【干货】水下视觉和眼疾问题的处理

Hello，我们通常用眼耳鼻舌、身、意来概括我们所认知的世界，不过在水下，环境的变换让我们几乎只能用到看来了解世界。

谈论陆地上的视觉系统已经很麻烦了。人类文明发展和进化的高度不匹配导致了大量的眼疾问题，比如近视、散光等等。要详细的说明潜水遇到的视觉问题必须首先从环境本身说起！

在水下，由于光线随着距离的增加而迅速衰减，自然光照水平较低，所以物体不那么明显。因为物体和观察者之间的光线散射变得模糊，导致了较低的对比度。这些效应随光的波长、颜色和水的浑浊度而变化。

脊椎动物的眼睛允许在水下或空气中睁开。但空气和水之间的折射率差异会严重影响经过空气优化的眼睛的视力。虽然在眼睛和水之间提供了一个空间（潜水面镜可以补偿这个空腔），但有大小和距离变化的副作用。潜水员必须学会补偿这些失真。

光线从一种介质传播到另一种介质时发生弯曲;弯曲量由两种介质的折射率决定。如果一种介质具有特殊的弯曲形状，它就可以作为透镜。角膜等形成晶状体就是根据这个原理将图像聚焦在视网膜上。人类的眼睛适于在空气中观察。然而，水的折射率与角膜大致相同(都在1.33左右)，有效地消除了角膜的聚焦特性。当浸入水中时，图像不是聚焦在视网膜上，而是聚焦在视网膜后面，导致实际看到的图像非常模糊。

另外，人工照明对提高近距离的照度依然有效。

即判断不同物体相对距离的能力，在水下大大降低，并且受到视野的影响。面镜上的小视口造成的狭窄视野会大大降低立体视敏度，并导致手眼协调能力的降低或者衰弱。

在很短的距离内，在清澈的水中，由于透过面镜的扁平透镜的折射被放大，距离被低估了。但在较大的距离内（大于手臂的范围），距离往往被高估并受能见度的影响。水下的相对和绝对深度感知都会因此降低。对比度的损失会导致高估，而放大效应则会导致短距离的低估。

随着时间的推移和练习，潜水员在很大程度上可以适应这些影响。

鱼类眼睛的晶状体凸出，几乎是球形的，折射率是所有动物中最高的。这些特性使光线能够适当聚焦，进而在视网膜上形成适当的图像。这种凸透镜就是摄影中的鱼眼镜头的由来。

人类戴上潜水面镜，人们在水下可以看得很清楚。面镜的镜片通过一层空气把眼睛和周围的水隔开。光线从水进入平行的镜片，在镜片内部最大程度地保留光的方向。但是当这些光线从镜片射出，进入镜片和眼睛之间的空气中时，折射就很明显了。视觉路径的折射(弯曲)方式类似于观察水族馆中的鱼。线性偏振滤波原理通过限制环境光和调暗人工光源降低了水下能见度。

戴上面镜后，水下物体看起来要比实际大33%(在海水中大34%)，距离要近25%。边缘畸变和侧色差也很明显。有些面镜恢复了自然大小的水下视觉和视野，但有一定的局限性。

颜色视觉

水由于吸收而使光衰减，且随频率变化。换句话说，就是当光通过较大距离的水中时，色彩被选择性地吸收的水。颜色的吸收也受到水和溶解物质和浑浊度的影响。

水优先吸收红光，其次是黄、绿、紫，所以被水吸收最少的颜色是蓝光。颗粒和溶解物质会吸收不同的频率，这就会影响到深层的颜色，如许多沿海水域会呈现典型的绿色，而许多淡水河流和湖泊会因为溶解的有机物而呈现深红棕色

荧光涂料吸收人眼相对不敏感的频率较高的光，并发射更容易检测到的较低频率的光。所发射的光和所反射的光结合在一起，可以比原光可见得多。最可见的频率也是那些在水中衰减最快的频率，所以效果是大大增加了短范围内的色彩对比，直到较长的波长被水衰减。

A.用于能见度低、浑浊的水(河流、港口等)

1. 结合自然照明:

荧光黄色、橙色和红色。

普通的黄色、橙色和白色。

2. 结合白炽灯照明:

荧光和规则的黄色，橙色，红色和白色。

3.荧光灯:

荧光黄-绿和黄-橙色。

普通的黄色和白色。

B.适度浑浊的水(声音，海湾，沿海水域)。

1. 有自然照明或白炽光源:

任何黄色、橙色和红色的荧光。

普通的黄色、橙色和白色。

2. 荧光灯:

荧光黄-绿和黄-橙色。

普通的黄色和白色。

C.洁净水(南方水，深水近海等)。

1. 高比例的任何类型的照明荧光涂料：

可视距离长，荧光绿、黄绿色。

在较短的观察距离，荧光橙色是优秀的。

2. 自然照明:

荧光颜料

普通的黄色、橙色和白色。

3.使用白炽灯

荧光颜料

普通的黄色、橙色和白色。

4. 荧光灯

荧光颜料

普通的黄、白

最困难的颜色在能见度限制与水背景是暗颜色，如灰色或黑色。

生理变化

近视眼的人在水下或多或少能正常地看到东西。对水下摄影感兴趣的潜水者在潜水时可能会在认识到由于低光近焦引起的症状前先注意到老花眼的变化。

东南亚的莫肯人能够在水下集中精力捡起小贝类和其他食物。经过Gislen等人比较了Moken和未经训练的欧洲儿童，发现Moken儿童的水下视力是未经训练的欧洲儿童的两倍。欧洲儿童在经过1个月的训练后，也显示出相同水平的水下视力。这是由于瞳孔的收缩，而不是通常的瞳孔扩张(散瞳)，这种扩张是正常的、未经训练的、习惯在空气中观看的眼睛被浸没时发生的。

可见性

能见度是一种距离的量度，在这个距离上，一个物体或光可以被识别。纯水的理论黑体能见度是基于水的光学性质值为550 nm，估计为74m

水下可见度的标准测量方法是可以看到塞奇盘（Secchi disc）的距离。

水下视觉的范围通常受到浑浊度的限制。在非常清澈的水中，能见度可以延伸到大约80米，有记录的深度是79米，是从南极洲东部威德尔海的沿海水潭所报告。在其他海水中，偶尔也有50至70米范围的深度，包括1985年东部53米和热带太平洋高达62米的记录。这种能见度水平在淡水表层很少发现。俄勒冈州的火山口湖经常被引用，因为湖水清澈，但是用2米的圆盘记录的的最大深度是44米。南极洲的麦克默多干谷和冰岛的西尔弗拉也被报道异常清澈。

影响能见度的因素包括:水中的颗粒(浊度)、盐度梯度(卤素)、温度梯度(热梯度)和溶解的有机物

低能见度

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)将低能见度定义为:“当与潜伴的视觉接触不能再保持时。

但南非的研究表明，能见度有限是指“同伴在3米以上的距离都看不见”

对于那些视力需要矫正的人来说，潜水或浮潜可能有点令人畏惧。潜水员的安全依赖于密切关注你的潜伴、位置和仪表。但是，视力不佳绝不是潜水的障碍，因为尽管存在各种视力问题，仍有许多选择可以促进参与。

视力问题

造成视觉障碍的原因有很多，包括遗传畸形、疾病以及—和许多其他事情一样—时间的流逝。青光眼、白内障和糖尿病等引起的眼部疾病需要药物治疗或手术，但一般来说，使用矫正镜片可以帮助矫正人眼的光学缺陷。这些统称为屈光性视力障碍，可大致分为四大类:近视、远视、老花眼和散光。

水下

许多有轻微视力障碍的潜水不需要采取任何矫正措施，因为水中的物体会自然放大33%。然而，有复杂矫正要求的潜水员会发现这还不够。如果需要纠正措施，有几种方法来补偿水下视力问题，使潜水更安全，更愉快。

隐形眼镜

对付视力不佳最简单的方法之一就是戴隐形眼镜，就像你在陆地上一样。然而，并不是所有的隐形眼镜都适合潜水。即使有合适的软接触透镜，也应采取某些预防措施，以尽量减少对眼睛的刺激和防止失去接触。

潜水员警报网络(DAN)建议在潜水时使用软隐形眼镜，而不是硬隐形眼镜。

硬性或透气性隐形眼镜(GP镜片)。由于压力，透气性镜片可以在一定的深度下“挖”进眼睛。压力的增加还可能导致硬镜片吸住眼球，引起疼痛或不适。硬性隐形眼镜通常会使佩戴者的眼睛更加干燥，导致表面出现红肿和刺激。硬镜片和眼睛之间会形成气泡，导致视力模糊，这就违背了戴隐形眼镜的初衷。最后，硬隐形眼镜可能会导致潜水者在潜水后视力模糊，因为氮气无法完全脱离角膜。

潜水时，软性隐形眼镜可以让被眼睛吸收的氮排出;硬镜片则不然。然而，即使是软性隐形眼镜也会被污染，导致眼睛感染。如果你在潜水时戴着隐形眼镜，你必须经常眨眼。过度的眨眼会在隐形眼镜下形成气泡，可能会造成轻微不适和短暂的视力模糊。另外，一定要准备一套备用的隐形眼镜(或眼镜)，以防在水下失去隐形眼镜。

在水下戴软隐形眼镜还意味着在进行任何需要浸水或摘掉面具的操作时都要闭上眼睛。如果你报名参加潜水课程，一定要告诉你的教练你是否戴了隐形眼镜，这样就可以让你在执行技巧时闭上眼睛。

同样，如果你正在使用视力矫正设备，从隐形眼镜到矫正镜片或矫正的面镜，一定要提醒你的伙伴。如果你在水下丢失了你的面镜，你的伙伴需要知道他们需要帮助你找到它。

就舒适度而言，即使是软性隐形眼镜佩戴者也经常报告说，潜水后会有一些干燥的感觉;最好在潜水前和潜水后带点润滑液到现场使用。在潜水之间用水冲洗镜片也可以减少残留盐水对镜片的刺激。潜水员应该考虑在船上生活时使用一次性隐形眼镜，这样他们每天都可以使用新的隐形眼镜。

眼矫正手术

最永久的选择是眼科矫正手术，但在第一次潜水前，手术后，为了尊重愈合时间，必须咨询眼科医生。如果不适当观察，压力和气体对未愈合的切口的影响可能会令人难以置信的痛苦。（提示：手术有风险，请谨慎对待）

矫正面镜

对于那些不戴隐形眼镜或不愿戴隐形眼镜的人来说，潜水时也有其他选择。根据视力问题的严重程度和类型，一些面镜的镜片是可以换成预先制作的矫正镜片的。

带矫正镜片的潜水面镜

一些带有可选视力矫正镜片的面镜可以获得“-”的屈光度(例如-1.5到-8.0)或“+”的屈光度(例如+1.0到+4.5)，通常是0.5的增量。

近视即'-'屈光度，'远视'即'+'屈光度。

双焦校正镜片

觉得仪表上的数字太小，尤其是在黑暗中?发现你的手臂不够长，但有很好的远视?如果你的答案都是肯定的，那么你可能患有老花眼，即随着年龄的增长，眼睛对近处物体的聚焦能力逐渐减弱。从表面上看，解决办法是配上老花镜(那些你总是在最需要的时候忘记的东西)。明亮的光线也有帮助，因为它可以缩小瞳孔，减少球差。平时有些人使用处方双焦、三焦或多焦镜片。

带双焦镜片的潜水面镜

水下的解决方案是一种使用双焦矫正镜片的面镜。这些镜片在上面是清晰的，但是在面具镜片的下面有校正。便于读取仪表信息。（水下摄影福利）

不太推荐粘贴形式的镜片，这种形式快被淘汰了。

全处方镜片面镜

对于那些散光或其他更严重的视力障碍患者，预先制作的矫正镜片可能起不到足够的作用。这个时候可以选择由眼科专家为量身定做的全处方隐形眼镜，其中有专门为你量身定做的口罩隐形眼镜，以配合你的距离、散光和阅读障碍。但是很贵。

这里重要的是要确保给你配置的人考虑到你的各种需求。如果你是一个浮潜者，你可能只需要看近距离，因此只有近距离的处方适合。如果你是一名潜水员，你可能需要远距离才能看到水下情况，也需要近距离才能读取你的测量仪，因此，根据你的处方，可以使用真正的双焦镜头。

幸运的是，大多数潜水者和浮潜者只需要负距离矫正镜片，或测量读数矫正镜片——顶部的透明或平面镜片，下方的正校镜片用于读数。

那些选择处方面镜的人应该考虑购买两个定制面镜，以防其中一个丢失或损坏，因为在世界上许多偏远的潜水目的地，很难找到替代品。

咨询你的验光师

我们强烈建议您咨询您的验光师，哪种水下视力矫正方案最适合您。请随时向他们展示这些信息，您的验光师将能够找出哪些解决方案是可用的，并提出建议，以得到什么。

您的验光师也将能够提供您订购处方镜片面镜所需的全部细节。如果你选择佩戴矫正镜面镜，你的验光师会给你的左眼和右眼的最佳球面矫正屈光度值。

关于“处方”

近视、远视和散光的治疗包括由验光师进行测试，或可能转介眼科医生，以获得可由验光师制作的眼镜或隐形眼镜的处方。

对许多人来说，老花眼可以通过购买现成的老花镜来治疗。激光手术是可行的，但费用相当昂贵。处方镜片是根据个人需要定制的。左眼和右眼的程度往往不同。以下是每只眼睛通常给出的术语:

球面:球面透镜需要通过补偿不正确的自然眼睛焦距来矫正近视眼和远视眼。用屈光度来表示校正，这是一种基于透镜的大小和曲率来测量其光学能力的方法。负屈光度用于矫正近视，正屈光度用于矫正远视和老花眼。屈光度通常规定为正负0.25的增量。

柱面/轴:散光是一种需要透镜将光线聚焦成直线而不是点的情况，就像球面透镜一样。圆柱体的强度是一个屈光度，轴是圆柱体为了矫正像差的方向而旋转的程度。结合了球形和圆柱形设计的透镜称为环面透镜。

补充:这是一种额外的处方，通常是为了弥补老花眼和其他一种情况，导致镜片下半部分的光学不同，形成“双焦”镜片。

眼镜的度数通常规定为正负0.25的屈光度增量。大多数面镜用的矫正镜片的屈光度只有正负0.5的增量。如果你的眼睛是-1.75，你的值将需要调整向上或向下。你的验光师或眼科医生会知道你的眼睛出了什么问题，通常能给你我们需要的调整后的左右眼值。

视觉障碍的类型

正常的视力

眼睛的功能是通过角膜折射光线，角膜覆盖着虹膜，虹膜是眼睛的有色部分，通过膨胀和收缩来控制通过瞳孔的光线量。然后晶状体将这些信息聚焦到眼睛后部的视网膜上，视网膜通过视觉神经将信息传递给大脑。

近视

近视:也被称为短视或近视眼。当进入眼睛的光线聚焦于视网膜前面的一点时，就会发生这种现象。附近的物体看起来正常，但远处的物体看起来模糊。到目前为止，近视是最常见的视觉障碍。

远视

远视:也称为长视或远视，是近视的反义词。进入眼睛的光线聚焦在视网膜以外的一点上，使附近的物体看起来模糊，但远处的物体看起来正常。远视是最不常见的一种视力损害。

散光

散光:这是最复杂的视觉障碍，角膜或晶状体的不规则弯曲会导致光线不仅在视网膜之前或之后聚焦，而且在视网膜表面不均匀。散光影响了大约30%的人口，并导致所有距离的视力模糊。

老花眼:老花眼是老化过程的自然组成部分，晶状体硬化使眼睛无法聚焦附近的物体，导致阅读文本困难，尤其是在光线不好的情况下。老花眼会随着年龄的增长出现在每个人身上，但是它的影响可能在某些人身上比其他人更明显。老花眼可发生在有病史的人身上，通常会导致需要佩戴双焦镜片。

无论你喜欢什么，都有丰富的矫正选择，以确保每个人都能清楚地看到，体验美丽和神奇的水下世界。

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