關(guān)于聯(lián)覺(jué)效應(yīng)輔助盲人色彩感受的設(shè)計(jì)研究

郭 磊 張?zhí)K杭(中國(guó)美術(shù)學(xué)院 上海設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 210203）

在對(duì)于環(huán)境的感知過(guò)程中，顏色感受是必不可少的部分。而視障者（在本研究中狹指先天失明）對(duì)顏色感受缺失該如何去補(bǔ)償？本文先分析“色彩感受”，提出“輔助什么”和“怎么輔助”；再結(jié)合文獻(xiàn)，提出解決方案；并加以實(shí)踐總結(jié)。

一、色彩感受的本質(zhì)與視障人群調(diào)研

1.色彩感受的本質(zhì)

感知色彩是人類認(rèn)知世界的重要途徑之一，而色彩給予人的感受則受多方面影響。目前國(guó)外主流學(xué)術(shù)界多數(shù)主張將色彩認(rèn)知?jiǎng)澐譃槲锢韺傩浴⑸硖匦?、語(yǔ)言文化三個(gè)作用源；國(guó)內(nèi)學(xué)者張積家等人表示色彩的感受來(lái)源于物理-生理、認(rèn)知-智力、社會(huì)-文化；馮健親則在《色彩：理論實(shí)踐研究》中把色彩感受分為物理、生理、心理三個(gè)層面，歸納整理后不難發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外，對(duì)色彩感受的本質(zhì)都離不開三個(gè)層面——即當(dāng)我們看到一個(gè)顏色時(shí)，人體依次感受到物理色彩、生理色彩、心理色彩，且其關(guān)系式如下：色彩感受=物理感受+生理感受/心理感受。物理顏色表示顏色的客觀存在，是被測(cè)物經(jīng)反射與吸收光所形成的色感呈現(xiàn)；生理感受被劃分在自然科學(xué)范疇內(nèi)，是由視覺(jué)器官形成的色彩感受機(jī)制對(duì)外界顏色所產(chǎn)生的視覺(jué)結(jié)果；心理感受則是由生理與經(jīng)驗(yàn)加工后所得。視障者因缺失視覺(jué)器官無(wú)法接收到反射光信號(hào)，進(jìn)而無(wú)法有后兩項(xiàng)色彩感受。

2.視障者的色彩感受調(diào)研

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)記錄，我國(guó)約有視覺(jué)殘障者1 233萬(wàn)人，占?xì)埣踩丝倲?shù)的14.83%，按照視障程度，可分為先天失明群體、后天失明群體、尚有光感群體、法定盲人群體。為了獲知視障群體對(duì)于色彩感受輔助系統(tǒng)的相關(guān)意見，本研究積極向當(dāng)?shù)貧埪?lián)機(jī)構(gòu)尋求幫助，在第三方的幫助下，對(duì)100余位不同程度的視障者分發(fā)調(diào)研問(wèn)卷，問(wèn)卷內(nèi)容主要包括視障者對(duì)色彩相關(guān)的需求情況、人機(jī)交互習(xí)慣、購(gòu)買力與購(gòu)買習(xí)慣等三個(gè)方面，并加入了對(duì)筆、手機(jī)、遙控器等交互工具的使用經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，方便后續(xù)設(shè)備的使用設(shè)計(jì)。調(diào)研過(guò)程得到了積極的配合，回收共103份有效問(wèn)卷，通過(guò)大致的概率分析，根據(jù)不同的視障程度建立了四類用戶名片。并進(jìn)行分析，得出下列結(jié)論：

（1）主要用戶特征：青年人為主，后天失明人群比例高于先天失明人群，弱視群體與全盲群體占比相差不大。教育程度以初、高、本平均三段劃分；

（2）需求：近六成人群接觸過(guò)色彩相關(guān)活動(dòng)（考慮到青年人為主），七成群體對(duì)繪畫或音樂(lè)等形式感興趣，然而四成的用戶表示，并不會(huì)購(gòu)買能輔助感受色彩的設(shè)備；

（3）交互習(xí)慣：多數(shù)人都有使用“筆”的經(jīng)驗(yàn)(持懷疑態(tài)度），代替視覺(jué)感受色彩的方式主要還是以粗糙度為主——基于觸摸盲文的習(xí)慣，使用輔助儀器則主要為了分辨顏色。

在調(diào)研過(guò)程中我們了解了視障者日常感知事物主要依靠觸摸和聽聲音，即非視覺(jué)感受去代替視覺(jué)感受，那么色彩感受是否也能由非視覺(jué)感受所代替呢？帶著這個(gè)思路，我們進(jìn)行了進(jìn)一步研究。

二、聯(lián)覺(jué)效應(yīng)對(duì)色彩感受的輔助可能

1.聯(lián)覺(jué)效應(yīng)為輔助方式

經(jīng)文獻(xiàn)查閱，張積家指出能由概念機(jī)能彌補(bǔ)視覺(jué)機(jī)能缺陷，時(shí)琴琴認(rèn)為受語(yǔ)言文化影響視障者不會(huì)毫無(wú)顏色概念，可見不同感知模式間可以相互轉(zhuǎn)換與共鳴，其被稱為“聯(lián)覺(jué)效應(yīng)”。通過(guò)聯(lián)覺(jué)刺激感官共鳴，就有補(bǔ)償缺陷感覺(jué)的可行性，而它需要感官-意識(shí)的完整反饋機(jī)制的前提，并要求有信息錄入—調(diào)出的神經(jīng)基礎(chǔ)，當(dāng)普通人初食辣椒時(shí)，會(huì)將辣椒的基本屬性（形狀——錐形、顏色——紅、味道——辣）儲(chǔ)存至記憶庫(kù)中，再看到辣椒形狀時(shí)，會(huì)本能地從記憶庫(kù)中抽調(diào)顏色——紅、味道——辣等信息，同時(shí)聯(lián)覺(jué)于味覺(jué)器官，刺激唾液腺分泌唾液，這種共鳴構(gòu)成了聯(lián)覺(jué)基本形式。

視障者缺少視覺(jué)器官等同缺少一個(gè)輸入端，但仍有觸發(fā)聯(lián)覺(jué)的條件：當(dāng)視障者食用辣椒后并再次觸摸到辣椒形狀的物體時(shí)，同樣也能對(duì)味覺(jué)產(chǎn)生共鳴，其記憶庫(kù)中未有視覺(jué)帶來(lái)的顏色信息，而視障者的顏色概念還來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)、文化及教育，對(duì)顏色概念的判定能通過(guò)當(dāng)前語(yǔ)境補(bǔ)充。傳統(tǒng)對(duì)視障者的印象存在著聽覺(jué)、觸覺(jué)較常人更加敏銳的經(jīng)驗(yàn)，張?jiān)龌?、林仲賢在聽力對(duì)比實(shí)驗(yàn)后提出盲童的聽覺(jué)、觸覺(jué)辨別能力均高于正常兒童，且觸覺(jué)高于聽覺(jué)。視障者在生活中通過(guò)觸覺(jué)與聽覺(jué)來(lái)補(bǔ)償視覺(jué)，因長(zhǎng)期代替而更靈敏的觸覺(jué)與聽覺(jué)，證明了其代替視覺(jué)輔助色彩感受的可行性。

2.聯(lián)覺(jué)效應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c思路

為研究正常人的聯(lián)覺(jué)模式，從中尋找引誘視障者刺激的可能，對(duì)正常人進(jìn)行聯(lián)覺(jué)實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

人員需求：30名兒童（9～14歲，男女各占一半），15名美術(shù)專業(yè)人員；器材準(zhǔn)備：一次性塑料杯若干，暖壺及配套設(shè)備，一盒冰磚，液體溫度測(cè)試儀，不同顆粒度砂紙，音頻播放器，300色馬克筆與彩色鉛筆，白紙若干。

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程

將30名兒童以男女等比進(jìn)行分組，A組、C組人員不進(jìn)行任何引導(dǎo)性訓(xùn)練，B組人員則進(jìn)行色理基礎(chǔ)引導(dǎo)（色彩的色相、明度、純度三要素，色溫、長(zhǎng)短調(diào)性、色調(diào)等概念）。每人取一張白紙用以記錄，測(cè)驗(yàn)結(jié)束后回收。

①色彩與溫度聯(lián)覺(jué)實(shí)驗(yàn)。于平面上橫向放置排列7個(gè)透明塑料杯，杯內(nèi)通過(guò)開水、冰水比兌，使其溫度依次為，0，5，10，15，20，25，30（單位/攝氏度）并標(biāo)記好序號(hào)（1～7號(hào)）。由實(shí)驗(yàn)人員引導(dǎo)，三組成員孩童依次去觸摸杯身，然后在白紙上選擇馬克筆畫出觸摸溫度的色彩意象。并由輔助人員詢問(wèn)被測(cè)試者不同的溫度分別能夠聯(lián)想到什么事物？什么場(chǎng)景？哪杯水舒適？（為后續(xù)溫度控制區(qū)間做參考）再次打亂杯子的次序，重復(fù)觸摸，猜測(cè)水杯的次序。

②聲音與色彩聯(lián)覺(jué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了相同旋律不同調(diào)性的7個(gè)音頻，將音頻按調(diào)性由低到高順序播放，三組人員在白紙上選擇馬克筆畫出聽覺(jué)感受的色彩意象。錯(cuò)序播放，令三組人員對(duì)音頻進(jìn)行排序，以測(cè)試其聽覺(jué)判斷靈敏度。

③色彩與粗糙度聯(lián)覺(jué)實(shí)驗(yàn)。每組分發(fā)7張顆粒程度不同的紙，分別是打印紙紙與60，240，600，2 000，5 000，7 000（單位/目）的砂紙。各組人員依次去觸摸紙張，然后在白紙上選擇馬克筆分別畫出色彩意象。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)回收填色紙進(jìn)行歸納：

表1 聯(lián)覺(jué)效應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

進(jìn)一步分析做出以下小結(jié)：

①受訓(xùn)練程度不同，對(duì)色彩的敏感度與歸納程度也不同，隨著年齡增長(zhǎng)，聯(lián)覺(jué)效應(yīng)會(huì)逐漸趨向概念化；

②色彩心理感受的差異程度存在，不同人使用的色系也存在差異(測(cè)驗(yàn)中存在女性的高明度色系使用率更高，低齡兒童的高飽和色系使用率更高等想象）；

③色彩的生理效應(yīng)是心理感受的前提，而轉(zhuǎn)化或表達(dá)過(guò)程中存在失真，也同樣由于年齡與經(jīng)驗(yàn)，年齡越大失真越??；

④受測(cè)者基于生活經(jīng)驗(yàn)普遍對(duì)色彩-溫度的聯(lián)覺(jué)程度最高，且符合色溫標(biāo)準(zhǔn)。

三、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孟塞爾顏色模型是由美國(guó)藝術(shù)家阿爾伯特·孟塞爾（Albert Henry Munsell，1858－1918）在1898年創(chuàng)制的依據(jù)色彩的視覺(jué)的感知特點(diǎn)而建立的色彩分類體系，其將色調(diào)、明度、色度依靠人的視覺(jué)反應(yīng)等階劃分，因架設(shè)之科學(xué)使其成為國(guó)際上普遍采用的色彩模式。用于輔助系統(tǒng)中，分別對(duì)非視覺(jué)反饋形成索引（色相-溫度、明度-粗糙度、色度-音調(diào)）。原型機(jī)使用嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)，配合語(yǔ)音控制，使用者則通過(guò)掃描色彩得到聲音、粗糙度、溫度反饋，意以非視覺(jué)感受轉(zhuǎn)錄視覺(jué)感受。

通過(guò)10位不同視障者佩戴體驗(yàn)，收集以下反饋信息：①語(yǔ)音系統(tǒng)易受外界雜音干擾而識(shí)別不出，需要靠近設(shè)備才行；②掃描時(shí)的震動(dòng)反饋不強(qiáng)，只能微弱分辨低明度與高明度時(shí)的震動(dòng)；③溫度模塊需要提前預(yù)熱，變溫效率不理想，且集成精細(xì)上不容易散熱；④能感受到相對(duì)程度的區(qū)分，對(duì)于色彩的聯(lián)覺(jué)體驗(yàn)太過(guò)零碎難以有整體的感受；⑤佩戴的舒適度與便攜程度仍需進(jìn)一步改善；⑥聲音模塊工作時(shí)音量太大，影響了其他感官體驗(yàn)。不足之外，單從對(duì)感官的反饋來(lái)看，能夠?qū)ι实幕緦傩援a(chǎn)生相對(duì)性的辨別。但即使是生理感受也需要多個(gè)感官的同步共鳴才能產(chǎn)生和諧又整體的聯(lián)覺(jué)效應(yīng)，反觀本次輔助系統(tǒng)所營(yíng)造的感受反饋過(guò)于生硬，這還需要大量的適配與研究才行。設(shè)備產(chǎn)品上的改進(jìn)必須兼顧散熱問(wèn)題、集成問(wèn)題、舒適度，其需要我們進(jìn)一步的改進(jìn)。