Формирование человеко-ориентированного светового режима на основе обратной связи от оптической системы мониторинга

Туранов С.Б., Коржнева Т.Г., Толкачева К.П.

Ссылка для цитирования:

Туранов С.Б., Коржнева Т.Г., Толкачева К.П. Формирование человеко-ориентированного светового режима на основе обратной связи от оптической системы мониторинга // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 12. С. 46–55. http://doi.org/10.17586/1023-5086 2026-93-12-46-55

Turanov S.B., Korzhneva T.G., Tolkacheva K.P. Formation of a human-centric lighting regime based on feedback from an optical monitoring system [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 12. P. 46–55. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-12-46-55

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Влияние динамического искусственного освещения с переменной коррелированной цветовой температурой на зрительное восприятие, когнитивную активность и психофизиологическое состояние человека в условиях контролируемой фотометрической среды. Цель работы. Установление количественных зависимостей между параметрами искусственного освещения и психофизиологическими показателями для формирования теоретической основы и последующей разработки человеко-ориентированных адаптивных световых режимов на основе оптической обратной связи. Метод. В условиях динамического светоцветового воздействия при фиксированной освещённости и переменной коррелированной цветовой температуры реализова на многоуровневая система оценки психофизиологического отклика человека. Для регистрации объективных маркеров, коэффициента открытости глаз, частоты морганий и диаметра зрачка применяется разработанный алгоритм компьютерного зрения. Основные результаты. Установ лено, что режим с коррелированной цветовой температурой 4000 К обеспечивает оптимальный баланс когнитивной эффективности и субъективного комфорта (p < 0,05), в то время как осве щение с коррелированной цветовой температурой 5000 К вызывает достоверный рост утомления и снижение зрительного благополучия. Последовательность смены коррелированной цветовой температуры в динамических сценариях существенно влияет на стабильность внимания и уро вень зрительного дискомфорта, что подтверждает необходимость учёта временной структуры светового воздействия при проектировании биодинамических систем освещения. Практическая значимость. Результаты работы создают методологическую основу для проектирования интел лектуальных систем биодинамического освещения, интегрирующих оптический мониторинг для адаптивной коррекции световой среды в офисных и образовательных помещениях.

Ключевые слова:

человеко-ориентированное освещение, невизуальные эффекты света, опти ческий мониторинг, коррелированная цветовая температура, биодинамическое освещение

Благодарность:

исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда 25-28 20162 (https://rscf.ru/project/25-28-20162/) и гранта в форме субсидии, выделяемого Департа ментом по научно-технологическому развитию и инновационной деятельности Томской области (Соглашение № 02/01/2026)

Коды OCIS: 330.0330, 330.5370, 150.2950

Список источников:

1. Heidari B., Abravesh M., Khodabakhshian M. Human centric lighting in office spaces: Daylight strategies and environmental influences on visual effects and circadian health // Building and Environment. 2025. V. 285. Part A. P. 113538. DOI:10.1016/j.buildenv. 2025.113538

2. Jung D., An J., Hong T. Exploring the relationship between office lighting, cognitive performance, and psychophysiological responses: A multidimensional approach // Building and Environment. 2024. V. 263. P. 111863. DOI:10.1016/j.buildenv.2024.111863

3. Климова Д.А., Рослякова С.В., Филиппов И.М. и др. Методология создания персонализированных адаптивных систем освещения для работников суточных смен // Светотехника. 2023. № 5. С. 16–23. Klimova D.A., Roslyakova S.V., Filippov I.M. et al. Methodology for creating personalized adaptive lighting systems for shift workers [in Russian] // Lighting engi neering. 2023. № 5. P. 16–23. DOI: 10.33383/2023-029

4. Рослякова С.В., Климова Д.А., Гофман О.О., Басов О.О., Быстрянцева Н.В. Модель влияния искусственного освещения на психофизиологическое состояние для использования в адаптивных системах управления освещением // Светотехника. 2025. № 2. С. 26–37. Roslyakova S.V., Klimova D.A., Gofman O.O., Basov O.O., Bystryantseva N.V. Model of influence of electrical lighting on psychophysiological state for use in adaptive lighting control systems [in Russian] // Lighting engineering. 2025. № 2. P. 26–37. DOI:10.33383/ 2024-089

5. Zhang N., Liu C., Peng Z. et al. Study on the psychophysiological responses under dynamic illuminance and its influence on light comfort // Journal of Build ing Engineering. 2025. V. 112. P. 113766. DOI:10.1016/ j.jobe.2025.113766

6. Петронюк Ю.С., Храмцова Е.А., Трофимова Н.Н., Ратновская А.В., Антипова К.Г., Пацаев Т.Д., Круп нин А.Е., Соколова В.В., Гурьева Т.С., Медникова Е.И. Роль спектрального состава повседневного освещения в провоцировании аметропии // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 2. С. 96–106. DOI:10.17586/ 1023-5086-2026-93-02-96-106

Petronyuk Y.S., Khramtsova E.A., Trofimova N.N., Ratnovskaya A.V., Antipova K.G., Krupnin A.E., Patsaev T.D., Sokolova V.V., Gurieva T.S., Mednikova E.I. Role of the spectral composition of everyday lighting in the ametropia provoking [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 2. P. 96–106. DOI:10.17586/ 1023-5086-2026-93-02-96-106

7. Гвоздев С.М., Кущ О.К., Сторожева В.А. Моделиро вание и расчет энергоэффективных систем интеллектуального освещения // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 12. С. 37–44.

Gvozdev S.M., Kushch O.K., Storozheva V.A. Modelling and design of energy-efficient intelligent-illumination systems [in Russian] // Journal of Optical Technology. 2010. V. 77. № 12. P. 764–769. DOI:10.1364/ JOT.77.000764

8. Figueiro M.G., Steverson B., Heerwagen J. et al. The impact of daytime light exposures on sleep and mood in office workers // Sleep Health. 2017. V. 3. № 3. P. 204–215. DOI:10.1016/j.sleh.2017.03.005 55

9. Choi H., Kim H., Hong T., An J. Examining the indirect effects of indoor environmental quality on task performance: The mediating roles of physiological response and emotion // Building and Environment. 2023. V. 236. P. 110298. DOI:10.1016/j.buildenv.2023. 110298

10. Bao J., Song X., Li Y. et al. Effect of lighting illuminance and colour temperature on mental workload in an office setting // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 15284. DOI:10.1038/s41598-021-94795-0

11. Mostafavi A., Xu T.B., Kalantari S. Effects of illuminance and correlated color temperature on emotional responses and lighting adjustment behaviors // Journal of Building Engineering. 2024. V. 86. P. 108833. DOI:10.1016/j.jobe.2024.108833

12. Roslyakova S.V., Klimova D.A., Gofman O.O., Basov O., Bystryantseva N.V. Model of influence of electrical lighting on psychophysiological state for use in adaptive lighting control systems // Light & Engineering. 2025. № 02–2025. P. 26–37. DOI:10.33383/2024-089

13. Брагина Т.В., Климова Д.А., Лаушкина А.А., и др. Исследование влияния режимов освещения на работоспособность человека с учетом естественного освещения: опрос и эксперимент // Светотехника. 2024. № 3. С. 51–63. Bragina T.V., Klimova D.A., Laushkina A.A., et al. Study of the influence of lighting modes on human performance taking into account natural lighting: survey and experiment // Light & Engineering. 2024. № 3. P. 51–63. DOI: 10.33383/2023-086

14. Houser K.W., Esposito T. Human-centric lighting: Foundational considerations and a five-step design process // Frontiers in Neurology. 2021. V. 12. DOI:10.3389/fneur.2021.630553

15. Madias E.-N.D., Christodoulou K., Androvitsaneas V.P. et al. The effect of artificial lighting on both biophilic and human-centric design // Journal of Build ing Engineering. 2023. V. 76. P. 107292. DOI:10.1016/ j.jobe.2023.107292

16. Cho H., Kim K.R., Lee K.S. Human-centric lighting intelligence: A Data-driven framework for multi variable response analysis and cluster-based prediction // Building and Environment. 2025. P. 114106. DOI:10.1016/j.buildenv.2025.114106

17. Pereira M.O.K., Almeida B.F., Bolzan T.E. et al. Adjustable lighting system based on circadian rhythm for human comfort // Journal of Optics. 2022. V. 51. № 4. P. 1028–1037. DOI:10.1007/s12596-022-00874-4

18. Гвоздев С.М., Карабин А.Б., Ливенцова А.А. Возможности регулирования световых характеристик осветительных приборов на базе белых и цветных светодиодов // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 7. С. 47–53.

Gvozdev S.M., Karabin A.B., Liventsova A.A. Possi bilities of adjusting the light characteristics of illuminating devices based on white and colored LEDs [in Russian] // Journal of Optical Technology. 2010. V. 77. № 7. P. 442–446. DOI:10.1364/JOT.77.000442

19. Boyce P.R., Eklund N.H., Simpson S.N. Individual lighting control: task performance, mood, and illuminance // Journal of the Illuminating Engineering Society. 2000. V. 29. № 1. P. 131–142. DOI:10.1080/00994 480.2000.10748488

20. Yin Z., Liu B., Hao D., Yang L., Feng Y. Evaluation of VDT-induced visual fatigue by automatic detection of blink features // Sensors (Basel). 2022. V. 22. № 3. P. 916. DOI:10.3390/s22030916