圖書館照明環(huán)境中電子閱讀視覺滿意度預(yù)測模型

郭琦，王立雄

(天津大學(xué) 建筑學(xué)院；天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點實驗室，天津 300072 )

中國新聞出版研究院在京公布的第十三次全國國民閱讀調(diào)查數(shù)據(jù)顯示:國民電子閱讀方式的接觸率為64.0%，電子閱讀行為的成年人中近九成為49周歲以下人群[1-2]?！半娮娱喿x”，英文簡稱E-reading(electronic reading)，指涉及數(shù)字化環(huán)境、設(shè)備、內(nèi)容的閱讀行為[3]。電子閱讀不僅僅只是指向靜態(tài)的圖文，還包括視頻、動畫、三維互動等形式的閱讀內(nèi)容[4-5]。電子閱讀媒體是指在帶有閱讀功能的手持設(shè)備上的閱讀，載體形式包括臺式電腦、筆記本電腦、手機、平板電腦、電子紙書等[6-7]。傳統(tǒng)的閱讀媒體為紙質(zhì)載體，一般為水平放置，通過光線反射實現(xiàn)閱讀。電子閱讀媒體一般與工作面有一定傾角甚至垂直于工作面放置，通過電子閱讀媒體屏幕發(fā)光實現(xiàn)閱讀。中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中并沒有針對電子閱讀媒體的特點提出相應(yīng)的設(shè)計要求。程翠玲等[8]論述了圖書館閱覽室中人工照明的視角與眩光問題，并提出閱讀者最佳視覺效果的措施。蔣新等[9]對圖書館建筑光環(huán)境的要求和標(biāo)準(zhǔn)及中國現(xiàn)有圖書館建筑普遍存在采光不足、光照度偏低現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行探討和分析，并給出建議。張智君等[10]研究了VDT屏面亮度和文件背景照度對視覺閱讀作業(yè)的影響效應(yīng)。牟曉非等[11]進行了環(huán)境照明對液晶顯示屏可讀性影響的實驗研究，得出最佳可見度水平的顯示屏面垂直照度范圍。Feng等[12]評估了背光照明和非發(fā)光電子閱讀器對視力下降患者的閱讀速度和舒適度的影響?？傮w上看，有系統(tǒng)、大規(guī)模、科學(xué)化的調(diào)查尚缺，有關(guān)電子閱讀媒體使用時的照明設(shè)計與讀者視覺舒適性角度的相關(guān)研究很少。

筆者以中國11個圖書館中電子閱讀媒體在圖書館閱覽空間中的使用狀況、讀者閱讀行為以及閱覽空間照明參數(shù)為對象，建立讀者電子閱讀主觀視覺滿意度的預(yù)測模型，探討圖書館閱覽空間照明客觀參數(shù)與讀者的主觀評價之間的關(guān)系。

1 調(diào)研內(nèi)容及調(diào)研方法

調(diào)研范圍為北京市、天津市和上海市，選取11個有代表性的大型公共圖書館和高等院校圖書館作為研究對象，如表1所示。調(diào)研內(nèi)容主要包含圖書館建筑閱覽空間功能分區(qū)、照明方式、照明光源類型、照明數(shù)據(jù)(0.75 m水平照度、垂直照度、45°斜面照度)，調(diào)研內(nèi)容和測試方法如表2所示。

表1 調(diào)研對象一覽表Table 1 List of survey objects

續(xù)表1

表2 調(diào)研內(nèi)容與調(diào)研方法Table 2 Research topics and methods

相關(guān)研究概念界定如下：

開放閱覽空間：指采用開架式布局布置閱覽分區(qū)的藏閱一體空間。

照明平均值：指為閱覽空間中所有閱讀活動創(chuàng)造一個充足照度的照明條件，以照度平均值為度量標(biāo)準(zhǔn)。

照明均勻度：指規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比，用來度量整個閱覽空間照度的均勻程度。

視覺滿意度：指讀者對閱覽空間使用電子閱讀媒體的視覺滿意程度，以調(diào)研數(shù)據(jù)中“非常滿意”的百分比值的整數(shù)部分為取值，取值范圍為[0,100]。

主觀問卷調(diào)查：每個圖書館隨機抽取50名讀者，填寫50份調(diào)查問卷，保證百分之百收回，讀者填寫調(diào)查問卷得到主觀評價數(shù)據(jù)，共收回550份有效問卷。

1.1 調(diào)查問卷的可信度分析

通過克朗巴哈α系數(shù)檢測調(diào)查問卷的可信度，結(jié)果如表3。α系數(shù)為0.822>0.8，可見，問卷可信度系數(shù)較大，問卷內(nèi)部設(shè)計一致性好，結(jié)論可靠度高，可用于分析研究視覺滿意度。

1.2 照明參數(shù)及讀者閱讀行為分析

通過對客觀數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，整理中國圖書館照明參數(shù)及視覺滿意度，如表4所示。

表4 照明參數(shù)及滿意度調(diào)查結(jié)果Table 4 The investigation results of the lighting parameters and satisfaction

根據(jù)現(xiàn)場記錄，圖書館閱覽空間中讀者使用電子閱讀媒體進行不同閱讀的習(xí)慣，包括水平面、45°斜面以及垂直面閱讀的比例分布如圖1所示。

圖1 讀者不同閱讀行為比例分布Fig.1 The distribution of readers' different reading

由表4可知：圖書館閱覽空間內(nèi)不同閱讀面的照度平均值分布比較離散，水平面照度平均值最大844 lx，最小191 lx，75%的數(shù)值接近600 lx，高于相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值[9]。45°斜面照度平均值和垂直面照度平均值中，50%的數(shù)據(jù)低于300 lx。不同圖書館開放閱覽空間中的不同平面照度，除了水平照度平均值大部分滿足相關(guān)規(guī)范要求，45°斜面照度和垂直照度沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值變化較大。

由圖1可知：圖書館開放閱覽空間使用電子閱讀媒體的讀者中，除了天津市圖書館新館，其他圖書館開放的閱覽空間中采用斜面閱讀的讀者占到70%以上，多是筆記本電腦、平板電腦等設(shè)備；小部分讀者采用水平閱讀方式，以手機閱讀為主，垂直閱讀多是臺式電腦和部分筆記本電腦。由此可見，斜面閱讀是讀者使用電子閱讀媒體的最主要閱讀方式，斜面照度對讀者閱讀的舒適性可能會有較大影響；電子閱讀媒體屏面傾斜角度在45°～90°之間應(yīng)作為后期研究重點范圍。

考慮調(diào)研中讀者不同閱讀方式的比例可能會對視覺滿意度結(jié)果產(chǎn)生影響，進行相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示，讀者視覺滿意度與不同閱讀面讀者閱讀比例顯著性值均大于0.05，因此，讀者視覺滿意度與調(diào)研不同閱讀面讀者閱讀比例不相關(guān)，視覺滿意度結(jié)果具有統(tǒng)計意義。

表5 視覺滿意度與讀者不同閱讀行為比例的相關(guān)性分析Table 5 Partial correlation analysis between the satisfaction and readers' different reading behaviors

2 視覺滿意度預(yù)測模型

研究中一個因變量與多個自變量存在線性相關(guān)關(guān)系，因此，采用多元線性回歸分析方法對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以建立視覺滿意度預(yù)測模型，探討因變量與多個自變量之間的關(guān)系。

模型中，假定自變量為獨立變量，以讀者視覺滿意度為因變量S建立兩個模型：照度充足度影響模型自變量以水平照度平均值為x1、45°斜面照度平均值為x2、垂直面照度平均值為x3，反映照明充足度對視覺滿意度的影響；照度均勻度影響模型自變量以水平面照度均勻度值為y1、45°斜面照度均勻度值為y2、垂直面照度均勻度值為y3，反映照明均勻度對視覺滿意度的影響，嘗試建立預(yù)測模型。

模型中n=11≤50，首先，對因變量S采用具有較高檢驗效能的Shapiro-Wilk Test法進行正態(tài)性檢驗，結(jié)果如表6，統(tǒng)計量為0.882，Sig值為0.110>0.05，可見，因變量S服從正態(tài)分布，可進行回歸分析。

表6 正態(tài)性檢驗表Table 6 Normal test results

2.1 照度充足度預(yù)測模型

表7可見，R為0.758,大于0.75,表明自變量與因變量之間具有較強的線性相關(guān)關(guān)系。R2為0.575，反映模型對樣本數(shù)據(jù)的擬合程度較好。

表7 模型總體參數(shù)表Table 7 Model Summary

通過對回歸方程樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗分析，如表8所示，F(xiàn)=31.53,P=0.005，可見，此回歸方程成立。

表8 回歸方差分析表Table 8 Anova

通過方差分析對方程中每個變量做回歸分析及顯著性檢驗，如表9。由表9可見，x1、x2、x3和常數(shù)項的顯著性概率為0.001<0.05，因此，x1、x2、x3和常數(shù)項均應(yīng)存在。

表9 回歸系數(shù)及顯著性檢驗表Table 9 Coefficients

故，多元線性回歸方程為

S=40.477+0.017x1-0 .164x2+0.224x3,S∈[0,100]

式中：S1為視覺滿意度；x1為水平照度平均值；x2為45°斜面照度平均值；x3為垂直照度平均值。

由根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)建立的方程可見，x1、x3與S為正相關(guān)關(guān)系，讀者視覺滿意度會隨著水平照度充足度和垂直照度充足度的增加而提高；而x2與S為負相關(guān)關(guān)系，讀者視覺滿意度會隨著斜面照度充足度減少而增加。可見，使用電子閱讀媒體時，斜面照度平均值對視覺滿意度的影響與水平照度平均值對傳統(tǒng)閱讀媒體的影響不同，應(yīng)作為后期研究重點。

2.2 照度均勻度預(yù)測模型

由表10可見，R為0.915，大于0.75,表明自變量與因變量之間具有很強的線性相關(guān)關(guān)系，R2為0.766，說明模型對樣本數(shù)據(jù)的擬合效果很好。

表10 模型總體參數(shù)表Table10 Model summary

對回歸方程樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗分析如表11，其中F=11.936，P=0.004，差異有顯著性意義, 此回歸方程成立。

表11 回歸方差分析表Table 11 Anova

通過方差分析對方程中每個因變量做回歸分析，結(jié)果如表12，y1、y2、y3和常數(shù)項的顯著性概率為0.018<0.05,因此，y1、y2、y3和常數(shù)項均應(yīng)存在。

表12 回歸系數(shù)及顯著性檢驗表Table 12 Coefficients

故多元線性回歸方程為

S2=18.826-231.831y1+204.884y2+

56.235y3，S∈[0,100]

式中：S為視覺滿意度；y1為水平照度均勻度值；y2為45°斜面照度均勻度值；y3為垂直照度均勻度值。

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)建立的方程可知，y2、y3與S為正相關(guān)關(guān)系，讀者視覺滿意度隨著斜面照度均勻度和垂直照度均勻度的增加而提高，斜面照度的均勻度對視覺滿意度的影響較大；而y1與S為負相關(guān)關(guān)系，讀者視覺滿意度隨著水平照度均勻度減少而增加。可見，使用電子閱讀媒體時，斜面照度的均勻度和垂直面照度的均勻度對視覺滿意度的影響應(yīng)作為后期研究重點。

3 結(jié)論

1)所調(diào)研圖書館閱覽空間照明環(huán)境設(shè)計大多僅考慮0.75 m閱讀面的水平照度平均值滿足建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不同閱讀面的照度平均值分布比較離散，水平面照度平均值最大844 lx，最小191 lx，75%的數(shù)值接近600 lx，高于相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值。45°斜面照度平均值和垂直面照度平均值中，50%的數(shù)據(jù)低于300 lx，45°斜面照度和垂直照度沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值變化較大，針對斜面閱讀面和垂直閱讀面照度參數(shù)也沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。因此，現(xiàn)有圖書館照明設(shè)計時，應(yīng)關(guān)注電子閱讀媒體使用的特殊性，針對電子閱讀媒體使用所需的相關(guān)照度參數(shù)有待進一步研究。

2)基于多元線性回歸分析理論和方法，對圖書館開放閱覽空間中讀者使用電子閱讀媒體的視覺滿意度與閱覽空間照明參數(shù)進行統(tǒng)計分析，得到照度充足度與照明均勻度不同程度上影響讀者視覺滿意度的預(yù)測模型。讀者視覺滿意度隨著水平照度充足度和垂直照度充足度的增加而提高；隨著斜面照度充足度減少而增加。讀者視覺滿意度隨著斜面照度均勻度和垂直照度均勻度的增加而提高，斜面照度均勻度對視覺滿意度的影響較大；讀者視覺滿意度會隨著水平照度均勻度減少而增加。

3)圖書館開放閱覽空間中，斜面閱讀是讀者使用電子閱讀媒體的最主要閱讀方式，斜面照度對讀者閱讀的舒適性有較大影響，因此，電子閱讀媒體屏面傾斜角度45°～90°應(yīng)作為后期研究閱讀舒適性的重點范圍；使用電子閱讀媒體時，斜面照度的充足度和斜面照度的均勻度對視覺滿意度的影響應(yīng)作為后期研究重點。