教室里的护眼保卫战

莱阳妞妞

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护眼是门技术活。
来源|多知网
2 w: X! \% D' k. x, r作者 |武亦可
图片来源 | 受访者
2020 年 7 月，国家卫健委在新闻发布会上提出，2020 年我国儿童青少年总体近视率为 52.7%：其中 6 岁儿童为 14.3%，小学生为 35.6%，初中生为 71.1%，高中生为 80.5%。
2 `/ K3 ^3 b4 V教育部、国家卫生健康委员会等八部门曾联合印发的《综合防控儿童青少年近视实施方案》中提到，希望到 2030 年，实现儿童青少年新发近视率明显下降、视力健康整体水平显著提升。
可以看到的是，近两年国家对近视防控的力度正越来越大，而与之相对应的问题在于，青少年的近视率逐年增长，且随着年龄段的上升呈现出更为严峻的趋势。
% M. h- ?. L( ]护眼保卫战——家庭、学校、社会、个人的参与缺一不可。
聚焦到校园场景中，随着教育信息化的逐步加深以及科技的不断创新，一块块宽大清晰的电子屏幕已悄悄跃然墙上，并逐渐成为日常教学中的 " 常客 "。
. ]3 ]  [8 J) K5 F( z2 H如何让校园大屏对学生的视力保护真正起到作用？
( `# |5 t; O  {2 t$ u7 U对于参与者来说，并不容易。
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当教育遇上大屏

4 P  V/ w5 X9 T) D5 c  F在教育信息化的发展过程中，智慧大屏似乎一直都是极为关键的存在。
6 D2 ?1 Q; r9 A+ R" o2018 年，教育部在这年发布了《教育信息化 2.0 行动计划》，标志着我国教育信息化从 1.0 时代正式迈入了 2.0 时代。教室中智慧大屏的力量，也逐渐显现。
搭建好一间智能化的教室，那么便有可能在教学上达到 " 事半功倍 " 的效果，这其中智能交互大屏即是教室建设中的一项 " 利器 "，也是现在及未来教室中的新基建。
数据显示，2019 年中国交互平板出货量就已达到百万级水平，其中教育市场占比高达 82%，是消费的主力军。
以参与者之一希沃为例，在 2019 年，希沃曾以交互智能平板、智慧黑板为核心提出了四套系列场景方案：通用多媒体教室、常态化录播教室、智慧教室和 TBL 小组协同式教室。
# k6 M+ h! V9 J% I* J$ Q从教学角度看，通过智慧互动大屏，教师能够完成内容更加丰富且立体的教学课程，同时与学生在课堂上也可以有更多的教学互动。这说明其早已不是简简单单的屏幕演示工具，而是已经深入到教学中的方方面面，成为一座沟通教学前、中、后环节的桥梁。
从健康角度看，理想状态下的智慧大屏所带来的优势，在于对学生视力保护的能力，宽大的屏幕能够很大程度上降低了学生用眼疲劳度。
但实际上，一些屏幕厂商将商业屏幕搬进教室里，他们追求显示技术、以及屏幕参数，打出护眼标签。不过，有专家指出，" 视觉健康并非只看屏幕的某项技术、或参数，真正的护眼还是眼睛自己说了算。"
( p2 R) n1 U3 G1 ~' z# o7 Q对于进校的大屏来说，想做好护眼，其实并不容易。
( @$ ]7 }6 z: Q如何保护好学生的视力，已不再是学生坐姿习惯等个人问题，而是如何解决好学校教育数字化环境建设与学生护眼之间矛盾的社会性问题，也是全社会必须答好的一道考题。
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护眼是门技术活
( ?8 _" o% F) R3 D  z理论上，减少孩子观看书本和屏幕的时间，更多的户外活动，可以降低孩子的用眼负担。
6 ^1 B3 d" B% e! e; A8 ^! ^* m9 \但实际上，在利用信息化教学设备提高授课质量的同时，守护好孩子的眼睛，才是重中之重。
由此，不少参与者们试着在 " 护眼 " 方面共同寻找或建立一套专门的、行之有效的标准。为校园护眼，保驾护航。
/ d- r. e: |/ W2 D例如，德国莱茵 TUV 护眼认证是针对智能电子显示屏的评估认证体系，其评估标准涵盖了屏幕的显示质量、环境光管理、护眼技术以及用户健康舒适指引四大维度共 11 项严苛测试项目。
9 H6 r. Z$ |$ _- u- x% e莱茵官方对外解读：" 想要看得舒适，光学参数只是最基本要求。TUV 莱茵眼舒适度认证是针对显示设备推出的测试与认证项目，主要检测显示屏幕的不同参数。"
" 首先就需要对大屏的显示质量有着严格和高标准的要求，从源头上规避和较少一些视觉健康的隐患。防眩光防反射的玻璃、硬件级的滤蓝光、高色准，良好的均匀性，应该成为教室大屏的基本配置。"
再例如，中国标准化研究院专家团队在结合视觉成像质量、睫状肌调节能力、个体眼结构差异等生理指标进行视觉生理实验后，建立了视觉健康舒适指数模型（VICO）。
3 S' K' F5 h; U/ F: ~中国标准化研究院相关负责人解读："VICO 的测试的缘起是从我们研究 3D 开始，当时光照对于人眼的影响，我们传统的很多的方法是来自于主观评价，那么主观评价它有很多的便捷性和优势，但是主观评价测试存在几个方面的问题，第一它的颗粒度比较大，第二它受情绪受环境的影响比较大，所以它可能最多是在定性评价而不能够有效的定量评价。那么我们在这个基础上，我们开始研究了我们的 VICO。"


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即，VICO 评价系统是从人眼视功能角度客观量化评价照明、显示、眼镜产品对于人眼视疲劳影响的综合性评价模型，目前获得了多个国际及行业组织认可，并已形成多项国内外标准。
目前针对视觉健康的标准和评价体系的不断完善，意味着市场参与者在对护眼屏幕不断尝试的同时，也朝着良性方向发展。
据了解，希沃目前在图像显示和视觉健康研究方面获得大量专利，并参与了《交互式一体机视觉健康技术规范》、《信息化教学环境视听技术规范》制定。
"2021 年，我们的交互智能平板通过了中国标准化研究院视觉舒适度 VICO 测试，在教学大屏幕领域，成为首个达到 VICO A+ 等级的产品。在国际上，我们也通过了德国莱茵 TUV 眼部舒适度认证 "，希沃相关负责人曾对外表示。
多知找到了希沃，试图找到他们在护眼上的所做的尝试与差异。
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+ f- [" P: Q; a% C9 W第一件事：观察阳光
5 R; W0 r; S( `  R: S; A, V自希沃第一台交互智能平板走进教室至今已经 14 个年头，14 年里希沃的设备累计走进了全国超 260 万间教室。
交互智能平板、交互智能录播、云班牌 ......14 年里希沃的教育硬件设备不断推陈出新，如何让老师用得习惯、让学生看得舒服也成为希沃教育硬件设备研发的核心命题。
4 t! R6 n" }5 H, W希沃是如何在教室场景下做出护眼产品的？
希沃相关负责人向多知网分享了过去的一些尝试：
早期希沃屏幕显示技术的研发并没有屏幕舒适模型这个概念，当时希沃关注的是单个视觉舒适问题，例如屏幕眩光让学生产生视觉疲劳这个问题如何解决、屏幕水雾影响观看的清晰度如何解决等等。
防眩光喷涂 AG 玻璃专利技术和防水雾技术便是这样来的。
. R/ c4 |: C1 V/ ]! V9 u但希沃屏幕显示技术的研发工作者们发现，关注单项技术的参数对师生屏幕视觉舒适感提升的作用远远不够。
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（希沃教学大屏背光检测实验）
例如防眩光技术可以通过提高 AG 防眩光玻璃的雾度来解决反光带来的视觉不舒适问题，但 AG 防眩光玻璃的雾度越高时，屏幕的清晰度也会变低，学生同样看得不够舒服。此外，学生与教学屏幕之间的角度、所处环境的光学条件也会影响视觉舒适感。
# F: ]4 o. w" ?$ B* D& Y5 N: e+ s希沃屏幕显示技术的研发工作者们意识到，仅在实验室里关注屏幕的参数也是不够的，前沿技术的应用和硬件设备使用的环境密不可分，教学屏幕需要根据教室环境来研发。
: u, j" a4 D! @! o不久后，希沃屏幕显示技术实验室成立。实验室的研发工作者奔赴全国的学校采集教室里的光照、屏幕距离、学生观看角度等数据，模拟不同光照情况时、不同位置的学生看向教学屏幕的场景，计算教学屏幕各项参数调整的方向和范围。
3 m+ S) t6 d3 n+ f3 A& C( x自此，屏幕视觉舒适模型的课题在希沃内部正式确立。
3 ^$ e" S9 ]. C% J( [这个课题以提升师生视觉舒适感为目标，将屏幕防眩光、亮度对比度、色彩均匀度等多项综合参数纳入屏幕研发中，力求 " 让坐在教室窗边的学生也能看得清楚、看得舒适 "。
5 E# c. L9 G* K0 ^1 U他们做的第一件事情是：观察阳光。
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" ^$ B! j7 }# Z6 r（希沃技术开发中心总监梁达奇观察教室光照情况）
清晨 8 点的阳光与下午 3 点的阳光对坐在教室不同位置的学生来说，屏幕图像的清晰度和色彩一样吗？
坐在教室正中间的学生和坐在教室窗边的学生看到的屏幕清晰度一样吗？视觉感受一样吗？
" x8 ^* A3 M6 y6 h; Y+ `% G3 z阳光最盛的晴天和连绵阴雨的阴天时，坐在教室第一排和最后一排的学生都看得舒服吗？
……
这是一段漫长而艰辛的求解过程。在实验室中，研发工作者将采集而来的数据进行场景模拟，寻找不同光照条件时，各个教室场景中屏幕防眩光效果、亮度、对比度、色彩均匀度等让师生觉得看得舒适、看得清楚的参数范围。
( u$ F: x1 R: y7 \5 l7 n得益于这项研究，希沃研发出了教学屏幕专用的背光技术，这项技术专为教学场景服务，考量了教学中影响视觉舒适的多种情况，能让师生都有舒适的视觉感受。
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" 既然找不到，我们就自己做 "
多知了解到的另一个故事，是希沃发明的 " 防眩钢化玻璃及其备制方法 "。
1 v4 m- }' O8 D. O! e. C眩光使得长时间观看屏幕容易产生视觉疲劳，孩子们天生敏感，稍微有一点不是适应，可能都会让他们注意力分散，影响授课效率，甚至影响视力。
0 u/ y9 e) m8 V. _在当时，业内几乎所有的液晶面板都难以避免眩光这个问题。
" 既然找不到，我们就自己做。" 希沃内部负责人表示。
他回忆道："2013 年起，研发团队走访了许多工厂，又发现了另一个问题。当时我们去一家玻璃工厂了解目前行业防眩光玻璃生产情况，工厂老板告诉我们只在晚上生产，让我们晚上 8 点过去。走进工厂前，工厂经理让我们带上防毒面具。进去后，发现工人都带着防毒面具、皮手套。里面烟雾缭绕，是氢氟酸挥发产生的烟雾。那天我穿短袖，两分钟后就感觉皮肤有点瘙痒，忍了不到 10 分钟我就出来了。最后了解到，这是采用强酸为原料进行生产。生产原料排放后，大片区域将受污染，几十年都寸草不生。"
面对这一幕，希沃研发人员如鲠在喉，当即明确目标：必须研发新工艺，淘汰这种高污染的旧工艺。
# [; x# H( P0 J: i希沃研发团队从行业源头重新出发，关注到原料、生产、消费体验等每一个环节。他们决定在这个基础上，研发一款既护眼又环保的防眩光玻璃面板。

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研发团队从研究防眩光技术的原理入手，发现 AG 防眩光原理其实是类似于一种防生技术——也就是蛾眼技术。
" o+ P, n/ N! ?) F: u/ z  e/ |当了解到飞蛾眼部的锥状结构有强大的吸光能力，便开始思考如何能在玻璃表面增加一层纳米锥状结构？
为此，希沃研发团队去研究汽车、五金、显示屏等行业的表面处理工艺。经过 5 个月的探索，研发人员终于用喷涂镀膜工艺，将高污染的氢氟酸蚀刻工艺淘汰掉了，并与合作商一起完成了样品。
8 F/ t5 C- N8 K, ~1 T* K; \100 万次摩擦测试、300 多次烘烤、19 项严格测试、上万次的 FLICKER 波形对比研究……
2014 年 7 月，希沃的 AG 防眩光玻璃投产，这款技术的使用，为学生视力添加了一道强有力的保护锁。
4 ~! O5 Z1 `% i) ]其后，希沃一直重视显示视觉健康技术的研发，以 " 护眼、节能、高清 " 为导向，不断加强在显示性能和视觉健康技术的研发投入。
通过分析环境亮度和图像源灰度，对图像进行动态处理，设计了 HDR、护眼、节能等图像模式；对出厂产品进行 Flicker 测试和调试，提升产品观看舒适度；根据每款液晶面板的透过特性，选用匹配能达到低蓝光效果的 LED 灯；遵循国际标准调整图像画质，色彩按照高清 Rec709、gamma 按照 BT1886, 所有图像管控标准按照 Delta E2000 标准执行；采用纳米镀膜防眩光玻璃，减少眩光干扰等等，尽全力提供给师生更健康更安全的教学设备……
对于未来，教育与智能科技在软件、硬件甚至更多覆盖场景的结合上也将会有更多探索与突破，而到底会有何种看似天马行空的产品却能实际解决教育问题？时间会给出答案。