebėjimai

Įvykdymo gebėjimai

Motoriniai gebėjimai

Nuovargis

Mirgėjimas spindesys

Vizualinis diskomfortas

1.2 pav. Veiksniai, įtakojantys regos gebėjimus ir bendrus žmogaus darbinius gebėjimus [7]

11

Regimojo darbo kokybei įtakos turi aplinkos sąlygos, kuriose atliekamas regimasis darbas,

operatoriaus sugebėjimas adaptuotis prie darbo sąlygų, suvokiama atliekamo darbo svarba,

operatoriaus nuovargio lygis bei gebėjimas įveikti regos ir bendrą nuovargį [8].

Svarbu, kad informacija būtų matoma ir teisingai perskaitoma. Objektų matomumas

displėjaus ekrane priklauso nuo keleto veiksnių: objektų dydžio, skaisčio, kontrasto, apšvietos lygio.

Šie dydžiai yra tarpusavyje susiję ir vienas nuo kito priklausomi [8].

Svarbiausia regimojo darbo aplinkos sąlyga yra apšvietos lygis. Apšvieta daro didelę įtaką

matomumui, tuo pačiu operatoriaus darbo kokybei, kuri gali būti išreiškiama įvairiais parametrais:

užduoties atlikimo greičiu, klaidų skaičiumi ir t.t., tam tikra prasme, išreiškiančiais vizualinį nuovargį

arba vizualinį komfortą.

1.3 Apšvietos lygis ir regos nuovargis

Šiandien vis dar kai kuriose kompiuterizuotose darbo vietose pastebima netinkama apšvieta.

1984 m. Helander ir Rupp teigė, kad pasirenkamas apšvietos lygis nuo 200 lx iki 500 lx turi

priklausyti nuo užduoties sudėtingumo [9]. Skaitymas nuo popierinių dokumentų reikalauja didesnio

apšvietos lygio nei nuo displėjaus ekrano, todėl tam reikalui reikia ne didinti bendrą apšvietimą, bet

naudoti vietinį.

2003 m. Wen- Yang Feng, C. Joe Lin, Chin- Jung Chao vertino užduoties atlikimo greitį prie

dviejų lygių apšvietos: 20 lx ir 340 lx. Greičiau užduotys buvo atliktos prie 20 lx apšvietos. Taip pat,

po eksperimento pateikus klausimyną, kuriame reikėjo dalyviams pareikšti savo subjektyvią

nuomonę, į klausimą „prie kokio apšvietos lygio norėtum dirbti“, didžioji dalis patvirtino, kad prie 20

lx apšvietos [10].

Kinijoje 1990 m. Xu W. ir Zhu Z. taip pat tyrė apšvietos poveikį regai. Šis poveikis buvo

įvertintas per vaizdo kokybę. Kuo geresnė vaizdo kokybė, tuo mažesnis akių nuovargis. Jie atliko

eksperimentą, kuriame tyrė kaip apšvieta įtakoja įvairių spalvų raidžių atpažinimą. Tam buvo

panaudoti du apšvietų lygiai- 450 lx, kuris yra normalus apšvietos lygis eiliniame kabinete, ir 200 lx,

kuris yra mažesnio intensyvumo ir rekomenduojamas ANSI/HFS 100- 1988. Apšvieta buvo sukurta

elektroluminescensinių lempų pagalba taip, kad ekranuose nesusidarė atspindžio. Tyrimo eigoje

dalyviams buvo pateikiamos užduotys displėjaus ekrane: 2×2 cm plote pasirodydavo 5 skirtingos

raidės (1 centre, 4 kampuose) (1.3 pav.). Dalyviai turėjo užrašyti kiek įmanoma daugiau raidžių,

kurias jie atpažino.

12

A B C

D E

1.3 pav. Xu ir Whu eksperimento užduotis pavyzdys

Teisingai atliktų užduočių procentas buvo didesnis prie 450 lx apšvietos nei prie 200 lx,

atitinkamai 54,7% ir 51,4% (1.4 pav.).

51,4

55,7

49 50 51 52 53 54 55 56 57

200 lx 450 lx

Apšvieta

Tei

sing

ai a

tliktų

uždu

očių

%

1.4 pav. Teisingai atliktų užduočių priklausomybė nuo apšvietos

Taip pat, pagal atliktą statistinę analizę pastebėta, kad yra ryšys tarp apšvietos ir tyrime naudotų

2 kompiuterių tipų: LCD ir CRT. Teisingai atliktų užduočių procento priklausomybė nuo apšvietos ir

ekrano tipo parodyta 1.5 paveiksle. Pastebime, kad bet kokiu atveju ar prie LCD monitoriaus, ar prie

CRT, teisingai atliktų užduočių procentas yra didesnis esant 450 lx apšvietai [11].

1.5 pav. Teisingai atliktų užduočių priklausomybė nuo apšvietos ir ekrano tipo

13

2000 metais Aron W. Bangor tyrė kaip apšvieta įtakoja akių nuovargį kompiuterizuotoje

darbo vietoje. Dalyviai atlikinėjo įvairias užduotis, panašiai kaip darbuotojai dirbdami kompiuteriu:

duomenų įvedimo, skaitymo ir žodžių išskyrimo, internetines. Užduotys buvo atliekamos prie

skirtingų apšvietos lygių: 0; 300; 600 ir 1200 lx. Po paruošiamojo testo ir “tikrojo” kiekvienos

užduoties (jų buvo 3 ) dalyviams buvo pateiktas klausimynas, kur jie turėjo išreikšti subjektyvią

nuomonę apie tam tikros apšvietos įtaką viename ar kitame teiginyje pateiktam požymiui. Įvertinimui

buvo panaudota “inkarinė” skalė nuo –4 balų, jei požymis “visiškai nejaučiamas” iki 0 - “kažkas

jaučiama” ir +4 balai, jei “labai jaučiama”. Pavyzdys pateiktas 1.3.4 paveiksle.

Vandeningos akys

|----------+----------+----------+----------|----------+----------+----------+----------| -4 0 +4 visai nejaučiama kažkas jaučiama labai jaučiama

1.6 pav. Bangor eksperimento įvertinimo skalė [12]

Galutinis įvertinimo rezultatas buvo gautas iš prieš testą atliktų įvertinimų atėmus

įvertinimus, gautus po testo, ir gautą rezultatą padauginus iš 10. Šis įvertis naudojamas grafikuose ir

išreikštas formule:

ΔC= (C - C )* 10 (1.1) )(PO )(PRIEŠ

čia ΔC- įvertis, balais;

C - įvertinimas po „tikrojo“ testo; )(PO

C - įvertinimas prieš „tikrąjį“ testą. )(PRIEŠ

Neigiamos reikšmės reiškia silpniausią poveikį, teigiamos stipriausią.

Pagal rezultatus, didžiausią neigiamą poveikį, kas įtakojo “vandeningas akis”, darė 1200 lx

apšvieta, mažiausią - 300 lx (1.7 pav.). Stebėjimai rodo, kad prie didesnio apšvietos lygio regos

nuovargis didesnis.

14

1.7 pav. Apšvietos įtaka, įvertinta balais „vandeningų akių“ požymiui [12]

Pagal statistinę analizę buvo apskaičiuotas atliekamų užduočių klaidų įvertis ir jo

priklausomybė nuo apšvietos. Rezultatai 1.8 paveiksle.

1.8 pav. Apšvietos įtaka, įvertinta balais, užduočių atlikimo klaidingumui [12]

Geriausi rezultatai, mažiausiai klaidų, buvo pastebėti prie 300 lx apšvietos [12].

1996 m. Jones pastebėjo, kad apšvieta įtakoja ekrano mirgėjimo dažnio suvokimą. Prie 0 lx

apšvietos ekrano mirgėjimo dažnis mažiau pastebimas nei prie 500 lx [13].

1997 metais Shane Sidebottom tyrė kaip keičiasi kritinis vaizdo regeneracijos dažnis

priklausomai nuo apšvietos. Kritinis vaizdo regeneracijos dažnis- tai dažnumas, apie kurį šviesos

srautas turi svyruoti, prieš jam tampant nebematomu. Pavyzdžiui, jei displėjaus kritinis vaizdo

regeneracijos dažnis yra 67 Hz, tai stebėtojas laikino dažnumo prie 67 Hz ir daugiau nepastebės.

15

Savo bandyme jis įvertino 3 lygių apšvietą: 0 lx; 250 lx; 500 lx. Ekrano dažnis buvo

naudojamas nuo 55 Hz iki 94,5 Hz. 94,5 Hz buvo ta riba, kada nebepastebimas mirgėjimas. Pradedant

nuo mažiausio dažnio 55 Hz, kai matomas virpėjimas ir didinant kas 1,5 Hz, dalyviai turėjo stebėti

ekraną ir jei mato mirgėjimą, tai po kiekvieno padidinimo atsakyti “taip”, jei nebemato - “ne”. Atlikus

tyrimą paaiškėjo, kad apšvieta turi įtakos kritiniam vaizdo regeneracijos dažniui. Vidutiniškai kritinis

vaizdo regeneracijos dažnis padidėjo 3,14 proc. nuo 0 lx iki 250 lx ir 3,44 proc.- nuo 0 lx iki 500 lx.

Prie 0 lx, 250 lx, 500 lx kritinis vaizdo regeneracijos dažnis atitinkamai buvo 63,750 Hz, 65,749 Hz,

65,944 Hz (1.9 pav.).

1.9 pav. Kritinio vaizdo regeneracijos dažnio priklausomybė nuo apšvietos

Taigi pastebime, kad prie mažesnio apšvietos lygio kritinis vaizdo regeneracijos dažnis pasirodo

anksčiau. Prie blogesnių apšvietimo sąlygų akys greičiau pavargsta ir greičiau nebepastebi mirgėjimo,

liejasi vaizdas [14].

1.4 Skaistis, kontrastas ir regos nuovargis

Kontrastas gali būti kelių erdvių, arba simbolio ir fono skaisčių skirtumas, taip pat spalvų, ar

kelių objektų kampinių dydžių skirtumas.

Dabartiniai ergonominiai reikalavimai siūlo naudoti 35 cd/m2 minimalų ekrano skaistį [15].

Daugelis tyrimų, atliktų šioje srityje lygina simbolių dydžius ir jų skaisčių kontrastą. Buvo padaryta

vieninga išvada, kad žmogus greičiau ir lengviau atlieka užduotis, kai vaizdo kontrastas yra didesnis,

nes tada objektai geriau išskiriami iš aplinkos.

1954 m. savo tyrime Crook, Hanson ir Weisz taip pat 1959 m. Howell ir Kraft bei 1978 m.

Snyder ir Maddox parodė, kad vaizdo kokybė pagerėja, kai kontrastas didinamas virš santykio 2:1 iki

40:1 [16, 17, 18].

16

1983 m. Kokoschka ir Haubner teigė, kad priimtiniausias kontrastas yra virš santykio 15:1

tol, kol displėjus yra pajėgus teikti švarų vaizdą [19].

Rekomenduojant minimalų ar optimalų kontrastą, reikia atsižvelgti į užduoties sudėtingumą

ir simbolių dydį. Rekomenduojamas minimalus kontrasto santykis yra 3:1. Tai reiškia, kad pagrindinis

stebimas objektas ar aplinka yra tris kartus ryškesnis(-ė) už periferinius objektus ar aplinką. Tačiau

tokioms užduotims, kurios reikalauja greičio ir kruopštumo, kontrastas turi būti didesnis. Tokioms

užduotims rekomenduojamas kontrasto santykis yra 20:1 ir daugiau [16].

1954 m. Crook apskaičiavo kontrasto moduliacijos formulę, kuri leidžia nustatyti reikalingą

kontrastą, kai užduotyje naudojami simboliai yra mažesni už 20 lanko minučių, norint juos suvokti

taip pat gerai kaip 20 lanko minučių dydžio simbolius, kuriems tinkamas kontrasto koeficientas yra

0,3 (1.2 formulė) [16]:

Cm= 0.3+ 0.06 (20- Sh), (1.2)

čia Sh- atitinkamas simbolio dydis lanko minutėmis, mažesnis už 20 lanko minučių.

Kontrasto koeficientas - objekto ir fono atspindžio koeficientų skirtumo absoliutaus dydžio ir

fono atspindžio koeficiento santykis, priklausantis intervalui nuo 0 iki 1;

Atspindžio koeficientas ρ ∈(0;1).

1981 m. Rea‘s atliko tyrimą kaip atliekama skirtingų skaičių skaisčių atpažinimo užduotis.

Tyrime buvo naudojami du spausdinti lapai, kuriuose buvo užrašyta 20 skaičių derinių po penkis

skaitmenis. Pirmame lape buvo surašyti atsitiktiniai skaičių deriniai, o antrame – tie patys skaičių

deriniai, tik kai kurių penkiaženklių vienas iš skaitmenų buvo kitoks, nei pirmame lape. Tyrimo metu

buvo matuojamas laikas, per kurį dalyviai surado (teisingai įvykdė užduotį) lapuose esamus

skirtumus. Matavimai buvo atliekami prie pastovaus 278 lx apšvietos lygio suformuojant visą

kontrasto koeficiento intervalą (0;1) intervalą. Skirtingas kontrasto koeficientas buvo išgaunamas

naudojant skirtingo atspindžio (veidrodinio ir matinio) koeficiento rašalą.

Išmatavus vidutines užduočių atlikimo laiko reikšmes prie skirtingų skaičių ir fono skaisčių

skirtumų, pasirodė, kad didėjant kontrasto koeficientui, užduotys buvo atliekamos greičiau ir

teisingiau (1.10, 1.11 pav.).

17

1.10 pav. Užduoties atlikimo vidutinis laikas priklausomai nuo kontrasto koeficiento [20]

1.11 pav. Klaidų skaičius priklausomai nuo kontrasto koeficiento [20]

Pastebėta, kad prie mažesnių kontrasto koeficientų nei 0,4, ženkliai ir sparčiai lėtėja

užduoties atlikimo greitis ir didėja klaidų skaičius, o kai kontrasto koeficientas didesnis nei 0,4, klaidų

praktiškai nebedaroma [20].

Kalbant apie kontrastą, neišvengiamai turime paminėti tokias sąvokas kaip „spalva“ ir

„poliariškumas“.

1997 m. Shieh ir Chen pranešė, kad spalva turi įtakos vartotojo bendravimui su kompiuteriu.

Jie teigė, kad naudojama netinkama spalva lemia blogą vaizdo kokybę ir padidina akių nuovargį [21].

18

Spalvai charakterizuoti yra naudojama spalvų skalė, kuri pagrįsta baltos spalvos pasikeitimu

kaitinant. Spalvinę temperatūrą priimta charakterizuoti koordinatinėje plokštumoje XY ir matuoti K

(Kelvinais) [22].

2003 metais Wen- Yang Feng, Lin ir Chin- Jung Chao bandė apšvietai suteikti skirtingas

spalvas: raudoną, žydrą, žalią ir baltą. Rezultatai parodė, kad spalva turėjo įtakos vaizdo kokybei.

Dalyviams priimtinos spalvos buvo balta ir žydra, raudona buvo vertinama prasčiausiai, o atliekant

užduotis, mažiausiai klaidų buvo daroma prie baltos apšvietos spalvos [23].

Poliariškumas yra 2 tipų: kai sukuriami šviesūs simboliai ant tamsaus pagrindo vadinamas

negatyviu poliariškumu ir, kai tamsūs simboliai ant šviesaus pagrindo - pozityviu (1.12 pav.).

NEGATYVUS POZITYVUS

1.12 pav. Poliariškumo tipai

1990 m. Taptagaporn ir Saito pranešė, kad eksperimento dalyviams priimtinesnis buvo

pozityvus poliariškumas prie 500 lx apšvietos, palyginus su kitom 5 negatyvaus poliariškumo

kombinacijom prie 20 ir 1200 lx apšvietos. Daugumoje atliktų eksperimentų pranašesnis buvo

pozityvus poliariškumas [24].

1999 m. An - Hsiang ir Ming - Te Chen atliko eksperimentą, kuriame vertino skaisčių

kontrasto ir poliariškumo įtaką matymo kokybei. Eksperimente buvo naudojami tokie 6 skaisčių

kontrastai: 1,4 : 1, 2 : 1, 3 : 1, 5 : 1, 8 : 1 ir 10:1. Šitie kontrastai buvo sukombinuoti iš 8 skaisčio

lygių: 5, 6, 10, 50, 35, 48 ir 50 cd/m2. Ekrano fono spalva buvo pilka ir pagal edel’Eclairage

tarptautinę komisiją, jos spalvos XY koordinatės buvo CIE (0,333,0,333). Darbe buvo naudojama 12

spalvų kombinacijų, suformuotų iš 6 kontrasto santykių ir 2 poliariškumų: balto ant juodo ir juodo ant

balto (1.1 lent.).

1.1 lentelė. Darbe naudotos skaisčio kontrasto ir poliariškumo kombinacijos Poliariškumas (simbolio skaistis/ fono skaistis) Kontrasto

santykis Juodas/baltas Baltas/juodas

1,4:1 25/35 35/25

2:1 25/50 50/25

3:1 10/30 30/10

5:1 10/50 50/10

8:1 8/40 40/8

10:1 5/50 50/5

19

Darbo vietoje buvo naudojama 400 lx apšvieta, nesusidarė joks atspindys. Dalyviai turėjo

pareikšti subjektyvią nuomonę nuo 0 iki 100 balų skalėje, įvertindami vaizdo kokybę, ekrane

pasirodžius kiekvienai iš 12 kombinacijų.

Dalyvių įvertinimai parodė, kad poliariškumas neturi įtakos vaizdo kokybei, tačiau

kontrastas buvo reikšmingas. Dalyviams priimtiniausias kontrasto santykis pasirodė 8:1 ir pats

nepriimtiniausias, kuriam buvo skirta mažiausiai balų, tai 1,4:1 (1.2 lent. ir 1.13pav.)[25].

1.2 lentelė. Subjektyvus poliariškumo ir skaisčių kontrasto įvertinimas [25]. Įvertinimas balais (0-100)

Poliariškumas Baltas/juodas 49,6 Juodas/baltas 49,4

Kontrasto santykis 1,4:1 32,1 2:1 47,3 3:1 49,5 5:1 56,0 8:1 57,1 10:1 54,8

1.13 pav. Subjektyvus kontrasto santykio įvertinimas [25]

1990 m. Xu W. ir Zhu Z. tyrė kaip simbolio skaistis įtakoja spalvų atpažinimą.

Eksperimentui buvo parinktos 4 spalvos, kur mažiausias skaistis buvo 10 cd/m². 1.3 lentelėje

parodytos kiekvienos spalvos CIE (1931) koordinatės (x,y) ir jų skaistis L (cd/m²).

1.3 lentelė. 4-ių, tyrime naudotų spalvų koordinatės (x,y) bei jų skaistis L (cd/m²) [11] Spalva Koordinatė

Mėlyna Geltona Raudona Violetinė X 0,144 0,423 0,584 0,343 Y 0,112 0,445 0,323 0,203 L 10,0 45,0 15,0 22,5

20

Visos 4 spalvos buvo grupuojamos viena su kita, taip sudarant 12 simbolio / fono spalvų

kombinacijų. 1.4 lentelėje parodytos šios spalvų kombinacijos, jų skaisčių koeficientai ir

poliariškumas.

1.4 lentelė. Tyrime naudotos spalvų, skaisčio ir poliariškumo kombinacijos [11] Spalvų kombinacija Skaisčio koeficientas Poliariškumas

Geltona ant mėlyno fono 4,5 negatyvus Raudona ant mėlyno fono 1,5 negatyvus Violetinė ant mėlyno fono 2,25 negatyvus Mėlyna ant geltono fono 4,5 pozityvus Raudona ant geltono fono 3,0 pozityvus Violetinė ant geltono fono 2,0 pozityvus Mėlyna ant raudono fono 1,5 pozityvus Geltona ant raudono fono 3,0 negatyvus Violetinė ant raudono fono 1,5 negatyvus Mėlyna ant violetinės fono 2,25 pozityvus Geltona ant violetinės fono 2,0 negatyvus Raudona ant violetinės fono 1,5 pozityvus

Teisingai atliktų užduočių procentas buvo vaizdo kokybės matas (1.14 pav.).

36

6060,962,3

51,257,3

42,951,2 55,7

55,755,7

54,4

3035404550556065

G/M R/M V/M M/G R/G V/GM/R G/R V/R

M/V G/V R/V

Spalvų kombinacijos

Teisi

ngai

atli

ktos

už

duot

ys %

1.14 pav. Teisingai atliktų užduočių procentas priklausomai nuo spalvų kombinacijų: G- geltona; M- mėlyna; R- raudona; V- violetinė.

Atlikus statistinę analizę paaiškėjo, kad mėlynos raidės ant geltono fono perskaitomos

geriausiai (teisingų atsakymų procentas 62,3), o mėlynos ant raudono fono - blogiausiai (teisingų

atsakymų procentas 36,0).

Kai tame pačiame eksperimente dalyvių buvo paprašyta kiekvieną kombinaciją įvertinti

balais nuo 1 iki 10 (nuo blogiausio iki geriausio), tai pagal subjektyvią nuomonę, priimtiniausia

pasirodė ta pati kombinacija kaip ir parodė klaidų procento analizė (mėlyna ant geltono fono), bet

blogiausia nuspręsta violetinė ant raudono fono, kuri pirmoje eksperimento dalyje užėmė vietą prie

„geresnių“ spalvų kombinacijų [11].

21

1.5 Atspindys kompiuterizuotoje darbo vietoje ir regos nuovargis

Kompiuterio ekranas yra stiklinis ir atspindi šviesą. Labiausiai problematiškas yra atspindys

nuo fosforo sluoksnio. Ši atspindėta šviesa kartu su ekrano vaizdu patenka į akies obuolį. Tai baigiasi

matomo vaizdo degradacija. Ilgą laiką stengiantis skaityti tokius vaizdus pavargsta akys ir pradeda

rastis kiti akių negalavimai.

Pagal perėjimą iš vienos aplinkos į kitą, atspindys gali būti difuzinis - kai nelygumai didesni

už šviesos bangos ilgį, siauras pluoštas aplinkų riboje išsklaidomas t.y. atsispindėję spinduliai sklinda

įvairiomis kryptimis, ir veidrodinis - kai dviejų aplinkų riba yra paviršius, kurio nelygumai žymiai

mažesni už šviesos bangos ilgį.

Daugelis difuzinių spindulių, atsispindėjusių nuo ekrano, patenka ir atsispindi vartotojo

akyse, taip sudarydami ryškesnio ekrano vaizdą. Taip juoda spalva paverčiama pilku šešėliu. Šie

atspindžiai nuo fosforo ir stiklo sumažina teksto kontrastą t.y. vietoj juodų simbolių ant balto fono,

matomi pilki simboliai ant balto fono. Veidrodiniai atspindžiai sukuria ryškias, aštrias šviesos dėmes,

tose vietose visiškai neįmanoma įžiūrėti ekrane esančių vaizdų [26].

Tiesioginis spindesys susiformuoja dėl per ryškios šviesos ir prasto apšvietimo kampo (1.15

pav.).

1.15 pav. Tiesioginis spindesys nuo lempų [26]

Netiesioginis spindesys (1.16 pav.) atsiranda dėl šviesos srauto atspindžių nuo displėjaus

ekrano.

22

1.16 pav. Atspindys nuo ekrano [26]

Akinančių atspindžių arba blyksnių problema yra viena iš praktiškai sunkiausiai

sprendžiamų, nes labai sunku tinkamai išdėstyti kompiuterius, ypač, jei toje pačioje patalpoje jų turi

būti ne vienas, bei pritaikyti jiems tinkamą apšvietą.

Profesinės saugos ir sveikatos tarptautinė organizacija rekomenduoja įrengti šviestuvus taip,

kad jų skleidžiama atsispindėjusi šviesa nepatektų į akis. Keletas tinkamo ir netinkamo šviestuvų

įrengimo pavyzdžių darbo vietose pateikta 1.17 paveiksle [26].

1.17 pav. 1 pvz. – teisinga apšvietos kryptis, 2 pvz.- neteisinga apšvietos kryptis [26]

23

2000 metais Aron W. Bangor tyrime, kuriame buvo panaudoti 4 apšvietos lygiai: 0; 300; 600

ir 1200 liuksų, eksperimento dalyvių paprašė subjektyviai įvertinti, kokio lygio apšvietai esant

susidaro varginantis akis atspindys nuo šviestuvų. Įvertis nustatytas pagal 1.6. paveiksle esančią skalę

ir apskaičiuotas pagal 1.1 formulę. Neigiamos reikšmės reiškią silpniausią poveikį, teigiamos –

stipriausią. Rezultatai parodė, kad prie didesnio apšvietos lygio susidaręs atspindys ir vizualinis

nuovargis didesni (1.18 pav.) [12].

1.18 pav. Apšvietos įtaka, įvertinama balais, „atspindžio nuo lempų“ požymiui [12]

Optimaliausias apšvietos lygis, kai dar nejaučiamas atspindys yra 300 lx.

1.6 Videoterminalai žemės ūkio technikoje

Pavarčius žemės ūkio mašinų reklaminius lankstinukus, beveik kiekviename jų galima rasti

pateiktą kaip traktoriaus ar kombaino privalumą kabinoje įrengtą kompiuterį, t.y. programinę įrangą

kartu su informacijos atvaizdavimo prietaisu – displėjumi. Juose kalbama kaip meniu komandos

leidžia greitai programuoti informaciją, o displėjuje akimirksniu galima matyti darbinius duomenis

nenutraukus darbo. Žinoma, šios „protingos technologijos“ labai palengvina operatoriaus darbą, nes

dauguma valdymo ir kontrolės funkcijų yra atliekama neišlipant iš kabinos, o stebint displėjaus ekrane

pateiktą informaciją ir priimant tam tikrus sprendimus. Tokiu būdu didžioji operatoriaus darbo dalis

yra perduodama regai. Kad darbas būtų efektyvus ir greitas, labai svarbu gerai matyti displėjaus

ekrane esančią informaciją ir ją teisingai perskaityti. Šitame procese svarbiausia aplinkos sąlyga yra

apšvieta.

Suprantama, kad dirbant su žemės ūkio mobiliomis mašinomis, darbas vyksta ne uždaroje

patalpoje, o lauke. Dėl to kabinos viduje formuojasi įvairių lygių apšvieta nuo silpno iki labai

24

intensyvaus, dažnai kintantis dėl meteorologių sąlygų, kuris gali apsunkinti regimąjį darbą, sukelti

nuovargį ir taip sulėtinti darbą ir įtakoti prastesnę jo kokybę.

Norminių teisės aktų, nustatančių apšvietos reikalavimus žemės ūkio mašinų kabinose nėra,

tačiau yra parengtas Europos standartas EN 894-1:1997 [27], kuriame nustatyti videoterminalų,

įrengiamų mašinose, projektavimo ir valdymo reikalavimai, kad videoterminalų operatorių darbas

būtų patogus ir saugus. Jame kalbama apie operatoriaus ir mašinos (videoterminalo) sistemą kaip apie

uždarą ciklą. Mašina pateikia informaciją operatoriui, kuris ją apdoroja atlikdamas tam tikrus valdymo

veiksmus, po to mašina „išreiškia“ savo atsakomąją reakciją į operatoriaus veiksmus ir t.t. Taip vyksta

mašinos ir žmogaus „tarpusavio supratimas“.

Tam tikro impulso atpažinimas, kaip informacijos apdorojimo procesas žmogaus

smegenyse, įvyksta tarpusavyje sąveikaujant sistemoms: 1) suvokimo; 2) pažinimo; 3) motorinei.

Praktikoje taip nebūna, kad visos šios sistemos veiktų sklandžiai. Pavyzdžiui dėl blogo

matomumo užsitęsia suvokimas ir to pasėkoje užtrunka visas atpažinimas bei tolimesni veiksmai.

Laikas, per kurį įvyksta suvokimas, gali užimti nuo 0,1 iki 1 s. Motorinės sistemos reakcijos

laikas, kada tikimasi gauti tam tikrą signalą, užima 0,2-0,3 s. Kada nesitikima gauti signalo, reakcijos

laikas išauga virš 0,5 s [27].

Žemės ūkio mašinų kabinose įrengiamų videoterminalų parinkimo, projektavimo ir

išdėstymo reikalavimai bei juose naudojami simbolių matmenys pateikiami Europos standarte EN

894-2:1997 [28].

Kadangi žmogaus regėjimo lauko galimybės yra ribotos, tai yra rekomenduojamas tam tikras

videoterminalų išdėstymas horizontalioje ir vertikalioje plokštumose. Išdėstymas priklauso ir nuo

užduoties tipo. Pavyzdžiui videoterminalai, pateikiantys atpažinimo užduotis, kurios reikalauja

nuolatinio operatoriaus budrumo, turi būti išdėstyti arčiau operatorius regėjimo ašies (1.19 pav.).

1.19 pav. Vertikalus regos laukas (kairėje) ir horizontalus regos laukas (dešinėje) [28]

O videoterminalai, pateikiantys stebėjimo užduotis, kurios reikalauja tik laikas nuo laiko

patikrinti parametrus, gali būti išdėstyti platesniu kampu (1.20 pav.). Raidės A B C paveikslėliuose

reiškia videoterminalo padėties tinkamumo lygį, kur A- rekomenduojamas, B- priimtinas, C-

netinkamas.

25

1.20 pav. Vertikalus regos laukas (kairėje) ir horizontalus regos laukas (dešinėje) [28]

Standarte sakoma, kad darbo vietose, kur įrengti videoterminalai, mažiausia apšvieta turi

būti 200 lx, neskaitant pačių videoterminalų skleidžiamos šviesos.

Kad videoterminalo ekrane būtų galima gerai įskaityti simbolius, būtina sąlyga nerašyti

panašių formų simbolių greta, pvz., kaip B ir 8, 6 ir 5.

Egzistuoja svarbūs dydžiai, kurie susiję su simbolio dydžiu ir proporcijom (1.21pav.).

1.21 pav. Dydžių apibrėžimai:

d- atstumas nuo akių iki simbolio; α- žiūrėjimo į simbolį kampas, 0; h- simbolio aukštis; w- simbolio plotis; s- linijos plotis.

Norint užtikrinti gerą matomumą, stebėjimo atstumas d yra vienas iš svarbių parametrų,

diktuojančių stebimo simbolio aukštį h. Parenkant simbolio aukštį, būtina atsižvelgti ir į skaisčio dydį

bei stebimo simbolio ir fono kontrastą.

Pagal Europos standartą EN 894-2:1997, rekomenduojamas simbolių aukštis priklauso

nuo18 iki 22 lanko minučių intervalui. Dar priimtinas simbolio aukštis yra nuo 15 iki 18 lanko

minučių, bet nepageidaujamas - mažiau nei 15 lanko minučių.

Į objektą žiūrint iš 500 mm atstumo, rekomenduojamas jo dydis yra nuo 2,6 mm iki 3,2 mm,

žiūrint iš 700 mm atstumo – nuo 3,7 mm iki 4,5 mm.

Atstumas tarp ženklų turėtų būti 5 % aukščio, tarp eilučių - nuo 100 iki 150 % aukščio.

Rekomenduojamas simbolio plotis yra nuo 60 iki 80 % simbolio aukščio. Ten, kur ekrano

paviršius yra išlenktas ir žiūrėjimo kampas yra įstrižas, simbolio plotis turi būti 80 ir 100 % jo

aukščio. Simbolio plotis, mažesnis nei 50 % jo aukščio yra netinkamas [28].

26

1.7 Informacijos šaltinių analizės apibendrinimas

Atlikta informacijos šaltinių analizė leido susidaryti bendrą vaizdą, kas šiuo metu yra

nuveikta apšvietos kompiuterizuotose darbo vietose tema Lietuvoje ir visame pasaulyje.

Kalbant apie mokslinių darbų bazę šioje srityje, reiktų pastebėti, kad Lietuvoje jos praktiškai

nėra, tačiau užsienio autorių atliktų tyrimų gausa parodė, kad apšvietos tema kompiuterizuotoje darbo

vietoje yra svarbi ir seniai gvildenama. Tenka pastebėti, kad analizuoti tyrimai atlikti kabinete

įrengtose kompiuterizuotose darbo vietose, kur daugumos autorių nustatyta, kad regai priimtiniausias

kompiuterizuotos darbo vietos apšvietos lygis yra nuo 300 iki 450 lx, tačiau apšvieta

kompiuterizuotose darbo vietose žemės ūkio mobilioje technikoje praktiškai mažai tyrinėta.

Teisinės bazės atžvilgiu, kad užtikrinti saugų ir sveiką darbą kompiuterizuotose darbo

vietose, yra parengtos dvi Lietuvos Respublikos higienos normos: HN 32:2004 “Darbas su

videoterminalais. Saugos ir sveikatos reikalavimai”[1] bei HN 98:2000 “Natūralus ir dirbtinis darbo

vietų apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji matavimo reikalavimai” [6]. Jos nustato

bendruosius saugos ir sveikatos reikalavimus bei apšvietos lygius dirbant su videoterminalais,

įrengtais kabinetuose. Tačiau norminių teisės aktų, nustatančių apšvietos reikalavimus, įskaitant ir

žemės ūkio transporto priemonėse įrengtoms kompiuterių sistemoms, šiuo metu nėra.

Transporto priemonėse, tarp jų ir žemės ūkio paskirties, įrengiamų videoterminalų

projektavimo ir valdymo reikalavimus, jų išdėstymą, atstumą nuo displėjaus ekrano iki operatoriaus

akių bei ant ekranų naudojamų simbolių proporcijas nustato Europos standartai: EN 894 – 1:1997 ir

EN 894-2:1997.

27

2. TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

Tikslas - įvertinti apšvietos sąlygų poveikį žmogaus regos reakcijoms ir nustatyti apšvietos

lygių įtaką efektyviam kompiuterizuotos darbo vietos operatoriaus darbui, išreikštam reakcijos laiku.

Tikslo įgyvendinimo uždaviniai:

1) nustatyti skaisčio ant ekrano priklausomybės nuo apšvietos lygio įtaką regai;

2) nustatyti dėl apšvietos lygio ant ekrano susidarančio atspindžio įtaką objekto su fonu

kontrastui;

3) nustatyti kontrasto įtaką stebimų objektų kampinių dydžių matomumui;

4) išmatuoti apšvietų lygius (lx) ir skaisčius (cd/m2) ant videoterminalų ekranų žemės ūkio

mašinose;

5) išmatuoti videoterminaluose, įrengtuose žemės ūkio mašinose, stebimų simbolių kampinius

dydžius;

6) eksperimentiškai nustatyti apšvietos lygių įtaką darbo kokybei, analizuojant užduočių

atlikimo laiką (s);

7) statistinės analizės metodu nustatyti apšvietos lygio ir užduoties atlikimo laiko

priklausomybės modelį.

28

3. TEORINIAI TYRIMAI

Tikslas – teoriškai apskaičiuoti ir nustatyti kompiuterizuotoje darbo vietoje esančių vaizdo

kokybės parametrų: skaisčio, kontrasto, objekto dydžio – tarpusavio sąsajas ir priklausomybes nuo

apšvietos bei jų įtaką regai.

Uždaviniai:

1) nustatyti skaisčio ant ekrano priklausomybės nuo apšvietos lygio įtaką

regai;

2) nustatyti dėl apšvietos lygio ant ekrano susidarančio atspindžio įtaką

objekto su fonu kontrastui;

3) nustatyti kontrasto įtaką stebimų objektų kampinių dydžių matomumui;

3.1 Apšvieta ir stebimo objekto skaistis

Apšvieta suteikia galimybę matyti, atskirti objektus, įvertinti jų formą ir t.t. Ši galimybė

atsiranda ne tik dėl apšvietos veikimo, bet ir dėl įvairių daiktų savybės atspindėti šviesą. Įvairūs

paviršiai skirtingai sugeria ir atspindi krintančią šviesą: tamsus paviršius labiau sugeria šviesą, todėl

atspindi mažiau nei šviesus paviršius. Atspindžio koeficientas (%) apskaičiuojamas iš 3.1 formulės:

ρ = π L /E × 100 %, (3.1)

čia ρ - paviršiaus atspindžio koeficientas, % (baltam paviršiui apie 80...90 %, juodam – apie

10... 20 %);

π =3,14

L – skaistis, cd/ m2;

E - apšvieta, lx; Skaistis (L) – šviesos kiekis, kurį atspindi ar spinduliuoja paviršius. Jo matavimo vienetas -

cd/m2. Skaistis tiesiogiai priklauso nuo apšvietos lygio ir objekto (fono) atspindžio savybių. Jis

apskaičiuojamas pagal 3.2 formulę [29]:

L= ρ‘ E/π, (3.2)

čia ρ’ - paviršiaus atspindžio koeficientas (baltam paviršiui apie 0,8...0,9, juodam – apie

0,1... 0,2);

Pasinaudojus šia priklausomybe galima nustatyti apšvietos lygio įtaką skaisčio pokyčiui.

Tam buvo parinkta keletas kompiuterizuotoms darbo vietoms būdingų apšvietos lygių: 100 lx, 300 lx,

29

500lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx - kuriais apšviečiamas ekrane esantis tamsus objektas (atspindžio

koeficientas 0,2).

Apskaičiavus pasirodė, kad didinant apšvietos lygį, objekto skaistis didėja atitinkamai 6,4

cd/m2, 19,1 cd/m2, 31,8 cd/m2, 44,6 cd/m2, 57,3 cd/m2, 76,4 cd/m2. Jeigu esant 100 lx apšvietai

susidarė 6,4 cd/m2 skaistis, tai, veikiant 1200 lx apšvietai, jis padidėjo 12 kartų (3.1 pav.).

3.1 pav. Skaisčio pokytis kartais, veikiant skirtingiems apšvietos lygiams

Rega turi sugebėjimą adaptuotis prie skirtingų darbo režimų. Šios savybės dėka, žmogaus

regėjimo sistema dirba plačiame ryškumo diapazone: 10-6-105 cd/m2.

Adaptacija – per tam tikrą laiką akies prisitaikymas prie šviesos. Adaptacija skirstoma į

tamsos ir šviesos adaptaciją.

Tamsos adaptacija - akies prisitaikymas prie labai mažo skaisčio. Šis procesas vyksta dviem

etapais. Pirmojo etapo metu prisitaiko kolbelės ir tai trunka apie 5 min. Antrojo etapo metu prisitaiko

lazdelės ir užtrunka ilgiau nei 30-35 min (3.2 pav.).

3.2 pav. Tamsos adaptacijos iš didelio apšvietos lygio kreivė [8]

Tamsos adaptacija priklausomai nuo pradinio skaisčio matoma 3.3 paveiksle.

30

3.3 pav. Tamsos adaptacijos kreivės priklausomai nuo skirtingų pradinių skaisčio lygių:

1- 40 000 kd/m2; 2 – 4000 kd/ m2; 3 – 2000 kd/m2; 4 – 400 kd/ m2; 5 – 30 kd/ m2 [8].

Kuo pradinis skaisčio lygis aukštesnis, tuo ilgiau užtrunka tamsos adaptacija.

Šviesos adaptacijos procesas analogiškas tamsos adaptacijai tik jis vyksta atvirkščiai.

Adaptacija prie didelių skaisčių lygių vyksta labai greitai. Kol visiškai akis adaptuojasi užtrunkama 5

– 8 min. [8].

Pastebime, kad regėjimo sistema, adaptuodamasi prie bet kokių skaisčių lygių, užtrunka gana

ilgą laiko tarpą. Reikėtų pabrėžti, jog čia dar nekalbama apie objekto suvokimo ir atpažinimo

procesus, kurie irgi užima tam tikrą laiko tarpą. Dėl aplinkoje nuolat kintančių skaisčių ir dažnos

adaptacijos prie jų, atsiranda regos nuovargis, sulėtėja reakcija, padaugėja klaidų ir nukenčia darbo

kokybė.

3.2 Atspindys nuo ekrano ir stebimo objekto su fonu kontrastas

Pagrindinė kompiuterizuotų darbo vietų problema yra ryškios dėmės, atsirandančios regėjimo

lauke ir įtakojančios regėjimo funkciją, kurios vadinamos atspindžiais. Tai yra ne kas kita, kaip toje

vietoje padidėjęs skaistis, dėl per didelio apšvietos lygio. Atspindžiai akina ir sumažindami stebimo

objekto ir fono skaisčių kontrastą pablogina matomumo sąlygas [8].

Eksperimentiniais tyrimais Holidėjus-Stilas (Holladay-Stiles) nustatė, jog egzistuoja

šešėlinis skaistis LŠ, cd/m2, kuris sumažina kontrastą ir yra apskaičiuojamas pagal formulę [31]:

31

Lš = 10 E‘ / θ2, (3.3)

čia E‘ - spindinčio šviesos šaltinio į akis nukreiptas apšvietos lygis lx;

θ - kampas tarp regos ašies ir šviesos šaltinio, o

Kai operatorius žiūri į objektą, kurio skaistis L, o fono, kuriame jis yra - Lf , kontrastas be

šešėlinių atspindžių apskaičiuojamas taip:

K=(Lf-L)/ Lf , (3.4)

čia Lf - fono skaistis cd/m2;

L - objekto skaistis cd/m2;

Kada atsiranda šešėlinis skaistis, tuomet realiai matomas kontrastas nustatomas pagal šią

priklausomybę [32]:

K = (Lf-L) / (Lf+Lš), (3.5)

Kompiuterizuotose darbo vietose, atliekant vidutiniškai tikslų darbą, yra tinkama 300 lx

lygio apšvieta. Esant šiai apšvietai, stebint tamsius objektus (ρ=0.2) ant šviesaus fono (ρ=0.8), objekto

skaistis L bus 19,1 cd/m2, fono Lf - 76.4 cd/m2. Prie tokių sąlygų objekto su fonu kontrastas yra lygus

0,75.

Apšvietų lygiai buvo pasirinkti daugmaž panašūs kaip ir sprendžiant pirmąjį teorinių tyrimų

uždavinį: 500 lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx. Ten taip pat buvo apskaičiuoti ir skaisčių lygiai, susidarantys

veikiant toms apšvietoms, atitinkamai 31,8 cd/m2, 44,6 cd/m2, 57,3 cd/m2, 76,4 cd/m2. Iš gautų verčių

atėmus objekto skaistį esant 300 lx apšvietai, gaunamos šešėlinio skaisčio vertės prie kiekvieno

apšvietos lygio, atitinkamai 12,7 cd/m2, 25,5 cd/m2, 38,2 cd/m2, 57,3 cd/m2.

Apskaičiavus objekto su fonu skaisčio kontrastą, veikiant šešėliniam skaisčiui, įvertinama

kontrasto priklausomybė nuo apšvietos (3.4 pav.).

32

3.4 pav. Apšvietos ir šešėlinio skaisčio įtaka kontrastui

Pastebime, kad apšvietai didėjant dėl susidarančio vis didesnio atspindžio, objekto su fonu

kontrastas mažėja. Nepageidautinas šešėlinis skaistis duotomis sąlygomis sumažina vaizdo kontrastą

iki 1,8 karto.

3.3 Stebimo objekto su fonu kontrastas ir objekto kampinis dydis

Aukščiau spręsto uždavinio rezultatai parodė, kad didelis apšvietos lygis sumažina tarp

objekto ir jo fono esantį kontrastą, suprastėja ir vaizdo kokybė. Tokiu atveju vienas iš galimų variantų

pagerinti matomumą- tai parinkti tinkamą stebimo objekto dydį.

Stebint 3.5 paveikslą galima įsitikinti, kad kontrastas priklauso nuo objekto kampinio dydžio

ir fono skaisčio. Jame parodyta slenkstinio kontrasto, t.y. mažiausio plika akimi atskiriamo kontrasto,

priklausomybė nuo fono skaisčio ir objekto kampinio dydžio.

Matyti, kad prie mažų kontrastų ne visų kampinių dydžių objektai yra matomi. Kuo objektas

didesnis, tuo slenkstinis kontrastas mažesnis. Kitaip sakant, tuo geriau bus įžiūrimas mažesnis vaizdo

kontrastas, kuo objekto jame kampiniai dydžiai bus didesnis.

33

3.5 pav. Slenkstinio kontrasto priklausomybė nuo fono skaisčio ir objekto kampinio dydžio [8]

Daugelis autorių atlikę įvairius tyrimus siūlė kampinį objekto dydį skaičiuoti pagal 3.6

formulę [8]:

32

42.0

)02.0(

63.044.0

−

+=

−

K

Lh f , (3.6)

čia h- objekto aukštis, kampinėmis minutėmis;

Lf - fono skaistis, cd/ m2;

K- objekto ir fono kontrastas.

Akivaizdu, kad h priklauso nuo fono skaisčio ir objekto su fonu kontrasto.

Objektų matomumą charakterizuoja regėjimo funkcija, vadinama regos aštrumu (V). Regos

aštrumą apibūdina tarpelio h, esančio tarp dviejų objektų, kurį akis dar gali atskirti kampinio dydžio

atvirkštinė reikšmė, kuri apskaičiuojama [8]:

V=1/ h‘, (3.7)

čia h‘ - tarpas tarp dviejų objektų, kampinėmis minutėmis.

Įvertinti regos aštrumą galima nustačius du parametrus (3.6 pav.):

1. Mažiausią atstumą h tarp dviejų taškų, esančių toliausiai nuo akies;

34

2. Mažiausią regos kampą α.

Akis

S

hα

3.6 pav. Regos aštrumo įvertinimo parametrai: α- regos kampas0; S- atstumas nuo akies iki objekto, mm, h- atstumas tarp dviejų taškų,

kampinėmis minutėmis.

Kuo mažesnis regos kampas ir atstumas tarp dviejų taškų, tuo didesnis regos aštrumas.

Daugelio žmonių mažiausias regos kampas yra viena minutė. Visame pasaulyje vienos minutės regos

kampas priimtas kaip regos aštrumo norma.

Jei iš akies centro išvestume kūgį, tai aštriausia (geriausia) rega būtų 3º sferinio kampo

kūgyje, geras regos aštrumas – 5-6º kūgyje, o iki 12-14º yra patenkinamas. Daiktai esantys už 14º

ribos, matomi neaiškios formos bei spalvos.

Pasinaudojant anksčiau aptarta 3.6 formule, nustatysime simbolių, esančių skaisčių 25 cd/m2,

76 cd/m2, 127,4 cd/m2, 229,3 cd/m2, 305,7 cd/m2 fonuose, mažiausius matomus kampinius dydžius,

kai objekto su fonu kontrastas mažėja nuo 0,8 iki 0,2. Pateikiami 5 pozityvūs vaizdai (3.7 pav.) -

tamsus objektas ant balto fono. Atspindžio koeficientai, atitinkamai 0,2 ir 0,8.

3.7 pav. Tiriamieji parametrai: ρ- atspindžio koeficientas; K- kontrastas; Lf- fono skaistis.

35

Pagal rezultatus, pateiktus 3.8 paveiksle, matome, kad nepriklausomai nuo to, koks yra fono

skaistis, mažėjant kontrastui nuo 0,8 iki 0,2, objekto dydis išauga apytiksliai 3 kartus, nes mažėja

matomumas. Kai vaizdo kokybė prasta dėl nepakankamo kontrasto, reikia didinti stebimų objektų

dydį.

3.8 pav. Objekto dydis (kampinėmis minutėmis) priklausomai nuo kontrasto esant

pastoviems fono skaisčiams

3.4 Teorinių tyrimų apibendrinimas

Nustatėme, kad didinant apšvietą nuo 100 lx iki 1200 lx, objekto skaistis padidėja nuo 6,4

cd/m2 iki 76,4 dc/ m2, t.y. apie 12 kartų. Jeigu skaisčio lygiai darbo aplinkoje nėra pastovūs ir nuolat

kinta, tai rega turi nuolat prie jų adaptuotis. Taip patiriamas regos nuovargis, sulėtėja darbuotojo

reakcija, padaugėja klaidų.

Dėl per didelių apšvietos lygių kompiuterizuotoje darbo vietoje formuojasi šešėlinis skaistis,

kuris lyg „nuplauna“ ant ekrano esančius vaizdus, t.y. sumažina kontrastą tarp objekto ir jo fono.

Apšvietai didėjant nuo 300 lx iki 1200 lx, vaizdo kontrastas sumažėja nuo 0,75 iki 0,42. Kuo didesnis

apšvietos lygis, tuo susiformuoja didesni atspindžiai ant ekrano.

Kuo pozityviame paveiksle kontrastas mažesnis, tuo, nepriklausomai nuo fono skaisčio,

objektų kampiniai dydžiai turi būti didesni. Kad vaizdas būtų matomas, kontrastui mažėjant nuo 0,2

iki 0,8, objekto kampinis dydis turi padidėti apie 3 kartus.

36

Galima teigti, kad apšvieta turi didelę reikšmę matomumo sąlygoms, tuo pačiu darbo

kokybei, užduočių įvykdymo greičiui.

Patalpose įrengtose kompiuterizuotose darbo vietose dažnai pastebima netinkamo lygio

apšvieta, o ką jau kalbėti apie tas, kurios įrengtos žemės ūkio paskirties transporte. Juk dirbant lauke

oro sąlygos nuolat keičiasi, susiformuoja apšvieta nuo žemiausio iki labai aukšto lygio. Šie kitimai

įtakoja vaizdo kokybės parametrus, tuo pačiu matomumą, operatoriaus regos reakciją.

Atsižvelgiant į tai, kokias vaizdo kokybės parametrų priklausomybes nuo apšvietos

nustatėme teoriškai, turint omenyje jų svarbą kokybiškam darbui, išmatuosime jų dydžius žemės ūkio

mobiliose mašinose. Panašias sąlygas sudarydami bandymų laboratorijoje eksperimentiškai

nustatysime išmatuotų dydžių įtaką vaizdo kokybei, kuri bus išreikšta operatoriaus užduoties atlikimo

laiku, t.y. jo reakcijos greičiu.

37

4. EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI

Tikslas - išmatuoti žemės ūkio mobiliųjų mašinų kabinose susiformuojančius apšvietų

lygius, ant videoterminalo ekranų esančių skaisčių ir naudojamų simbolių dydžius bei

eksperimentiškai įvertinti šių sąlygų įtaką operatoriaus darbo kokybei, išreikštai užduočių atlikimo

laiku, t.y. reakcijos laiku.

Uždaviniai:

1) išmatuoti apšvietų lygius (lx) ir skaisčius (cd/m2) ant videoterminalų

ekranų žemės ūkio mašinose;

2) išmatuoti videoterminaluose, įrengtuose žemės ūkio mašinose, stebimų

simbolių kampinius dydžius;

3) eksperimentiškai nustatyti apšvietos lygių įtaką darbo kokybei,

analizuojant užduočių atlikimo laiką (s);

4) statistinės analizės metodu nustatyti apšvietos lygio ir užduoties atlikimo

laiko priklausomybės modelį.

4.1 Tyrimų metodika

Tyrimai buvo atliekami dviem etapais:

Pirmajame buvo išmatuoti žemės ūkio mašinų kabinose esantys apšvietų lygiai ir skaisčiai

ant videoterminalo ekranų, naudojamų simbolių dydžiai.

Antrajame – žemės ūkio transporte nustatytos sąlygos perkeltos į bandymų laboratoriją

imituojant darbines sąlygas žemės ūkio mašinų kabinose. Respondentams pateikiama objektų

atpažinimo užduotis ir matuojamas jos įvykdymo laikas bei apdorojami rezultatai.

1. Eksperimentinių tyrimų objektai

1.1 Simbolių parametrų matavimo objektai:

Atsitiktinai Lietuvos žemės ūkio universiteto žemės ir miškų ūkio parodų „Ką pasėsi...2004“

ir „Ką pasėsi...2005“ metu pasirinktos žemės ūkio paskirties transporto priemonės:

1) CASE III CT 5080 kombaino kabina;

2) CASE III MX 285 traktoriaus kabina;

3) CLAAS ARES 836 traktoriaus kabina;

4) CLAAS ATLES 926 RZ traktoriaus kabina;

38

5) JOHN DEERE 1450 CWS kombaino kabina;

6) JOHN DEERE 9640i WTS kombaino kabina.

1.2 Apšvietos ir skaisčio matavimo objektai:

Atsitiktinai Lietuvos žemės ūkio universiteto žemės ir miškų ūkio parodų „Ką pasėsi...2004“

ir „Ką pasėsi...2005“ metu pasirinktos žemės ūkio paskirties transporto priemonės:

1) NEW HOLLAND CX 860 kombaino kabina;

2) VALTRA VALMET T170 traktoriaus kabina;

3) FENDT 8350 kombaino kabina;

4) JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabina;

5) CASE MXM 190 traktoriaus kabina.

1.3 Užduočių atlikimo laiko matavimo objektai:

Dalyvavusių respondentų rega, jos sugebėjimas per kuo trumpesnį laiką atlikti užduotis,

priklausomai nuo apšvietos lygio.

2. Meteorologinės sąlygos

Matuojant apšvietų lygius ir skaisčius ant ekranų, rezultatams įtakos turėjo žemės ūkio

transporto priemonių išdėstymas parodoje, kurio mes visiškai negalėjome įtakoti. Tačiau tai išėjo į

naudą, nes matavimai buvo atliekami ir saulėje, ir pavėsyje stovinčios technikos kabinose. Gauti

rezultatai parodė realesnį darbiniame režime vykstančio apšvietos lygių pokyčio kabinoje intervalą.

Matuojant atliekamų užduočių laiką, neskaitant eksperimente numatytų sąlygų, visi pašaliniai

trikdžiai, galintys įtakoti rezultatą, buvo pašalinti.

3. Tyrime naudotos priemonės

3.1 Matavimo:

1) Liuksmetras Ju - 116 apšvietai matuoti. Matavimo diapazonas 5 – 100 000 lx. Matavimo

paklaida iki ± 10%. Alinkos oro sąlygos - ≤ 1% nuo matuojamo dydžio kiekvienam laipsniui

ºC. Judamosios dalies nusistovėjimo laikas iki 4 sekundžių.

2) Skaisčio matuoklis 1100 tipo. Jis specialiai pritaikytas momentiniams skaisčio matavimams

darbo aplinkoje. Susideda iš jautraus jutiklio ir rezultatų išvedimo skaitmeninio displėjaus.

39

Galima matuoti 4 skaisčio spektruose: nuo 0 cd/m2 iki 20 cd/m2, 0 – 2 Kcd/m2, 0 – 20 Kcd/m2,

0 - 200 Kcd/m2 bei automatiškai iki 106 cd/m2. Jutiklis apima nuo 1,1o iki 12o matuojamo

ploto. Matavimo tikslumas ± 10%;

3) Lanksti 2 m ilgio liniuotė. Padalos vertė 1 mm;

4) WCB/McGRAW – HILL kompanijos sukurtos kompiuterinės programos (3.0.0 versija), kurios

autoriai Benjamin Niebel ir Andris Freivalds, 2 tipų užduotys:

4.1) linijų ilgių atskyrimo testas;

4.2) skaičių atpažinimo užduotys:

• 4 ir 5 testas

• 1 – 8 testas.

Programa leidžia nusistatyti užduočių matmenis, t.y. pasirinkti tyrimo objektus (skaičius,

linijas, geometrines figūras), nustatyti jų dydį, skaičių, spalvą, taip pat užsiduoti vienos užduoties

bandymų skaičių. Programa automatiškai pati apdoroja atliktų bandymų rezultatus, t.y. apskaičiuoja

teisingų ir klaidingų bandymų skaičių, teisingumo procentą (%), minimalią ir maksimalią bandymų

atlikimo laiko reikšmę (s), bandymo atlikimo laiko vidurkio reikšmę (s) bei standartinį nuokrypį.

3.2 Papildomos:

1) Šviestuvas;

2) Stendas apšvietos lygiams keisti: 300 lx, 500 lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx.

4. Matavimo priemonių kalibravimas

Matavimo priemonės kalibruojamos prieš ir po kiekvieno matavimo.

5. Matavimo schema

5.1 Apšvietos lygių ir skaisčių žemės ūkio mašinose matavimo schema

Buvo matuojamas bendras kabinos apšvietos lygis ir akių lygyje nuo ekrano atsispindintis

skaistis (4.1. pav.). Skaistis, pagal skaisčio matuoklio jutiklio galimybes, buvo matuojamas keliuose

displėjaus ekrano taškuose, o po to iš tų reikšmių buvo apskaičiuotas santykinis viso ekrano skaistis

(4.2 pav.)

40

4.1 pav. Apšvieto o taškas; SMT – skaisčio matavimo taškas; S- atstumas nuo akių iki displėjaus.

MT1 MT2 MT3

s lygių ir skaisčių matavimo schema: AMT – apšvietos matavim

MT4 MT5 MT6

MT7 MT8 MT9

4.2 pav. Skaisčio reikšmių matavimo taškai (MT) ant displėjaus

Skaisčio ant displėjaus ekrano apskaičiavimo principinė formulė:

L= (MT1+ MT2+ MT3+ MT4+ MT5+ MT6+ MT7+ MT8+ MT9)/ 9 (4.1)

5.2. Simbolių parametrų ant displėjų ekranų matavimo schema

4.3 pav. Simbolių matavimo schema: h- aukštis, mm; w – plotis, mm.

41

5.3 Videoterminalų išdėstymo kampų ir atstumo nuo jų iki akių matavimo schema

4.4 pav. Videoterminalų išdėstymo kampų ir atstumo nuo jų iki akių matavimo schema:

1, S2, S3 – atstumai nuo akių iki videoterminalų, mm; α1, α2 – kampai tarp regėjimo ašies ir šonuose išdėstytų videoterminalų, o.

5.4 Užduoties atlikimo laiko matavimo schema

S

4.5 pav

nkome šiuos apšvietos lygius: 300 lx; 500 lx; 700 lx; 900 lx; 1200 lx.

Jie buvo

kuriose naudojami simboliai – tai žemės ūkio mašinose įrengtuose videoterminaluose

išmatuotų ų imitacija.

. Užduoties atlikimo laiko matavimo schema: ŠŠ – šviesos šaltinis; 600 mm - atstumas nuo akių iki monitorius.

Šioje tyrimo dalyje dalyvavo 30 dalyvių. Visi jie - apie 20 metų amžiaus studentai.

Respondentų regėjimas įvertintas kaip labai geras. Regos aštrumas – 1.

Eksperimentui pasiri

suformuojami apšvietos keitimo stendo pagalba. Prie kiekvieno apšvietos lygio dalyviams

buvo pateikiamos 3 užduotys, kurias reikėjo kuo greičiau ir teisingai atlikti. Pateiktos užduotys testų

formos,

simboli

42

Pirma užduotis - tai linijų ilgių atskyrimo testas. Ekrano centre pasirodžius dviems linijoms,

kurių viena už kitą trumpesnė 10 %, buvo sakyta pele spragtelti ant tos, kuri atrodo trumpesnė (4.6

pav.).

4.6 pav. Linijų ilgių atskyrimo testo pavyzdys

Antra užduotis - skaičių 4 ir 5 atpažinimo testas. Ekrano centre pasirodžius vienam iš šių

skaičių, spragtelint pele ant atsakymo mygtuko, reikia atpažinti, kuris tai skaičius(4.7 pav.).

4.7 pav. 4 ir 5 atpažinimo testo pavyzdžiai

Trečia – skaičių nuo 1 iki 8 atpažinimo užduotis. Atlikimo principas tas pats, tik platesnis

skaičių intervalas (4.8 pav).

43

4.8 pav. 1-8 atpažinimo testo pavyzdys

5.5 Mata

irmo ir antro eksperimentinio tyrimo etapo metu išmatuotų verčių rezultatai pateikti 1 ir 2

prieduose eikta

Y- bandymo atlikimo laikas, s (stebima reikšmė);

X – apšvieta, lx (dydis, turintis įtakos stebimai reikšmei y).

Kadangi šiuo atveju dydis, įtakojantis dalyvio užduoties atlikimo laiką, yra tik vienas

(apšvieta), tai taikysime netiesinės regresijos modelį. Reikšmingumo lygmuo 0,05.

Linijų ilgių atskyrimo užduoties X ir Y imčių reikšmės pateiktos 2 priede 2.1.lentelėje.

Braižomas apšvietos ir užduoties atlikimo laiko reikšmių koreliacijos (priklausomybės)

laukas, kuris parodo koks yra reikšmių išsibarstymas prie duotų apšvietos lygių (4.9 pav.).

Kiekvienai užduočiai atlikti buvo skirta po 10 bandymų.

vimo rezultatų apdorojimas

P

. Užduočių atlikimo laiko rezultatai buvo apdoroti statistinės analizės metodu. Čia pat

linijų ilgių atskyrimo testo rezultatų skaičiavimo metodika:

4.9 pav. Apšvietos ir užduoties atlikimo laiko koreliacijos laukas

44

Tolimesnei analizei apskaičiuosime užduoties atlikimo laiko vidurkio reikšmes prie visų

apšvietos lygių (4.1 lent.).

4.1 lentelė. Bandymo atlikimo laiko vidurkio reikšmių priklausomybė nuo apšvietos lygių. X Y

Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laiko vidurkis, s

1200 2,05182 900 1,6327375 700 1,4318059 500 1,4053625 300 1,1908294

Pagal 4.1 lentelės reikšmes braižomas koreliacijos laukas (4.10 pav.)

4.10 pav. Bandym o laiko ietos reikšmių koreliacijos laukas: čia 6E -

2 reiškia 6·10-7x2 ir 7E-06x reiškia 7·10

inijų ilgių atskyrim o lygtis:

avimas į X2.

o atlikim vidurkio ir apšv

07x -6x.

cbxaxy ++= 2L o užduoties m delio

175.1107106 627 +⋅−⋅= −− xxy , (4.2)

Pagal modelio lygtį apskaičiuosime imties X reikšmes (4.2 lent.).

4.2 lentelė. X reikšmių perskaiči

X2 X Y Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laiko vidurkis, s 1440000 1200 2,05182 810000 00 9 1,6327375 490000 700 1,43180588 250000 500 1,4053625 90000 300 1,19082941

45

Statistinės analizės paprograme Regression nustatytų priklausomybių pagal 4.2 lygtyje

i pateikti 2 priede 2.2 lentelėje.

reliacijos koeficientas r statistiškai reikšmingas:

H Y nekoreliuoja);

K1 : r ≠ 0 (X ir Y yra statistiškai reikšmingi, nes koreliuoja).

pskaičiuojame stjudento skirstinį

pateiktą modelį apibendrinti rezultata

Nustatysime ar ko

0 : r =0 (X ir

)2(2

1−

−nt α , kuris lygus [32]: A

)2;( −nTINV α)2(2

1−

−t α n = , (4.3)

uo 0,05;

ų skaičius lygus 5;

ė funkcija.

čia α – reikšmingumo lygm

n – stebėjimo por

TINV- statistin

)2(2

1−

−nt α = 3,182449;

Nustatome statistikos T reikšmę [32]:

T= 212

rnr−

−⋅ , (4.4)

čia T- statistika, t.y. atsitiktinis dydis;

r - koreliacijos koeficientas.

T = 10,98724;

Tikriname, ar statistika T patenka į kritinę sritį (4.11 pav.):

4.11 pav. Statistika T ir kritinė sritis

Statis ka T patenka į kritinę sritį, todėl teigiame, kad X ir Y reikšmingai koreliuoja. ti

46

Kadangi determinacijos koeficientas R2 =0,975, tai reiškia apie 98 % duomenų atitinka šį

netiesinės ės mode labai cijos

koeficientas r = 0,98. Kuo r arčiau 1, tuo netiesinė priklausomybė stipresnė.

yrimų rezultatai ir jų aptarimas

Pi mų etape išm tos lygius ir skais ideoterminalų ekranų

žemės ūk kabinose, įvertinome regos darbo sąlygas (1 priedas). Rezultatai parodė

(4.3 lent.), kad kuo didesnė kabinos bendra apšvieta, tuo didesnis atsispindintis nuo ekrano skaistis.

.3 lentelė. Išmatuotų apšvietų lygiai ir skaisčiai žemės ūkio mašinose

priklausomyb lį. Tai stipri netiesinė priklausomybė, nes jos korelia

4.2 T

rmajame tyri atavus apšvie čius ant v

io judriųjų mašinų

4Ž. ū. mobilios

mašinos rūšis ir markė

Bendras apšvietos lygis

kabinoje (matuojamuoju

Skaistis ant monitoriaus ekrano akių kryptimi, cd/m2

(JOHN DEERE 9880 STS – keturių displėjų)

momentu), lx NEW HOLLAND

kombainas 70 000 1237

VALTRA VALMET 65 000 T170 traktorius 373

FENDT 8350 kombainas 7000 135

JOHN DEERE 9880 STS kombainas 5000 77,5 98,3 100,5 109,8

CASE MXM 190 traktorius 3000 20,3

Pastebima, kad nuo toje pačioje kabinoje įrengtų kelių videoterminalų ekranų, atsispindi

skirtingo dydžio skaistis, taigi ir regėjimo sąlygos sudaromos skirtingos. Operatoriaus rega yra nuolat

priversta prie jų adaptuotis, o dėl to atsiranda nuovargis ir padaugėja klaidų.

Išmatavus simbolių dydžius (matavimo rezultatai 1 priede), nustatėme j parametrų

priklausomybę nuo

ų

stebėjimo į juos atstumo (4.12 pav.).

47

4.12 pav. Simbolių matmenys priklausomai nuo stebėjimo į juos atstumo

Žiūrint iš vidutinio nuotolio - 740 mm – išmatuotas vidutinis simbolio aukštis yra 12 mm, o

plotis 9 mm. Nustatytas vidutinis simbolio aukštis lyginant su standarte EN 894 – 2:1997 priimtinu,

yra 2 kartus didesnis, tačiau įvertinant tai, kad dėl didelių apšvietos lygių sumažėja kontrastas, tai

simbolio dydis yra kaip priemonė pagerinanti matomumą. Įvertinant tai, kad žemės ūkio mobilių

mašinų videoterminalų ekranuose kaip simboliai naudojami skaičiai, raidės įvairios piktogramos, tai

eksperimento simboliais pasirinkome skaičius ir linijas.

Antrasis tyrimų etapas- tai tęsinys pirmojo, kurio metu nustatytas darbo sąlygas žemės ūkio

mašinų kabinose, imitavome laboratorijoje ir nustatėme patiriamas operatorių regos reakcijas

analizuojant užduoties atlikimo laiką.

Linijų ilgių atskyrimo užduotyje (4.13 pav.) greičiausiai užduotys buvo atliekamos prie 300-

600 lx apšvietos, lėčiausiai- 900- 1200 lx apšvietos.

4.13 pav. „Linijų testo“ atlikimo laiko priklausomybė nuo apšvietos

Skaičių 4 ir 5 atskyrimo užduoties rezultatai (skaičiavimai 2 priede) rodo (4.14 pav.), kad

300-500 lx apšvieta yra priimtiniausia, nes užduotys atliekamos per trumpiausią laiką, pra iausi

apšvi

sč

etos lygiai, kaip ir anksčiau, išlieka 900- 1200 lx.

48

4.14 pav. „Skaičių 4-5 testo“ užduoties atlikimo laiko priklausomybė nuo apšvietos

Tre iekis.

eikėjo atpažinti skaičius nuo 1 iki 8. Dėl to ir reakcijos laikas buvo kiek ilgesnis nei ankstesnių

dviejų

čiojoje užduotyje („skaičių 1-8 testas“) buvo pateiktas didesnis informacijos k

R

užduočių. Tačiau pagal (skaičiavimai 2 priede) rezultatus pastebime (4.15 pav.), kad tendencija

išlieka ta pati - apšvietai didėjant nuo 300 lx iki 1200 lx, reakcijos laikas ilgėja. Dalyviai greičiausiai

atliko užduotis prie 300-500 lx apšvietos ir ilgiausiai prie 900-1200 lx apšvietos.

4.15 pav. „Skaičių 1-8 testo“ užduoties atlikimo laiko priklausomybė nuo apšvietos

Apiben

to“) naudota

užduotis, nustatytas toks reakcijos laiko priklausomybės nuo apšvietos modelis (4.5 formulė) :

7 +⋅−⋅= −− xxy , (4.5)

drinant tyrimų rezultatus matematinės statistikos metodais ir įvertinus, kad sudėtingesnė

ir realiau operatoriaus darbo užduotis atspindinti yra pirmajame teste („Linijų tes

175.1107106 62

49

Pagal šį modelį galima prognozuoti, kiek minimaliai užtruktų pvz., JOHN DEERE javų

kombaino operatorius, norėdamas monitoriaus ekrane patikrinti rodmenis apie neiškultų varpų kiekį,

jeigu kabinos bendra apšvieta būtų 3000 lx (x reikšmė).

Apskaičiavus gaunama, kad atlikdamas operaciją jis užtruktų apie 6,5 s. Kaip šis laikas

gali turėti įtakos kombaino bendriesiems darbo rodikliams ir operatoriaus saugai?

Priėmus, kad kombainas laukuose dirba važiuodamas tik 4 km/h greičiu, tai per 6,5 s jis

nuvažiuos daugiau kaip 7 metrus. Tai pakankama lis atstumas, kuris lieka nestebimas ir galima

tikimybė, kad būtent jame atsiras kliūtis, galinti kelti pavojų ne tik kombaino darbo kokybei, bet ir

operatoriaus saugai.

Siekiant užtikrinti saugų ir kokybišką peratoriaus darbą žemės ūkio mobilios technikos

kabinoje, siūlytume įrengti priedangas ant langų ir displėjų ekranų apsauginius gaubtus.

šią

i dide

o

50

IŠVADOS

1. Informacijos šaltinių analizė parodė, kad apšvieta kompiuterizuotose darbo vietose žemės ūkio

mobilioje technikoje praktiškai mažai tirta. Nėra parengta ir norminių teisės aktų,

reglamentuojančių apšvietos reikalavimus m ės ūkio technikos kabinose;

2. Didinant apšvietą kompiuterizuotoje darbo ėja ekrano skaistis, kitaip

sakant šešėlinis skaistis arba atspindys, kuris sumažina vaizdo kontrastą, tuo atveju darosi

sunku įžūrėti simbolius, atsiranda klaidų ir nukenčia darbo kokybė;

3. Ž.ū. mašinų kabinose įvairiomis oro sąlygomis išmatuoti apšvietų lygiai labai aukšti ir

skirtingi: nuo 3000 lx iki 70000 lx. Skirtingi ir atsispindintys skaisčiai nuo videoterminalų

ekranų: nuo 20 cd/m2 iki 1300 cd/m2, kurie priverčia regą nuolat adaptuotis, o dėl to atsiranda

nuovargis ir prastėja darbo kokybė;

4. Eksperimento užduotys greičiausiai buvo atliekamos esant 300-500 lx lygio apšvietai,

lėčiausiai - 900-1200 lx;

5. Nustatytas teorinis reakcijos laiko ir apšvietos priklausomybės modelis

leidžia apskaičiuoti mašinos operatoriaus reakcijos laiką į

displėjaus ekrane pateiktą informaciją, o tuo pačiu stebėjimo proceso trukmę, turinčią įtakos

bendriesiems darbo kokybės rezultatams ir saugai;

6. Siekiant užtikrinti saugų ir kokybišką operatoriaus darbą žemės ūkio mobilios technikos

kabinoje, siūlytume įrengti priedangas ant langų ir displėjų ekranų apsauginius gaubtus.

obilios žem

vietoje, proporcingai did

175.1107106 627 +⋅−⋅= −− xxy

51

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS

Lietuvos Respublikos higienos norma 32:2004 ”Darbas su video1. terminalais. Saugos ir

2. ur department. A health guide on working with

sveikatos reikalavimai”// Žin.,2004, Nr. 32-1027;

Occupational safety and health branch labo

display screen equipment/ The recommended workstation and working posture – Tekstas angl.

k. - http//:www.legco.gov.hk/yr00-01/english/hc/ sub_leg/sc54/papers/b1801e02.pdf (2004 01

11);

3. Visual conditions - Tekstas angl. k. – http://www.combo.com/ergo/vvlight.htm (2003 12 22);

Akys ir kompiuteris.Apskaitos ir mokesčių apžvalg4. a.- 2001, Nr.6, p 107-109;

5. Astenopija, regėjimo įtampa - Tekstas liet. k. – http://www.kompirsveikata.lt (2003 11 21);

Lietuvos Respublikos higienos norma HN 98:2000 „Natūralus ir dirbtinis darbo vietų

apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji matavimo reikalavimai”// Žin., 2000, Nr.44-

1278;

6.

8. а зрительной деятелнасти человека-

9.

10. effects of illumination factors on visual

7. Boyce and Rea. Lighting and Human Performance II: beyond visibility models taword a

unified human factors aproach to performance// Washington DC, 2001;

В. В. Волков, А. Л. Луизов и др. Эргономик

Ленинград, „Машинностроение“ Ленингр. отд-ние, 1989 – 109 p.;

Helander and Rupp. An overview of standards and guidelines for visual display terminals//

Applied Ergonomics, 1984.- 15 p. 185-195.

Wen- Yang Feng, C.Joe Lin, Chin- Jung Chad. The

perfomance and visual fatigue - Tekstas angl. k. – http://www.sciencedirection.com (2003 12

05);

11. Xu W, Zhu Z. The effect of ambient illumination and target luminance on colour coding in a

CRT display// Ergonomics, 1990.- 33 p. 933-944;

Aron W. Bangor . Display technolo12. gy and ambient illumination influences visual fatige at

of

13. e, viewing angle and screen test pattern on the

of the Virginia Polytechnic Institute

VDT workstation. Dissertation submitted to the faculty of the Virginia Polytechnic Institute

and State University in partial fulfilment of the requirements for the degree of doctor

philosophy in industrial and systems engineering. 2000;

Jones M. Effects of illuminance, luminanc

perception of flicker in CRT displays// Unpublished master thesis/ Virginia Polytechnic

Institute and State University, Blackburg, VA -1996;

14. Shane Sidebotom. Effects of illumination and viewing angle on the modeling of flicker

perception in CRT displays// Thesis submitted by faculty

52

and State University in partial fulfilment of the requirements for the degree of master of

science in industrial and systems engineering - 1997;

Ergonomi15. niai reikalavimai displėjams- Tekstas lit. k.- http://www.Kompirsveikata.lt (2003 11

16. th, letter

17. l W,C. and C.L. Kraft. Size, blur and contrast as variables affecting the legibility of

18. mputer generated dot matrix displays//

19.

ic and health aspects in modern offices.- Torino, Italy.- 1983;

21. .K. and Chen M.T. Effect of screen color combination work- break schedule,

22. - Tekstas liet. k.

21);

Crook M. N., Hanson J.A. and Weisz A. Legibility of type as function of stroke wid

width and letter spacing under low illumination// Doyton, Ohio: U.S. Air force. WADC

Technical report. 1954 - 53- 440 p.;

Howe

alphanumeric symbols on radar type displays// WADC Technical report. 1959 - 59- 536 p.;

Snyder H.L. and Maddox. Information transfer from co

1978 - Report No. HFC- 78- 3/ ARO- 78-1;

Kokoschka S. and P. Haubner. Luminance of visual display// International scientific

conference on ergonom

20. Rea, M.S. Visual performance with realistic methods of changing contrast// Journual of the

Illuminating Engineering Society.-1981 - 10, 164-177p.;

Shieh K

workplace on VDT viewing distance// International Journal of industrial ergonomics.- 1997 -

p. 11-18;

Technologijos monitoriai. Monitorių ESV technologija

http://www.samsung.lt/product/compute/ monitors/description_crt.html (2003 12 05);

Wen- Yang Feng, C.Joe Lin, Chin- Jung Chad. The effects of illumination factors on v23. isual

perfomance and visual fatigue – Tekstas angl. k. – http://www.sciencedirection.com; (2003 12

nal

25. siang and Ming – Te Chen . Effect of polarity and luminance contrast on visual

performance and VDT display quality// International journal of industrial ergonomics.- 1999.-

Volumme 25, Issue 4;

26. OSH ansvers. Erginomocs. Office ergonom discomfort in the office – Tekstas angl.k.-

http://

05);

24. Saito S., Taptagoparn. Visual comfort in using different VDT screens // International jour

of human- computer interaction.- 1993.- 5 p., 23-313;

An- H

ics. Eye

www.ccohs.ca/oshanswers/ergonomics/officce/eye_discomfort_discomfort.html (2003

12 22);

27. EN 894 – 1:1997. Safety of machinery – Ergonomics requirements for the design of displays

and control actuators – Part 1: General principles for human interactions with displays and

control actuators. Vilnius: Lietuvos standartizacijos departamentas;

53

28. EN 894 – 2:1997. Safety of machinery – Ergonomics requirements for the design of displays

and control actuators – Part 2:Displays. Vilnius: Lietuvos standartizacijos departamentas;

29. K. A. Kaminskas. Ergonomika inžinerijoje- Vilnius „Technika“ 2003, 316 p.;

30. Кравков С. В.// Глаз и его работа М.: Изд во АН СССР, 1950;

31. George Smith BsC, PhD. Disability glare and its clinical significance// April 19, 2002 OT;

32. Rupšys P. Statistikos pagrindai. Antras papildytas ir pataisytas leidimas – Akademija, 2002. –

82 p.

-

54

MAGISTRANTO SKELBTŲ DARBŲ SĄRAŠAS IR KOPIJOS

Parengti 2 straipsniai ir paskelbti leidiniuose:

1. L. Puplauskaitė, R. Butkus. Apšvietos kompiuterizuotose darbo vietose tyrimo metodų

analizė./ Respublikinės mokslinės konferencijos medžiaga. Žmogaus ir gamtos sauga.

2004.- 19-22 p.

2. L. Puplauskaitė, R. Butkus. Apšviet įtaka kompiuterizuotos darbo vietos operatoriaus

darbo kokybei./ Respublikinės mokslinės konferencijos medžiaga. Žmogaus ir gamtos

sauga. 2005 m. gegužė 9 d.

Atlikti 2 pranešimai:

1. L. Puplauskaitė, R. Butkus. 10 - ojoje Respublikinėje mokslinėje konferencijoje tema

„Apšvietos kompiuterizuotose darbo vietose tyrimo metodų analizė“. 2004 m

2. L. Puplauskaitė, R. Butkus. 11 - ojoje Respublikinėje mokslinėje konferencijoje tema

„Apšvietos įtaka kompiuterizuotos darbo vietos operatoriaus darbo kokybei“ 2005 m

Straipsnių kopijos pateiktos 3 priede.

os

55

PRIEDAI

1 Priedas

1.1 Apšvietos ir skaisčio matavimo rezultatai

1) NEW HOLLAND CX 860 kombaino kabina

Bendra apšvieta 70000 lx;

Skaistis L ant videoterminalo ekrano, cd/m2:

1.1 paveiksle pateikta skaisčių matavimo schema (tinklelis).

1,5 k 0,9 k 1,6 k

0,64 k 1,3 k 1,8 k

0,7 k 1,4 k 1,29 k

1.1 pav. NEW HOLLAND CX 860 kombaino kabinos skaisčių matavimo schema: k- reiškia „ kilo-“

L = 1237 cd/m2;

2) VALTRA VALMET T170 traktoriaus kabina

Bendra apšvieta 65000 lx;

1.2 paveiksle pateikta skaisčių matavimo schema (tinklelis).

0,65 k 0,54 k

0,25 k 0,2 k

0,22 k 0,349 k

1.2 pav. VALTRA VALMET T170 traktoriaus kabinos skaisčių matavimo schema:k- reiškia „ kilo-“

L = 373 cd/m2;

3) FENDT 8350 kombaino kabina

Bendra apšvieta 7000 lx;

1.3 paveiksle pateikta skaisčių matavimo schema (tinklelis).

2

132 126 150

158 150 140

123 137 107

1.3 pav. FENDT 8350 kombaino kabinos skaisčių matavimo schema

L = 135 cd/m2;

4) JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabina

Bendra apšvieta 5000 lx;

1.4, 1.5, 1.6, 1.7 paveiksluose pateiktos skaisčių matavimo schemos (tinkleliai).

57 77

80 96

1.4 pav. JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabinos 1 displėjaus ekrano skaisčių

matavimo schema

L1 = 77,5 cd/m2;

58 62

100 173

1.5 pav. JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabinos 2 displėjaus ekrano skaisčių

matavimo schema

L2 = 98,3 cd/m2;

67 80

90 65

1.6 pav. JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabinos 3 displėjaus ekrano skaisčių

matavimo schema

L3 = 100.5 cd/m2;

70 63

3

149 157

1.7 pav. JOHN DEERE 9880 STS kombaino kabinos 4 displėjaus ekrano skaisčių

matavimo schema

L4 = 100.5 cd/m2;

Bendri apšvietos ir skaisčio matavimo rezultatai patekti 1.1 lentelėje.

1.1 lentelė. Išmatuotų apšvietų lygių ir skaisčių suvestinė Ž. ū. mobilios

mašinos rūšis ir markė

Bendras apšvietos lygis kabinoje

(matuojamuoju momentu), lx

Skaistis ant monitoriaus ekrano akių kryptimi, cd/m2

(JOHN DEERE 9880 STS – keturių displėjų)

NEW HOLLAND kombainas 70 000 1237

VALTRA VALMET T170 traktorius 65 000 373

FENDT 8350 kombainas 7000 135

JOHN DEERE 9880 STS kombainas 5000 77,5 98,3 100,5 109,8

CASE MXM 190 traktorius 3000 20,3

1.2 Simbolių parametrų matavimo rezultatai

1) CASE III CT 5080 kombaino kabina

1.8 paveiksle pateiktas išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp

regėjimo ašies ir videoterminalo.

1.8 pav. CASE III CT 5080 kombaino kabinoje išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp regėjimo ašies ir videoterminalo: α = 500

Simbolių aukštis h= 10 mm; plotis w= 5mm;

4

2) CASE III MX 285 traktoriaus kabina;

1.9 paveiksle pateiktas išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp

regėjimo ašies ir videoterminalo.

1.9 pav. CASE III MX 285 traktoriaus kabinoje išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir

kampas tarp regėjimo ašies ir videoterminalo: α = 450

Simbolių aukštis h= 15 mm; plotis w= 10mm;

3) CLAAS ARES 836 traktoriaus kabina

1.10 paveiksle pateiktas išmatuoti atstumas nuo akies iki videoterminalų ir kampas tarp

regėjimo ašies ir videoterminalo.

1.10 pav. CLAAS ARES 836 traktoriaus kabinoje išmatuoti atstumai nuo akies iki videoterminalų ir

kampas tarp regėjimo ašies ir dešiniojo videoterminalo: α = 350.

Simbolių aukštis: h1= 8 mm, plotis w1= 8 mm

h2 = 17 mm; w2= 12 mm

4) CLAAS ATLES 926 RZ traktoriaus kabina

5

1.11 paveiksle pateiktas išmatuoti atstumai nuo akies iki videoterminalų ir kampai tarp

regėjimo ašies ir videoterminalų.

1.11 pav. CLAAS ATLES 926 RZ traktoriaus kabinoje išmatuoti atstumai nuo akies iki

videoterminalų ir kampai tarp regėjimo ašies ir videoterminalų: α1= 350; α2= 900.

Simbolių aukštis: h1= 8 mm, plotis w1= 8 mm;

h2 = 17 mm; w2= 12 mm;

h3 = 22 mm; w3= 17 mm;

h4 = 10 mm; w4= 8 mm;

h5 = 15 mm; w5= 10 mm;

5) JOHN DEERE 1450 CWS kombaino kabina

1.12 paveiksle pateiktas išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp

regėjimo ašies ir videoterminalo.

1.12 pav. JOHN DEERE 1450 CWS kombaino kabinoje išmatuotas atstumas nuo akies iki

videoterminalo ir kampas tarp regėjimo ašies ir videoterminalo: α = 300.

Simbolių aukštis: h= 8 mm, plotis w= 7 mm

6

6) JOHN DEERE 9640i WTS kombaino kabina

1.13 paveiksle pateiktas išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp

regėjimo ašies ir videoterminalo.

1.13 pav. JOHN DEERE 9640i WTS kombaino kabinoje išmatuotas atstumas nuo akies iki videoterminalo ir kampas tarp regėjimo ašies ir videoterminalo: α = 300.

Simbolių aukštis: h= 10 mm, plotis w= 5 mm

1.14 paveiksle pateikti vidutiniai žemės ūkio mašinose ant videoterminalų ekranų išmatuoti

simbolių matmenys priklausomai nuo stebėjimo atstumo iki jų.

1.14 pav. Simbolių matmenų priklausomybė nuo stebėjimo į juos atstumo

Žiūrint iš vidutinio nuotolio - 740 mm – išmatuotas vidutinis simbolio aukštis yra 12 mm, o

plotis 9 mm.

7

2 Priedas

2.1. Linijų ilgių atskyrimo užduoties rezultatai

Linijų ilgių atskyrimo užduoties apšvietos (lx) ir užduoties atlikimo laiko (s) reikšmės 2.1.

lentelėje.

2.1 lentelė. X ir Y imčių reikšmės. X Y

Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laikas, s

1200 1,602 700 2,2113 300 0,8531

1200 1,432 700 1,4863 300 0,9125

1200 2,2172 700 1,3547 300 0,807

1200 0,9703 700 0,9094 300 0,518

1200 0,8902 700 0,9043 300 0,7816

1200 1,1828 700 1,3309 300 1,1758

1200 1,3189 700 1,1139 300 1,0387

1200 1,3771 700 1,15 300 0,9824

1200 1,8586 700 1,2312 300 1,4864

1200 2,2309 900 2,2926 700 1,6531 500 1,8848 300 1,7602

1200 1,0973 900 1,366 700 1,3543 500 1,3762 300 1,0582

1200 2,6211 900 1,9582

8

2.1 lentelės tęsinys

700 1,882 500 1,6996 300 1,7055

1200 1,4721 900 0,9797 700 0,9564 500 0,8555 300 0,8672

1200 2,1592 900 1,6631 700 1,441 500 1,3342 300 1,2688

1200 2,1492 900 1,4814 700 1,8111 500 1,424 300 1,5453

1200 2,3328 900 1,4502 700 1,6076 500 1,3838 300 1,2762

1200 1,9328 900 1,8707 700 1,9432 500 1,2848 300 2,2072

2.2 lentelė. Statistinė analizės apibendrinti rezultatai

Regression Statistics Multiple R 0,987801385 R Square 0,975751576 Adjusted R Square 0,967668768 Standard Error 0,05842279 Observations 5

ANOVA df SS MS F Significance F

Regression 1 0,412042085 0,412042 120,71938 0,001614371 Residual 3 0,010239667 0,003413 Total 4 0,422281752

Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 1,17267812 0,042610511 27,52087 0,0001053 1,03707233 1,30828391 X Variable 1 6,00378E-07 5,46432E-08 10,98724 0,00161437 4,26479E-07 7,7428E-07

9

2.2 lentelės tęsinys

RESIDUAL OUTPUT Observation Predicted Y Residuals

1 2,037222653 0,014597347 2 1,658984419 -0,026246919 3 1,466863412 -0,03505753 4 1,322772657 0,082589843 5 1,226712153 -0,035882741

2.2 Skaičių 4 ir 5 atpažinimo užduoties rezultatai

Y- bandymo atlikimo laikas, s (stebima reikšmė);

X – apšvieta, lx (dydis, turintis įtakos stebimai reikšmei y).

Kadangi šiuo atveju dydis, įtakojantis dalyvio užduoties atlikimo laiką, yra tik vienas

(apšvieta), tai taikysime netiesinės regresijos modelį. Reikšmingumo lygmuo 0,05.

Skaičių 4 ir 5 atpažinimo užduoties X ir Y reikšmės pateiktos 2.3 lentelėje.

2.3 lentelė. X ir Y imčių reikšmės. X Y

Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laikas, s 900 0,8965 500 0,7551 900 0,7676 500 0,7586 900 1,041 500 0,7152 900 0,5504 500 0,7656 900 0,6807 500 0,6557 900 0,7633 500 0,6154 900 0,8707 500 0,7473 900 0,6961 500 0,8754 900 0,9422 500 0,7031

1200 0,9363 900 0,7512 700 0,7801 500 0,7938 300 0,6312

10

2.3 lentelės tęsinys

1200 0,9445 900 1,0891 700 0,7223

1200 0,7531 900 0,8055 700 0,7906 500 0,7074 300 0,7906

1200 0,9254 900 1,2852 700 0,8168 500 0,6742 300 0,6797

1200 1,2727 900 1,3016 700 0,8473 500 0,8387 300 0,8793

1200 1,0547 900 1,1781 700 0,834 500 0,9508 300 0,8176

1200 0,9281 900 0,9898 700 0,8598 500 0,7172 300 0,466

Braižomas apšvietos ir užduoties atlikimo laiko reikšmių koreliacijos (priklausomybės)

laukas (2.1 pav.).

2.1 pav. apšvietos ir užduoties atlikimo laiko koreliacijos laukas

11

Šiame paveiksle galima matyti koks yra laiko reikšmių išsibarstymas prie duotų apšvietos lygių.

Tolimesnei analizei apskaičiuosime užduoties atlikimo laiko vidurkio reikšmes prie visų

apšvietos lygių (2.4 lent.).

2.4 lentelė. Bandymo atlikimo laiko vidurkio reikšmių priklausomybė nuo apšvietos lygių.

X Y

Apšvieta lx Užduoties atlikimo laiko vidurkis, s

1200 0,973542857 900 0,9130625 700 0,807271429 500 0,75755 300 0,729128571

Pagal 2.4 lentelės reikšmes braižomas koreliacijos laukas (2.2 pav.).

2.2 pav. Bandymo atlikimo laiko vidurkio ir apšvietos reikšmių koreliacijos laukas: čia 6E -

08x2 reiškia 6·10-8x2

Skaičių 4 ir 5 atpažinimo užduoties modelio lygtis: cbxaxy ++= 2

653.00002.0106 28 +−⋅= − xxy , (2.1)

Pagal modelio lygtį (2.1) apskaičiuosime imties X reikšmes (2.5 lentel.)

2.5 lentelė. X reikšmių perskaičiavimo į X2. X2 X Y

Apšvieta lx Užduoties atlikimo laiko vidurkis, s 1440000 1200 0,973542857

12

Lentelės 2.5 tęsinys

810000 900 0,9130625 490000 700 0,807271429 90000 300 0,729128571

Statistinės analizės paprograme Regression nustatome priklausomybių pagal 2.1 lygtyje

pateiktą modelį apibendrintus rezultatus (2.6 lent.)

2.6 lentelė. Statistinė analizės apibendrinti rezultatai

Regression Statistics Multiple R 0,97509217 R Square 0,95080474 Adjusted R Square 0,93440632 Standard Error 0,02663382 Observations 5

ANOVA df SS MS F Significance F

Regression 1 0,04112976 0,04113 57,98149 0,004701 Residual 3 0,002128081 0,000709 Total 4 0,04325784

Coefficients Standard

Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 0,71926533 0,019425305 37,02723 4,33E-05 0,657445281 0,78108538 X Variable 1 1,8968E-07 2,49108E-08 7,614558 0,004701 1,10407E-07 2,68962E-07

RESIDUAL OUTPUT

Observation Predicted Y Residuals 1 0,99241122 -0,018868361 2 0,87290989 0,040152608 3 0,81221081 -0,004939377 4 0,76668649 -0,009136492 5 0,73633695 -0,007208377

Nustatysime ar koreliacijos koeficientas r statistiškai reikšmingas:

H0 : r =0 (X ir Y nekoreliuoja);

K1 : r ≠ 0 (X ir Y yra statistiškai reikšmingi, nes koreliuoja).

13

Apskaičiuojame stjudento skirstinį )2(2

1−

−nt α , kuris lygus [32]:

)2(2

1−

−nt α = )2;( −nTINV α , (2.2)

čia α – reikšmingumo lygmuo 0,05;

n – stebėjimo porų skaičius lygus 5;

TINV- statistinė funkcija.

)2(2

1−

−nt α = 3,182449;

Nustatome statistikos T reikšmę [32]:

T= 212

rnr−

−⋅ , (2.3)

čia T- statistika, t.y. atsitiktinis dydis;

r - koreliacijos koeficientas.

T = 7,614558;

Tikriname, ar statistika T patenka į kritinę sritį (2.3 pav.):

2.3 pav. Statistika T ir kritinė sritis

Statistika T patenka į kritinę sritį, todėl teigiame, kad X ir Y reikšmingai koreliuoja.

Kadangi determinacijos koeficientas R2 =0,95, tai reiškia apie 95 % duomenų atitinka šį

netiesinės priklausomybės modelį. Tai labai stipri netiesinė priklausomybė, nes jos koreliacijos

koeficientas r = 0,975. Kuo r arčiau 1, tuo netiesinė priklausomybė stipresnė.

2.2 Skaičių 1 – 8 atpažinimo užduoties rezultatai

Y- bandymo atlikimo laikas, s (stebima reikšmė);

14

X – apšvieta, lx (dydis, turintis įtakos stebimai reikšmei y).

Kadangi šiuo atveju dydis, įtakojantis dalyvio užduoties atlikimo laiką, yra tik vienas

(apšvieta), tai taikysime netiesinės regresijos modelį. Reikšmingumo lygmuo 0,05.

Skaičių nuo 1 iki 8 atpažinimo užduoties X ir Y imčių reikšmės pateiktos 2.7 lentelėje.

2.7 lentelė. X ir Y imčių reikšmės.

Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laikas, s 1200 1,0738 900 0,9859 700 0,9176 500 0,9508 300 0,9641

1200 1,1129 900 1,1098 700 1,0438 500 0,9758 300 1,0605

1200 1,457 900 1,2855 700 1,3477 500 1,3766 300 1,5363

1200 1,0664 900 1,0648 700 1,0148 500 0,9957 300 1,1331

1200 1,4199 900 1,4496 700 1,2062 500 1,2895 300 1,1984

1200 1,1668 900 1,1793 700 1,2398 500 1,3859 300 1,075

1200 1,5199 900 1,3961 700 1,2555 500 1,2484 300 1,1328

1200 1,3852 900 1,2728 700 1,2141 500 1,1762 300 1,1301

1200 0,9934 900 0,9738 700 1,0611

15

Lentelės 2.7 tęsinys

500 0,9643 300 1,058

1200 0,9834 900 0,9674 700 1,0891 500 1,0885 300 1,0367

1200 1,3727 900 1,382 700 1,3785 500 1,2289 300 1,245

Braižomas apšvietos ir užduoties atlikimo laiko reikšmių koreliacijos (priklausomybės)

laukas (2.4 pav.).

2.4 pav. apšvietos ir užduoties atlikimo laiko koreliacijos laukas

Šiame paveiksle galima matyti koks yra laiko reikšmių išsibarstymas prie duotų apšvietos lygių.

Tolimesnei analizei apskaičiuosime užduoties atlikimo laiko vidurkio reikšmes prie visų

apšvietos lygių (2.8 lent.).

2.8 lentelė. Bandymo atlikimo laiko vidurkio reikšmių priklausomybė nuo apšvietos lygių.

X Y Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laiko

vidurkis, s 1200 1,23194545 900 1,18790909 700 1,16074545 500 1,15278182 300 1,14272727

16

Pagal 2.8 lentelės reikšmes braižomas koreliacijos laukas (2.5 pav.).

2.5 pav. Bandymo atlikimo laiko vidurkio ir apšvietos reikšmių koreliacijos laukas:

čia 9E -08x2 reiškia 9·10-8x2 ir 4E-05x reiškia 4·10-5x.

Skaičių nuo 1 iki 8 atpažinimo užduoties modelio lygtis: cbxaxy ++= 2

1472.1104109 528 +⋅−⋅= −− xxy , (2.4)

Pagal modelio lygtį apskaičiuosime imties X reikšmes (2.9 lentel.)

2.9 lentelė. X reikšmių perskaičiavimo į X2. X2 X Y

Apšvieta, lx Užduoties atlikimo laiko vidurkis, s 1440000 1200 1,23194545 810000 900 1,18790909 490000 700 1,16074545 250000 500 1,15278182 90000 300 1,14272727

Statistinės analizės paprograme Regression nustatome priklausomybių pagal 2.4 lygtyje

pateiktą modelį apibendrintus rezultatus (2.10 lent.).

2.10 lentelė. Statistinė analizės apibendrinti rezultatai

Regression Statistics

Multiple R 0,99507 R Square 0,990164 Adjusted R Square 0,986885 Standard Error 0,004108 Observations 5

17

Lentelės 2.10 tęsinys

ANOVA df SS MS F Significance F

Regression 1 0,005097 0,00509692 301,9969 0,000415254 Residual 3 5,06E-05 1,6877E-05 Total 4 0,005148

Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 1,134088977 0,002996313 378,494888 4,07E-08 1,124553364 1,143624589 X Variable 1 6,67741E-08 3,84244E-09 17,3780573 0,000415 5,45457E-08 7,90025E-08

RESIDUAL OUTPUT

Observation Predicted Y Residuals 1 1,230243666 0,001701784 2 1,188175989 -0,000266899 3 1,166808281 -0,006062831 4 1,150782499 0,001999321 5 1,140098645 0,002628625

Nustatysime ar koreliacijos koeficientas r statistiškai reikšmingas:

H0 : r =0 (X ir Y nekoreliuoja);

K1 : r ≠ 0 (X ir Y yra statistiškai reikšmingi, nes koreliuoja).

Apskaičiuojame stjudento skirstinį )2(2

1−

−nt α , kuris lygus [32]:

)2(2

1−

−nt α = )2;( −nTINV α , (2.5)

čia α – reikšmingumo lygmuo 0,05;

n – stebėjimo porų skaičius lygus 5;

TINV- statistinė funkcija.

)2(2

1−

−nt α = 3,18244929;

Nustatome statistikos T reikšmę [32]:

T= 212

rnr−

−⋅ , (2.6)

čia T- statistika, t.y. atsitiktinis dydis;

r - koreliacijos koeficientas.

T = 17,3780573;

Tikriname, ar statistika T patenka į kritinę sritį (2.6 pav.):

18

2.6 pav. Statistika T ir kritinė sritis

Statistika T patenka į kritinę sritį, todėl teigiame, kad X ir Y reikšmingai koreliuoja.

Kadangi determinacijos koeficientas R2 =0,99, tai reiškia apie 99 % duomenų atitinka šį

netiesinės priklausomybės modelį. Tai labai stipri netiesinė priklausomybė, nes jos koreliacijos

koeficientas r = 0,99. Kuo r arčiau 1, tuo netiesinė priklausomybė stipresnė.

19

3 Priedas

Straipsnių kopijos

Apšvietos kompiuterizuotose darbo vietose tyrimo metodų analizė

Laura Puplauskaitė, Ričardas Butkus

Lietuvos žemės ūkio universitetas Įvairiose darbo vietos: kabinetuose, žemės ūkio technikoje- naudojami kompiuteriai. Kompiuterio ir žmogaus

sąveika neįmanoma be objektų aptikimo ir atpažinimo, kuris įvyksta tik objektus matant. Akys iš monitoriaus ekrano visą informaciją perteikia į smegenis, todėl ilgai dirbant yra jaučiama akių įtampa arba nuovargis. Regos įtampai ar nuovargiui didelę įtaką turi apšvietimo sąlygos. Darbe išanalizuota apšvietos lygio, kontrasto, tolygumo, atspindžių įtaka regos nuovargiui ir jo nustatymo kiekybiniai ir kokybiniai metodai, kurie bus panaudoti tolimesniuose tyrimuose.

Raktiniai žodžiai: apšvieta, kontrastas, atspindys, skaistis, regos nuovargis

Įvadas Kompiuteris- tai šiuolaikinė intelektuali darbo

priemonė, išplečianti komunikacines ir informacines galimybes įvairiose šiuolaikinėse žmogaus veiklos srityse. Atsižvelgiant į konkrečias sąlygas panaudojami labai įvairūs informacijos atvaizdavimo įtaisai. Jų plotas esti nuo kelių kvadratinių milimetrų iki kelių kvadratinių metrų. Jau nebe naujiena, kad ne tik kabinetuose, bet ir žemės ūkio technikoje naudojami informacijos atvaizdavimo įtaisai, kurie parodo svarbius traktoriaus ar kombaino darbo parametrus, juose integruota gedimų savidiagnostikos sistema.

Kompiuterio ir žmogaus sąveika vargiai būtų įmanoma be regos organų. Svarbu, kad informacija būtų matoma ir teisingai nuskaitoma. Akys kontaktuoja su monitoriaus ekranu visą informaciją perteikdamos į smegenis, dėl ko ilgai dirbant yra jaučiama akių įtampa, arba nuovargis. Normuojant regos organų veiklą didelį vaidmenį vaidina apšvieta. Svarbiausia regimojo darbo aplinkos sąlyga yra apšvietos lygis ir jos kokybė.

Šio darbo tikslas yra paanalizuoti kompiuterizuotų darbo vietų apšvietos tyrimo metodus ir juos pritaikyti tolimesniems tyrimams.

Kompiuterizuota darbo vieta ir jos apšvietimas

Kompiterizuota darbo vieta- tai vienam darbuotojui skirtų videoterminalo įrenginių visuma, susidedanti iš displėjaus ir programinės įrangos, išorinių įrenginių (telefonas, modemas, spausdintuvas, dokumentų laikiklis) ir/arba kitokių funkcinių vienetų, taip pat darbo kėdės ir stalo, darbo aplinkos [1]. Kėkviena darbo vieta turi būti individualiai pritaikyta darbuotojui.

Tipiška kompiuterizuota darbo vieta yra charakterizuojama 3 rūšių vizualinėmis užduotimis:

4) teksto skaitymu displėjaus ekrane; 5) raidžių ir simbolių atpažinimu

klaviatūroje; 6) rašytų ar spausdintų popierinių kopijų

skaitymu.

Visos šios užduotys reikalauja tinkamo patalpos apšvietimo [2].

Dirbant kompiuteriu svarbiausia ne bendras apšvietimo stiprumas, o tinkamas santykis tarp ekrano ir aplinkos apšviestumo. Kontrastas neturi būti pernelyg didelis. Žvilgsnio kryptimi už ekrano neturėtų būti šviesių langų ar sienų paviršių. Apšvietimas yra tinkamas, kai ekrane neatsiranda trukdančių atspindžių nuo šviestuvų arba ekranas neapakina. Akims maloniausias netiesioginis bendras apšvietimas ir lokali šviesa, apšviečianti naudojamą medžiagą. Geriau, kad kompiuterio ekranas nebūtų prieš langą- ant jo neatsiras blyksnių ir atspindžių. Pro langą skersai krintanti šviesa gali sumažinti kontrastą tarp ženklų ir fono. Tai irgi vargina akis.

Aplinka, kurioje dirbame, neturi būti labai šviesi. Akis mažiau vargina švelni prieblanda. Darbo aplinkos paviršiai neturi blizgėti, jie turi būti matiniai [3].

Dėl netinkamo apšvietimo gali būti jaučiami tokie akių ir regos simptomai: akių skausmas, paraudimas, perštėjimas, džiūvimas, ašarojimas, neryškus matymas, mirgėjimas, dvejinimasis, tamsios dėmės akyse, kurie vienu žodžiu vadinami astenopija. Astenopija- vadinamas akių nuovargis, kurį sukelia įtampa žiūrint į smulkius objektus [4].

Parenkant apšvietimo lygį darbo vietoje būtina laikytis higienos normų HN 32:1998 “Darbas su videoterminalais. Saugos ir sveikatos reikalavimai”[1] bei HN 98:2000 “Natūralus ir dirbtinis darbo vietų apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji matavimo reikalvimai” [5].

Apšvietos kiekybės įvertinimas akių nuovargiui

Šiandien vis dar kai kuriuose kabinetuose pastebimas netinkamas kompiuterizuotai darbo vietai apšvietimas. 1984 m Helander ir Rupp teigė, kad pasirenkamas apšvietimo ryškumo lygis nuo 200 iki 500 lx turi priklausyti nuo užduoties [6]. Skaitymas nuo popierinių dokumentų reikalauja didesnio apšvietimo lygio nei nuo monitoriaus ekrano, todėl tam reikalui reikia ne didinti išorinį apšvietimą, bet naudoti stalines lempas.

20

2003 m Wen- Yang Feng, C.Joe Lin, Chin- Jung Chao vertino užduoties atlikimo greitį prie skirtingų lygių apšvietimo: 20 lx ir 340 lx. Pagal statistinę analizę apšvieta buvo reikšminga, tai reiškia, kad užduoties atlikimo laikas priklauso nuo apšvietos. Greičiausiai užduotys buvo atliktos prie 20 lx apšvietos. Taip pat po eksperimento pateikus klausimyną, kuriame reikėjo dalyviams pareikšti savo subjektyvią nuomonę, į klausimą ”prie kokio apšvietos lygio norėtum dirbti”, didžioji dalis atsakė, kad prie 20 lx apšvietos [7].

Užduoties atlikimo greičiui įvertinti yra naudojamos kompiuterinės programos, kuriomis pasinaudosime vėlesniuose tyrimuose. Jos pateikiamos tokiu principu: ekrane pasirodo du objektai, kur vieną iš jų reikia atskirti pagal tam tikrą požymį. Tuo būdu užfiksuojamas laikas, klaidos ir kiti parametrai.

Kinijoje 1990 m. Xu W. ir Zhu Z. taip pat tyrė išorinio apšvietimo poveikį regai. Šis poveikis buvo išreikštas per vaizdo kokybę. Kuo geresnė vaizdo kokybė, tuo mažesnis akių nuovargis. Jie atliko eksperimentą, kuriame tyrė kaip išorės apšvieta įtakoja įvairių spalvų raidžių atpažinimą. Tam buvo panaudoti du apšvietų lygiai- 450 lx, kuris yra normalus apšvietos lygis eiliniame kabinete, ir 200 lx, kuris yra mažesnio intensyvumo ir rekomenduojamas ANSI/HFS 100- 1988. Apšvieta buvo sukurta elektroluminescensinių lempų pagalba taip, kad ekranuose nesusidarė atspindžio. Tyrimo eigoje dalyviams buvo pateikiamos užduotys monitoriaus ekrane: 2×2 cm plote pasirodydavo 5 skirtingos raidės (1 centre, 4 kampuose). Studentai turėjo užrašyti kiek įmanoma daugiau raidžių, kurias jie atpažino.

Pagal statisinius skaičiavimus apšvieta turėjo įtakos teisingai atliktų užduočių procentui. Teisingai atliktų užduočių procentas buvo didesnis prie 450 lx apšvietos nei prie 200 lx, atitinkamai 54,7% ir 51,4% (žiūr. 1 pav.).

1 pav. Teisingai atliktų užduočių procento priklausomybė nuo apšvietos.

Taip pat pagal ANOVOS analizę pastebėta, kad yra ryšys tarp apšvietos ir tyrime naudotų 2 kompiuterių tipų: LCD ir CRT. 2 paveiksle parodyta teisingai atliktų užduočių procento priklausomybė nuo apšvietos ir ekrano tipo. Pastebime, kad bet kokiu atveju ar prie LCD monitoriaus, ar prie CRT teisingai atliktų užduočių procentas yra didesnis prie 450 lx apšvietos [8].

50,151,5

52,7

57,9

4648505254565860

200 lx 450 lxišorinė apšvieta

Teis

ingų

ats

akym

ų,

%

CRT LCD

2 pav. Teisingai atliktų užduočių priklausomybė nuo apšvietos lygio ir kompiuterio ekrano tipo.

2000 metais Aron W. Bangor tyrė kaip išorinė apšvieta

įtakoja akių nuovargį kompiuterizuotoje darbo vietoje. Dalyviai atlikinėjo įvairias užduotis, panašiai kaip darbuotojai dirbdami kompiuteriu: duomenų įvedimo, skaitymo ir žodžių išskyrimo, internetines. Užduotys buvo atliekamos prie skirtingų apšvietos lygių: 0; 300; 600 ir 1200 lx. Po paruošiamojo testo ir “tikrojo” kėkvienos užduoties dalyviams buvo pateiktas klausimynas, kur jie turėjo išreikšti subjektyvią nuomonę apie tam tikros apšvietos įtaką viename ar kitame teiginyje pateiktam požymiui. Įvertinimui buvo panaudota “inkarinė” skalė nuo –4 balų, jei požymis “visiškai nejaučiamas” iki 0- “kažkas jaučiama” ir +4 balai, jei “labai jaučiama”.

Galutinis įvertinimo rezultatas buvo gautas iš prieš testą atliktų įvertinimų atėmus įvertinimus po testo ir gautą rezultatą padauginus iš 10 (įvertis naudojamas grafikuose). Šis įvertis išreikštas 1 formulėje:

ΔC= (C - C )* 10 (1) )(PO )(PRIEŠ

čia C- įvertinimo konstanta.

51,4

55,7

485052545658

200 lx 450 lx

išorinė apšvie ta (lx)

teis

ingų

užd

uočių

proc

enta

s (%

) Neigiamos reišmės reiškia silpniausią poveikį, teigiamos stipriausią.

Pagal rezultatus didžiausią neigiamą poveikį, kas įtakojo “vandeningas akis” turėjo 1200 lx apšvieta, mažiausią - 300 lx (žiūr. 3 pav.).

-0,3-0,2-0,1

0

0,10,20,3

0 lx 300 lx 600 lx 1200 lx

apšvieta (lx)

nuov

argi

o įv

ertis

3 pav. Apšvietos įtaka “vandeningų akių” požymiui

Stebėjimai rodo, kad prie ryškesnės apšvietos sąlygų vizualinis nuovargis didesnis. Pagal ANOVA analizę buvo apskaičiuotas atliekamų užduočių klaidų įvertinimas ir jo priklausomybė nuo apšvietos. Geriausi rezultatai pastebėti prie 300 lx apšvietos (4 pav.) [9].

21

4 pav. Apšvietos įtaka užduočių atlikimo klaidingumui

Kontrastingumo įvertinimas akių nuovargiui

Regėjimo aštrumas (mažiausias objekto kampinis dydis) priklauso nuo objekto ryškumo ir jo kontrasto su fonu. Kontrastas yra dviejų erdvių, arba (simbolio/fono) skaisčių, arba ryškumo, skirtumas. Kalbant apie kontrastą, neišvengiamai turime paminėti tokias sąvokas kaip “spalva” ir “poliariškumas”. Poliariškumas yra 2 tipų (žiūr. 5 pav.): kai sukuriami šviesūs simboliai ant tamsaus pagrindo vadinamas negatyviu poliariškumu ir, kai tamsūs simboliai ant šviesaus pagrindo- pazityvus poliariškumas

5 pav. Poliariškumo tipai

1997 m Shieh ir Chen pranešė, kad spalva yra efektyvi

reikšmė, kad pagerinti vartotojo bendravimą su kompiuteriu. Jie teigė, kad naudojama netinkama spalva lemią blogą vaizdo kokybę ir padidina akių nuovargį [10].

1999 m. An- Hsiang ir Ming- Te Chen atliko eksperimentą, kuriame vertino skaisčių kontrasto ir poliariškumo įtaką žiūrėjimo kokybei. Eksperimente buvo naudojami (žiūr.1 lent.) tokie 6 skaisčių kontrastai: 7:5, 2:1, 3:1, 5:1, 8:1 ir 10:1. 1 lentelė. Skaisčio kontrasto ir poliariškumo kombinacijos

Poliariškumas (simbolio skaistis/ fono skaistis)

Kontrasto santykis

Juodas/baltas Baltas/juodas 7:5 25/35 35/25 2:1 25/50 50/25 3:1 10/30 30/10 5:1 10/50 50/10 8:1 8/40 40/8 10:1 5/50 50/5

Šitie kontrastai buvo sukombinuoti iš 8 skaisčio

lygių: 5, 6, 10, 50, 35, 48 ir 50 cd/m2. Darbe buvo naudojamos 12 ekrano kombinacijų, suformuotų iš 6 kontrasto santykių ir 2 poliariškumų: balto ant juodo ir juodo ant balto.

Darbo vietoje buvo naudojama 400 lx apšvieta, nesusidarė joks atspindys. Dalyviai turėjo pareikšti subjektyvią nuomonę nuo 0 iki 100 balų skalėje

įvertindami vaizdo aštrumą ir kokybę ekrane pasirodžius kėkvienai iš 12 kombinacijų.

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0 lx 300 lx 600 lx 1200 lx

išorinė apšvieta (lx)

klai

dų įv

ertis

Dalyvių įvertinimai parodė, kad poliariškumas neturi įtakos žiūrėjimo kokybei, tačiau kontrasto skirtumas buvo reikšmingas. Dalyviams buvo priimtiniausias kontrasto santykis 8:1 ir pats nepriimtiniausias, kuriam buvo skirta mažiausiai balų tai 7:5 (žiūr.6 pav.) [11].

30354045505560

7 5 2 1 3 1 5 1 8 1 10 1

kontrasto santykis

įver

tinim

as b

alai

s

6 pav. Subjektyvus kontrasto santykio įvertinimas

1990 m. Xu W. ir Zhu Z. tyrime buvo panaudotos 4 spalvos: žydra, geltona, raudona, violetinė- atitinkamai su skaisčiais: 10 cd/m2, 45 cd/m2 , 15 cd/m2, 22,5 cd/m2., kad sukombinuoti 12 simbolio/ fono kombinacijų su skirtingais kontrastais ir poliariškumais. Šiame bandyme dalyviams ekrane buvo pateikiamos įvairios užduotys, kurias atlikus paaiškėjo, kad poliariškumas turėjo įtakos vaizdo kokybei. Šviesesni simboliai ant tamsesnio fono (negatyvai) buvo atpažįstami 50,4 proc. tai reiškia prasčiau nei tamsesni simboliai ant šviesesnio fono, kurie buvo atpažįstami 55,6 procento.

NEGATYVUS POZITYVUS

Kontrastas šiame bandyme taip pat buvo svarbus veiksnys. Skaisčio koeficientui didėjant 1,5, 2, 2,25, 3, 4,5 atitinkamai tokiais procentais 48,8%, 52,9%, 50,5%, 56%, 59% dalyviai teisingiau atlikdavo užduotis ( 7 pav.) [8].

48,8

52,950,5

5659

45

50

55

60

1,5 2 2,25 3 4,5

skaisčio koeficientas

sim

bolių

atp

ažin

imas

(%

)

7 pav. Dalyvių simbolių atpažinimas priklausomai

nuo skaisčio koeficiento

Atspindžio įtaka akių nuovargiui

Kompiuterio ekranas yra stiklinis ir atspindi šviesą.

Labiausiai problematiškas yra atspindys nuo fosforo sluoksnio. Ši atspindėta šviesa kartu su ekrano vaizdu patenka į akies obuolį. Tai baigiasi matomo vaizdo degradacija. Ilgą laiką stengiantis skaityti tokius vaizdus pavargsta akys ir pradeda rastis kiti akių negalavimai.

Pagal perėjimą iš vienos aplinkos į kitą, atspindys gali būti difuzinis- kai nelygumai didesni už šviesos

22

bangos ilgį, siauras pluoštas aplinkų riboje išsklaidomas t.y. atsispindėję spinduliai sklinda įvairiomis kryptimis, ir veidrodinis- kai dviejų aplinkų riba yra paviršius, kurio nelygumai žymiai mažesni už šviesos bangos ilgį.

Tam numatoma panaudoti kompiuterines reakcijos

greičio tyrimo programas. Bus nustatyti apšvietos lygiai ir skaistis žemės ūkio operatorių darbo vietose ant displėjų ekranų, o pagal analogiškas sąlygas atlikti laboratoriniai tyrimai užduočių atlikimo greičiui ir galimoms klaidoms nustatyti. Turėdami kelias nepriklausomų kintamųjų imtis statistiškai įvertinsime, koks apšvietos lygis tinkamiausias, o taip pat respondentai pareikš savo subjektyvią nuomonę.

Daugelis difuzinių spindulių, atsispindėjusių nuo ekrano, patenka ir atsispindi vartotojo akyse, taip sudarydami ryškesnio ekrano vaizdą. Taip juoda spalva paverčiama pilku šešėliu. Šie atspindžiai nuo fosforo ir stiklo sumažina teksto kontrastą t.y. vietoj juodų simbolių ant balto fono, matomi pilki simboliai ant balto fono. Veidrodiniai atspindžiai sukuria ryškias, aštrias šviesos dėmes, tose vietose visiškai neįmanoma įžiūrėti ekrane esančių vaizdų [12].

2000 metais Aron W. Bangor tyrime, kur buvo panaudoti 4 apšvietos lygiai: 0; 300; 600 ir 1200, eksperimento dalyvių paprašė subjektyviai įvertinti, kokiai apšvietai esant susidaro varginantis akis atspindys nuo lempų. Rezultatai parodė, kad prie ryškesnės apšvietos sąlygų susidaręs atspindys ir vizualinis nuovargis didesni (žiūr. 8 pav.)[9].

Išvados 1. Netinkamas išorinis kompiuterizuotos darbo vietos

apšvietimas, daro įtaką regos organui: jaučiamas akių skausmas, paraudimas, ašarojimas, neryškus matymas, dvejinimasis akyse ir kiti simptomai, kurie bendrai vadinami akių nuovargiu, arba astenopija.

2. Regos sąlygų požiūriu priimtiniausias yra nuo 300 iki 450 lx apšvietos lygis, o labiausiai varginantis 1200 lx. Aron W. Bangor teigė, kad didžiausias atspindys susidaro prie 1200 lx apšvietos, o palankiausios sąlygos dirbti, kada atspindys nejaučiamas, yra prie 300 lx apšvietos.

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0 lx 300 lx 600 lx 1200 lx

išorinė apšvieta (lx)

nuov

argi

o įv

ertis

3. An- Hsiang ir Ming- Te Chen nustatė, kad poliariškumas neturi įtakos vaizdo kokybei, o priimtiniausias kontrastas tarp stebimo objekto ir fono yra 8:1, nepriimtiniausias - 7:5. Pagal Xu W. ir Zhu Z., pozityvus poliariškumas priimtinesnis ir skaisčio koeficientui didėjant simbolių atpažinimas gerėja.

8 pav. Apšvietos įtaka “atspindžio nuo lempų” požymiui 4. Mūsų atliekamuose tolimesniuose tyrimuose bus

nustatyta akinančio spindesio ir apšvietos lygių kompiuterio ekrane įtaka užduočių atlikimo greičiui ir galimoms operatoriaus klaidoms žemės ūkio technikoje, kurioje jau gana plačiai naudojami informacijos atvaizdavimo įtaisai. Numatoma nustatyti priimtinas apšvietos sąlygas žemės ūkio operatorių darbo vietose ir ant displėjų ekranų.

Optimaliausias apšvietos lygis, kai dar nejaučiamas

atspindys yra 300 lx. Tolesniame savo tyrime numatome nustatyti prie

kokių apšvietos lygių žemės ūkio technikos operatoriai pradeda jausti varginantį atspindį, kokia akinančio spindesio ir apšvietos lygių ekrane įtaka užduočių atlikimo greičiui ir galimoms operatoriaus klaidoms.

Literatūra

1. Higienos norma HN 32: 1998 ”Darbas su videoterminalais. Saugos ir sveikatos reikalavimai” V. ž. 1999, Nr. 5- 122;

2. Visual conditions- www.combo.com/ergo/vvlight.htm (2003 12 22); 3. Akys ir kompiuteris//Apskaitos ir mokesčių apžvalga. 2001, Nr.6, p 107-109; 4. Astenopija, regėjimo įtampa- www.kompirsveikata.lt (2003 11 21); 5. Higienos norma HN 98: 2000 ”Natūralus ir dirbtinis darbo vietų apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji

matavimo reikalavimai”- V.ž. 2000, Nr. 44- 1278; 6. Helander and Rupp, 1984 An overview of standards and guidelines for visual display terminals. Applied

Ergonomics, 15, 185-195; 7. Wen- Yang Feng, C.Joe Lin, Chin- Jung Chad// The effects of illumination factors on visual perfomance and visual

fatigue/- www.sciencedirection.com; (2003 12 05); 8. Xu W, Zhu Z. The effect of ambient illumination and target luminance on colour coding in a CRT display//

Ergonomics. 1990, 33 p. 933-944; 9. Aron W. Bangor . Display technology and ambient illumination influences visual fatige at VDT workstation.

Dissertation submitted to the faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfilment of the requirements for the degree of doctor of philosophy in industrial and systems engineering. 2000;

10. Shieh K.K. and Chen M.T. Effect of screen color combination work- break schedule, workplace on VDT viewing distance// International Journal of industrial ergonomics. 1997 p. 11-18;

23

11. An- Hsiang and Ming – Te Chen . Effect of polarity and luminance contrast on visual performance and VDT display quality// International journal of industrial ergonomics. 1999, Volumme 25, Issue 4;

12. OSH ansvers/ Erginomocs/ Office ergonomics/ Eye discomfort in the office- www.ccohs.ca/oshanswers/ergonomics/officce/eye_discomfort_discomfort.html (2003 12 22);

Laura Puplauskaitė, Ričardas Butkus

Analysis of methods of ambient illumination effect at VDT workstations

Summary

There are used computers in various type of workstations: offices, agricultural technics etc. Interaction between computer and person woul be impossible without his ability to see and recognize objects. Eyes take the information from display and bring it to brain. The prolonged work by the monitor can cause symptoms of vision strain and fatigue. Fatigue and stress depend on illumination conditions. The study is analysing the effect of illumination level, contrast and reflections on visual fatigue and methods how to establish visual fatigue, which will be used in further studies.

Keywords: illumination, contrast, reflection, luminance, visual fatigue

Informacija apie autorius:

Laura Puplauskaitė, LŽŪU, tel.:+370861536226, laurap@one.lt R. Butkus, LŽŪU Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos katedra, tel. 75 22 44, el. paštas: ricardasb@tech. lzuu.lt

24

Apšvietos įtaka kompiuterizuotos darbo vietos operatoriaus darbo kokybei

Laura Puplauskaitė, Ričardas Butkus

Lietuvos žemės ūkio universitetas

Žemės ūkio technikoje jau plačiai naudojamos kompiuterinės informacijos atvaizdavimo priemonės, parodančios svarbius darbo procesų ir jų kokybės parametrus. Teisingam ir greitam informacijos atpažinimui videoterminalo ekrane ar kitame vaizduoklyje svarbu ir tinkamas darbo vietos apšvietimas. Žemės ūkio judriosioms mašinoms dirbant laukuose įvairiomis oro sąlygomis, mašinos kabinoje susiformuoja skirtingų lygių ir dažnai labai kintanti ar netolygi apšvieta. Tai gali labai trukdyti operatoriaus regimajam darbui ir visai darbo kokybei, o kartais ir saugai.

Straipsnyje analizuojami ir pateikiami teoriniai bei praktiniai apšvietos tyrimų kompiuterizuotose darbo vietose rezultatai, kuriuose apžvelgiama skirtingų apšvietos lygių bei sąlygų įtaka žmogaus darbo greičiui, kokybei bei saugai, grindžiant šiuos parametrus objekto paieškos, atpažinimo ekrane reakcijos laiku, galimų operatoriaus klaidų kiekiu.

Raktažodžiai: kompiuterizuota vieta, apšvietimas, reakcijos laikas, darbo kokybė.

Įvadas

Ne tik kabinetuose, bet ir žemės ūkio technikoje naudojami kompiuterizuoti informacijos atvaizdavimo įtaisai, kurie parodo svarbius traktoriaus, kombaino ar kitos ž. ū. mašinos darbo parametrus, juose integruota gedimų savidiagnostikos sistema.

Vienas iš svarbiausių žmogaus sugebėjimų, leidžiančių atlikti įvairias užduotis yra regėjimas.

Žmogaus gebėjimas atlikti užduotį labai glaudžiai susijęs su jo vizualiniais (regos) gebėjimais ir sąlygomis (1 pav.).

Regimojo darbo kokybei įtakos turi aplinkos sąlygos, kuriose atliekamas regimasis darbas, operatoriaus sugebėjimas adaptuotis prie darbo sąlygų, suvokiama atliekamo darbo svarba, operatoriaus nuovargio lygis bei gebėjimas įveikti regos ir bendrą nuovargį.

Užduotis Apšvietimas

Objekto dydis

Skaisčių kontrastas akies tinklainėje

Vaizdo kokybė Tinklainės apšvieta

Regos gebėjimai

Pažinimo gebėjimai

Įvykdymo gebėjimai

Motoriniai gebėjimai

Nuovargis

Mirgėjimas , spindesys

Vizualinis diskomfortas

1pav. Veiksniai, įtakojantys regos gebėjimus ir bendrus žmogaus darbinius gebėjimus [1].

Svarbu, kad informacija būtų matoma ir teisingai

nuskaitoma. Objektų matomumas monitoriuje priklauso nuo keleto veiksnių: objektų dydžio, skaisčio, kontrasto, apšvietos lygio. Šie dydžiai yra tarpusavyje susiję ir vienas nuo kito priklausomi.

Svarbiausia regimojo darbo aplinkos sąlyga yra apšvietos lygis ir jos kokybė. Apšvieta daro didelę įtaką matomumui, tuo pačiu operatoriaus darbo kokybei, kuri gali būti išreiškiama užduoties atlikimo greičiu ir klaidų skaičiumi. Dirbant kompiuteriu svarbiausia ne bendras

apšvietos lygis, o tinkamas santykis tarp ekrano ir aplinkos apšvietų bei skaisčio tolygumas ekrane. Kontrastas neturi būti pernelyg didelis. Apšvietimas yra tinkamas, kai ekrane neatsiranda trukdančių atspindžių arba ekranas neapakina. Aplinka, kurioje dirbama, neturi būti labai šviesi. Akis mažiau vargina švelni prieblanda. Darbo aplinkos paviršiai neturi blizgėti, jie turi būti matiniai [2].

Apšvietos lygį kompiuterizuotoje darbo vietoje reglamentuoja higienos normos HN 32:2004 “Darbas su

25

videoterminalais. Saugos ir sveikatos reikalavimai”[3] bei HN 98:2000 “Natūralus ir dirbtinis darbo vietų apšvietimas. Apšvietos ribinės vertės ir bendrieji matavimo reikalavimai” [4], tačiau mobiliose mašinose, tarp jų ir žemės ūkio paskirties, panašių reikalavimų nėra.

Šio darbo tikslas yra teoriškai ir eksperimentiškai nustatyti apšvietos lygių ant videoterminalo ekrano įtaką operatoriaus darbo kokybei, išreikštai užduočių atlikimo greičiu ir galimomis operatoriaus klaidomis žemės ūkio technikoje.

Apšvietos įtaka stebimo objekto skaisčiui Skaistis (L) – šviesos kiekis, kurį atspindi ar

spinduliuoja paviršius. Jo matavimo vienetas - cd/m2. Šis skaistis tiesiogiai priklauso nuo apšvietos lygio ir objekto (fono) atspindžio savybių [5]:

L= ρ E/π , cd/m2 ; (1)

čia ρ - paviršiaus atspindžio koeficientas (baltam paviršiui apie 0,8...0,9, juodam – apie 0,1... 0,2); E - apšvietos lygis ant paviršiaus, lx;

Pagal 1 formulę, parinkę keletą kompiuterizuotoms vietoms būdingų apšvietos lygių (100 lx, 300 lx, 500lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx), kuriais apšviečiamas tamsus objektas ekrane (atspindžio koeficientas 0,2), apskaičiavę gauname, kad didinant apšvietos lygį, objekto skaistis didėja atitinkamai 6,4 cd/m2, 19,1 cd/m2, 31,8 cd/m2, 44,6 cd/m2, 57,3 cd/m2, 76,4 cd/m2.

Kad įvertintume regos darbo sąlygas, žemės ūkio judriųjų mašinų kabinose liuksmetru ir skaisčio matuokliu išmatavome apšvietimo lygius ir skaisčius ant videoterminalų. Rezultatai (1 lentelė) parodė, kad kuo didesnė kabinos bendra apšvieta, tuo didesnis atsispindintis nuo ekrano skaistis. Pastebima, kad nuo toje pačioje kabinoje įrengtų kelių videoterminalų ekranų, atsispindi skirtingo dydžio skaistis, taigi ir regėjimo sąlygos sudaromos skirtingos.

Rega turi sugebėjimą adaptuotis prie skirtingų darbo režimų. Šios savybės dėka, žmogaus regėjimo sistema dirba plačiame ryškumo diapazone: 10-6-105 cd/m2

Adaptacija – akies prisitaikymas prie įvairaus stiprumo šviesos ir yra skirstoma į tamsos ir šviesos adaptacija. Šviesinė adaptacija - užtrunka 2 – 3min., o tamsos adaptacija, t.y. akies prisitaikymas prie labai mažo šviesos stiprio, trunka ilgiau –30-35 min. [6].

Pastebime, kad regėjimo sistema vien adaptacijai užtrunka tam tikrą laiką prie bet kokių šviesinių sąlygų. Tik vėliau prasideda objekto atpažinimas. Dėl skirtingų skaisčių, esančių aplinkoje ir dažnos adaptacijos prie jų, atsiranda nuovargis, sulėtėja reakcija, padaugėja klaidų ir nukenčia darbo kokybė.

Stebimų objektų apšvieta ir kontrastas

Kontrastas yra stebimo objekto ir fono skaisčių skirtumas. Kadangi skaistis priklauso nuo apšvietos, o kontrastas- nuo skaisčio, tai apšvieta turi įtakos ir kontrastui. Jis nustatomas pagal formulę (2 formulė):

K=(Lf-L)/ Lf , (2)

čia Lf - fono skaistis cd/m2; L - objekto skaistis cd/m2;

Kontrasto atvirkštinis dydis yra vadinamas kontrasto jautrumu (S). Tai sugebėjimas atskirti mažiausią kontrastinį skirtumą. Jis apskaičiuojamas:

Kontrasto atvirkštinis dydis yra vadinamas kontrasto jautrumu (S). Tai sugebėjimas atskirti mažiausią kontrastinį skirtumą. Jis apskaičiuojamas:

S= 1/K (3)

1lentelė. Ž.ū. mašinų kabinose esančios apšvietos ir skaisčio ant videoterminalo ekrano tyrimų rezultatai

Markė Bendras apšvietos lygis kabinoje, lx

Skaistis ant monitoriaus ekrano akių kryptimi, cd/m2

(JOHN DEERE 9880 STS – keturių monitorių)

NEW HOLLAND kombainas 70 000 1237

VALTRA VALMET T170 traktorius 65 000 373

FENDT 8350 kombainas 7000 135

JOHN DEERE 9880 STS kombainas 5000 77,5 98,3 100,5 109,8

CASE MXM 190 traktorius 3000 20,3

26

Kontrasto jautrumui turi įtakos žmogaus amžius. Iki 25 metų kontrasto jautrumas didėja. Nuo 25 iki 45 metų išlieka pastovus ir nuo 45 metų pradeda mažėti. 0,75 0,6 0,56 0,5 0,42

0

0,5

1

300 500 700 900 1200

apšvieta, lx

kont

rast

as

Regėjimo aštrumas (V) - tai viena iš svarbiausių regėjimo funkcijų, leidžianti atpažinti objektus, nustatyti jų formą ir padėtį regėjimo lauke. Regėjimo aštrumas yra tarpelio δ, esančio tarp dviejų objektų, kurį akis dar gali atskirti kampinio dydžio atvirkštinis dydis. Šis tarpelis kartu pristato ryškumo šuolį.

Regėjimo aštrumas lygus [6]:

V=1/ δ (4)

čia δ - tarpas tarp dviejų objektų, kamp. minutėmis. Regėjimo aštrumas priklauso nuo kontrasto ir

skaisčio. Zidentofas nustatė, kad žiūrint į tamsius objektus ant šviesaus fono, regėjimo aštrumas didėja didinant kontrastą ir fono skaistį. Kada skaistis pastovus, tai regėjimo aštrumas yra didžiausias prie didžiausio skaisčių kontrasto [7].

Pagrindinė kompiuterizuotų darbo vietų problema yra ryškios dėmės, atsirandančios regėjimo lauke ir įtakojančios regėjimo funkciją, kurios vadinamos atspindžiais. Tai yra ne kas kita, kaip toje vietoje padidėjęs skaistis, dėl per didelio šviesos kiekio. Atspindžiai akina ir sumažindami kontrastą pablogina kontrasto jautrumą [6].

Eksperimentiniais tyrimais Holidėjus-Stilas (Holladay-Stiles) nustatė šešėlinio skaisčio LŠ, sumažinančio kontrastą formulę:

Lš = 10 E / θ2, cd/m2 , (5)

čia E - spindinčio šviesos šaltinio į akis nukreiptas apšvietos lygis lx;

θ - kampas tarp regos ašies ir šviesos šaltinio, o;

Šešėlinis skaistis sumažina kontrastą. Kai operatorius žiūri į objektą, kurio skaistis L, o fono Lf , kontrastas be šešėlinių atspindžių apskaičiuojamas pagal 2 formulę. Jeigu atsiranda šešėlinis skaistis, tuo atveju realiai matomas kontrastas apskaičiuojamas taip [8]:

K = (Lf-L) / (Lf+Lš). (6)

Kadangi kompiuterizuotos darbo vietos bendram apšvietimui yra rekomenduojama 300 lx apšvieta, stebint tamsius objektus (ρ=0.2) ant šviesaus fono (ρ=0.8) objekto skaistis L bus 19,1 cd/m2, fono Lf - 76.4 cd/m2. Taigi kontrastas yra lygus 0,75. Didinant apšvietą nuo 500 lx iki 1200 lx (500lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx) susidaro didesni skaisčiai (atitinkamai, 31,8 cd/m2, 44,6 cd/m2, 57,3 cd/m2, 76,4 cd/m2), iš kurių atėmus objekto skaistį esant 300 lx apšvietai, gauname šešėlinio skaisčio vertes prie kiekvieno apšvietos lygio, atitinkamai, 12,7 cd/m2, 25,5 cd/m2, 38,2 cd/m2, 57,3 cd/m2.

Pagal 6 formulę galima apskaičiuoti objekto ir skaisčio kontrastą, veikiant šešėliniam skaisčiui (2 pav.).

2 pav. Apšvietos ir šešėlinio skaisčio įtaka

kontrastui Jei normaliose sąlygose, prie kurių akis greitai

adaptuojasi, kontrastas lygus 0,75, tai prie 500lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx matome atitinkamai mažėjantį kontrastą. Nepageidautinas šešėlinis atspindžio skaistis sumažina vaizdo kontrastą iki 1,8 karto.

Apšvietos įtaka objekto atpažinimo reakcijos

laikui ir darbo kokybei vertinti Regimojo darbo kokybė dažniausiai apibūdinama

atliekamo darbo greičiu ir klaidomis. Kuo geresnės matomumo sąlygos, tuo užduotys atliekamos greičiau. Remiantis įvairių mokslininkų darbais, mūsų tyrime buvo įvertinti skirtingų apšvietos lygių (100 lx, 200 lx, 300 lx, 500lx, 700 lx, 900 lx, 1200 lx) įtaka regos reakcijos trukmei ir galimam nuovargiui. Tyrimo metu buvo naudojamas stendas apšvietai keisti, kompiuteris ir programinė įranga užduotims pateikti ir reakcijos trukmei nustatyti, liuksmetras ir dalyvavo 40 respondentų. Tyrime buvo naudotos 3 užduotys. Gauti rezultatai apdoroti statistinės analizės metodu.

Pirma užduotis - linijų ilgių atpažinimo („linijų testas“). Ekrane pasirodžius 2 juodoms linijoms ant balto fono, kurių viena 10 proc. ilgesnė už kitą, pele reikėjo spragtelti prie ilgesnės žymeklio. Kiekvienas dalyvis atliko po 10 užduoties bandymų prie skirtingų apšvietos lygių. Susumavus bandymų rezultatus buvo vedamas reakcijos laikų (sekundėmis) vidurkis. Rezultatai parodė (3 pav.), kad greičiausiai užduotys buvo atliekamos prie 300- 600 lx apšvietos, lėčiausiai- 900- 1200 lx apšvietos.

3 pav. „Linijų testo“ atlikimo laiko priklausomybė nuo apšvietos

Antroji užduotis - skaičių atpažinimo („skaičių 4-5 testas“). Užduoties atlikimo principas tas pats, tik ekrane pasirodo skaičiai. Šio tyrimo rezultatai (4 pav.) rezultatai rodo kad 300-500 lx apšvieta yra priimtiniausia, nes užduotys atliekamos per trumpiausią laiką, prasčiausi apšvietos lygiai, kaip ir anksčiau, išlieka 900- 1200 lx.

y = 6E-07x2 - 7E-06x + 1,175R2 = 0,98

uždu

otie

s at

likim

o la

ikas

, s

11,21,41,61,8

22,2

0 300 600 900 1200 1500išorinė apšvieta, lx

27

Trečiojoje užduotyje („skaičių 1-8 testas“) buvo pateiktas didesnis informacijos kiekis. Reikėjo atpažinti skaičius nuo 1 iki 8. Dėl to ir reakcijos laikas buvo kiek ilgesnis nei ankstesnių dviejų užduočių.

4 pav. „Skaičių 4-5 testo“ užduoties atlikimo laiko

priklausomybė nuo apšvietos

Tačiau pagal 5 pav. rezultatus pastebime, kad tendencija išlieka ta pati - apšvietai didėjant nuo 300 lx iki 1200 lx, reakcijos laikas ilgėja. Dalyviai greičiausiai atliko užduotis prie 300-500 lx apšvietos ir ilgiausiai prie 900-1200 lx apšvietos. Lyginant šiame tyrime naudotas apšvietas ir išmatuotas ž. ū. mašinose (2 lentelė) matome, kad jos skiriasi dešimtimis ir daugiau kartų.

5 pav. „Skaičių 1-8 testo“ užduoties atlikimo laiko priklausomybė nuo apšvietos

Apibendrinant tyrimų rezultatus matematinės

statistikos metodais ir įvertinus, kad sudėtingesnė ir realiau operatoriaus darbo užduotis atspindinti yra pirmajame teste naudota užduotis, nustatyta tokia reakcijos laiko priklausomybė nuo apšvietos:

y = 6*10-7

*x2 - 7*10-6x +1.175 . (7) Pagal šį modelį (7 formulė) prognozuojama, kiek

minimaliai užtruktų pvz., JOHN DEERE javų kombaino operatorius, norėdamas monitoriaus ekrane patikrinti rodmenis apie neiškultų varpų kiekį, jeigu kabinos bendra apšvieta būtų 3000 lx (x reikšmė). Apskaičiavus gaunama, kad atlikdamas šią operaciją jis užtruktų apie 6,5 s. Kaip šis laikas gali turėti įtakos kombaino bendriesiems darbo rodikliams ir operatoriaus saugai? Priėmus, kad kombainas laukuose dirba važiuodamas tik 4 km/h greičiu, tai per 6,5 s jis nuvažiuos daugiau kaip 7 metrus. Tai pakankamai didelis atstumas, kuris lieka nestebimas ir galima tikimybė, kad būtent jame atsiras kliūtis, galinti kelti pavojų ne tik kombaino darbo kokybei, bet ir operatoriaus saugai.

Išvados

1. Ž.ū. mašinų kabinose įvairiomis oro sąlygomis

etai ant ekrano formuojasi ėlinis

iko ir apšvietos

iją

išmatuoti apšvietų lygiai labai aukšti ir skirtingi: nuo 3000 lx iki 70000 lx. Skirtingi ir atsispindintys skaisčiai nuo videoterminalų (vaizduoklių) ekranų: nuo 20 cd/m2 iki 1300 cd/m2, kurie priverčia regą nuolat adaptuotis, o dėl to atsiranda nuovargis ir prastėja darbo kokybė. 2. Didėjant apšvišeš skaistis, kuris prie 1200 lx apšvietos sumažina vaizdo kontrastą (lyginant su 300 lx) beveik 2 kartus (nuo 0,75 iki 0,42), kas pablogina matomumą ir tuo pačiu darbo kokybę. Nustatytas reakcijos laikas trumpiausias prie 300-500 lx apšvietos (tinkamiausia efektyviam darbui), o ilgiausias - 900-1200 lx apšvietos. 3. Nustatytas teorinis reakcijos lapriklausomybės modelis leidžia apskaičiuoti mašinos operatoriaus reakcijos laiką į videoterminale (vaizduoklyje) pateiktą informac , o tuo pačiu stebėjimo proceso trukmę, turinčią įtakos bendriesiems darbo kokybės rezultatams ir saugai.

y = 5E-08x2 + 4E-05x + 1,1124R2 = 0,9868

o

1,11,15

1,21,25

0 300 600 900 1200 1500

išorinė apšvieta, lx

uždu

otie

s at

likim

laik

as, s

o

y = 6E-08x2 + 0,0002x + 0,653R2 = 0,97

0,60,70,80,9

11,1

0 300 600 900 1200 1500

išorinė apšvieta, lx

uždu

otie

s at

likim

laik

as, s

28

Literatūra

1. Boyce and Rea, 2001/ Lighting and Human Performance II: beyond visibility models taword a unified human factors aproach to performance, Washington DC; 2. Akys ir kompiuteris//Apskaitos ir mokesčių apžvalga. 2001, Nr. 6, p 107-109; 3. Higienos norma HN 32:2004, Žin.,2004, Nr. 32-1027; 4. Higienos norma HN 98:2000, Žin., 2000, Nr.44-1278; 5. K. A. Kaminskas/ Ergonomika inžinerijoje- Vilnius „Technika“ 2003; 6. В. В. Волков, А. Л. Луизов и др./ Эргономика зрительной деятелнасти человека- Ленинград, „Машинностроение“ Ленингр. отд-ние, 1989; 7. Кравков С. В./ Глаз и его работа М.: Изд-во АН СССР, 1950; 8. George Smith BsC, PhD/ Disability glare and its clinical significance, April 19, 2002 OT. Laura Puplauskaitė, Ričardas Butkus

The effect of ambient illumination on operator’s work quality at VDT workstation

Summary There are widely used computers, which show important parametres of work proces and it’s quality in a

agricultural technics. It is important a good illumination of workplace for quick and correct information identification from the VDT’s.

This article analyses and produces theoretical and practical investigations rezultates of illumination conditions at VDT workplaces. Resultates of human response time and quantity of mistake show the effect of different illumination levels and conditions on human work speed , quality and safety.

Keywords: response time, work quality Informacija apie autorius: Laura Puplauskaitė, LŽŪU mag., tel +370861536226, laurap@one.ltRičardas Butkus, doc. dr. LŽŪU Profesinės saugos ir inžinerijos vadybos k - ra, tel. 75 22 44, el. p.:

ricardasb@tech.lzuu.lt