ทฤษฎีกระบะทราย : ความลับโปรเกรสซีฟที่ซ่อนอยู่ในกองทราย
By Dr.Loft ,O.D.
“ทฤษฎีกระบะทราย” น่าจะเป็นวิธีที่อธิบายความซับซ้อนของโครงสร้างเลนส์โปรเกรสซีฟให้เห็นภาพได้ง่ายที่สุด
กระบะทราย” – คือพื้นที่ทั้งหมดบนหน้าเลนส์โปรเกรสซีฟ
หินกรวดและทราย” – คือภาพบิดเบือน (Aberration / Swimming effect) ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของโครงสร้างเลนส์ ยิ่งพูนหินกรวดและทรายให้สูงขึ้นเท่าไหร่ ความบิดเบือนของภาพก็ยิ่งรุนแรงเท่านั้น แน่นอนว่ามันพร้อมจะทำให้ภาพของวัตถุจริง “พินาศสูญ” จนใช้งานยาก หรือใส่ไม่ได้เลย
พื้นผิวเรียบเนียนกลางกระบะ” – คือพื้นที่ใช้งาน (Clear Zone) ที่เรามองเห็นได้คมชัด
ว่าแต่... ไอ้กรวดหินดินทรายพวกนี้ มันงอกมาจากไหน? แล้วมีวิธีจัดการกับมันอย่างไรได้บ้าง ?
หินกรวดและทรายเหล่านี้ มันเกิดจากกฎเหล็กที่ชื่อว่า Minkwitz’s Theorem ซึ่งบอกเราว่า “เราไม่สามารถหลีกเลี่ยงภาพบิดเบี้ยวด้านข้างได้” ยิ่งค่า Add (ค่าสายตายาวคนแก่) สูง ปริมาณทรายที่ต้องถูกถมไว้ด้านข้างก็จะยิ่งมากขึ้น
และถ้าปริมาณทรายเท่าเดิม (Add เท่ากัน) ความสูงของเนินทรายจะขึ้นอยู่กับระยะของ progressive zone lengt หรือระยะห่างระหว่างจุดมองไกลไปถึงจุดอ่านหนังสือ ซึ่งก็คือช่วงระยะที่มีการเปลี่ยนแปลงกำลังสายตานั่นเอง ยิ่งสั้นเท่าไหร่เนินทรายแห่งภาพบิดเบี้ยวก็สูงเท่านั้น ยิ่งยาวเท่าไหร่เนินทรายก็จะต่ำลง ส่วนสะพานที่เชื่อมระหว่างทั้งสองโซนไกล้-ใกล้นี้ เราเรียกว่า corridor (ทางเดิน/สะพาน)
สะพานสั้น (Short Corridor): โครงสร้างจะคอดกลาง กว้างที่ระยะไกลและใกล้ แต่เนินทรายด้านข้างจะชันและรุนแรงเหมือนภูเขาสูง ปรับตัวยากแต่เหลือบอ่านหนังสือได้ไว
สะพานยาว (Long Corridor): โครงสร้างโดยรวมจะสโลปนุ่มนวลกว่า เนินทรายจะต่ำ ภาพบิดเบือนน้อย ปรับตัวง่าย แต่ต้องออกแรงเหลือบตาลึกหน่อยเวลาจะอ่านหนังสือ
และนี่คือ “ทรายขั้นต่ำ” ที่ธรรมชาติของฟิสิกส์เก็บภาษีเราไว้ และไม่มีใครแหกกฎข้อนี้ได้
ทำไมเลนส์แต่ละค่ายถึงดีไม่เท่ากัน?
ในเมื่อ Minkwitz กำหนดโควตาทรายไว้แล้ว ว่า Add เท่านี้ต้องหอบทรายมากี่คิว แล้วทำไมเลนส์บางรุ่นถึงใส่สบาย แต่บางรุ่นกลับใส่แล้วอยากจะอาเจียน? ไอ้เลนส์ที่ห่วยๆ มันไปขนทรายเพิ่มมาจากไหน?
การทำความเข้าใจกับเรื่องนี้เราต้องแยกทรายออกเป็น 2 กอง
- ทรายภาคบังคับ (Minkwitz's Law): ทรายที่กฎฟิสิกส์บังคับให้มี หลีกเลี่ยงไม่ได้
- ทรายส่วนเกิน (Induced Aberration): ทรายที่งอกขึ้นมาเองจากความไม่แม่นยำของเครื่องมือ หรือความ "อ่อนซ้อม" ของผู้ออกแบบเลนส์ (Lens Designer) ที่จัดการกับกฎฟิสิกส์ไม่ได้ เช่น
- Base Curve Effect: การฝืนใช้ความโค้งหน้าเลนส์ที่ไม่แมตช์กับสายตา เลนส์ค่ายไหนที่ไม่อนุญาตให้สั่ง Base Curve ได้อิสระ (ด้วยข้ออ้างอะไรก็ตาม) ให้สันนิษฐานไว้ก่อนเลยว่า... อ่อนซ้อมไปหนึ่ง!
- Lens Tilt : มุมเทหน้าแว่น มุมโค้ง หรือระยะห่างตา (Vertex Distance) ที่ทำให้แสงไม่วิ่งผ่านศูนย์กลาง เกิด Off-axis Aberration จนเหนี่ยวนำให้เกิดสายตาเอียงแฝง (Unwanted Oblique Astigmatism) ถ้าซอฟต์แวร์ไม่ฉลาด หรือเครื่องฝน (CNC) ไม่ถึง ทรายกองนี้จะพูนสูงขึ้นจนใส่แว่นกรอบโค้งไม่ได้เลย
- Inset Mismatch: การเยื้องของโซนอ่านหนังสือไม่ตรงกับระยะห่างตาดำ (PD) จริงเวลาเหลือบ แทนที่จะได้พายเรือกลางแม่น้ำกว้างๆ กลับกลายเป็นต้องพายเรือชิดริมตลิ่ง กวาดตาไปข้างหนึ่งก็ติดคลื่น อีกข้างก็ชนตลิ่ง พอลืมตาสองข้างพร้อมกันก็เกิดอาการ “เรือจม” จนอยากเอาแว่นไปปาหัวหมา (กันหมากัด) มากกว่าเอามาใส่
⠀
กรวด vs ทรายละเอียด : หัวใจของเทคโนโลยี
สมมติว่าเราสามารถตัดทิ้งเรื่อง induced aberration ได้ ทีนี้มาดู "ความละเอียด" ของเม็ดทรายกันบ้าง ถ้า Minkwitz มีกฎบังคับว่าสัดส่วนของ Add/ทราย อย่างชัดเจน ว่าแอดดิชั่นเท่านี้ต้องแบกมวลทรายเท่าไหร่ แสดงว่า ทุกแต่ละแอดดิชั่นนั้น ต้องแบกมวลของทรายเท่าๆกัน แต่ทำไม แม้ว่าจะ addและcorridor เท่ากัน แต่เลนส์บางรุ่นมันดูเหมือนทรายเยอะ บางรุ่นดูเหมือนทรายน้อย ดังนั้นเราจะเจาะลึกไปที่“มวลสัมผัส” ของทรายกันบ้าง
กรวดหยาบ (Conventional Tooling) : เหมือนการขัดเลนส์ยุคเก่าด้วยหัวขัดใหญ่ๆ เกลี่ยทรายได้หยาบ รอยต่อไม่สมูท เกิดภาพกระโดด วูบวาบสูง มุมมองแคบ เพราะมี "โพรงอากาศ" ของความไม่ละเอียดแทรกอยู่เยอะ และ ด้วยความอยาบของมัน มันจะไปมีปัญญาจัดการอะไรกับ unduced aberration จาก base curve effect , lens tilt หรือว่า inset ดังนั้นภาพรวมมันก็เลยดูเหมือนว่าทรายเยอะกว่าอย่างไม่ต้องสงสัย
ทรายละเอียด (Freeform Technology) : ใช้หัวขัดเพชรระดับไมครอน (CNC) เจียรผิวเลนส์แบบจุดต่อจุด (Point-by-point) เกลี่ยทรายได้เนียนกริบ ลู่ไปกับผิวเลนส์ การกวาดสายตาจึงนุ่มนวลเป็นธรรมชาติ เนินทรายดูเตี้ยลงอย่างเห็นได้ชัด ทั้งที่มวลทรายเท่าเดิมแต่ใส่ง่ายกว่าเยอะ
เหล่าเลนส์เทพเขาเล่นทรายในกระบะยังไง ?
เมื่อกำจัดทรายส่วนเกินและบดทรายจนละเอียดแล้ว เลนส์ระดับไฮเอนด์ (เช่น Rodenstock) เขามีไม้ตายที่เรียกว่าการ “โกง Minkwitz” (แต่จริงๆ คือการบริหารจัดการของที่มีอยู่จำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด )
เขาใช้ Biometric จากเครื่อง DNEye Scanner สร้างแบบจำลองดวงตา 3 มิติ เพื่อดูว่าคนไข้คนนี้ Sensitive ต่อภาพบิดเบือนแค่ไหน
- ถ้าไม่ Sensitive (คนพายเรือท้องแบนในน้ำแล้วไม่ค่อยสนใจทรายในน้ำ) เขาจะเอาทรายจากเนินข้างๆ มา "โปรยลงน้ำ" (Umbilic line) ให้คนไข้พายเรือทับไปเลย เนินข้างๆ เลยดูเตี้ยลง พื้นที่ข้างๆ เลยกว้างขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ ดังนั้นที่ distortion ดูเหมือนจะต่ำกว่าเลนส์ที่มีค่า add เดียวกัน คล้ายจะโกง Minkwitz ไหม ? คำตอบก็คือเปล่า มวล ไม่ได้ไปไหน แค่มันย้ายจากบกไปอยู่ในน้ำ
⠀ - ถ้า Sensitive มาก (เรียกได้ว่า พายเรือท้องลึกโดนละอองทรายไม่ได้เลย) เขาจะใช้รถแบ็คโฮ (Backhoe) จกทรายออกจากลำคลองให้เกลี้ยง แล้วเอาไปโปะไว้ตรงตลิ่งไกลๆ ที่คนไข้ไม่ได้ใช้งาน เพื่อรักษาความใสของคลองให้ได้มากที่สุด
⠀ ⠀
ที่เจ๋งคือในการหาดัชนีความไวต่อสัมผัสจากมากสุดไปน้อยสุดนั้น เขาไม่ได้ทำหยาบๆ แต่เขาทำแบบ Smooth Gradient จาก lowest sensitive ไปถึง highest sensitive เข้าไล่กันแบบ smooth gradient ไม่ใช่แค่ soft ,hard ,balance แบบโบราณ
ยังไม่จบ...
หลังจากเทพเขาจัดการบดหินจนกลายเป็นทรายละเอียดชนิดที่ร่อนจนแทบจะเป็นน้ำโคลน กำจัดทรายส่วนเกิน (Induced Aberration) ทิ้งไป แถมยังโกง Minkwitz ด้วยการแอบโปรยทรายลงน้ำตามความ Sensitive ของแต่ละคนแล้ว... เขาก็ยังไม่หยุดแค่นั้น ! สิ่งที่เทพเขาทำต่อคือ...
เกลี่ยทรายตามพฤติกรรมการพายเรือ (Impression B.I.G. Individual)
พวกเทพเขาไม่บังคับให้เราไปพายเรือใน "คลองสาธารณะ" (ซึ่งเปรียบเหมือนแม่พิมพ์โครงสร้างเลนส์สำเร็จรูปแบบที่พวก Front Progressive ทั่วไปชอบทำกัน) แต่เขาให้คุณออกแบบ "คลองขุดของตัวเอง" ได้เลย!
ก็ในเมื่อบดทรายก็แล้ว เอาทรายส่วนเกินออกก็แล้ว เอาทรายโปรยลงน้ำให้ก็แล้ว ถึงตอนนี้ “ทรายที่ปรากฏอยู่ คือทรายที่จำเป็นต้องมีจริงๆ” ทีนี้ก็มาถึงไม้ตายของเหล่าเทพ นั่นคือ การออกแบบคลองตามนิสัยการพาย... ตรงไหนแค่พายผ่านรีบๆ ก็บีบคลองให้แคบหน่อยก็ได้ ส่วนตรงไหนชอบแวะพัก จอดแช่ใช้งานนานๆ ก็ขยายคลองโซนนั้นให้กว้างสะใจไปเลย
ในเชิงการออกแบบเลนส์ สิ่งนี้เรียกว่าการปรับแต่งตาม Personal Visual Demand เช่น ถ้าคนไข้เป็นสถาปนิกที่ต้องก้มดูแบบแปลนบนโต๊ะทั้งวัน (Intermediate/Near) ซอฟต์แวร์ก็จะทำการโกยทรายจากด้านล่าง หนีขึ้นไปกองไว้ด้านบนแทน เพื่อ "ระเบิด" พื้นที่ทำงานระยะใกล้และกลางให้กว้างที่สุด!
แต่ถ้าคนไข้เป็นสายลุย ชอบแอดเวนเจอร์โลดโผน ส่วนระยะใกล้มีไว้แค่ "ตอบไลน์" กับอ่านคอนเทนต์ของ ดร.ลอฟท์ ซอฟต์แวร์ก็จะไประเบิดตลิ่งช่วงมองไกลให้กว้างสุดลูกหูลูกตา แล้วย้ายทรายไปโปะทิ้งไว้ข้างล่างแทน⠀
ดังนั้น เลนส์รุ่นนี้เขาให้คุณเป็นคนกำหนดสัดส่วนคลองได้ด้วยตัวเองเลยว่า จะเอาพื้นที่แต่ละโซนกี่เปอร์เซ็นต์ ถ้านึกภาพไม่ออก เขาก็มีแบบจำลอง 3 มิติในซอฟต์แวร์ให้ดูประกอบด้วย
แจ๋วปะล่ะ! นี่เขียนอวยเขานะ แต่ไม่ได้สปอนเซอร์สักบาท (ฮา) เราแค่พูดไปตามเนื้อผ้า ในเมื่อเขาตั้งใจทำเลนส์ดีๆ คิดค้นพัฒนาไม่ยอมหยุด ให้เรามี "เลนส์เทพ" เอาไว้ดูแลคนไข้ของเรา... แค่นี้คนทำแว่นก็พอใจแล้ว
สรุป: คุณภาพไม่ได้ขึ้นอยู่กับเครื่องมือ แต่ขึ้นอยู่กับ "สมองและฝีมือ"
คุณภาพเลนส์โปรเกรสซีฟขึ้นอยู่กับ
- Software Capability: อัลกอริทึมในการ "เกลี่ยทราย" ของวิศวกร (Minkwitz Mitigation Algorithm)
⠀ - Machine Capability: ความแม่นยำของเครื่อง CNC ที่จะเสก G-code ออกมาบนผิวเลนส์ได้จริง
ก่อนจากกัน... ลองนึกภาพกองทรายสองกอง กองหนึ่งคือเด็กเล่นทรายตามยถากรรม อีกกองคือวิศวกรระดับโลกที่คำนวณมาอย่างดี ผลลัพธ์มันย่อมต่างกันราวฟ้ากับเหว แล้วเราจะยังบอกว่า "เลนส์โปรเกรสซีฟที่ไหนก็เหมือนๆ กัน" ได้อย่างไรล่ะโยม...
ดั่งที่อาตมาภาพ (อดีต) พระมหาสมยศ กิตติเมธี, ปธ.3 ได้แสดงพระธรรมเทศนามาพอสังเขป จึงขอฝาก “คาถากันเมาแว่น”ไว้ให้ท่องจำก่อนเสียเงิน ดังนี้
“มิงค์วิทซัง ปะระมัง สัจจัง” – กฎของ Minkwitz คือความจริงอันประเสริฐ เกิดเป็นโปรเกรสซีฟย่อมหนีภาพบิดเบือนไม่พ้น
“อะเบอเรชันนัง อะนิจจัง” – ภาพบิดเบือนทั้งหลายไม่เที่ยง
“อะเบอเรชันนัง ทุกขัง” – ภาพบิดเบือนทั้งหลายเป็นเหตุแห่งทุกข์ (เวียนหัว)
“อะเบอเรชันนัง อนัตตา” – ภาพบิดเบือนทั้งหลายไม่ใช่ตัวตน เราสามารถปรับแต่งและเกลี่ยทิ้งได้!
“ฟรีฟอร์มมัง ซีเอ็นซีนัง ปะระมัง สุขัง” – การใช้เทคโนโลยีเจียระไนระดับไมครอน เป็นเหตุแห่งความสุข (สบายตา) อย่างยิ่ง
ท้ายที่สุดนี้ ขอให้ทุกท่านจงสว่างไสวในลานสายตา กวาดตาได้อย่างไร้รอยต่อ ปราศจากภาพบิดเบือนมาเบียดเบียนรังควาน...
เอวัง ก็มีด้วยประการละฉะนี้แลฯ
⠀
เจริญพร
ดร.ลอฟท์ O.D.
ศึกษาเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบโครงสร้างโปรเกรสซีฟ
- 2 ปัจจัยที่ส่งผลรุนแรงต่อโครงสร้างโปรเกรสซีฟ : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/65
- กำเนิดโปรเกรสซีฟเลนส์ https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/63
-หลักพื้นฐานในการออกแบบเลนส์โปรเกรสซีฟ : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/96
-free form technolgoy : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/91
base curve effect : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/98
personal visual demand technology : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/99
