英国纽卡斯尔大学生物科学研究所，德国马克斯普朗克生物控制研究所感觉和昼夜神经科学组，英国达勒姆大学物理系，计算机科学系的研究团队发表在视觉期刊的一份文献
摘要
眼睛的纵向色差(LCA)在视网膜上产生色差，这是一个重要的调节提示。虽然这种机制可以在宽频光源(如日光)中发挥最佳作用，但目前尚不清楚该系统如何响应许多现代显示器使用的窄带光源。在这里，我们测量了不同峰值波长的窄带发光二极管(LED)光源下的瞳孔和调节反应以及视力。观察者能够适应窄带光并补偿眼睛的LCA，窄带和宽带光源之间稳态调节响应的可变性没有差异。有趣的是，我们的受试者在更近的距离上更充分地补偿了LCA。也就是说，当物体靠近观测者时，对不同波长的调节差异变得更大，导致调节响应曲线的斜率在较短波长时变浅，在较长波长时变陡。在观察者的调节范围内，调节误差较小，视力正常。在不同光源的对比中，当调节准确时，蓝色窄带光的视力最差。这不可能是由于s -视锥的间隔更稀疏，因为我们的刺激具有相同的亮度，因此激活的LM -视锥大致相同。这可能是因为人眼LCA在较短波长下变化更快，因此led的有限光谱带宽对应于较短波长下更大的屈光度范围。由于眼睛的焦深增加，这种影响在较大的调节误差中消失。
介绍
晶状体的作用是调节眼睛的光学能力，从而在视网膜上产生清晰的聚焦图像。然而，其实现这一目标的能力受到眼睛纵向色差(LCA)的影响。眼睛的屈光度随着波长的增加而降低，因此对于宽带光来说，较短的波长在视网膜前聚焦，而较长的波长在视网膜后聚焦。所得到的离焦作为波长的函数如图1B所示(Thibos, Ye, Zhang， & Bradley, 1992)。整个可见光谱的总离焦约为2屈光度(D)。这意味着晶状体无法同时优化所有可见波长的焦度。如图1所示，当绿光聚焦时，红光和蓝光会失焦，分别产生正、负离焦误差。
图1：
色差眼睛的纵向色差根据色差眼模型(B)，屈光度随波长的变化(A)，以及LCA引起的离焦随波长的变化(B)。色差眼模型规定眼睛的屈光误差为D(λ) = p - q/(λ - c)，其中λ为光的波长，以微米为单位，D(λ)为屈光不正，以屈光度为单位(Thibos et al.， 1992)。对于这三个参数，我们采用Marimont和Wandell(1994)使用的值:p = 1.7312, q = 0.63346, c = 0.21410;聚焦的参考波长为580nm。
LCA的作用
因此，LCA对宽频多色光(如日光)下的视觉感知有若干影响。最明显的是，与单色光相比，多色光下的图像质量会降低(Aggarwala, Kruger, Mathews， & Kruger, 1995;Campbell & Gubisch, 1967)。同样，如果使用消色差透镜校正色差或使用单色光降低色差，对比灵敏度会更高(Artal, Manzanera, Piers， & Weeber, 2010;Williams et al.， 2000;Yoon & Williams, 2002)。
然而，LCA也意味着在多色光下更大的景深——也就是说，更大的调节值范围使图像在视网膜上看起来可以接受地清晰，因为至少有一个波长是对焦的(Campbell, 1957;Campbell & Gubisch, 1967;马科斯，莫雷诺和纳瓦罗，1999)。增加的景深在多色光已被提出作为一个可能的解释非线性的人类调节功能。当用白光测量不同距离的调节时，通常会发现稳态误差，并且有人提出，这可以通过在不同距离处聚焦的成分波长的变化来解释(Ivanoff, 1949)。对于较近的距离，短波长的分量会被聚焦，但对于较远的距离，长波长的分量会被聚焦。由于景深的增加，在视网膜中形成的图像在两种情况下都可以保持可接受的清晰度。然而，已有证据反对这一观点(Bobier, Campbell， & Hinch, 1992;Labhishetty, Cholewiak, Roorda， & Banks, 2021)。
除了降低视网膜图像对比度和增加景深外，LCA还可以为调节提供奇差提示。在没有像差的眼睛中，正离焦和负离焦对给定波长的点扩散函数产生相同的影响。因此，在单色光下，不可能知道通过降低或增加眼力是否会改善图像对比度。然而，在多色光中，人们可以通过比较不同波长下的模糊量来推断离焦的迹象。如果红光比蓝光更模糊，则应放松调节，反之亦然。有证据表明，这种多色模糊是适应的重要线索(Fincham, 1951;Kruger, Mathews, Aggarwala， & Sanchez, 1993)。
基础窄带
数字显示器与自然环境之间的主要区别之一是它们发射或反射的光的光谱分布。日光由平滑的光谱组成，自然物体往往具有广谱反射函数(Krinov, 1953)，而大多数数字显示器利用人类视觉是三色的这一事实，仅利用三种光或原色向我们显示不同的图像。这些原色(红、绿、蓝)产生了具有多个窄带峰的光谱分布，而不是平滑的光谱，现代显示器越来越多地使用窄带光源，如发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)和激光。由于这些光与人类视觉系统进化适应的自然光有很大不同，因此了解它们如何影响眼睛的调节反应以最大限度地提高这些显示器所感知的图像质量是很重要的。
基础窄带会影响调节的准确性吗?
一些研究已经探讨了降低频谱带宽和去除LCA对动态调节响应精度的影响。Kruger等人(1993)测量了在宽频和窄带光下眼睛LCA正常、移除或反转时的动态调节反应。他们发现，在窄带光下或去除LCA时，调节增益较低，相位滞后较高;扭转LCA的迹象严重扰乱了调节反应。Aggarwala, Kruger等人(1995)通过改变频谱带宽进一步探讨了这一点，发现更大的带宽增加了调节增益，减少了相位滞后，特别是宽带白光。在类似的研究中，这些作者发现，与单色光或去除LCA的白光相比，在LCA完整的白光照射下，目标的调节增益更高，相位滞后更低(Aggarwala, Nowbotsing， & Kruger, 1995)。他们还发现，受试者追踪单色移动目标的能力存在相当大的差异，作者得出结论，窄带照明对调节的刺激很差。作者认为，使用窄带原色的视觉显示可能会降低眼睛保持准确聚焦的能力。
另一方面，调查稳态调节反应的研究没有发现缺乏LCA有不利影响的证据。Bobier等人(1992)测量了LCA完整、中和、增加或逆转时的调节刺激-反应曲线。他们发现在任何测试条件下都没有差异，只有一个参与者对反向LCA条件表现出影响。在观察稳态响应的可变性时，Atchison, Strang, and Stark(2004)发现宽带和窄带静止目标之间没有差异，这表明在减少频谱带宽的情况下可以保持焦点。
研究结果的差异可能表明，LCA可能对动态调节比稳态调节更重要。Kotulak、Morse和Billock(1995)发现了支持这一假设的证据，他们的结果表明，更宽的频谱带宽增加了动态响应的增益(尽管相位滞后没有差异)，但对稳态调节误差没有影响。相比之下，Kruger、Aggarwala、Bean和Mathews(1997)后来的研究表明，在减少频谱带宽或反向LCA的情况下，稳态调节受到影响，但只有当目标远离调频状态时才会受到影响。作者提出，这可能是先前研究结果不同的一个原因。因此，LCA也可能是稳态调节响应的重要提示，而显示器中窄带原色的频谱带宽降低可能会损害这种响应的准确性，特别是在近距离和远距离时。
在不同的基础窄带调节时，观察员是否对LCA进行了调整?
由于LCA的存在，不同峰波长的窄带基色除了会降低光谱带宽外，还会产生不同的调节性要求。当不同波长的单色或窄带刺激时台哦姐，调节响应向LCA预测的方向移动，即长波长的调节更高，短波长的调节更低(Charman, 1989;Donohoo, 1985;Lovasik & Kergoat, 1988a;Lovasik & Kergoat, 1988b;Seidemann & Schaeffel, 2002)，尽管屈光位移的大小并不总是达到LCA离焦预测的大小(Donohoo, 1985)。
然而，这些研究通常只测试放置在一两个固定距离上的目标。迄今为止，很少有研究关注不同波长的窄带光对调节刺激-反应曲线的影响。Charman和Tucker(1978)测量了白光和窄带光源在多种调节需求下的调节。他们的七名参与者中的大多数都是经验丰富的观察者，能够在单色光下和在宽带光下一样准确地调节;然而，他们的一个观察者最初很难调节窄带目标，需要进一步的训练来完成任务。他们还发现，参与者对波长的调节反应有屈光度变化，但准确度没有差异，因此，刺激反应曲线对所有测试的颜色都显示出类似的调节滞后和调节超前。然而，他们确实发现，对于一些观察者来说，蓝光的斜率较浅，他们认为这是LCA的小幅增加与调节(每屈光度约3%)和蓝光视力降低的结合。
在最近的一项研究中，Jaskulski、Marín-Franch、Bernal-Molina和López-Gil(2016)测量了在宽带和单色光(红、绿、蓝)照射下，七个受试者在三个距离(0、2和4D)的目标上的主观景深。值得注意的是，他们在睫状肌麻痹的眼睛中进行了这些测量，同时使用自适应光学系统模拟了正常眼睛的高阶像差。他们发现，作为调节需求函数的最佳聚焦位置的斜率小于1，但在单色光和白光之间是相似的。
尽管这些研究对LCA对刺激-反应曲线的影响提供了至关重要的见解，但它们主要依赖于训练有素的观察者，他们有调节实验的经验，这可能意味着这些发现并不代表一般人群或普通的未经训练的视觉显示用户。先前的研究表明，当LCA被移除或逆转时，受试者对单色刺激或宽带刺激的反应存在显著的主体间变异性(Aggarwala, Nowbotsing等，1995)，并且观察者很难调节单色光(Charman & Tucker, 1978)。此外，Jaskulski等人(2016)麻痹调节反应和瞳孔反应，并依赖于感知模糊的主观报告的方法，可能并不能很好地表明真实的瞳孔自然大小的调节反应。
目前的研究
迄今为止所回顾的文献表明，对上述两个问题还没有明确的答案。除了科学上的兴趣，这些问题在现代视觉显示中越来越多地使用窄带基带是很重要的。对调节精度的任何影响都可能降低图像质量并增加视觉疲劳的风险。因此，我们的目标是同时解决这两个问题，使用更大的样本和更大比例的未经训练的观察者。此外，我们允许观察者的适应性和瞳孔大小自由变化，以更接近于现实生活中的场景，即在窄带原色的数字显示器上观看图像。最后，我们还同时使用阶梯程序测量了视力，以探索在窄带刺激下调节的任何差异可能对受试者分辨小目标的能力产生的影响，与在LCA作为线索的宽频光下调节相比。
方法
在实验1和实验2中，通过改变刺激的物理距离来采样调节函数，在实验1中扩散器的角尺寸同时变化，在实验2中保持不变。实验3采用试镜模拟更大范围的距离来测量调节功能，同时测量被试的视力。实验1和2使用相同的设备，并在一起描述，但实验3在必要时单独描述。
参与者
实验1和2的参与者是从纽卡斯尔大学生物科学研究所的学生、工作人员和外部参与者中招募的，实验3的参与者仅来自生物科学研究所的学生和工作人员。这项研究遵循了《赫尔辛基宣言》的原则，并得到了纽卡斯尔大学医学院研究伦理委员会的批准。参与者在第一次实验开始时阅读了信息表并签署了同意书。
在实验1和2中，只选择了不需要视力矫正(即眼镜或隐形眼镜)来阅读或进行其他日常活动的参与者。样本的平均视力为最小分辨角(logMAR)的0.03对数，范围为-0.1 ~ 0.23 logMAR。这意味着他们能阅读的最小字符的笔画宽度平均为1.1弧分，样本的范围在0.8到1.7弧分之间。在实验3中，10名参与者中有两名通常使用眼镜在近距离阅读或进行活动(矫正约为-0.7 D和-2.5 D)，但在没有眼镜的情况下进行实验，因为佩戴眼镜会改变预期的调节需求。表1显示了每个单独实验所包含样本的细目。
表1：
实验1、2和3的方案摘要。
实验1和2的设备
刺激包括一个印在透明薄膜上的马耳他十字架，并放置在扩散器的顶部，扩散器安装在一个装有6个led的盒子上，以右眼为中心。盒子被放置在一个2.5米长的轨道上，这个轨道位于参与者眼睛的高度，这使我们能够快速改变实验块之间刺激的物理距离。刺激在3d到0.5 D之间的6个距离上以0.5 D为步骤呈现(对应于33.3 cm、40 cm、50 cm、66.7 cm、100 cm和200 cm的公制距离)。
在实验1中，我们在不同距离上保持扩散器的物理尺寸(8.5 × 8.5 cm)和马耳他十字(5 × 5 cm)不变，从而改变其角尺寸。因此，对于不同的距离，扩散器的角尺寸以2.4°的步长变化在14.5°和2.4°之间，马耳他十字的角尺寸以1.4°的步长变化在8.6°和1.4°之间，这可能提供了距离的非调节性线索。在实验2中，我们将扩散器的角尺寸和马耳他十字在不同距离上保持恒定，分别为2.5°和1.5°，以确定这是否会影响结果。
使用具有瞳孔测量功能的摄影验光仪(PowerRef 3;Plusoptix，纽伦堡，德国)。按照补充资料(见补充图S1)的描述，分别对每个受试者进行校准。两块Arduino Uno板(Arduino, Ivrea, Italy)控制刺激，并连接到光折射器，使记录与刺激同步。实验装置的表示如图2所示。
补充图S1：对一个参与者的校准程序的结果。左面板显示了双眼测量的离焦的中位数和第25和第75百分位数，作为在左眼前面使用的镜片度数的函数。右眼被发现并容纳在一个固定的目标上，而左眼被一个红外滤光片和不同的镜片覆盖。右图显示了双眼离焦的差异和拟合的线性回归。陡峭的坡度表明摄影验光仪高估了该参与者左眼的离焦，实际离焦每1屈光度测量1.25屈光度。这个斜率的倒数可以用来重新调整验光测量值和纠正过高估计。
图2：
实验1和实验2的实验设置示意图。刺激包括一个黑色的马耳他十字架在明亮的背景上，由led背光漫射器形成。背景的颜色根据使用的led而变化。刺激的物理距离通过沿着轨道移动而变化。观察者的调节状态是通过一个摄影验光仪来监测的，它通过一个防红外滤镜来观察观察者的眼睛，这个防红外滤镜在反射红外线的同时透射可见光。
不同的光谱是用6个LED产生的，其中5个是窄带的，1个是白光LED，白光LED与窄带LED结合，形成一个近似D65光源的宽带光谱分布(见图3A)。为每个led构建了驱动电路，并通过Arduino Uno板的脉冲宽度调制(频率为980 Hz)控制其亮度。电路的设计使LED的亮度随时间的变化最小，通过增加电阻和减少通过每个LED的电流。在每个LED打开后的前10秒内，除了红色LED外，所有LED的亮度保持不变，其亮度下降了约0.7 cd/m2。使用CS-2000光谱仪(柯尼卡美能达，日本东京)在不同占空比和时间对led进行辐射测量。我们将每个辐射光谱分布乘以CIE生理学相关的发光效率函数V(λ) (Stockman, Jägle, Pirzer， & Sharpe, 2008)，以获得峰值波长和半最大值时的全宽度(FWHM)(见图3B)。我们将这些集成以获得亮度，我们确认亮度是每个LED占空比的线性函数。在实验过程中，所有刺激的亮度都保持在10 cd/m2恒定，这是红色LED可以达到的最大亮度。
图3：
D65宽带光源(A)和窄带led (B)的归一化光谱分布以及LCA对led峰值波长造成的离焦(C)，水平误差条表示FWHM，垂直误差条表示色度眼模型预测的相应离焦扩散(Thibos et al.， 1992)。
实验三设备
刺激由不同的Landolt C图形组成，这些图形显示在固定距离为1 m (1 D)的有源矩阵OLED (AMOLED)屏幕上。屏幕尺寸为6.84 × 12.2 cm，分辨率为1080 × 1920像素，来自一加3T移动电话设备(一加，深圳，中国)。
为了模拟在不同距离观看刺激引起的离焦，使用了9个试验镜片，其度数从+2到-7 D不等，以1 D为步骤。通过镜片观察刺激，这些镜片被放置在右眼上的防光护目镜上。左眼覆盖720 nm的红外滤光片，滤光片遮挡视觉刺激，同时使用PowerRef 3摄影验光仪测量眼睛的屈光状态和瞳孔直径。图4显示了实验装置的图形表示和照片。
图4：
实验三的实验装置示意图及照片。设置与图2中所示的类似，除了现在刺激以1米的固定距离呈现在AMOLED屏幕上。观察者通过放置在右眼上的透镜单眼观察刺激。左眼被一个滤光片覆盖，它可以阻挡可见光，同时允许摄影验光仪使用红外线监测屈光状态和瞳孔大小。
AMOLED屏幕和实验程序由一台运行MATLAB (MathWorks, Natick, MA)的计算机控制，该计算机还连接到摄影验光仪，以同步呈现的刺激与记录。Landolt C图形是使用心理物理学工具箱动态创建的(Kleiner et al.， 2007)。图5显示了屏幕原色的光谱分布，以及眼睛的LCA对其峰值波长造成的离焦(Thibos et al.， 1992)。
图5：
屏幕LED原色的归一化光谱分布(A)和LCA对其峰值波长造成的离焦(B)，水平误差条表示FWHM，垂直误差条表示相应的离焦扩散。
使用CS-2000光谱仪在不同强度和时间下测量屏幕原色的亮度。使用CIE生理学相关的发光效率函数计算led的峰值波长和亮度(Stockman et al.， 2008)。实验中，屏幕三原色单独使用时，固定亮度为15 cd/m2，进行窄带照明;当它们组合在一起形成宽带照明时，每个主光源的亮度为5 cd/m2，总亮度为15 cd/m2。之所以选择这个亮度级别，是因为其中一个原色可实现的最小亮度为5 cd/m2。
实验1和2的设计和程序
每个参与者的视力分别用Snellen表和logMAR测试在近距离和远距离测量。在不需要佩戴眼镜或隐形眼镜的情况下，所有参与者的视力都在0.25 logMAR或更高;也就是说，他们可以阅读宽度小于8.9角分，笔画宽度为1.8角分的字符。然后进行验光校正程序。
在实验过程中，参与者的左眼被眼罩遮住，他们把头放在床头枕上坐着。参与者被要求专注于所呈现的刺激，并像他们正在读书一样努力地保持专注。参与者旁边的一个按钮允许他们在任何时候暂停任务，并且在整个实验过程中会经常休息。
刺激的距离在不同的实验块之间是不同的，距离的顺序在参与者之间是随机的。在实验1中，扩散器和固定装置的尺寸保持不变，而在实验2中，扩散器和固定装置的尺寸根据目标的距离变化而变化，以保持恒定的角度尺寸。在每个实验块内，目标被5个窄带光源和1个宽带光源照亮，其顺序是随机的。在实验1中，每个光源呈现8秒，在6个距离中每个距离至少重复5次，共180次。在实验2中，每个光源呈现3秒，每个光源在6个距离上重复12次，共432次。在两次试验之间，两个实验的目标都用橙色(588纳米)LED照明，以保持恒定的亮度适应，并在目标刺激出现之前以相对相似的调节值开始。这两个实验大约需要1个小时才能完成。
实验3的设计和程序
完成摄影验光仪校准程序，然后给予受试者视力任务的指示。在实验中，参与者把头放在下巴上，戴着一副不透光的护目镜，在左眼上有一个红外滤光片，这样我们就可以在右眼上放置不同的试验镜片。在实验块之间有频繁的休息，参与者可以在任何时候暂停实验。
为了测量视力，我们使用了一个四选项强迫选择(4AFC)任务，并采用了24次试验的最佳PEST阶梯程序(Kingdom & Prins, 2016)。每个Landolt C都被展示，直到参与者给出答案，整个楼梯过程需要20到30秒才能完成。根据实验中使用的四种光源(三个窄带和一个宽带)，每个楼梯的Landolt C目标的背景都有所不同。在每个实验块中，光源的顺序是随机的，每个块之间有5秒的休息时间，没有刺激。对于每个实验块，在参与者的右眼前放置一个不同的试验透镜，以增加不同的离焦值，并且在参与者中随机分配透镜的顺序。
刺激的距离(以屈光度计算)作为屏幕物理距离(以屈光度计算)的函数，放置在眼睛前面的不同透镜的功率(Plens)，以及眼睛到透镜的距离(xlens;3厘米)，这样:
此外，根据透镜产生的放大倍率，对以视角角度计算的视力阈值进行校正，其计算公式为:
将校正后的视角度数值转换为分值，计算以10为基数的对数，将视度值转换为logMAR单位。
数据处理与分析
为了分析屈光度和瞳孔大小的记录，将没有瞳孔的数据点识别为眨眼并排除，以及每次眨眼前60 ms和每次眨眼后120 ms。眨眼有时会导致屈光度数据出现大的峰值;因此，任何报告屈光度大于25 D的数据点也被排除在外。为了让参与者有时间适应，在实验1和实验2中，每个试验的前1500 ms屈光和瞳孔大小数据被排除在进一步的分析之外。同样，在实验3中，每个试验的前2000 ms数据被排除。最后，实验1和实验2中测量值小于1000ms或实验3中测量值小于2000ms的试验也被排除。然后将获得的每位受试者的校正校正因子应用于折射数据，并获得每次试验的中位调节和瞳孔大小。
为了对调节函数的斜率进行分析，我们首先确定了调节响应曲线的线性部分。为此，我们计算了每个光源在每个距离处的调节响应梯度，以及中位数梯度;与中位数相比，在梯度下降50%或更多的任何距离上，响应被认为是饱和的。这些结果是目视检查，并进行了一些人工修正，尽管他们大多同意很好地视觉评价的实验者。
对于斜率和试验内响应变异性分析，实验3的数据被分成更小的子集，以提高拟合结果。在这个实验中，试验的持续时间在20到30秒之间，所以每个试验被分成至少5秒持续时间的相等子集。对于所有其他的分析，数据没有被分割。
采用线性混合模型分析了距离和光源对调节函数斜率的影响、距离对不同波长的调节差异的影响、光源和光源对响应变异性的影响、调节效应对瞳孔直径的影响以及调节误差对视力的影响。在所有情况下，我们都使用了没有聚散问题的最大随机效应结构。所有模型均采用极大似然估计方法进行拟合，并对所有拟合和相应残差进行目视检验，以验证所有假设均满足。对于斜率分析，每个实验中的中位数屈光数据由每个试验中获得的有效测量次数占可能测量总数的比例加权。也就是说，由于眨眼或其他因素而获得的屈光测量值较少的试验在模型拟合中被赋予较低的权重。
数据处理和大部分模型拟合使用MATLAB进行，视力模型拟合和事后分析使用R (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)，特别是lme4库(Bates et al.， 2023)和emmeans库(Lenth et al.， 2023)。
结果
所有实验的结果基本相似;也就是说，如表1所示，实验参数的差异并不影响结果。在接下来的章节中，我们将同时呈现三个实验的结果，除了视力，它只在实验3中测量。
图6显示了实验1和2中使用的不同光源的典型调节性响应。如图所示，眼睛的屈光状态在刺激物呈现约300 ms后发生变化，同时瞳孔因呈现的某些光源而收缩。1000 ms后，眼睛的屈光状态保持相对恒定，但瞳孔大小缓慢增大。在随后的分析中，我们使用定义为初始排除期1500 ms后的中位数的稳态响应(见方法)。
图6：
受试者2对33.3 cm (3d)不同光源的平均调节响应，每种光源重复12次(实验2)。(A)眼睛的平均屈光状态;(B)平均瞳孔直径随时间的变化。连续的线表示平均值，阴影区域表示平均值的标准误差。0 ms时间点表示试验开始，此时光源从588 nm(橙色)变为图例所示的对应光源。此图由MATLAB脚本fit_z_accTraces_e1.M生成。
LCA对调节响应曲线的影响
稳态响应示例图如图7所示(同图6;所有受试者和实验的图见补充图S2-S4)。图7显示了不同光源的中值响应。对于这个对象，他们可以适应的最远距离约为0.5 D，最近距离约为5.5 D。这些近点和远点决定了对象的适应范围——也就是说，眼睛可以调整其光学功率以使物体聚焦的距离阵列。在被摄体的调节范围内，对给定光源的响应是距离的拟线性函数，调节的绝对值根据LCA对每个光源造成的离焦而变化(即在相同距离下，观测者对短波长的调节较小，对长波的调节较大)。在大多数受试者中发现的一个有趣的数据特征是，响应的斜率似乎随每种光源而变化，波长较短的斜率较浅，波长较长的斜率较陡。
补充图S2：实验1中个体参与者的调节反应作为距离的函数。每种颜色代表一种光源，标记大小代表每个距离和光源的中间瞳孔大小。误差条代表了调节反应的第25个和第75个百分位数。填充的标记和连续的线表示响应曲线中被认为是线性的部分，而没有误差条的未连接的开放标记表示被认为是饱和的曲线的部分。连续的灰色线表示一对一的响应，而虚线表示每个光源峰值波长的LCA离焦校正的一对一响应。
补充图S3: 实验2中个体参与者的调节反应作为距离的函数。每种颜色代表一种光源，标记大小代表每个距离和光源的中间瞳孔大小。误差条代表了调节反应的第25个和第75个百分位数。填充的标记和连续的线表示响应曲线中被认为是线性的部分，而没有误差条的未连接的开放标记表示被认为是饱和的曲线的部分。连续的灰色线表示一对一的响应，而虚线表示每个光源峰值波长的LCA离焦校正的一对一响应。
补充图S4：实验3中个体参与者的调节反应作为距离的函数。每种颜色代表一种光源，标记大小代表每个距离和光源的中间瞳孔大小。误差条代表了调节反应的第25个和第75个百分位数。填充的标记和连续的线表示响应曲线中被认为是线性的部分，而没有误差条的未连接的开放标记表示被认为是饱和的曲线的部分。连续的灰色线表示一对一的响应，而虚线表示每个光源峰值波长的LCA离焦校正的一对一响应。
图7:
一个参与者的刺激反应函数。对于不同的光源，中位调节反应(即眼屈光度)被绘制为刺激距离的函数，两者都以屈光度表示。误差条表示响应的第25和第75个百分位数。用线连接的填充符号表示在刺激-反应曲线的线性部分上的点;空符号表示被归类为可调节范围之外的点，因此不用于拟合。符号大小表示中间瞳孔直径。
为了量化这种效应，我们首先确定了刺激-反应曲线的线性部分。我们将其定义为受试者的适应范围，并排除超出该范围的刺激。有关此程序的进一步细节请参阅补充材料。在线数据库中还提供了三个实验中个体参与者对每种光源的调节响应曲线。
我们拟合了线性混合效应模型，因为这些模型使我们能够获得每个光源的斜率和截距估计，并考虑到观察者之间的个体差异。拟合是在调节响应的中位数上进行的，并且只在调节响应曲线的线性部分上进行。实验3的三名参与者(受试者15、21和22)被排除在本分析之外，因为他们对大多数光源的响应曲线仅在两到三个距离内呈线性。
对于每个实验，线性混合模型都拟合了屈光度距离、光源及其相互作用的预测因子，以及参与者的随机截距和斜率(即允许距离、光源及其相互作用的影响在观察者之间随机变化)。之所以使用光源作为分类预测因子，是因为没有峰值波长的宽带光源被包括在内，而且窄带光源的斜率随峰值波长的变化可能不是线性的(因为LCA引起的离焦不是波长的线性函数)。在每种情况下，将这些模型与不包含距离和光源之间相互作用项的更简单模型进行比较，因此波长对调节的影响无论距离如何都是恒定的，并且所有光源的斜率都是相同的。似然比检验(LRT)和赤池信息准则(AIC)比较结果表明，具有交互项的模型在所有情况下都能更好地拟合数据，具有更强的预测能力:实验1，χ2 (55) = 177.6, p < 0.001， ΔAIC= 67.6;实验2，χ2 (55) = 265.8, p < 0.001， ΔAIC= 155.8;实验3，χ2 (24) = 146.92, p < 0.001， ΔAIC= 98.9。这一发现意味着，在所有三个实验中，包含光源和距离之间相互作用项的模型(即，我们允许每个光源的截距和斜率都变化)比不包含相互作用项的简单模型(即，每个光源的截距而不是斜率变化)更适合数据。
线性混合模型的结果如图8所示，并在补充表S1中完整给出。估计每个受试者的单独斜率和截距(从模型随机效应的估计系数获得)见补充表S3。结果表明，如图8所示，窄带光源的调节响应曲线斜率随着峰值波长的减小而变浅。因此，在光学无穷远处，对窄带光源的调节响应大多相似，但随着刺激靠近观测者，对不同波长的调节差异随着LCA引起的离焦而增加。这导致较长波长的光源斜率更陡，较短峰值波长的光源斜率更浅。
补充表S1：每个实验的调节作为距离屈光度和光源函数的线性混合模型:调节~距离*光源+(1 +距离*光源/D)。估计系数及其95%置信区间(95% CI)用于计算每个光源的估计斜率(以屈光度/屈光度为单位)和截距(以屈光度为单位)。截距表示在指定的光源下，在无限远处，普通人对刺激的容忍度，而斜率表示随屈光距离的变化。还显示了随机效应标准差(RE SD)、t比率、自由度(df)和p值。t检验将每个实验中每个光源的斜率和截距估计值与最长波长光源的估计值进行比较。
补充表S2：照明体之间的斜率和截距估计的事后两两比较。
补充表S3：在实验1、2和3中使用的每个参与者对每个照明的调节响应曲线的线性部分估计的个体斜率和截距。
图8:
每个实验中所有参与者的调节反应曲线的线性部分作为距离函数的估计调节反应。连续线表示估计响应，阴影区域表示95% ci。不同的颜色代表不同的光源。此图可以使用fig_b_oneLMM_123_wDistance_accResp.m生成,它使用Campbell(2023)的shadedErrorBar函数。
为了说明不同光源的斜率变化如何影响调节响应曲线线性部分的滞后和超前，图9显示了每个光源的调节误差作为距离的函数。我们通过从预测响应中减去需求来计算调节误差;因此，负误差表明眼睛调节不足或聚焦于比目标更远的地方(调节滞后)，正误差表明眼睛聚焦于比刺激更近的地方(调节超前)。我们根据Thibos等人(1992)的色差眼模型计算了窄带光源峰值波长的刺激距离和LCA引起的离焦，从而给出了调节需求。如图所示，随着刺激位置越近，对不同波长的调节反应差异越大，这与LCA引起的需求变化相对应。换句话说，当目标被放置在更近的距离时，参与者越来越多地补偿LCA，导致调节误差变得更小，对波长的依赖也更少。此外，在大多数距离上，对中波长的调节更为精确，对较短波长的调节倾向于过度调节，而对较长的波长的调节倾向于不足，并且在所有三个实验中，所有波长的调节误差似乎都接近于大约-0.5 D的小负值，而不是零，这表明在较近的距离上存在较小的调节滞后。实际上，由于球差等因素，这种滞后可能会最大化图像质量(Labhishetty et al.， 2021)。
图9:
调节误差(响应-需求)作为不同波长距离的函数，由拟合到每个实验数据的线性混合效应模型预测。如图所示，不同颜色的连续线代表不同光源的预测响应，阴影区域代表95%的ci。请注意，实验3的水平轴范围更宽。此图可以通过fig_b_LMM_123_wDistance_accError.m生成。它使用Campbell(2023)的shadedErrorBar函数。
距离对不同波长调节响应的影响
如前所述，参与者在不同波长的光源下改变其调节反应以补偿眼睛LCA的程度随着刺激的距离而变化。为了确定这种变化的速率，我们使用所有三个实验的数据，对波长之间调节的相对差异拟合了一个线性混合模型。模型固定效应是由色眼模型预测的屈光度距离和LCA离焦及其相互作用，随机效应是参与者的斜率和截距。
每个被试在每个距离上的调节响应首先以对绿色光源(实验1为527 nm，实验3为2528 nm)的响应为中心，色差眼模型预测的离焦在527.5 nm处设为零。也就是说，我们假设调节是这样的，绿色光源在每个距离上都是焦点，我们正在研究调节是如何随着波长的变化而变化的，考虑到波长的影响可能随着距离的变化而变化。
在之前的分析中，光源被视为一个分类预测因子，没有假设它是如何影响调节的，但在这里，我们使用色差眼模型(Thibos等人，1992)预测的LCA离焦来预测窄带光源的峰值波长，并检查它如何很好地预测光源之间的调节差异。该关系的斜率为1表示观察者在调节窄带光源时完全补偿了眼睛的LCA，而斜率为0则表示对不同波长的调节响应没有差异(即，他们没有矫正LCA引起的离焦)。此外，我们还探讨了LCA离焦与对不同波长的调节差异之间的关系如何随着距离的变化而变化。基于到目前为止提出的先前结果，我们预计较近的距离会导致LCA对调节响应的影响增加。
拟合的线性混合模型结果如表2所示。并拟合了将实验作为固定效应及其与距离和离焦的相互作用的模型;但实验的影响不显著，LRT和AIC模型比较显示，将实验作为一个因素的模型并不明显优于简单模型[ΔAIC = -45.85;χ2 (8) = 5.26;P = 0.730]。这意味着，当考虑到参与者之间的个体差异时，三个实验设计的差异并不影响参与者对LCA的更正程度。其他拟合包括参与者的瞳孔直径中位数作为一个相互作用的因素也进行了尝试;然而，这个变量并没有被发现有显著的影响。
表2:
线性混合模型的结果表明，相对于绿色光源，对不同波长的适应是距离、LCA引起的离焦及其相互作用的函数。显示了系数估计，其95% ci和随机效应标准差(RE sd)，以及自由度(df)， t比率和p值的t检验结果。粗体表示参数在0.05水平上显著。拟合的模型表示(这个波长在这个距离上的调节，相对于这个距离上527.5 nm的调节)= 0.05 - 0.02 ×(距离以屈光度计算)- 0.26 × (LCA离焦以屈光度计算)+ 0.28 × (LCA离焦以屈光度计算)×(距离以屈光度计算)。
如表2所示，结果与前面的斜率估计一致，LCA离焦对调节的影响随着刺激距离每增加1度数而增加0.28倍[95% CI, 0.08-0.47;T (5205) = 2.82;P = 0.005]。这意味着在大约4.5 D的距离处斜率变为1 (-0.26 + 0.28 × 4.5 = 1)。也就是说，对于大约22 cm的物体，参与者改变他们的调节反应来补偿LCA引起的离焦，以达到色差眼模型预测的最大程度(Thibos et al.， 1992)。此外，我们看到，在距离为0 D时，参与者对不同波长的调节能力没有显著改变，估计为-0.26，与零没有显著差异[t(5202) = 1.04;P = 0.296]，尽管在这个距离上，受试者之间存在相当大的可变性，这可以从随机效应的大标准差和宽置信区间中看出。最后，由于预测器以527.5 nm为中心，响应以527 nm和528 nm光源为中心，有效地消除了距离的影响，我们看到当LCA离焦为0时(即在527.5 nm处)，距离对调节没有显著影响。
图10A显示了模型的结果作为波长和不同距离的函数，以及两个示例受试者的拟合响应(图10B和10C)。正如观察到的，置信区间在0.5 D的距离处更宽，反映了预测的不确定性，这可能是由于观察者之间的差异在这个距离处更大。这在受试者3和受试者8之间的差异中得到了说明，当刺激被置于0.5 d时，后者比前者更大程度地改变了他们对LCA的调节性反应。然而，我们看到，当距离更近时，他们的反应更相似。综上所述，距离对参与者对不同波长窄带光源的调节反应的屈光移有显著影响;然而，受试者之间存在相当大的差异，特别是在较远的距离。
图10:
线性混合模型(A)和受试者3和8(分别为B和C)预测的对不同波长的调节的相对变化。每个距离的响应以527 nm和528 nm光源为中心，因此它代表了对这些波长的适应的相对差异。黑色虚线表示色差眼模型预测的LCA引起的离焦(以527.5 nm为中心)。连续的彩色线条表示图例所示的不同距离，阴影区域表示相应的95% ci。这个图可以用在代码库中fig_i_LCAwithDistance.m生成文件，它使用Campbell(2023)的shadedErrorBar函数。
窄带和宽带光源调节响应的可变性
在我们的实验中，我们以50hz的频率动态记录了眼睛的屈光度，这使我们能够评估不同光源随时间变化的稳态调节响应的试验内可变性。换句话说，当参与者调节一个目标时，响应随时间的波动有多大，窄带和宽带光源之间以及不同波长的窄带光源之间是否存在差异?此外，由于调节的微波动已知随着调节度数的增加而增加，我们还评估了平均屈光状态作为预测因子的影响。
为了获得调节变异性的测量，我们通过每个试验中测量的屈光响应作为时间的函数拟合了一个线性函数，并获得了均方根误差(rmse)。这种方法以前曾用于类似目的(MacKenzie, Hoffman， & Watt, 2010)，其优点是更多地平衡调节的较大波动，并保持响应的单位。在图11中，我们说明了均方根误差的分布作为平均调节和照明的函数。由于实验1和实验2使用了相同的光源，因此将实验1和实验2的数据合并。如图所示，试验内变异性似乎随着平均调节状态的增加而增加，并且短波长的光源似乎比长波长的光源更高，后者与宽带光源之间没有明显差异。
图11:
在实验1和实验2 (a)以及实验3 (B)中，通过试验内调节响应进行无约束线性拟合的rmse分布作为平均调节和光源的函数。如图所示，每种颜色代表一种光源。平均容纳值已被四舍五入并分组，仅供说明之用。请注意，实验3的水平轴范围更宽。此图可以使用fig_h_RMSEplot.m生成。它使用Morel(2018)的Gramm工具箱。
在实验1和实验2 (a)以及实验3 (B)中，通过试验内调节响应进行无约束线性拟合的rmse分布作为平均调节和光源的函数。如图所示，每种颜色代表一种光源。平均容纳值已被四舍五入并分组，仅供说明之用。请注意，实验3的水平轴范围更宽。此图可以使用fig_h_RMSEplot.m生成在代码存储库中，它使用Morel(2018)的Gramm工具箱。
为了量化这些差异，我们在对数变换的rmse上拟合了两个线性混合效应模型，其中平均容纳作为连续预测因子，照明作为分类预测因子，同时保持完整的随机效应结构。结果见补充表S4。
补充表S4:在实验1和实验2以及实验3中，通过试验内调节响应对对数变换的无约束线性拟合的均方根误差(RMSE)作为调节和光源的函数的线性混合模型结果:log(RMSE) ~调节+光源+(1 +调节+光源|ID)。
在这两个实验中，我们在实验1和实验2中分别观察到相似的0.14 D (95% CI, 0.11-0.17)和0.13 D (95% CI, 0.11-0.16)，分别为441 nm和459 nm光源。这意味着在屈光功率为0 D时，观测者对这些短波光源照射的目标的调节响应在中心响应周围随时间平均波动0.13和0.14 D。在两个实验中，调节对RMSE的影响也相似，在实验1和2中，调节增加1 D导致变异增加14.95% (95% CI, 8.6-21.7)，在实验3中，变异增加19.13% (95% CI, 10.1-28.9)。这与之前的几个发现一致，即调节微波动的幅度随着调节而增加(Charman & Heron, 2015)。
当比较不同的光源时，我们再次在两个数据集中看到了类似的结果，在最短波长的光源中观察到最高的调节试验内变异性，并且这种变异性随着光源峰值波长的增加而减少。
总之，我们看到调节响应的试验内变异性随着调节的增加而增加。波长较长的光源(588、610和661nm)亮度最低，波长较短的光源(441、459和460 nm)亮度最高。我们发现宽带和窄带光源之间没有系统差异，中波长(527和528 nm)和宽带光源的变异性相似。
调节及瞳孔直径
瞳孔直径中间值，以每个参与者为中心，如图12所示，作为调节和使用不同光源的函数。为了评估调节和不同光源对参与者瞳孔直径的影响，我们为每个实验拟合了一个线性混合模型，其中屈光度调节作为连续预测因子，光源作为分类预测因子，具有随机斜率和截距。后者很重要，因为瞳孔中径存在显著的个体差异。结果见补充表S5。
补充表S5:实验1、2、3的瞳孔直径线性混合模型结果，拟合瞳孔直径~调节+光源+(1 +调节+光源| ID)。显示了系数估计，其95%置信区间(CI 95%)和标准误差(SE)，以及自由度(df)， t比率和p值。
图12:
中间瞳孔直径，以每个参与者为中心，作为调节的函数。为了确定中心，我们首先减去该参与者所有试验记录的平均瞳孔直径。我们绘制了这个中心值的中位数，在给定光源和参与者的所有试验中取平均值。每个面板代表一次实验中获得的数据，点的颜色代表使用的光源。如图所示，与实验2和实验3相比，实验1(角尺寸不保持恒定)瞳孔直径随着调节的增加而急剧下降。为了说明，回归线显示，仅在光源和调节的固定影响下，适合于中心瞳孔直径。在实践中，这些与补充表S5中给出的混合效应模型非常相似。请注意，实验3的水平轴范围更宽。这个数字可以用fige_studentacc.M生成。
我们发现瞳孔直径随着调节性的增加而显著减小，尽管这种变化的速率在不同的实验中有所不同。在实验1中，当刺激靠近眼睛时，刺激的角尺寸增加，调节度每增加一个屈光度，瞳孔直径减少0.75 mm (95% CI, 62-89 mm)。然而，在实验2和实验3中，当刺激的角度大小保持不变时，斜率更浅，瞳孔直径每增加1 D分别减少0.16 mm (95% CI, 0.06-0.26 mm)和0.18 mm (95% CI, 0.06-0.29 mm)。
不同的光源对瞳孔大小有显著的影响，即使在所有情况下亮度相等，波长最短的光源对应的直径最小，瞳孔大小在波长较长的情况下逐渐增加。在相同亮度的刺激下，实验1在441 nm和661 nm光源下瞳孔直径的最大差异为1.70 mm (95% CI, 1.38-2.01)，实验2在441 nm和588 nm之间的瞳孔直径差异为1.40 mm (95% CI, 1.21-1.58)，实验3在459 nm和610 nm之间的瞳孔直径差异为0.45 mm (95% CI, 0.30-0.59)。因此，光源的峰值波长的变化对瞳孔直径的影响比调节的变化更大，特别是当刺激的角度大小保持不变时。最后，宽频刺激的瞳孔大小中位数似乎与中波长光源的瞳孔直径大致对应:实验1和2中的瞳孔直径为527 nm，实验3中的瞳孔直径为528 nm。
调节误差和视力
在实验3中，我们测量了参与者在每个距离上对每个光源的视力，这使我们能够评估参与者在进行楼梯过程时的中位调节反应对他们的视力的影响。在图13中，我们给出了所有参与者的视力阈值作为中位调节误差的函数(图13A)和作为中位瞳孔直径的函数(图13B)。每位参加者的个人数字载于补充图S5。
补充图S5：视力（VA）作为实验3中个体参与者的中位数调节误差的函数。调节误差计算为从调节响应中减去调节需求。填充标记对应于调节响应曲线的线性部分上的视力测量值，而开放标记对应于调节函数饱和的距离处的测量值。标记颜色代表所使用的光源，标记大小代表对应的中间瞳孔大小。
图13:
视力是调节误差中位数(a)和瞳孔直径中位数(B)的函数。由于值越低，对应的视力越好，请注意y轴是反向的。(A)填充标记对应于调节响应曲线线性部分的测量值，开放标记对应于函数饱和距离的测量值。标记的颜色表示使用的光源，标记的大小表示相应的瞳孔大小中值。(B)标记的颜色表示中位数可容误差。此图可以通过fig_g_VA_accError.M生成。
首先，我们分析了在受试者调节范围内的刺激的结果，如上定义为调节响应曲线的线性部分(见图7)。图13A中用填充标记表示。正如观察到的，在这一部分，参与者的视力阈值主要集中在-0.2和0.2 logMAR之间，这对应于比正常视力好到接近正常视力。调节误差中位数多在-2 D至1 D之间，较大的误差多出现在调节需求超出受试者的调节范围(空符号)或瞳孔较小(小点)时。当然，最大的正误差出现在需求为负的时候;也就是说，参与者通过+2D镜片在1米外观看屏幕。当查看每个参与者的个体结果时(补充图S5)，我们看到大多数具有高达-2 D的大负误差和低视力阈值的数据点属于受试者16和19，这两个参与者在调节反应曲线中表现出典型的滞后。因此，在这两个受试者中，这种滞后似乎与视力的恶化无关。
数据的另一个相关特征是，在一小群试验中，参与者获得的低视力阈值在-0.2和0.2 logMAR之间，尽管呈现出高达4.5 D量级的正调节误差。如图13B所示，这些试验的一个共同特征是参与者的瞳孔直径中位数大多在3到4毫米之间。较小的瞳孔可以提高聚焦深度，从而减少调节性误差对视力的影响。此外，使用的红外摄影验光仪依赖于测量瞳孔反射光强度的变化来估计眼睛的屈光状态。这意味着较小的瞳孔提供的信息更少，这可能导致测量的准确性降低。由于这些原因，并且由于在这些小瞳孔尺寸下测量的调节误差似乎与视力阈值无关，因此在所有分析中都排除了瞳孔直径中位数低于4毫米的数据点。
为了进一步探讨调节误差与视力在调节响应曲线线性部分的关系，我们拟合了一个线性混合模型，该模型具有调节误差大小、误差符号及其相互作用的预测因子，以及参与者的光源和随机截距和斜率。使用的数据是在参与者的可调节范围内获得的可调节误差和视力阈值(见图13A中的填充标记);排除中位瞳孔直径小于4毫米的试验。估计系数见补充表S6。我们发现，尽管置信区间很宽，但估计调节误差幅度对视力的影响会恶化，而且这种影响与零没有显著差异。较宽的ci可能反映了这样一个事实，即对大多数受试者来说，调节反应曲线线性部分的误差在量级上非常小。换句话说，受试者成功地调节了一定距离内的刺激，导致离焦值较小，并且在估计其对视力的影响时具有更大的不确定性。然而，参数估计仍然表明，对视力的总体影响是有害的，负调节误差每增加1度数，阈值就会降低0.10 logMAR [95% CI， -0.05至0.24;T (8.37) = 1.51;p = 0.168]，正调节误差每增加1屈光度增加0.12 logMAR [95% CI, 0.00-0.23;T (6.44) = 2.36;P = 0.053]。
补充表S6：线性混合模型结果在调节响应曲线的线性部分，作为光源、调节误差幅度、调节误差符号及其相互作用的函数。
光源对视力有显著影响。当调节误差为零时，459 nm光源的视力估计为0.04 logMAR (95% CI， -0.06至0.15)。与该光源相比，528 nm光源的视力阈值降低了0.11 logMAR [95% CI, 0.06-0.17;T (8.7) = 3.95;p = 0.004]，对于610nm光源为0.08 logMAR [95% CI, 0.02-0.14, t(8.7) = 2.72, p = 0.024]，对于宽带光源为0.09 logMAR [95% CI, 0.05-0.12;T (9.1) = 4.53;P = 0.001]。对每个光源估计的视力边际平均值的事后两两比较(即，平均值对调节误差幅度和符号的影响的平均值)显示，这些差异是一致的，并且存在于调节响应曲线的线性部分中发现的调节误差的小值中。我们发现459 nm光源的视力阈值比528 nm光源高0.11 logMAR [95% CI, 0.02-0.20;T (8.91) = 3.87;p = 0.017]，与宽带光源相比增加了0.09 LogMAR [95% CI, 0.02-0.15;T (8.74) = 4.34;P = 0.009]。与459 nm光源相比，610 nm光源的视觉视力也降低了0.08 logMAR，尽管这种差异并不显著[95% CI， -0.01至0.18;T (8.91) = 2.66;P = 0.100]。这意味着，在调节响应曲线的线性部分上，对于相同的调节误差值，最短波长光源的视觉视力比使用的任何其他光源都要差。在610nm、528nm和宽带光源的两两比较中没有发现显著差异。换句话说，至少在这种低亮度状态下，绿色和红色原色刺激的视力是相同的，但蓝色原色刺激的视力在Snellen视力表上差一行视力。
为了进一步探索调节误差和所用光源的影响，我们对获得的所有数据进行了线性混合模型拟合，包括比参与者的调节范围更近或更远的距离(见图13B，开放和填充标记)。由于数据的复杂性以及观察到的调节滞后(负误差)和调节超前(正误差)的影响差异，因此将数据集分开并单独拟合。对于正调节误差，当误差大于5.5 D且在1.2 logMAR左右时，视力阈值似乎达到饱和;因此，这些值(误差幅度> 5.5 D和视力> 1.2 logMAR)被排除在分析之外，以提高模型的聚散性。与之前的模型一样，我们排除了瞳孔直径中位数小于4毫米的试验，并将瞳孔直径预测器居中，使模型的截距在4毫米处。在保持随机效应的完整结构的同时，对两个数据集进行了几个模型的拟合，将可调节误差大小、瞳孔直径、光源和视网膜照度的不同组合用作单独或相互作用的预测因子。通过多次比较，可以确定，对于两个数据集，具有误差大小、瞳孔直径及其相互作用和光源预测因子的模型具有最大的预测能力和最低的AIC。两个数据集的拟合结果见补充表S7。
补充表S7：线性混合模型的正调节误差（上）和负调节误差（下）的视力结果，作为误差大小、瞳孔直径、它们的相互作用和光源的函数。
对于调节超前(补充表S7，顶部)，我们看到调节误差幅度对视力有显著影响，在瞳孔直径为4 mm时，误差每增加1 d，阈值就会下降0.21 logMAR [95% CI, 0.10-0.31;T (4.38) = 3.84;P = 0.016]。此外，瞳孔大小每增加1毫米，误差大小对视力的影响显著增加0.08 logMAR [95% CI, 0.02-0.13;T (5.39) = 2.78;P = 0.036]。这意味着，当参与者的瞳孔较大时，他们的视力会随着离焦的增加而受到更大的影响。在不同的光源之间没有发现明显的视觉视力差异，因此先前在调节响应曲线的线性部分内观察到的小调节误差的差异并不存在于较大幅度的正调节误差中。
对于调节滞后(补充表S7，底部)，我们看到误差幅度的增加对视力的影响较小，但没有达到显著性，阈值仅恶化0.06 logMAR [95% CI, 0.00-0.12;T (9.97) = 1.82;P = 0.098]误差每增加1屈光度，瞳孔直径为4mm。瞳孔直径每增加1 mm，调节误差效应增加0.04 logMAR /屈光度;然而，CI很宽，影响不显著[95% CI， -0.02至0.11;T (3.53) = 1.31;P = 0.268]。最后，与528 nm光源相比，459 nm光源的视觉视力阈值更高(即视力更差)0.07 logMAR [95% CI, 0.01-0.14;T (7.31) = 2.16;p=0.066]，宽频照明灯低0.07 (95% CI, 0.01-0.14;T (4.38) = 2.15;P = 0.086];然而，这些差异仅在0.10水平上达到显著性。
两种模型结果的差异可以解释为，负调节误差主要出现在调节响应曲线的线性部分，因为使用的最近距离不足以达到大多数参与者的调节范围的上限。实际上，我们可以看到调节响应曲线的线性部分和所有负调节误差数据的结果之间的相似之处。相反，大多数参与者在使用最远距离之前确实达到了其调节范围的下限，因此有更大范围的数据用于正调节误差拟合。然而，一些不同的结果可能是由于调节误差符号的内在差异造成的，正如我们所看到的，对于两个达到调节上限的参与者中的一个，当对刺激的适应不足时，视觉视力阈值增加的斜率较浅(见补充图S5，受试者2)。
讨论
在这项研究中，我们进行了三个实验，在这些实验中，我们测量了大多数未经训练的观察者在观察不同窄带灯光照射的目标并放置在不同距离时的稳态调节和瞳孔反应。
刺激谱对调节变异性的影响
我们发现，当目标的照明突然改变时，大多数参与者能够调节单色光，并且能够在与白光相似的变化情况下保持焦点，特别是在较近的距离。与早期的工作者一样(Charman & Heron, 2015)，我们发现调节反应的试验内变异性随着调节而增加。我们还发现，在给定距离下，波长较短的变异性略有增加，这可能反映了较大的LCA(参见图3C中较长的垂直误差条)。然而，我们发现宽带和窄带光源在观察者的调节响应随时间变化方面没有系统差异，并且宽带和绿色光源的试验内调节响应平均波动幅度相似。
这一发现与Kruger等人(1997)报告的一些结果相矛盾，因为他们的样本中有38%的人在远离强音状态调节的窄带目标(距离为0和5 D)时难以保持焦点，但他们可以准确地调节相同距离的宽带目标。我们的实验中包括了这些距离，我们发现在稳态调节中没有这种损害。相反，我们的结果与Atchison等人(2004)的研究结果一致，即对光谱带宽降低的目标的调节性反应并不比对宽带目标的反应变化更大，也与Charman和Tucker(1978)的发现一致，即参与者可以适应不同波长的窄带刺激，并像在白光下一样准确地保持焦点。值得注意的是，我们样本中的大多数参与者都是未经训练的天真观察者，因为Charman和Tucker(1978)的一个没有经验的观察者在没有额外训练的情况下无法调节窄带刺激。这似乎是合理的，今天，随着窄带led在数字显示器和照明光源中作为原色的日益普及，观察者有更多的经验调节这种类型的刺激，可以利用其他线索来确定适应变化的符号和幅度，以及保持焦点。由于led并非完全单色(光谱带宽约为20nm)，因此窄带刺激中仍可能存在一些残余的色差，这可能作为适应性提示。对于较短的波长尤其如此，因为LCA的影响在光谱的蓝端更大。然而，我们并没有发现对于短波长的调节更精确，事实上，对于这些光源，调节响应曲线作为距离函数的斜率是最浅的，响应的可变性更高。因此，没有证据表明在单个窄带光源内的任何残余色度模糊会影响受试者的适应能力。
调节补偿因LCA引起的离焦在近距离比远距离更好
我们的主要发现之一是，随着窄带光源的峰值波长减少，调节刺激响应曲线的线性部分的斜率变得更浅，这是由于目标放置在较近的距离时，对不同波长的调节差异增加造成的。换句话说，当参与者调节更近的目标时，他们改变调节反应以补偿眼睛LCA的程度会增加。在距离约0.5 D时，对不同波长的调节没有显著差异，但是，在大约4.5 D时，参与者的调节反应几乎完全改变了色差眼模型预测的程度(Thibos et al.， 1992)。这在所有三个实验中都是一个共同的发现，但是参与者之间存在相当大的差异，特别是在较远的距离上，因为即使在0.5 D或更远的距离上，一些受试者确实在一定程度上改变了他们的调节性反应来补偿LCA。
重要的是，这并不只是简单地反映了从距离到屈光度的非线性映射。以0.5 D (2 m)为中心的±0.1 D范围对应的距离为83 cm，以4.5 D (22 cm)为中心的相同范围对应的距离仅为1 cm。因此，在近距离时，以米为单位进行调整是很自然的。然而，对于LCA，它在屈光度上也更精确。作为一个具体的例子，色度眼模型预测，在650纳米处聚焦红色刺激所需的调节比在450纳米处聚焦蓝色刺激所需的调节多1.2 D左右。对于近4.5 D的刺激，我们的受试者对红色的调节能力确实比蓝色平均高出1.2 D左右。然而，对于0.5 D的远距离刺激，大多数人对红色和蓝色刺激的适应没有显着差异。因此，对于窄带刺激，远距刺激的屈光度调节误差平均较大，如图9所示。
这在一定程度上可能是因为对于波长较短的光照射的目标，观测者在较近的物理距离上到达了其可调节范围的远点。换句话说，调节响应曲线的典型滞后将开始发生在距离较近的短波长光，而不是长波长光，这可能导致斜率估计较浅。然而，在此饱和度适用之前，我们小心地将斜率仅拟合到每个光源的可调节响应的线性部分。因此，我们认为这不能完全解释我们的结果。
Charman和Tucker(1978)发现了一些类似的结果。他们测量了六名参与者在红光和蓝光下的调节反应曲线，发现至少有两名受试者在蓝光下的斜率较浅(468 nm)。然而，对于其中一个受试者，他们测量了对其他窄带光源(644 nm, 579 nm, 546 nm和503 nm)的响应，并没有发现除蓝色以外的调节函数斜率有显著差异，尽管在1 D和2 D的距离上，该受试者对红色(644 nm)的调节明显不足。他们的理论是，这种变化可以部分解释为眼睛的LCA随着晶状体度数的增加而增加。然后，他们对该参与者的眼睛LCA进行了客观测量，并观察到它每屈光度调节增加了约3%(0.03)，他们假设这可以解释该受试者的结果(尽管在1D和2D的最远距离测试中，即使经过这种调整，仍然存在蓝色过度调节和红色调节不足)。然而，在我们的样本中，我们发现参与者改变他们的调节反应以纠正LCA的程度增加了一个更大的因子，即每增加1度调节需求0.28 (95% CI, 0.08-0.45);因此，尽管LCA与调节的增加可能解释了我们结果的一部分，但它本身似乎并不能完全解释它们。Charman和Tucker(1977)提出，蓝光的斜率变化可能是由于较短波长的视力降低所致;然而，我们发现，在测试的其他光源之间(例如，红色和橙色)，斜率的差异也很显著，因此它似乎不是蓝光所独有的。
先前的研究发现，调节会增加LCA (Nutting & Larmor, 1997;Sivak & milllodot, 1974)，以及对不同观察者测量的LCA的个体间差异(Bedford & Wyszecki, 1957;Nutting & Larmor, 1997;Sivak & Millodot, 1974;Wald & Griffin, 1947)。尤其是西瓦克和Millodot(1974),使用一种使无色镜片纠正眼睛的LCA(贝德福德& Wyszecki, 1957)和主观测量最佳焦距的差异在不同波长之间的距离为0.6,3.0,和7.1 D。他们观察到的差异调节是波长的函数增加在所有人群的平均是0.40 D在最远的距离，0.65 D在最近的距离,一些观察人士之间存在可变性。如果我们对他们的数据进行线性拟合，我们看到LCA的增长率为每屈光度0.036(或3.6%)，类似于Charman和Tucker(1977)的结果。
当目标靠近时，参与者调节不同波长的准确度增加，如果我们考虑到我们的发现，瞳孔大小随着调节的增加而减小，增加眼睛聚焦的深度，这一事实可能是一个令人惊讶的结果。事实上，已经观察到瞳孔越大，眼睛的稳态调节反应就越准确(Ward & Charman, 1985);因此，当瞳孔在更远的距离上更大时，我们期望观测者在更大程度上补偿LCA。除此之外，在第一个实验中，目标的角尺寸随着它靠近观察者而增加，这将降低图像的高空间频率内容，并增加低空间频率的度数。先前的研究发现，稳态调节响应在较高的空间频率下更准确，而在较低的空间频率下误差较大(Charman & Tucker, 1977)，因此我们预计这一因素会导致在较近的距离上响应不太准确，但本实验的结果表明并非如此。
一种解释这些结果的可能性是，由于LCA在窄带光下显著降低，参与者正在利用其他线索来寻找不同波长的最佳焦距，而这些线索可能随着距离的变化而变化。具体来说，已经发现晶状体的微波动会随着运动自由度的增加而增加(Day, Strang, Gray， & Seidel, 2006;Kotulak & Schor, 1986;Stark & Atchison, 1997)，当平均调节为1 D时，在两个方向上覆盖大约0.02 D的范围，当调节响应为4 D时，增加到0.1 D的范围。这些微波动可以通过向调节控制机制提供负反馈作为调节的线索，本质上起着亚阈值模糊检测器的作用;因此，在更高的调节水平下，这些微波动范围的增加可能使视觉系统在目标颜色发生变化时更准确地找到每个波长的焦距，并且没有LCA引起的色差模糊。然而，这只是我们的推测，因为在文献中没有证据表明，增加的微波动幅度可以导致更高的调节精度;相反，在适应更近的目标时，经常发现一致的稳态误差(Plainis, Ginis， & Pallikaris, 2005)。
总的来说，我们的结果在文献中似乎是新颖的，尽管Charman和Tucker(1978)在他们的两个研究对象中有一些类似的发现。目前尚不清楚为什么参与者在调节窄带刺激时，在较近的距离上对LCA的正确率越来越高，需要在这一领域进行更多的研究来解释这些结果，并进一步探索观察者之间的个体差异。
宽带白光下的调节
我们的另一个发现是，在所有测试距离上，对白光的调节倾向于与中间波长重叠(见图6至9)。当目标被最高发光光谱功率在530至590 nm之间的白光照射时，在所有测试距离上，对相似峰值波长(527和588 nm)的窄带光源的调节相似。虽然斜率作为距离的函数比窄带光源更陡峭，更接近1，当调节需求从0.5增加到3 d时，调节从绿色略微转向橙色。在第三个实验中，通过使用三个窄带原色在相同亮度下创建宽带光源，在大多数距离测试中，调节似乎与红色光源(610 nm)或红色和绿色光源(528 nm)重叠。
之前的一些研究已经调查了在不同距离的宽频白光下视网膜聚焦的波长。Ivanoff(1949)发现,随着调节、波长保持在焦点在视网膜上减少,从0.5 D为600nm，500nm为2.5 D .同样,西瓦克和Millodot(1974)发现,重点从波长620纳米的距离0.7 D到530nm的距离7.1 D Ivanoff(1949)提出,这种变化波长焦点的距离可以解释宽松响应的滞后,带来一个“调节节约”的过程;也就是说，视觉系统使用眼睛的LCA来调节尽可能接近强光或静息状态，选择在近距离处调节较短的波长，因为它们需要最小的屈光能力，而在较远的距离处调节较长的波长。如果是这样的话，窄带光源的刺激-响应曲线会比白光更陡峭，这与我们的发现不一致。同样，Charman and Tucker(1978)和Jaskulski et al.(2016)也没有发现不同波长的窄带光的刺激-响应曲线比白光更陡峭。因此，似乎没有发生“预留调节”，这些早期的发现可能是由于眼睛的球差通常随着调节的增加而从远处的正变为增加的负值(Del Águila-Carrasco, Kruger, Lara， & López-Gil, 2020;Thibos, Bradley， & López-Gil, 2013)。当远处的球差为正时，通过瞳孔外围进入的光线会在视网膜前聚焦，因此波长较短的光线会更加失焦，而波长较长的光线会在靠近视网膜的地方聚焦。当调节增大，球差变为负值时，周围光线会在视网膜后聚焦，因此波长较长的内容会更加失焦，波长较短的内容会更加聚焦。因此，Ivanoff(1949)观察到的现象可能是由于眼睛的球差符号的变化导致视网膜中的光分布发生了变化，而不是由于视觉系统改变了白光中保持聚焦的波长。
我们的结果似乎表明，当调节白光时，保持聚焦的波长在527至610 nm之间，这与DeHoog和Schwiegerling(2007)的发现一致，即白光的最佳聚焦对应于单色光的最佳聚焦在590至610 nm之间。与绿色或橙色光源相比，我们发现白光的稍微陡峭的斜率更接近统一，这可能是因为LCA辅助调节导致的色度模糊。
调节和波长对瞳孔大小的影响
我们的另一个发现是，在窄带光源中，即使在亮度和角尺寸相等的情况下，稳态中位瞳孔直径也随着调节状态的增加和峰值波长的减小而减小(见图12)。波长对窄带光源的影响可以通过某些视网膜神经节细胞(内在光敏细胞RGCs [ipRGCs])中存在的黑视素光色素对瞳孔大小稳态控制的贡献来解释(Spitschan, 2019a;Spitschan, 2019 b)。虽然我们的刺激是为了给亮度通道提供相等的输入，但瞳孔大小的控制除了锥状光感受器外，还受到iprgc的强烈输入。与L-锥细胞和m -锥细胞相比，黑视素光色素对短波长的光更敏感，峰值灵敏度为480 nm (Enezi et al.， 2011);因此，在我们的实验中使用的波长较短的光比相同亮度的波长较长的光源对iprgc和瞳孔控制机制提供更大的刺激。
研究调节对瞳孔大小影响的文献提供了一个不太清楚的画面来解释我们的结果。虽然调节、集合和瞳孔收缩的三联动是一个公认的事实，但关于集合还是调节是近距离瞳孔反应的原因，存在相互矛盾的证据。一些研究发现，当集合和其他因素(如目标大小和对齐)得到控制时，仅调节不会引发瞳孔反应(Feil, Moser， & Abegg, 2017;Phillips, Winn， & Gilmartin, 1992;Stakenburg, 1991)。然而，其中一项研究测量的是动态而非稳态瞳孔反应，另一项研究没有直接测量调节，而是从视力测量中推断出调节。其他研究得出了相反的结论，发现是模糊驱动的调节而不是融合性聚散导致瞳孔收缩(Marg & Morgan, 1949;Phillips et al.， 1992;威尔逊,1973)。至于变化的程度，Marg和Morgan(1950)发现，在调节刺激下，瞳孔直径每屈光度平均变化0.48 mm，并且不随集合而变化，尽管目标接近意识等因素可能起了作用(Phillips et al.， 1992)。另一方面，O'Neill和Stark(1968)以及van der Wildt和Bouman(1971)都报告了在描述用于动态测量调节、集合和瞳孔直径的设备的设计和构造时，每屈光度增加0.17毫米的测量结果。尽管他们的实验有更仔细控制的参数(单目呈现目标并保持恒定的目标大小，沿眼轴对齐和亮度)，但他们的样本仅限于每个对象一个。在这里，我们展示了一个更大样本的结果，显示了类似的估计，稳态瞳孔直径减少0.16至0.18毫米每屈光度调节的目标，单眼观看，与受刺激的眼睛的轴对齐，并具有恒定的亮度和角度大小。此外，在我们的一个实验中，目标的视距离也保持不变，通过在眼睛前面放置透镜来调节。因此，我们的研究结果进一步支持了稳态瞳孔收缩可以由调节引起的观点，尽管变化率比以前一些研究报道的要小。
调节误差和波长对视力的影响
在调节响应曲线的拟线性部分，我们发现调节误差(即调节需求与中位数响应之间的差异)在任何方向上的幅度都高达1 D，尽管在我们的样本中调节不足更为普遍。一个有趣的发现是，并不是所有的被试都像文献中经常报道的那样，在接近目标时表现出一致的调节滞后(Nakatsuka, Hasebe, Nonaka， & Ohtsuki, 2003)，总体而言，刺激-反应曲线的形状和斜率在被试之间存在很大的可变性。此外，在第三个实验中，两名受试者在近距离时出现了1.5和2D的显著滞后，但他们的视力并没有受到这些调节误差的显著损害。事实上，在所有参与者的调节反应曲线的线性部分，我们发现调节误差对视觉视力阈值没有显著影响。
这是可能的，我们的测量不够精确，以捕捉调节误差和视觉视力之间的关系相对较小的误差范围。当参与者在不同空间频率的目标呈现时，瞳孔大小允许自由变化，因此调节反应不会是影响视网膜图像质量的唯一因素，并且当参与者观看对所获得的阈值更为关键的较小目标时，该反应的中位数可能不能代表视网膜图像的离焦。眼睛的景深也允许一些调节误差不会对视力产生有害影响。对于瞳孔直径在4到6毫米之间的情况，即使是高空间频率和单色光，景深也可以在0.4到0.5 D之间(Marcos et al.， 1999)，尽管已经获得了更高的估计(Wang & Ciuffreda, 2006)。例如，Jaskulski等人(2016)发现，当瞳孔直径为3.8 mm，目标尺寸为0.1 logMAR时，窄带光的主观景深约为1.19 D，多色光的主观景深略高。当然，即使是更高的估计也不足以完全解释所获得的结果，特别是在两个显示出显著滞后的受试者中。
最近，Labhishetty等人(2021)使用了几种客观和主观测量方法来测量眼睛的调节。他们发现，对于0到6D之间的目标距离，客观测量比基于视觉视力的主观测量具有更高的调节误差。特别是，使用摄影验光仪进行的测量给出了最大的测量滞后，大小在0.5到1.5 d之间。尽管有这些大的误差，主观测量表明，参与者准确地调节最大化视力的距离，主观误差要低得多，为0.15 d。这些结果与我们的相当。当我们使用摄影验光仪测量调节时，发现了相当大的误差(主要是滞后)，这似乎对视力没有有害影响。特别是，表现出更典型的大调节滞后的两名受试者，无论这些误差的大小，视力阈值都接近0 logMAR。
有人认为，当用摄影验光仪客观测量调节时观察到的一致误差(即滞后和超前)实际上可能是眼睛的球差的结果，特别是它的符号随调节的变化(Plainis等人，2005;Thibos et al.， 2013)。如前所述，大多数观测者的眼睛在远距离调节时往往表现出正球差，随着需求的增加而稳步下降，并在近距离时变为负值(Del Águila-Carrasco et al.， 2020)。这意味着周围的光线会在远处聚焦在视网膜前，在近处聚焦在视网膜后。由于摄影验光仪使用反射光在整个瞳孔中的分布来估计眼睛的屈光状态，因此他们可能比视觉系统更重视这些边缘光线，从而导致调节的明显超前和滞后，即使近轴光线在视网膜上正确聚焦(Thibos et al.， 2013)。因此，在我们的第三个实验中，在两个对象中观察到的较大的调节滞后可能是由于它们自己的球差和用于测量调节的方法。
虽然调节误差在调节响应曲线的线性部分很小，因此对视力没有显著影响，但我们确实发现了由所使用的光源引起的差异。与其他三种光源相比，蓝光的视觉视力明显较差。当调节误差为零时，人眼对蓝光的视力为0.04 logMAR;对于红色、绿色和宽带光源，视力值分别为-0.04、-0.07和-0.05 logMAR。由于对所有光源保持相同的亮度，给予相同的亮度(L+M)通道输入，视觉视力的差异不能用对不同波长的灵敏度差异来解释。蓝光较低的视力可以用较短波长的LCA造成的模糊来解释。对于不是完全单色的光谱分布，眼睛的LCA将在较短波长造成更大的离焦，这将反过来降低视网膜图像对比度，特别是在较高的空间频率。使用的蓝光在峰值波长459 nm附近的光谱带宽(FWHM)为20 nm，这将导致离焦差异为0.21 D。相比之下，即使绿色和红色光源的光谱带宽略大(分别为25和28 nm)，在各自光谱分布的带宽范围内，离焦差异仅为0.16 D和0.11 D。由于这种离焦是由眼睛的屈光随波长的固有变化引起的，因此仅靠调节响应是无法纠正的。此外，蓝光的平均瞳孔尺寸较小似乎不足以改善聚焦或图像的视网膜对比度。事实上，以前已经观察到，尽管在正常条件下，蓝色窄带光下的视力较低，但对眼睛LCA的补偿提高了阈值，使它们更接近于在绿色、红色和白色光下获得的阈值(Domenech, Seguí， Capilla， & Illueca, 1994)。然而，总的来说，我们的结果表明，蓝色的视觉视力阈值仍然在正常视力的范围内，并且与显示器的其他原色的差异很小(~ 0.09 logMAR)，因此在大多数实际应用中不太可能产生重大影响。
较短波长的LCA引起的离焦增加也可以解释与较长波长的光源相比，这些光源的调节响应的可变性增加。先前有报道称，调节微波动的大小随着图像模糊程度的增加而增加(Niwa & Tokoro, 1998)，随着对比度的降低而增加(Charman & Heron, 2015)，并与眼睛的聚焦深度相关(Yao, Lin, Huang, Chu， & Jiang, 2010)。较短峰值波长的窄带led造成的高离焦会降低视网膜图像对比度，增加聚焦深度，这可能会增加调节的微波动幅度，导致观察到的响应的试验内变异性更高。然而，我们没有发现所使用的宽带光源的变异性增加，尽管在这种情况下离焦和聚焦深度会更大(Jaskulski等人，2016)。Niwa和Tokoro(1998)先前发现，微波动随着图像模糊程度的增加而增加，但仅限于少量模糊。随着模糊幅度的继续增大，微波动幅度开始再次减小，并且在较高的空间频率下，微波动峰值处的模糊量更低。这些变化尤其发生在微波动的低频成分上，这是由睫状肌对晶状体的作用引起的(即受神经控制)，可能对调节控制更有意义(Charman & Heron, 2015)。随着模糊的增加，微波动可能会增加，以便作为调整的误差信号并提高响应的准确性。在焦深较高的情况下，微波动的幅度必须较高，以便为调节控制机制提供相同数量的错误检测信息。(Jaskulski et al.， 2016)。Niwa和Tokoro(1998)假设，当模糊超过一定阈值时，它就不能再被分辨出来，微观波动总体上减少，空间频率越高，这个阈值越低，因为它们更容易受到离焦的影响。因此，可能无法检测到宽带光源的LCA引起的较高离焦，从而导致微波动的幅度低于短波长的光源。值得注意的是，即使在控制了眼睛的平均调节状态后，也发现了这些反应变异性的差异，因为发现微波动随着调节的增加而增加(Day等人，2006;Kotulak & Schor, 1986;Stark & Atchison, 1997)，我们在本研究中证实了这一点。
有趣的是，白光下的视力阈值与窄带绿色和红色光源下的视力阈值没有显著差异。在宽频带白光下，LCA引起的色光模糊似乎不会损害视觉视力，即使我们的宽频带光源将所有三种原色设置为相同的亮度(因此色差模糊不会因较长和较短波长的发光灵敏度降低而减弱)。Domenech et al.(1994)发现了类似的结果:在LCA正常的情况下，白光下的视力与红、绿窄带光下的视力相似，对眼睛LCA的补偿并没有显著提高白光阈值。最近，Suchkov、Fernández和Artal(2019)还发现，矫正眼睛的LCA并没有导致预期的视力改善，而是略有下降(尽管没有统计学意义)，而且眼睛LCA加倍的影响比他们模拟预测的更有害。这些作者的进一步证据还表明，在高对比度条件下，矫正眼睛的LCA并不能提高视力，即使受试者有时间调节矫正后的LCA (Fernandez, Suchkov， & Artal, 2020)。因此，至少在高对比度条件下，视觉系统精确分辨小目标的能力不会受到LCA引起的色差模糊的损害。
最后，当考虑所有的视力测量值时，包括那些超出参与者调节范围的测量值，我们发现调节超前对视力有显著的有害影响，并且与瞳孔直径有统计学上显著的相互作用，因此大瞳孔的视力受离焦的影响比小瞳孔的更大。这与文献中先前的发现一致，即瞳孔越小，聚焦深度越深(Marcos et al.， 1999;Wang & Ciuffreda, 2006)。没有发现光源的影响，说明较大的离焦值对宽带和窄带目标的影响相同，包括蓝光。这也与先前的研究结果一致，即焦深随着视力的降低而增加(Tucker & Charman, 1975)，因此蓝光LCA引起的少量模糊将不再对视网膜图像质量产生影响。
结论
总之，我们发现相较于白光，窄带光照也可以成为调节性刺激，即使在大约4.5 D（22厘米）及更近的距离上，参与者也会逐渐调整调节反应以弥补眼睛的纵向色差。这一发现并不能完全由之前报道的每调制1 D调节纵向色差增加约3%的现象解释。这意味着对于在较近距离使用的显示器（如手机或计算机监视器），考虑显示主色的光谱分布及其对调节的影响可能比观看距离较远的显示器（如电视或电影屏幕）更为相关。我们发现窄带光照对视觉清晰度没有不良影响，只有蓝光会导致显著的恶化，原因是较短波长的显示主色导致的离焦范围较大。然而，蓝光中的视觉清晰度仍在正常视力范围内（约0 logMAR），这种微小的差异对于实际显示应用中对多种空间频率图像的使用影响不大。
致谢
由欧盟地平线2020研究和创新计划资助，Marie Skłodowska-Curie资助协议号676401，欧洲全视差成像培训网络。AF承认由英国工程和物理科学研究委员会资助的博士奖学金。出于开放获取的目的，作者已将知识共享署名(CC BY)公共版权许可应用于任何作者接受的来自此提交的手稿(AAM)版本。
商业关系:无。
声明：本文并非医学诊断建议也非眼部健康信息建议
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