VDT閱讀照明環(huán)境視覺(jué)舒適性研究

韓 珍

上饒幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校（江西 上饒 334000）

0 引言

當(dāng)今社會(huì)，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦等設(shè)備，已經(jīng)發(fā)展成為人們常見(jiàn)且普及的高科技產(chǎn)品[1]。人們通過(guò)這些產(chǎn)品看視頻、讀文字、聽(tīng)音樂(lè)，以達(dá)到溝通交流乃至自我學(xué)習(xí)的目的。這些都是典型的VDT設(shè)備，已成為目前社會(huì)上普遍流行的視頻、文字資料等閱讀載體[2]。在VDT閱讀流行的過(guò)程中，世界各國(guó)的眾多機(jī)構(gòu)已經(jīng)意識(shí)到不同照明條件帶給閱讀者的閱讀舒適性不同，因此也積極開(kāi)展了各類(lèi)研究工作，且取得了一些經(jīng)驗(yàn)效果。但是，這些研究都是從某一角度出發(fā)，而非整體的研究。鑒于此，文章以最常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)屏幕閱讀為研究對(duì)象，開(kāi)展研究評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)選取了較為常見(jiàn)的照明環(huán)境工作面照度、照明光源色溫、閱讀設(shè)備屏幕亮度、設(shè)備背景亮度及反射系數(shù)等四個(gè)要素進(jìn)行深入研究，綜合分析這四個(gè)方面對(duì)VDT閱讀照明視覺(jué)舒適度的影響。

1 主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

該次實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)了詳細(xì)的前期調(diào)研工作，并根據(jù)調(diào)研工作的內(nèi)容總結(jié)了一套比較典型的VDT閱讀照明視覺(jué)舒適度空間模型。實(shí)驗(yàn)空間的具體模型尺寸為長(zhǎng)10 m、寬5 m、高3.2 m。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的一面設(shè)置為玻璃窗加窗簾，剩余三面均為墻，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)頂都設(shè)置了亮度和色溫都可以調(diào)節(jié)的筒燈，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置了10臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備——計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程通過(guò)提前確認(rèn)各要素變換設(shè)置，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室頂部筒燈、更換設(shè)備表面面板及計(jì)算機(jī)自身功能等實(shí)現(xiàn)對(duì)四種照明因素的參數(shù)調(diào)節(jié)。

1.2 實(shí)驗(yàn)流程

（1）實(shí)驗(yàn)計(jì)劃安排。首先，按照實(shí)驗(yàn)背景的不同將該次實(shí)驗(yàn)分為“黑”“灰”“白”三大組，具體執(zhí)行過(guò)程依據(jù)拉丁方順序開(kāi)展，以減少表面面板的更換次數(shù)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。其次，提前設(shè)置10臺(tái)計(jì)算機(jī)的屏幕亮度，將其分為兩個(gè)檔次，一組（5臺(tái)）為180 cd/m2、另一組為100 cd/m2，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)也按照拉丁方順序選用。最后，通過(guò)控制系統(tǒng)中不同的程序編輯過(guò)程隨機(jī)地調(diào)控不同工況，具體的調(diào)整過(guò)程一共包括18種工況，這18種工況以6種不同的工作面照度與3種不同的光源色溫組合得出。

（2）實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程。①計(jì)算機(jī)表面面板參數(shù)確定：該次實(shí)驗(yàn)的采用“黑”“灰”“白”3組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的次序按照拉丁方順序確定。②安排實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)人員：將征集的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)人員安排到實(shí)驗(yàn)機(jī)房中的對(duì)應(yīng)位置，并給每人發(fā)放一個(gè)眼罩，并要求實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)人員佩戴好眼罩。③調(diào)整照明環(huán)境到既定條件：18種工況、工作面照度、光源色溫等按照既定的順序調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)條件。④讓評(píng)價(jià)人員自行摘下眼罩，在環(huán)境中適應(yīng)60 s后，開(kāi)始計(jì)算機(jī)VDT閱讀。特別要注意的是，在閱讀過(guò)程中，被試人員可以根據(jù)自身閱讀習(xí)慣隨意調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)備的屏幕文本、圖片大小。⑤實(shí)驗(yàn)時(shí)間為1 min，閱讀舒適度評(píng)價(jià)者在閱讀滿(mǎn)1 min后，實(shí)驗(yàn)組織者可以組織其對(duì)實(shí)驗(yàn)工況下計(jì)算機(jī)屏幕閱讀的感受進(jìn)行評(píng)價(jià)，并填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的調(diào)查問(wèn)卷。⑥待評(píng)價(jià)人員按照上述步驟完成18種不同工況的屏幕閱讀調(diào)查評(píng)價(jià)后，使用另一組提前調(diào)節(jié)成不同屏幕亮度的工況開(kāi)展實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)工作。直到實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)人員完成計(jì)算機(jī)工況評(píng)價(jià)。⑦實(shí)驗(yàn)組織者應(yīng)該按照既定的“黑”“灰”“白”3組實(shí)驗(yàn)順序開(kāi)展表面面板調(diào)整更換工作，進(jìn)一步進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，直至實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)人員再次完成兩組計(jì)算機(jī)上共計(jì)36種工況下的閱讀評(píng)價(jià)工作。⑧實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該次實(shí)驗(yàn)共計(jì)選擇了年齡在18～30歲的30名被試人員，男女比例各50%。且這些人身體健康、矯正視力正常，無(wú)色盲、色弱及眼部疾病等問(wèn)題。評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷中一共設(shè)置了7個(gè)類(lèi)別，具體包括：1非常不舒適、2不舒適、3輕微不舒適、4一般、5較舒適、6舒適、7非常舒適。實(shí)驗(yàn)共計(jì)得到3240個(gè)主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)這些評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)可知：評(píng)分均值最小值為3.42、最大值為5.25。總結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)果可以得出，評(píng)價(jià)者對(duì)計(jì)算機(jī)VDT閱讀照明環(huán)境的評(píng)價(jià)滿(mǎn)意度都在“輕微不舒適”和“舒適”間，其中在“非常不舒適”“不舒適”“輕微不舒適”的評(píng)分有18項(xiàng)，占20%；統(tǒng)計(jì)結(jié)果“較舒適”“舒適”“非常舒適”的評(píng)分有7項(xiàng)，占7.78%。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與討論

2.1 VDT閱讀環(huán)境照明要素重要性排序及優(yōu)選

給評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)結(jié)果建立視覺(jué)舒適度分類(lèi)評(píng)價(jià)模型，得出影響照明的要素從高到低依次為背景亮度（反射系數(shù)）、工作面照度、光源色溫、屏幕亮度[3-4]。

同時(shí)，研究評(píng)價(jià)結(jié)果可以得出：（1）該次30名評(píng)價(jià)者中，對(duì)工作面照度采用535 lx/300 lx組合的滿(mǎn)意度最高，同時(shí)照度組合選值中，數(shù)值靠近中間的組合總體要比數(shù)據(jù)靠近大、小兩端的數(shù)值組合滿(mǎn)意度要高，同時(shí)178 lx/100 lx組合得分未達(dá)到及格線。（2）在光源色溫評(píng)價(jià)結(jié)果中，平均值與最高值取值比較一致，具體結(jié)果：4 500 K優(yōu)于6 000 K，6 000 K優(yōu)于3 000 K。（3）屏幕亮度中的影響比例是在100 cd/m2時(shí)達(dá)到最高值。（4）背景反射系數(shù)中，按照均值排序是“黑”＞“灰”＞“白”，但最高得分最高值中“白”＞“灰”。所以，從VDT閱讀環(huán)境照明要素舒適度角度看，在照明環(huán)境不能調(diào)節(jié)時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕選擇以180 cd/m2為佳。同時(shí)，幾組光照實(shí)驗(yàn)中在辦公室及電子閱覽室等閱讀環(huán)境中照度選擇以300 lx/168 lx組合和500 lx/280 lx組合為宜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明最優(yōu)色溫是4 500 K，反射系數(shù)最好采用0.11的黑色背景。

2.2 VDT閱讀環(huán)境對(duì)照明舒適度的要求

在VDT閱讀環(huán)境調(diào)研過(guò)程中，對(duì)兩組計(jì)算機(jī)設(shè)備在3種不同影響因素在多種工況條件下的組合照明環(huán)境下得分均值進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：（1）光源色溫選擇4 500 K、背景反射系數(shù)選擇0.11，同時(shí)工作面照度選擇535 lx/300 lx組合時(shí)閱讀舒適度最好。（2）將該次評(píng)價(jià)做一個(gè)主觀界定，可以將得分在4（一般）以下的數(shù)據(jù)認(rèn)為是不舒適VDT閱讀照明環(huán)境，將大于4（一般）的評(píng)分作為VDT閱讀照明環(huán)境的舒適環(huán)境，其中5較舒適、6舒適的部分還可以進(jìn)一步整改，以繼續(xù)提升閱讀舒適度。在整改過(guò)程中，一定要考慮整改的可行性，其中必須考慮整改難度是否大，或整改過(guò)程花費(fèi)的資金是否值得等，可以在墻體或閱讀的其他環(huán)境中貼提高亮度的紙、增加臺(tái)燈等局部照明的方式調(diào)節(jié)屏幕亮度等，采取合適的改善措施。

2.3 VDT閱讀環(huán)境照明要素組合規(guī)律分析

由評(píng)價(jià)調(diào)查結(jié)果可知，不同影響因素的不同取值組合對(duì)VDT閱讀照明環(huán)境閱讀舒適度也不同，且可能存在很大的差別。所以，實(shí)驗(yàn)人員深入對(duì)比、分析了這四類(lèi)要素的評(píng)價(jià)結(jié)果。總體而言，對(duì)比分析可知：（1）若背景反射系數(shù)降低，則3級(jí)光源色溫的2級(jí)屏幕亮度環(huán)境中閱讀舒適度會(huì)提高；（2）照明光源的色溫選擇中高值時(shí)比低光源色溫帶給閱讀者更高的視覺(jué)舒適度；（3）中間照度的視覺(jué)舒適度比高、低照度的高[5]。

3 研究結(jié)論及閱讀照明設(shè)置建議

研究整體的實(shí)驗(yàn)工作數(shù)據(jù)可以得出，對(duì)目前最常用的在桌面上垂直放置的計(jì)算機(jī)VDT閱讀界面而言：（1）當(dāng)前辦公環(huán)境中的照明環(huán)境處于介“輕微不舒適”和“舒適”之間。（2）對(duì)VDT閱讀照明舒適度因素的影響大小為背景亮度（反射系數(shù)）＞工作面照度＞光源色溫＞屏幕亮度。（3）應(yīng)該選擇最優(yōu)因素組合提升閱讀的舒適度。一般而言，幾種因素的選擇值為計(jì)算機(jī)屏幕亮度180 cd/m2、照度在300 lx/168 lx到535 lx/300 lx間、色溫4 500 K、背景反射系數(shù)0.11（黑色）。（4）色溫為4 500 K、反射系數(shù)為0.11、工作面照度為535 lx/300 lx時(shí)的閱讀舒適度最高。（5）重新設(shè)計(jì)改造照明時(shí)，應(yīng)根據(jù)該次評(píng)價(jià)結(jié)果選擇對(duì)應(yīng)照明因素。按照環(huán)境氛圍、照明質(zhì)量等要求選擇光源色溫、背景反射系數(shù)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的工作面照度。實(shí)際的設(shè)計(jì)流程可以有4 500 K和6 000 K兩種色溫供選擇。在選用4 500 K時(shí)，可選0.11、0.76兩種反射系數(shù)及300～535 lx三檔照度；選擇6 000 K色溫時(shí)，可以選擇反射系數(shù)0.11、0.33及300～500 lx兩檔照度。（6）在優(yōu)化整改不達(dá)標(biāo)組合時(shí)，應(yīng)該考慮整改的難度和節(jié)約的問(wèn)題，通過(guò)在表面貼紙及利用臺(tái)燈照明燈附加照明設(shè)施調(diào)節(jié)屏幕亮度、更換背景反射系數(shù)、提高照度。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，文章分析研究了四種閱讀照明環(huán)境舒適度影響較大的因素組合，并以邀請(qǐng)真人實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的方式得出研究數(shù)據(jù)，最后按照模型或圖表的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，對(duì)不同因素不同取值的影響進(jìn)行深入分析和對(duì)比，進(jìn)而得出最佳的VDT閱讀照明環(huán)境屬舒適度范圍。與此同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)中VDT閱讀照明環(huán)境現(xiàn)狀，提出一些改善解決措施，希望通過(guò)研究幫助提升使用者舒適度，并為VDT閱讀空間的照明設(shè)計(jì)提供量化依據(jù)。該次實(shí)驗(yàn)對(duì)各要素的設(shè)置和調(diào)換中可能存在不足，需要進(jìn)一步完善和研究。