兒童人機(jī)交互界面色相差異運(yùn)用方法研究

蔣雨妤 饒錦鋒 史忠超

摘 要：基于兒童認(rèn)知特征的交互界面設(shè)計(jì)是當(dāng)前界面設(shè)計(jì)的主流。本文通過色相差異認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，探究8～12歲兒童對(duì)人機(jī)交互界面中色相差異的辨別認(rèn)知情況，總結(jié)出正確運(yùn)用色相差異進(jìn)行兒童人機(jī)交互界面色彩設(shè)計(jì)的方法。

關(guān)鍵詞：兒童認(rèn)知;色相差異;人機(jī)交互界面

目前有研究者提出以兒童認(rèn)知特征為中心的設(shè)計(jì)能幫助界面達(dá)到更高的交互效率，滿足用戶的需求。[1]色彩是兒童人機(jī)界面一項(xiàng)重要的組成元素，在進(jìn)行兒童人機(jī)交互界面色彩設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以兒童認(rèn)知特征為基礎(chǔ)。在色彩的三要素中，兒童對(duì)色相的認(rèn)知比對(duì)明度與飽和度更加深刻。在兒童界面色彩設(shè)計(jì)時(shí)常用色相差異的對(duì)比原理，使界面更加具有視覺沖擊力、重點(diǎn)更加突出。因此探究兒童相關(guān)色相差異認(rèn)知特征，為界面色彩設(shè)計(jì)提供參考，具有重要的意義。

1 兒童的色相差異認(rèn)知

色相由光的波長決定，是色彩三要素中最主要的特征，是一種色彩區(qū)別于另一種色彩的最主要的因素。把紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等色相以環(huán)狀形式排列，形成一個(gè)封閉的環(huán)狀循環(huán)，從而構(gòu)成色相環(huán)，亦稱色輪。[2]在色相環(huán)中色相取值范圍是0°到360°，每個(gè)角度代表一種色相。色相差異是指至少兩個(gè)不同色相的色彩存在于同一視野中而形成的視覺效果。各色相之間在色相環(huán)上相距的角度決定了色相差異效果的強(qiáng)弱程度，角度越大，差異效果越強(qiáng)，反之則差異效果越弱。[3]

在兒童認(rèn)知發(fā)展階段中，其對(duì)色彩的認(rèn)知主要從色相開始。據(jù)心理學(xué)家研究表明，學(xué)齡前兒童普遍喜愛艷麗明快的顏色，尤其是對(duì)比明顯的顏色。因此，為這一年齡段的兒童做設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)更多地使用明度高與純度高的色彩。8～12歲兒童隨智力水平的不斷提高，對(duì)色彩的認(rèn)知程度不斷增加，所認(rèn)識(shí)色彩的數(shù)量增加，對(duì)色彩詞匯的掌握數(shù)量增加。[4]在8～12歲兒童的認(rèn)知中，色相更易于區(qū)分，但目前缺少8～12歲兒童對(duì)人機(jī)交互界面中色彩的認(rèn)知能力的相關(guān)研究，使得設(shè)計(jì)師在進(jìn)行此方面設(shè)計(jì)時(shí)沒有參考，使用過于花哨或過于單一的色彩。

2 兒童色相差異辨別實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

探索兒童辨別認(rèn)知色彩色相差異的反應(yīng)時(shí)間、正確率與差異角度、干擾項(xiàng)的關(guān)系。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法與材料

研究采用被試內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，將干擾色相值和色相差異角度這兩個(gè)參數(shù)作為自變量，干擾色相值有0°、120°、240°這3個(gè)水平，色相差異角度有5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°這8個(gè)水平。以干擾色相值各個(gè)水平為起點(diǎn)，以色相差異角度各個(gè)水平為夾角，分別從正方向（逆時(shí)針）與負(fù)方向（順時(shí)針）取得兩個(gè)色相值為目標(biāo)色相值，共計(jì)48種測(cè)試條件，具體色彩值如表1所示。使用9個(gè)大小為38×38像素的色塊作為實(shí)驗(yàn)材料，其中一個(gè)目標(biāo)項(xiàng)與8個(gè)干擾項(xiàng)位置隨機(jī)，如圖1所示。

2.3 被試與實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)共選取30名（男15名，女15名）8～12歲兒童作為被試，所有被試視力或矯正視力正常，均無色盲色弱。實(shí)驗(yàn)設(shè)備是顯示器分辨率為1366×768的華碩計(jì)算機(jī)一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)程序由心理學(xué)實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)E-Prime控制實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，實(shí)驗(yàn)開始之前呈現(xiàn)指導(dǎo)語，為被試講解實(shí)驗(yàn)操作方法，并讓被試進(jìn)行一次或多次練習(xí)實(shí)驗(yàn)，直至確定能夠正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之后開始正式實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始呈現(xiàn)某一種測(cè)試條件下的9個(gè)色塊，要求被試根據(jù)色彩差異在其中分辨出與干擾項(xiàng)色彩不同的目標(biāo)項(xiàng)，并點(diǎn)擊。若認(rèn)為色彩均相同則點(diǎn)擊灰色的背景部分，即完成一次測(cè)試，隨即重復(fù)測(cè)試步驟，直到被試完成所有測(cè)試任務(wù)。實(shí)驗(yàn)過程中記錄被試的反應(yīng)時(shí)間和正確率。其中，反應(yīng)時(shí)間為9個(gè)色塊呈現(xiàn)到被試點(diǎn)擊目標(biāo)色塊或背景部分之間的時(shí)長;正確率為在某種測(cè)試條件下反應(yīng)正確被試數(shù)量與總被試數(shù)量的百分比。

3 結(jié)果與分析

在各干擾項(xiàng)水平上，不同的色相差異角度下，被試反應(yīng)正確率的變化情況如圖2所示。色相差異范圍在5°到25°之間，被試反應(yīng)正確率隨色相差異角度增大而增大，在25°以后達(dá)到100%并保持不變。其中在干擾項(xiàng)為紅色時(shí)，被試反應(yīng)正確率增大速度比藍(lán)色和綠色更快，在15°時(shí)反應(yīng)正確率就達(dá)到了98%，而干擾項(xiàng)為藍(lán)色和綠色時(shí)，被試反應(yīng)正確率增大速度大致相同。由此可得出結(jié)論：在色彩明度與飽和度保持不變，色相差異角度為25°時(shí)，兒童可以正確分辨兩個(gè)顏色為不同顏色。

篩選回答正確的被試反應(yīng)時(shí)間并按照拉依達(dá)準(zhǔn)則[5]剔除極端數(shù)據(jù)。在各干擾項(xiàng)水平上，不同色相差異角度下，被試平均正確反應(yīng)時(shí)間的變化情況如圖3所示。被試平均正確反應(yīng)時(shí)間隨色相差異角度的增加而減少，后逐漸趨于穩(wěn)定。其中在干擾項(xiàng)為紅色時(shí)，被試平均正確反應(yīng)時(shí)間減少速度略快于藍(lán)色和綠色。由此可得出結(jié)論：在數(shù)字界面中，相比綠色與藍(lán)色，兒童更能分辨紅色與其相近的顏色之間的差異。這與高秀娟總結(jié)相關(guān)研究后得出的結(jié)論——兒童辨認(rèn)色彩正確率順序依次為紅色、白色、黃色、藍(lán)色、綠色等，棕色、深藍(lán)等色相不是特別明確的顏色不是很容易被認(rèn)出，[6]具有一致性。

使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS分別對(duì)紅、綠、藍(lán)這3個(gè)干擾項(xiàng)水平下的色相差異角度與被試的正確反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果為：在紅色色塊為干擾項(xiàng)時(shí)，色相差異角度與被試的正確反應(yīng)時(shí)間之間的Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.494<0，顯著性值P=0.000<0.05;在以綠色色塊為干擾項(xiàng)時(shí)，色相差異角度與被試的正確反應(yīng)時(shí)間之間的Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.330<0，顯著性值P=0.000<0.05;在以藍(lán)色色塊為干擾項(xiàng)時(shí)，色相差異角度與被試的正確反應(yīng)時(shí)間之間的Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.357<0，顯著性值P=0.000<0.05。這表明在干擾項(xiàng)的各個(gè)水平下色相差異角度與被試的正確反應(yīng)時(shí)間之間具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，被試的正確反應(yīng)時(shí)間隨色塊間色相差異角度的增大而減小。

4 結(jié)語

本文主要通過一項(xiàng)色彩辨別實(shí)驗(yàn)，得出以下結(jié)論：在色彩明度與飽和度保持不變時(shí)，干擾項(xiàng)的各個(gè)水平下色相差異角度與兒童的正確反應(yīng)時(shí)間之間具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，被試的正確反應(yīng)時(shí)間隨色塊間色相差異角度的增大而減小;在色彩明度與飽和度保持不變，色相差異角度為25°后，兒童可以正確分辨兩個(gè)顏色為不同顏色;在數(shù)字界面中，相比綠色與藍(lán)色，兒童更能分辨紅色與其相近的顏色之間的差異。該結(jié)論為以兒童認(rèn)知特征為中心的人機(jī)界面色彩設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。在考慮使用色彩數(shù)量時(shí)，不同色彩色相之間角度必須超過25°才能被兒童識(shí)別出，否則在兒童的視覺下此界面顯得過于單調(diào)。若要通過色相差異使兒童的識(shí)別效率增加，可以考慮使用紅色，效果最佳。

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作者簡介：蔣雨妤（1995—），女，四川宜賓人，西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，主要研究方向：人機(jī)交互、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法等。

饒錦鋒（1979—），男，西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院講師，通訊作者，主要研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)、反求工程與快速制造等。

史忠超（1995—），女，河北唐山人，西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，主要研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)等。