Manglende standarder for optotyper til børn

Store uoverensstemmelser på tværs af synstavler fra anerkendte producenter.

Mangel på standarder for størrelsen på figurer sammenlignet med bogstaver fører til uoverensstemmelser på tværs af forskellige synsprøver og producenter.

  • Det er en oplagt opgave for oftalmologiske organisationer og forskningsinstitutioner at undersøge udbredte figur-optotyper og måle troværdige kompensationsfaktorer. Ved at følge en mere kalibreret og standardiseret tilgang kan det sikres, at synsprøver med symboler giver sammenlignelige og pålidelige resultater.
  • Manglen på forskningsbaserede standarder for vægtningen mellem symbolbaserede og bogstavbaserede optotyper fører til inkonsekvente og ofte alt for gunstige kompensationer.
  • Producenter vælger at forstørre symboler for at være på den sikre side og sikre, at testpersoner kan se dem tydeligt.
  • Dog er symbolerne ofte for store i forhold til, hvad der er kognitivt nødvendigt. Dette kan føre til, at synsprøver undervurderer graden af synsproblemer. Testpersoner kan opnå bedre resultater, end hvad deres faktiske synsniveau berettiger til. Mere herom senere.

 

Empiriske studier og forskning  burde danne grundlag for standardiserede vægtfaktorer.

  • For at afgøre, om symboler er forstørrede, er det vigtigt at gennemføre empiriske studier, der sammenligner præstationer i synstests mellem  figurer og  bogstaver.
  • Disse empiriske studier er selve  grundlaget for den nødvendige præcise kalibrering af figurers størrelse i forhold til børns evne til at genkende dem. Dette er afgørende for at sikre troværdige og præcise testresultater.
  • De empiriske studier og forskning udgør tillige fundamentet for etablering af  standarder for de vægtfaktorer, som de respektive figurbaserede optotype-sæt kan og bør reguleres efter for at sikre troværdige og sammenlignelige synstestresultater.

Nogle enkle guidelines i konstruktionen af af figurtavler:

  • Hold sværhedsgraden så ensartet som muligt inden for hvert optotypesæt. Undgå, at figurer i et optotype-sæt varierer for meget i deres design og kompleksitet, da dette gør det svært at fastlægge en fælles standard kompensationsfaktor.
  • Producenter bør altid foretage kritiske evalueringer af deres optotyper gennem empiriske studier for at sikre, at hver enkelt figur ikke har et væsentligt anderledes kognitivt sværhedsgrad end de andre optotyper i sættet.
  • Generelt bør der anvendes symboler, som alle er lige velkendte og enkle, for at reducere den kognitive belastning og minimere graden af forstørrelse.
  • Det er også at foretrække at vælge symboler, der i deres design og kompleksitet ligner bogstaver mest muligt. Bogstaver opnår deres genkendelighed gennem, at de har ekstremiteter, dvs. at de stikker ud på en synlig måde.
  • Bogstaver som K, H, V og T er gode eksempler. Hvis let genkendelige symboler produceres med disse bogstavformer in mente, reduceres behovet for at forstørre figurerne for at kompensere for kognitiv kompleksitet, da ekstremiteter på figurer bringer dem kognitivt tættere på bogstavbaserede optotyper.
  • Figurer bør have en høj kontrast mod baggrunden, ligesom bogstaver normalt har. Figurer med lavere kontrast kan kræve større størrelser for at opnå den samme synlighed som bogstaver.
  • Figurer med mindre komplekse former kan lettere sammenlignes med bogstaver. Mere komplekse symboler skal forstørres mere end simple figurer for at opnå samme niveau af genkendelighed.
  • Figurer og bogstaver  bør testes i et kontrolleret eksperimentelt setup for at kalibrere størrelserne.
  • Dette indebærer, at testpersoner gennemgår synsprøver med både figur og bogstaver og justerer størrelserne, indtil resultaterne er sammenlignelige.
  • Statistiske analyser af testresultaterne  anvendes afsluttende til at bestemme de optimale størrelser for figurtavler i forhold til bogstavtavler..

ISOeyes har baggrund i disse guidelines udviklet optotypen SIMILAR

ISOeyes har gennemført omfattende empiriske studier og efterfølgende kalibreringer af alle vores egenudviklede optotyper – for at sikre, at de giver identiske synstestresultater!

Forskelle i opfattelsen af bogstaver versus figurer

Videnskabelig forskning inden for visuel perception og kognitiv psykologi har undersøgt forskellene i opfattelsen af bogstaver kontra figurer. Forskningen indikerer, at bogstaver generelt er kognitivt lettere for øjet og hjernen at identificere sammenlignet med figurer, på grund af en højere grad af velkendthed, specialiserede hjerneområder og deres designede særpræg. Dette gør bogstaver til et effektivt værktøj i mange visuelle opgaver, selvom figurer også har deres plads, især når der arbejdes med ikke-læsekyndige eller specifikke synsprøver:

Velkendthed og erfaring

  • Bogstaver: Læsekyndige personer har stor erfaring med at genkende bogstaver, da de konstant interagerer med dem i dagligdagen. Denne højere grad af velkendthed gør det kognitivt lettere for øjet og hjernen at identificere bogstaver hurtigt og præcist.
  • Figurer: Figurer kan variere mere i kompleksitet og form end bogstaver. Mens simple figurer (såsom cirkler, firkanter og hjerter) kan være lette at genkende, kan mere komplekse eller ukendte figurer kræve mere kognitiv behandling.

Kognitive processer

  • Bogstaver: Genkendelsen af bogstaver involverer specialiserede områder i hjernen, såsom det visuelle ordformområde (VWFA), der er ansvarlig for at bearbejde skrevne ord og bogstaver. Denne specialisering gør bogstavgenkendelse meget effektiv.
  • Figurer: Genkendelsen af figurer involverer flere forskellige områder i hjernen, afhængigt af figurens kompleksitet og betydning. Dette kan gøre processen mere kognitivt krævende sammenlignet med bogstaver.

Visuel adskillelse

  • Bogstaver: De fleste bogstaver er designet til at være visuelt distinkte, selv når de står tæt sammen, hvilket hjælper med hurtig genkendelse.
  • Figurer: Figurer kan variere mere i form og størrelse, hvilket gør det sværere at skelne mellem dem, især hvis de er komplekse eller ukendte.

Kontrast og form

  • Bogstaver: Har ofte stærke kontraster og veldefinerede former, der gør dem lette at se og genkende, selv i lav opløsning eller på afstand.
  • Figurer: Afhængigt af deres design kan figurer variere mere i kontrast og form, hvilket kan påvirke synligheden og genkendelsen.

Empiriske studier

  • Studier af ordgenkendelse: Mange studier har vist, at folk kan genkende ord og bogstaver ekstremt hurtigt (inden for få millisekunder), hvilket tyder på en høj grad af automatisering i denne proces.
  • Studier af figurgenkendelse: Genkendelse af figurer, især ukendte eller komplekse figurer, kan tage længere tid og kræver mere kognitiv behandling.

Praktiske implikationer

  • Synsprøver: Synsprøver, der bruger bogstaver, kan drage fordel af menneskers velkendthed med disse symboler og dermed give mere konsistente resultater. Test med figurer kan være nyttige til at teste synet hos personer, der ikke kan læse (såsom små børn), men kan variere mere afhængigt af figurens design.
  • Design af visuelle materialer: Ved design af visuelle materialer til hurtig genkendelse (såsom skilte, advarsler mv.) kan det være mere effektivt at bruge bogstaver eller meget simple figurer for at sikre hurtig og præcis perception.

Linjetykkelse  – det er mere komplekst end som så….

Lad os se lidt nærmere på hvordan linjetykkelse i en given opotype påvirker synsprøveresultatet. Først er det  dog vigtig at slå fast at såfremt kompensationsvægtningen udføres korrekt for at udligne kognitive forskelle, er det ikke længere afgørende, om linjetykkelsen anvendt på symboler svarer til linjetykkelsen på bogstaver. Men det fordrer at kompensationvægtningen tager højde for flere forhold:

Sammenligning af to tegninger af et æble:

  1. Tegning 1:
    • Firkant på 5×5 cm
    • Linjetykkelse på 0,8 cm
  2. Tegning 2:
    • Firkant på 10×10 cm
    • Linjetykkelse på 0,4 cm

Eksemplet skal vise at  grundreglen om en stregtykkelse på 1/60-del af en gradbue i en matrix på 5 x 5/60-del  af en gradbue som rettesnor for den korrekte stregtykkelse kan opnåes på flere måder.

Har man eksempelvis en stregtykkelse på  kun 0.5/60-del af en gradbue,  altså det halve af det foreskrevne kan man “forstørre”  figur og stregtykkelse til det dobbelte og dermed opnå samme 1/60-del gradbue stregtykkelse.  Men bi-effekten er som det ses her på Kay Pictures tavler  at matrixen nu ikke længere kan holdes indenfor en matrix på  5×5/60-del af en gradbue,  men nu istedet  breder sig over en matrix på 10×10/60-del af en gradbue. Figuren spreder sig med andre ord over et areal, der er præcis 4 gange så stort som det i Snellens grundregler tiltænkte. Men man kan med rette hævde at stregtykkelsen er justeret på plads med manøvren. Den er nu den foreskrevne 1/60 del gradbue.

Konklusioner om visuel opfattelse og genkendelse:

  1. Størrelse og skala:
    • A – Større billeder giver mere visuel information og detaljer, hvilket gør dem lettere at genkende.
    • B – Større tegninger projicerer større billeder på nethinden, hvilket letter visuel skarphed og objektgenkendelse.
  2. Linjetykkelse:
    • Tykkere linjer kan øge kontrasten og gøre konturerne mere distinkte, men størrelsen af billedet spiller en større rolle i den samlede genkendelse.
  3. Forbedret genkendelse på forskellige afstande:
    • Større tegninger er lettere at se og genkende på større afstande, selv hvis linjen er tyndere.
  4. Kontrast og synlighed:
    • Selvom linjen er tyndere, kan kontrasten mellem linjen og baggrunden stadig være tilstrækkelig til at gøre formen let genkendelig i større tegninger.
  5. Visuel fysiologi:
    • Menneskets synsevne er bedre tilpasset til at se objekter af mellemstor til stor størrelse.

Referencer:

  • Goldstein, E. B. (2013). Sensation and Perception (9. udgave). Cengage Learning. Kapitel 5, side 100-135.
  • Pelli, D. G., Robson, J. G., & Wilkins, A. J. (1988). The Design of a New Letter Chart for Measuring Contrast Sensitivity. Clinical Vision Sciences, 2(3), 187-199.
  • Wang, K., & Cottrell, G. W. (2012). The Strengths and Weaknesses of the Stroke Width Transform for Text Detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 34(6), 1173-1186.
  • Hecht, S., Shlaer, S., & Pirenne, M. H. (1942). Energy, Quanta, and Vision. The Journal of General Physiology, 25(6), 819-840.
  • Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. (2000). Principles of Neural Science (4. udgave). McGraw-Hill. Kapitel 27, side 492-525.
  • Duin, R. P. W., & Pavešić, N. (2001). Visual Pattern Recognition in Machine Vision. Pattern Recognition, 34(11), 2213-2226.