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Farnsworth D-15 与 Munsell 100 色相测试:完整对比

这两个测试出自同一位研究者(Dean Farnsworth),并采用相同的排列测试设计。但它们并不能互相替代。下面讲清楚每一个究竟测量什么、各自适合回答哪类临床问题,以及你该做哪一个。

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一句话结论 —— 60 秒看懂

如果你想……就做……原因
快速筛查中度或重度色觉缺陷Farnsworth D-15快(每只眼 2 至 3 分钟),可分类红色盲/绿色盲/蓝色盲,常用于职业筛查。
检出轻度缺陷或监测已知病情Munsell 100 色相灵敏度高得多;给出可用于长期追踪的数值化误差分数。
通过警察、军队或 FBI 的体检D-15(他们采用的就是这个)职业筛查方使用 D-15。注意:FAA 已于 2025 年 1 月停止采用 D-15。
获得科研级的严重程度评分100 色相总误差分数(TES)是视觉研究和眼科领域的标准指标。

两者都可在以下页面免费在线进行: /farnsworth-d-15-test /farnsworth-munsell-100-hue-test

Farnsworth D-15 与 Munsell 100 色相测试的并排对比。D-15 显示排成一个圆圈的 15 个色块,色相步长约为 22.5 度。100 色相显示分布在 4 个托盘中的 88 个色块,色相步长约为 4 度。D-15 每只眼需要 2 至 3 分钟,灵敏度为 53% 至 80%;100 色相每只眼需要 15 至 20 分钟,灵敏度在 90% 以上。
同一套排列测试原理,分辨率却截然不同。100 色相 4° 的色相步长能捕捉到 D-15 22.5° 步长无法发现的轻度缺陷。

每个测试究竟测量什么

两者都属于排列测试:你把彩色色块按色彩顺序排好,而你出错位置的模式会揭示色觉缺陷的类型与严重程度。相似之处也仅止于此。

Farnsworth D-15 (1947 年)使用 15 个可移动色块外加 1 个固定参考色块,沿色环均匀分布。相邻色块之间的色相步长相对较大——约为色环上的 22.5°。这是有意为之的:Farnsworth 把 D-15 设计成一个快速的临床分类工具,用来把正常或轻度的色觉与中度或重度区分开来。他并没有试图精确地给严重程度分级,而是想造出一个诊所能在三分钟内完成的工具。

Farnsworth-Munsell 100 色相 (1943 年)更老、也更大。它使用 88 个色块,分布在 4 个托盘里,色相步长约为 4°——大约是 D-15 的五分之一那么细。如果说 D-15 问的是“这个人是否有明显的色觉缺陷?”,那么 100 色相问的就是“这个人在整个光谱范围内,究竟能多好地辨别色相?”答案是一个数值化的总误差分数(TES),从近乎完美(TES < 20)连续地映射到重度缺陷(TES > 400)。

可以这样理解:D-15 像一个烟雾报警器——给出“是/否”加上三个损伤等级。100 色相像一支温度计——给出可以长期追踪的连续读数。

测试设计一览

维度Farnsworth D-15Munsell 100 色相
色块数量15 个可移动 + 1 个参考88 个可移动(4 × 22)
色块间色相步长约 22.5°(粗)约 4°(细)
每只眼耗时2 至 3 分钟15 至 20 分钟
输出结果合格/不合格 + 红/绿/蓝色盲轴向总误差分数(连续,0 至约 1200)
灵敏度(相对色觉镜)约 53% 至 80%约 90% 以上
特异度约 97% 至 100%约 95%
能否检出轻度缺陷?较弱——常漏掉轻度绿色弱较强——能发现细微的色相辨别力下降
能否区分获得性与先天性间接(通过无规律的错乱模式)能——明显的蓝色盲轴向偏倚是获得性疾病的典型特征
在线版本可靠性中等——高饱和色块对屏幕差异有较强容忍度较低——精细的色相步长要求校准过的显示器
典型临床场景职业筛查(警察、军队、FBI),石原氏测试不合格后的复查青光眼/糖尿病视网膜病变/视神经炎的监测,视觉研究

灵敏度与特异度 —— 研究究竟怎么说

最常被引用的直接对比研究是 Hovis 等人的 “Comparison of the Farnsworth-Munsell 100-Hue, the Farnsworth D-15, and the L'Anthony D-15 desaturated color tests” (PubMed 8489445),1993 年发表于 Archives of Ophthalmology。受试的青光眼患者用三种测试都做了一遍。

关键发现是:D-15 与 100 色相产生了 高度相关的严重程度评分, 这意味着 D-15 并不只是 100 色相的“劣化版”——它捕捉的是同一个底层严重程度维度,只是分辨率更粗。D-15 更快,但更常漏掉轻度缺陷,而且在缺陷细微的受试者身上,类型分类的结果更不稳定。100 色相对轻度辨别力损失更灵敏,类型识别也更清晰,代价是耗时多出 5 至 6 倍。

用实际的话说:如果你 D-15 不合格,那你几乎可以肯定有一个真实的、中度或更重的色觉缺陷(高特异度,约 97% 至 100%)。如果你 D-15 合格,你仍可能有一个该测试没能发现的轻度缺陷(灵敏度约 50% 至 80%)。

这正是标准临床流程同时使用两者的原因:用 D-15 快速排除中度或重度缺陷,当你需要检出或监测轻度变化时,再用 100 色相(或 Lanthony 去饱和 D-15)。

各自能查出什么

D-15 适合检出

  • • 中度至重度的先天性红绿色觉缺陷(红色盲、绿色盲)
  • • 强烈的先天性蓝色盲缺陷(罕见,但在 D-15 上明确无误)
  • • 针对职业标准的合格/不合格判定
  • • 已知存在问题、只想对其进行分类时的快速筛查

100 色相适合检出

  • • 轻度先天性缺陷(绿色弱、红色弱)
  • • 由青光眼、糖尿病视网膜病变、药物毒性引起的获得性蓝色盲轴向缺陷
  • • 需要跨时间追踪的细微色相辨别力损失
  • • 研究、手术疗效研究或保险理赔所需的严重程度分级

临床医生如何选择

在典型的视光或眼科工作流程中,选择哪个测试取决于所要回答的临床问题。

患者在石原氏色图上不合格。 医生需要知道:这是红绿型还是蓝黄型?轻度还是重度?D-15 是标准的下一步。它只需 3 分钟,就能分类类型,并告诉你这个缺陷是轻度的还是有临床意义的。

患者正在接受青光眼监测。 蓝色盲轴向的色彩辨别力是进行性视神经损伤最早的征兆之一——往往在视野缺损出现之前就已显现。这里 100 色相才是正确的工具,因为你需要数值化的总误差分数来进行多年的追踪。出于同样目的,有时也会用耗时更少的 Lanthony 去饱和 D-15 来替代。

入职前的色觉体检。 用人单位会指定 D-15(或锥体对比测试,或 Waggoner CCVT——但很少用 100 色相),因为他们关心的是合格/不合格的阈值,而不是严重程度分级。为职业体检去做 100 色相是杀鸡用牛刀,也不会改变结果。

做黄斑手术的外科医生。 术前与术后的色觉变化需要精确测量。这种情况一律用 100 色相,因为你想检出的变化可能只有 30 至 50 个 TES 分点——在 D-15 上是看不见的。

成本与可获得性

实体的 Farnsworth D-15 套件大约售价 200 至 400 美元,在视光诊所、职业医学诊所和军队医疗单位都有广泛配备。Munsell 100 色相套件大约售价 1200 至 1800 美元,主要见于视觉研究实验室、大型眼科机构和医院的眼科门诊。

这个成本差异解释了很多临床实践。即便从科学上讲 100 色相是“更正确”的测试,临床医生仍会用 D-15,因为那是他们拥有的测试,也是能塞进一次 15 分钟门诊的测试。

两者的在线版本都是免费的。D-15 能较好地映射到数字环境,因为它的色相步长大;100 色相则明显更依赖屏幕,因为它的色相步长小到会受显示器色域和颜色校准的影响。

在线版本可靠吗?

诚实的答案是:大致可靠,但并不精确。 没有任何在线色觉测试能复现临床 D65 日光照明的光谱输出。屏幕色域、环境光、亮度设置、夜览/蓝光过滤、操作系统的颜色配置文件,甚至显示器的使用年限,都会影响你的眼睛实际看到的颜色。

话虽如此,有两个实用的发现:

  • 在线 D-15 相当稳健。 色块颜色高度饱和,因此即使显示存在瑕疵,色觉正常的人通常也能正确排列,而中度或更重缺陷的人通常会犯出特征性的错误。针对在线 D-15 变体的研究报告显示,相对临床基线其灵敏度在 70% 至 80% 区间——与印刷版测试在不完美照明下的表现相当。
  • 在线 100 色相则不那么可靠。 它 4° 的色相步长落在消费级显示器所引入的变异范围之内,因此色觉正常的人也常常得出比临床结果差 20 至 40 分的 TES。其模式(轴向偏倚)通常仍然成立;但绝对数值不成立。

任何一个在线版本都可用于自我筛查和满足好奇心。但凡涉及你的职业、医疗记录或保险,请去做临床版本。

你该做哪一个?

快速决策树:

  1. 石原氏测试不合格,想知道是哪一型? 做 D-15
  2. 怀疑有一个 D-15 可能漏掉的轻度缺陷? → 先做 Lanthony 去饱和 D-15 (更快,对轻度缺陷更灵敏),如果想要数值评分,再做 100 色相。
  3. 准备警察、军队或 FBI 的体检? → 做 D-15。他们采用的就是这个。
  4. 飞行员体检?FAA? → 两者都不做。自 2025 年 1 月起,FAA 已停止承认 D-15。目前获批的替代方案包括 CAD 测试和 Waggoner CCVT。请向你的航空体检医师(AME)确认现行要求。
  5. 正在接受青光眼、糖尿病或视神经疾病的监测? 做 100 色相 ——这正是为长期追踪获得性变化而设计的测试。
  6. 只是好奇? → 两个都做。加起来约 25 分钟,都是免费的,而且在两种不同分辨率下看到自己的模式,确实很有意思。

参考来源

  1. Hovis JK, Cawker CL, Cranton D, Lovasik JV (1993). Comparison of the Farnsworth-Munsell 100-Hue, the Farnsworth D-15, and the L'Anthony D-15 desaturated color tests. Archives of Ophthalmology, 111(5):642–645.
  2. Vingrys AJ, King-Smith PE (1988). A quantitative scoring technique for panel tests of color vision. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 29(1):50–63.
  3. Farnsworth D (1943). The Farnsworth-Munsell 100-Hue and Dichotomous Tests for Color Vision. Journal of the Optical Society of America, 33(10):568–578.
  4. Birch J (1997). Diagnosis of Defective Colour Vision, 2nd ed. Butterworth-Heinemann. Standard reference for both tests.
  5. National Eye Institute — Color blindness overview.

编辑说明。 本文综合了同行评审研究(见上文引用)、标准色觉参考教材(Birch,Diagnosis of Defective Colour Vision,第 2 版)以及来自视光培训资料的临床实践描述。本文并非由持照临床医生撰写,不能替代专业检查。如发现事实错误或过时引用,请来信 support@colorblindtests.net.

常见问题

它们测量的是不同的东西。100 色相测试灵敏度明显更高——它能发现 D-15 漏掉的轻度缺陷——但 D-15 的特异度更高(它几乎从不产生假阳性)。如果你需要在招聘或筛查场景里做一个快速的“是/否”分类,D-15 是正确的工具。如果你需要对严重程度进行分级,或长期监测后天获得性疾病,100 色相测试才是正确的工具。
在标准临床条件下,Farnsworth D-15 每只眼睛需要 2 至 3 分钟。Farnsworth-Munsell 100 色相测试每只眼睛需要 15 至 20 分钟以上,因为你要在四个托盘里排列 88 个色块,而不是 15 个。两者的在线版本由于交互上的额外开销,可能稍微更耗时一些。
有两个原因。第一,它使用 88 个色相色块,而不是 15 个,因此相邻色块之间的辨别步长更小——你必须区分更接近的色相,这就能捕捉到 D-15 放过的轻度缺陷。第二,100 色相测试会在整个色环上给出一个误差分数,而 D-15 只寻找一个二元的“主轴跨越”模式;细小但一致的误差会累积成有意义的 100 色相分数,却不会表现为 D-15 的不合格。
可以——colorblindtests.net 免费提供两者的在线版本。D-15 的结果能较好地对应到临床条件,因为它的色块颜色高度饱和。100 色相测试更依赖屏幕的颜色准确性,因为色块之间的差异更小;请使用经过校准的显示器,关闭夜览/蓝光过滤,并把在线 100 色相的结果视为近似值。
只有在你有特定理由时才需要——例如监测青光眼、糖尿病或视神经疾病引起的视觉变化,或者为某个明确使用 100 色相测试的职业做准备。对大多数通过 D-15 的人来说,100 色相不会改变实际结论。如果你怀疑自己有一个 D-15 漏掉的轻度缺陷,Lanthony 去饱和 D-15 是比完整 100 色相更快的替代方案。