Gözler norm altına alınabilir mi?

Farklı iris tabakası olan insanların beyaz LED ışığı altında renk tercihlerinin test edilmesi

Metin: Dr. Karolina M. Zielinska-Dabkowska, PhD, Veronika Labancová, Dr. Amardeep M. Dugar, PhD

Bir insanın iris tabakasının renginin, beyaz LED ışığı altındaki renk tercihlerine etkisi var mıdır? Bu sorunun cevabını bulmak için bir araştırma yapıldı. Araştırma ile farklı iris rengine sahip insanların bilinçli olarak LED aydınlatması altında oluşturulan üç sahnede renk ve aydınlığa verdiği tepkiler incelendi.

1. Giriş
Renkleri tanıma ve renk farklarını görme; lens, retina (ağ katmanı), göz siniri veya görme merkezi gibi farklı psiko-fiziksel faktörlerden etkilenir. Ancak, (1-4) araştırmacılar iris renginin de renkleri tanımaya etkisi olabileceğini ileri sürüyorlar. İrisin kendisi iki doku katmanından oluşuyor. İç katmanda, irisin pigment epiteli olarak da adlandırılan pigmente olmuş hücreler; dış veya ön stroma olarak da adlandırılan dış katman gevşek bir doku yapısından ve de fibroblast ve melanositlerden oluşur (5.) İris rengini farklılaştıran en önemli faktörler destekleyici dokunun/stromanın (6) yoğunluğu ve hücresel birleşimidir. Kornea ön yüzeyindeki melanositlerde melanin depolanır. Bunun için sitoplasma içinde belli bir organel, yani melanosom yardımcı olur. Beyaz ışık emilir ve dalga uzunluklarının bir tayfı şeklinde yansıtılır. Böylece diğer üç iris rengi ortaya çıkar: Mavi, yeşil, kahverengi. Bu düşük, ortalama ve yüksek melanin düzeyinin ve melanin parçacıklarının sayısının bir sonucudur(7).

Göz rengi cilt rengi gibi davranır. Cilt rengi veya gözler ne kadar koyu ise üzerlerine gelecek olan ışık o kadar bloke edilir (8). Böylece koyu göz rengi olan insanlar kamaşma durumları ile daha rahat baş edebilir, örneğin gün ortasında yoğun güneş ışınlarına maruz kalma durumunda. Ancak, karanlıkta, uyum sağladıktan sonra da herhangi bir şeyi görmede zorlanırlar. Bunun nedeni göreceli olarak yüksek melanin konsantrasyonunda yatmaktadır. Burada melanin, ışığın hem kısa hem de uzun dalga boylarını emer(9). Diğer taraftan mavi gözlü insanlarda makula dejenerasyon riski veya ışığa bağlı hastalıkların oluşma riski daha yüksek olabilir. Çünkü mercek daha fazla ışın almaktadır (10-12). İris renginde bu değişiklikler sadece beyaz Avrupalı veya onların atalarındadır. Göz rengi kahve olanlarda bu tür bir risk görülmemektedir (4,7,13). Genel olarak şu sorular sorulmaktadır: Bir insanın iris renginin beyaz LED aydınlatması altında renk tercihleri üzerinde etkisi var mı? Kahverengi gözleri olan insanlar beyaz LED ışığı altında renkleri, yeşil veya mavi gözlülere göre farklı mı değerlendirir? LED’lerin renk verimi ve ışık akışı gibi temel özelliklerinin iris rengi veya renk tercihleri ile herhangi bir ilişkisi var mı? Var ise, bu ne tür bir ilişkidir?

İnsanoğlunun görme kapasitesi geçmişten beri yoğun araştırma çalışmalarına ve incelemelerine konu olmuştur. Ancak, tüm bu araştırmalar LED ışığı altında renk tercihinde iris renginin rolü hakkında neredeyse hiç bir bilgi vermemiştir. Bu makalede aktarılan araştırma, LED ışığı altında renk tercihlerinde iris renginin anlamını yukarıda geçen soruları cevaplandırmak suretiyle bulmaya çalışıyor.

2. Metot
Deneklerin anlık tepkilerini ölçmek için bir deney hazırlandı. Ayrıca, deneklerden bir anketi doldurmaları istendi. Benzer deneyler iki farklı yerde daha yapıldı: Wismar, Almanya ve Londra, Büyük Britanya. Her bir deneyin süresi yaklaşık 10 saat idi. Deney için üç farklı ortam hazırlandı ve piyasada satılan LED modüllü üç downlight ile aydınlatıldı. LED modülleri hem renk verimi (CRI 80/95) hem de ışık akımı (1000lm/2000lm) açısından farklıydı. Üç ortam için 3000K’lık bir renk sıcaklığı ayarlandı.

2.1. Metot- Fiziki deney kurulumu
Üç ortamdan oluşan, kolay tekrarlanabilen bir deneyin kurulmasına (bkz.Şekil 1) dikkat edildi. Her bir ışık ortamının görsel kompozisyonu mümkün olduğu kadar kompakt tutuldu. Böylece ilk bakıldığında karşılaştırmanın kolay olması sağlandı ve denekler sahneleri aynı şartlar altında değerlendirebildiler. Hazırlanan üç ortam ve uygulanan armatürler birbirine 1,20 m mesafede konumlandırıldı. Bir ortamın aydınlatmasının diğer ikisi üzerinde bir etkisi olmayacağından yola çıkıldı. İlave tedbir olarak, ışık saçımını engellemek üzere armatürlerin etrafına siyah silindirler uygulandı. Böylece deneklerin doğrudan armatürlere bakmamaları sağlandı. Bakış açısı deneklerin ortalama boyuna göre (1,65 ile 1,70 m arası) ayarlandı. Tüm ışık ortamları statikti ve ışıklar aynı zamanda açıldı. Tüm armatürler tam kapasite çalıştı (%100’e ayarlandı). Gerçekleştirilen ortamlardaki aydınlatma gücü, deneyin bir parçası olarak görülmedi çünkü ağırlık ışık kaynağına verildi.

Wismar’daki deney Wismar Yüksekokulunda gerçekleştirildi. Mekan 9,2m genişlikte, 7,2m uzunlukta ve 9m yükseklikteydi. Tavan, duvar ve zemin işlenmemiş betondan oluşuyordu. Hareketli tavana önceden armatürler yerleştirilmiş ve 3m yükseklikten aşağı doğru sarkıtılmıştı. Üç adet 40x40cm’lik sunum standının tamamı tezgahlara uygun 1,20m’lik (bkz. Şekil 2) tipik ergonomik bir yüksekliğe sahipti.

Deney Londra’da kiralık bir mekânda gerçekleştirildi. Mekan 8,5 m genişlik, 8,5 m uzunluk ve 4 m yüksekliğe sahipti. Bu deneyde armatürler üç metre yükseklikte tavana monte edilen elektrik raylarına yerleştirildi. Tavan ve duvarlar beyaz renk boya ile boyandı ve zemin açık renkli laminat ile kaplandı. Deney kurulumu Wismar’dakine benzer bir yapıdaydı. Ancak, her üç ışık ortamının cisimleri ayrı stantlar yerine uzun, siyah bir örtü ile kaplı masaya yerleştirilmişti (bkz. Şekil 3).

Genel tedbir olarak deneklerden, sergilenen cisimlere belirlenmiş bir mesafeden bakmaları istendi. Bunu sağlamak için üzerinde sergilenen cisimler bulunan masadan 1,5 m mesafede yere bir çizgi çizildi. Deneklerden üç ortama bu hattın arkasından (bkz. Şekil 4) bakmaları istendi. Çizilen hat ile sergilenen cisimler arasındaki mesafe, bakma açısına ve deneklerin ortalama boyuna göre ayarlandı. LED modül ve armatür üreticisi Xicato deney için istenilen üç armatürü sağladı (bkz. Şekil 5 ve 6 ve de Tablo 1). Yüksek kaliteli, mükemmel renk verimi özellikli LED modülleri üreticisi olarak tanınan Xicato, araştırmanın sanayi ortağı olarak davet edildi. Seçilen ışık kaynakları iki temel parametreye ayrılıyordu: Renk verimi (CRI) ve ışık akısı (lm).

Her bir downlight aynı yansıma açısına sahipti. Böylece her üç ortam için benzer bir ışık dağılımı elde edilebiliyordu. Birbiri ile aynı olan, farklı küp şekilli cisimlerden oluşan üç aynı bileşen her bir deneğin renk ve aydınlık tercihini tespit etmeye yardımcı oldu. Beyaz ışık kaynaklarının (14) renk verimini değerlendirme fikrinin kabul görmesi ile CRI metodu uygulandı. Bunun için temel ve ilave renklerden (bkz. Şekil 7) bir karışım gösterildi. Kompozisyona dokuz adet büyük küp (5x5x5cm) doygun renklerde (bunlardan üçü TCS09 kırmızı, TCS010 sarı ve TCS012 mavi ile doyuruldu) ve de pastel renklerde (üçü hardal sarısı TCS02, sarı-yeşil TCS03, türkis mavisi TCS05, dalya eflatunu TCS07, doygun yeşil TCS011 ve beyaz) 18 adet küçük küp (3x3x3cm) yerleştirildi (bkz. Şekil 8). Günlük yaşamda sıklıkla görülen, en çok kullanılan TCS09, TSC10, TCS012 renkleri öncelikli olarak kullanıldı. Deneklerin en kolay şekilde bu renklere tepki verecekleri bekleniyordu.

TCS011 kullanıldı çünkü bu renk tonu 520nm ile 560nm arasındaki dalga uzunluğu alanının en doğru renk veriminin göstergesi olarak biliniyor. Bu renk tonu hemoglobin tanısı ve insanın cilt renginde etkili. Beyaz insan ırkının cilt rengini en iyi gösteren TCS013 kullanılmadı. Çünkü farklı etnik kökenli deneklerin bu renk tonunu doğal bir cilt rengi olarak tanıyamayabilecekleri düşünüldü. Küplerin yüzeyleri farklıydı. Büyük küpler ipeksi bir parlaklığa küçükleri ise mat bir yüzeye sahipti. Bu işlem özellikle görsel bir hiyerarşi oluşturmak ve ilgi çekmek için yapıldı.

2.2. Metot-Halk tarafından rastgele örnekleme
Farklı göz rengine sahip çok sayıda kişiden görüş alma hedefiyle deneylere katılma daveti çok genel tutuldu. Farklı geçmişi olan farklı yaş gruplarından insanlar katıldı. Araştırmanın geçerliliğini tehlikeye atmamak için denekler yine de iki farklı coğrafik ve kültürel bölgelerden gelen iki halk grubundan oluşturuldu. Geçerlilik için çeşitli unsurlar bulunur. Bunların en önemli üçü ise şöyle: İçsel, dışsal ve yapısal geçerlilik. İçsel geçerlilik bir araştırmanın sonuçlarının test-müdahale sonucu, tesadüfen veya başka faktörlerle ortaya çıkıp çıkmadığını tarif ediyor.

Dışsal geçerlilik araştırma sonuçlarının genelleştirilme ve temsil edilebilirliğini ifade ediyor. Kısacası, gösterilen davranıştan yola çıkarak araştırma durumu, denekler ve araştırma zamanı hakkında ne kadar genelleme yapılabileceğini açıklıyor. Yapısal geçerlilik, bir test veya araştırma prosedürünün ilginç bir özelliği. Mevcut yapısal tanımlar ve teoriler ile ne kadar örtüşüp ölçülebildiğini gösteriyor. Her iki yerdeki deneylere tamamen kendi istekleri ile katılan toplam 133 kişiden 55’i Wismar’dan ve 78’i Londra’dan geliyordu. Wismar’dan gelen denekler arasında üniversite öğrencileri olduğu kadar yüksek okul öğretim görevlileri de vardı. Londra’da ise denekler halktan ve deneyin yapıldığı binanın bitişiğindeki bir restoranın çalışanları ve patronları idi. Tablo 2’de Wismar ve Londra’daki 133 deneğin kısa bir demografik analizi yer alıyor. Deneklerin çoğunluğu [> 34%] 18 ile 29 yaş arasındaydı.

2.3. Metot-Anketler
Bir anket hazırlandı. Ankette deneklerden, önce üç ortama bakmaları, renk kalitesi açısından en beğendikleri ve en sevmedikleri ortamı seçmeleri istendi. Sonra deneklerden ortamları aydınlık kalitesi açısından değerlendirmeleri, en tercih ettikleri ve hiç tercih etmedikleri ortamı seçmeleri istendi. Bu sorular, deneklerin farklı tercihlerinin kendi iris renkleri ile bağlantılı olabileceği tahmin edildiği için soruldu. Geçerliliği olan mevcut literatürde farklı iris rengine sahip insanların farklı aydınlık seviyelerine farklı tepki göstereceği belirtilmesine rağmen bu araştırmada deneyin genel geçerliliğini kontrol etmek için aydınlık tercihi de test edildi.

3. Sonuçlar ve analiz
p-Değerlerini hesaplamak, renk ve aydınlık tercihleri ile ilgili kantitatif verilerin istatistiksel önemini analiz etmek için “The Chi-Quadrat” testleri yapıldı. Bir hipotez testi yapıldığında “p” değeri veya olasılık hesabı; sonuçların istatistiksel önemini tespit etmede yardımcı olur. Hipotez testleri rastgele bir halk örneklemesi ile ilgili varsayımın geçerliliğini kontrol etmek için yapılır. Herhangi bir değişim beklenmiyorsa varsayım sıfır hipotez olarak adlandırılır. İncelediğimiz konuda, beyaz LED ışığı altında iris rengi ve renk tercihi arasında bir ilişki olmadığı anlamına gelir. Veriler sıfır hipotezi reddini güçlü bir şekilde destekliyorsa, sıfır hipotezin yerini bir alternatif hipotez alır. Bu durumda ise iris rengi ve renk tercihi arasında bir ilişkinin var olduğu anlamına gelir. Tüm hipotez testleri sonuç olarak bir ”p” değerini kullanır ve kanıtların doğruluğunu ölçer (eldeki verilerin ilgili rastgele halk örneklemesi ile nasıl bir resim ortaya çıktığı). “P” değeri 0 ile 1 arasında bir sayıdır ve şöyle yorumlanır: Küçük bir “p” değeri (örneğin ≤ 0.05) sıfır hipoteze karşı net göstergelerin olduğuna işaret eder ve buna göre reddedilir. Büyük “p” değeri (> 0.05) sıfır hipoteze karşı eksik belge olduğuna işaret eder ve kabul edilir. Wismar ve Londra’daki farklı göz rengine sahip deneklerin toplam sayısı arasındaki ilişki çok farklılık gösterdiği için testlerin iki ayrı rastgele halk örneklemesi yerine 133 denekte yapılmasına karar verildi. Emin olmak için aynı test Wismar ve Londra grubunda da yapıldı ve benzer sonuçlar elde edildi.

3.1.Sonuçlar ve Analiz-Renk tercihi
Tablo 3 içinde deneklerin renk kalitesi tercihi konusunda açıklayıcı ve sonuç doğuran istatistiği yer alıyor. Denekler ortam 2’nin görüntüsünü (1000lm’de 95 CRI’lık bir CRI değeri olan LED modül) en tercih ettikleri ortam olarak değerlendirdiler. 1000lm’de 80 CRI’lık bir CRI değerine sahip LED modüllü ortam 3 denek tarafından en az tercih edilen yer oldu. Ancak, her iki araştırmada da deneklerin renk tercihlerinin iris renkleri (p > 0.05) ile ilişkili olduğu yönünde bir kanıt bulunamadı. Renk tercihlerinin analizinde daha yüksek CRI değerine sahip ışık kaynakları ile aydınlatılan renkli cisimlerin denekler tarafından tercih edildiği görüldü. Yalnız, 200lm’de 80 CRI değerine sahip LED modülün 1000lm’de 95CRI değerli LED modüllü ışık ortamı 2 kadar tercih aldığını da söylemek gerekiyor. Bu da CRI değerinin, ışık kaynaklarının renk verimi özelliklerinin tercih değerlendirmesinde en hassas ölçü olmadığına işaret ediyor.

3.2. Sonuçlar ve analiz-Aydınlık tercihi
Tablo 4’te deneklerin aydınlık tercihi konusunda açıklayıcı ve sonuç veren istatistikleri yer alıyor. Denekler ışık ortamı 1’in görüntüsünü (2000lm’de 80 CRI değeri olan LED modülü) en tercih edilen ışık ortamı olarak değerlendirdiler. Denekler ışık ortamı 3’ü (1000lm’de 80 CRI değeri olan LED modül) en az tercih edilen ışık ortamı olarak değerlendirdiler.

Ancak, her iki araştırmada da deneklerin aydınlık tercihlerinin iris renkleri (p > 0.05) ile ilişkili olduğu yönünde bir kanıt bulunamadı. Aydınlık tercihlerinin analizinde daha yüksek ışık akısı olan ışık kaynakları ile aydınlatılan renkli cisimlerin denekler tarafından tercih edildiği görüldü. Yalnız, 2000lm’de 80 CRI değerine sahip LED modülün 1000lm’de 95CRI değerli LED modüllü ışık ortamı 2 kadar tercih aldığını da söylemek gerekiyor. Bu da, cisimlerin algılanan aydınlığı artırılacak ise yüksek bir CRI değerinin yüksek ışık akısına uygun bir alternatif olduğuna işaret ediyor.

4. Sonuç
Bu araştırmadan üç genel sonuç çıkarılabilir. Öncelikle, beyaz LED ışığı altında renk tercihi ile iris rengi arasında istatistiksel anlamda önemli bir ilişki olmadığı görülmektedir. Aydınlık tercihini tespit etme deneyi de benzer sonuçlar verdiği için gelecekteki deneylerde ayrıca, doğal, canlı renk verim özelliği olan ışık kaynakları gibi parametrelerin eklenmesi veya gün ışığı durumları ile karşılaştırma yapılması gerekebilir. Bunun dışında denek sayısının artırılması istatistiksel olarak daha önemli sonuçların elde edilmesine götürebilir. Kaldı ki, CRI değerinin, ışık kaynaklarının renk tercihlerini ölçmek için güvenilir bir ölçüm birimi olmadığı ortaya çıkıyor. İki ışık ortamı, daha yüksek CRI değerli, daha düşük ışık akılı, daha düşük CRI değeri ve daha yüksek ışık akısı değeri ile neredeyse aynı sonucu verdi. Buradan çıkartılacak sonuç şu: Eğer farklı renk verim özelliği olan LED ışık kaynakları altında renk tercihleri incelenmek isteniyorsa bu tür deneylerin daha fazla denek üzerinde yapılması ve başka bir ölçüm birimi bulunması daha anlamlı olacaktır.

Son olarak, daha yüksek CRI değerli ışık kaynaklarının uygulanması ile cisimlerin algılanan aydınlığı etkilenebilir. İki ışık ortamı daha yüksek CRI değerli, daha düşük ışık akılı, daha düşük CRI değeri ve daha yüksek ışık akısı değeri ile neredeyse aynı sonucu verdi. Bu sonuca göre ışık kaynaklarının söz konusu iki özelliğinin beklenenden daha fazla birbiri ile ilişkili olduğu ortaya çıkıyor. Bu alanda yapılacak başka araştırmalar daha somut sonuçlar verebilir. Örneğin, daha yüksek CRI değerli ışık kaynaklarının kullanımı ve algılanan aydınlığın çok önemli olduğu aydınlatılmış çevrelerde düşük ışık akıları ile enerji tasarrufu yapılabilir.

Teşekkür…
Makalenin yazarları, Xicato firmasından Roger Sexton ve Patrick van der Meulen’e; deneylerin gerçekleştirilmesi için gerekli olan verileri, ışık kaynaklarını, LED modüllerini ve altyapıyı sağladıkları için teşekkürlerini sunuyor. Ayrıca yazarlar, istatistik verilerinin analizinde desteği için Lisa Woods’a da teşekkür ediyor.

Kaynakça:
1. Taylor HR, B M, S W, NM B, SB B, FS R. Visible light and risk of age-related macular degeneration. Trans Am Opht halmol Soc. 1990;88:163–73
2. Franssen L, Coppens JE, Berg TJTP van den. Grading of Iris Colour with an Extended Photographic Reference Set. J Optom. 2008;1(1): 36–40
3. Zlatkova M, Beirne RO, Hinds NA. Colour discrimination in individuals with light and dark irides: an evaluation of the effects of intraocular straylight and retinal illumination. J Opt Soc Am A. 2014;31(4): A268–73
4. Dain SJ, Cassimaty VT, Psarakis DT. Differences in FM100- Hue test performance related to iris colour may be due to pupil size as well as presumed amounts of macular pigmentation. Clin Experiment Ophthalmol. 2004;87 (4–5): 322–5
5. Park DJJ, Karesh J. Topographic Anatomy of the Eye: An Overview. In: Tasman W, editor. Duane’s Ophthalmology [Internet]. Philadelphia, USA: Lippincott Williams & Wilkins Publishers, Inc.; 2006. Available from: http://www.oculist.net/downaton502/prof/ebook/duanes/pages/v7/v7c001.html
6. Imesch PD, Wallow IHL, Albert DM. The colour of the human eye: A review of morphologic correlates and of some conditions that affect iridial pigmentation. Surv Ophthalmol. 1997;41(2): S117–S123
7. Sturm RA, Frudakis TN. Eye colour portals into pigmentation genes and ancestry. TRENDS Genet. 2004;20(8): 327–32
8. van den Berg TJ, IJspeert JK, de Waard PW. Dependence of intraocular straylight on pigmentation and light transmission through the ocular wall. Vision Res.1991;31: 1361–1367
9. Fox DL. Biochromy, natural colouration of living things. Berkeley, USA: University of California Press; 1979. 244 p.
10. Weiter JJ, Delori FC, Wing GL, Fitch KA. Relationship of senile macular degeneration to ocular pigmentation. Am J Ophthalmol. 1985;99: 185–187
11. Nicolas CM, Robman LD, Tikellis G, Dimitrov PN, Dowrick A, Guymer RH, et al. ris colour, ethnic origin and progression of age-related macular degeneration. Clin Experiment Ophthalmol. 2003;31(6): 465–469
12. Frank RN, Puklin JE, Stock C, Canter LA. No Title. Trans Am Ophthalmol Soc. 2000;98: 109–15
13. Eiberg H, Mohr J. Assignment of genes coding for brown eye colour (BEY2) and brown hair colour (HCL3) on chromosome 15q. Eur J Hum Genet. 1996;4(4): 237–241
14. CIE. Method of measuring and specifying colour rendering properties of light sources. Vienna/AUSTRIA: CIE 013.3-1995; 1995