高速公路導視系統(tǒng)中的漢字字體設(shè)計

張紅

（商洛學院 藝術(shù)學院，陜西商洛 726000）

高速公路導視系統(tǒng)是保證車輛安全、高速通行的重要設(shè)施。“近30年來，我國高速公路發(fā)展速度令世界矚目。1985年之前，我國高速公路建設(shè)尚未起步；到2014年末，我國高速公路里程已達到11.2 萬千米，居世界第一。”[1]高速公路導視系統(tǒng)由圖形、文字和版式三部分構(gòu)成，其中文字信息在傳達中起決定作用。歐美國家城市進程較快，道路設(shè)施相對完善，道路導視中的字體設(shè)計發(fā)展成熟。瑞典、奧地利、英國以德國“DIN”字體為基礎(chǔ)，繼承或改良發(fā)展為本國導視系統(tǒng)字體；西班牙使用的是Carretera 字體；美國、加拿大兩國的一些地區(qū)（如得克薩斯、賓夕法尼亞、多倫多和不列顛哥倫比亞?。┦褂玫氖荂learview 字體；丹麥路標的標準字體是在英國路標字體Transport 基礎(chǔ)之上再設(shè)計的；日本1968年使用的是專為高速公路設(shè)計的“公團文字”，2011年改為和文字體。目前，我國尚沒有一款針對道路導視設(shè)計的中文字體，與發(fā)達國家相比，我國道路導視中的字體設(shè)計尚處于起步階段。國外相關(guān)文獻主要是針對西文拉丁字母的研究，而我國相關(guān)文獻主要集中在交通工程等工科專業(yè)，其研究焦點以導視中漢字可視性、字高，以及導視排版、信息密度為主，從漢字識別角度探討高速公路系統(tǒng)中漢字字體設(shè)計的研究欠缺[2-8]?？傮w上，我國高速公路導視漢字字體的設(shè)計無論是在實踐方面，還是在理論研究領(lǐng)域均落后于發(fā)達國家。基于此，本文以藝術(shù)設(shè)計學、視覺心理學相關(guān)理論為依據(jù)，對駕駛員識別中的視認知過程、識別特點和識別差異性進行分析，結(jié)合相關(guān)視覺試驗對西商高速公路導視漢字字體進行探究，期望提出可行的字體設(shè)計方法。

一、高速公路導視漢字字體識別及特征

“目前，我國高速公路導視中使用的字體是華文大黑，這是一款屏幕用字，是為解決電視播放而設(shè)計的。”[8]用于我國高速公路導視并不合適。屏幕用字與高速公路導視用字在下列幾個方面有所區(qū)別：一、靜動兩種視覺環(huán)境不同；二、發(fā)光與給光兩種載體不同；三、視距不同；四、閱讀方式不同。屏幕用字連貫性強于導視用字，導視用字識別過程中點狀文字識別大于屏幕的線性文字識別。在點狀文字識別的過程中，主要依賴于對文字外輪廓的識別，線性文字識別的過程更多的是“一目十行”的經(jīng)驗性連貫識讀。點狀符號信息在識讀過程中，對每個文字的識別度要求高于線性文字。因此，高速公路導視中漢字的識別是設(shè)計標準字體的關(guān)鍵所在。

高速公路導視漢字的識別受人、機、環(huán)境的影響。高速公路駕駛員動態(tài)識別環(huán)境相對復雜，影響因素包括內(nèi)部因素和外部因素兩種。車輛高度、行駛速度為影響駕駛員識別的內(nèi)部因素；天氣、光線、反光膜、路況等都屬于影響駕駛員識別的外部因素。駕駛員是高速公路導視系統(tǒng)識別的認知主體，車輛行駛過程中駕駛員的視認過程、視認特點、視變率是影響高速公路導視識別的主要因素。通過對滬陜高速商洛至西安段高速公路導視識別的研究發(fā)現(xiàn)，高速公路導視系統(tǒng)中的漢字識別對象主要是駕駛員，其識別過程具有動態(tài)識別、整字識別和差異性識別的特征。

（一）動態(tài)識別特征

高速公路環(huán)境下，駕駛員在識別導視系統(tǒng)時具有一定視認過程。如圖1 所示，駕駛員在行駛過程中來到點A 發(fā)現(xiàn)導視，在點B 開始認讀，在點C 識讀完畢，之后執(zhí)行相應(yīng)的駕駛行為，在點F 之前行動完畢。通過此圖可得知，指路導視上的信息被認知是需要一個時間段的，這個時間段就是司機的視認距離。視認距離中駕駛員的視力受車速影響，“駕駛?cè)嗽谛熊囍械囊暳κ请S相對運動速度的加快而變化，車速越快，視力下降越大。車速提高三分之一，視認距離將減少三分之一”[9]。

圖1 駕駛員對導視的視認過程

高速公路導視中駕駛員的視認知還具有動態(tài)視覺的特征。動態(tài)視覺的環(huán)境不同于靜態(tài)視覺，駕駛員在動態(tài)視覺的狀態(tài)下，車輛在行駛中，不停地上下顛簸，視點一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)。再加上高速公路交通外部天氣、光線變化、反光膜等環(huán)境因素，高速公路導視中字體識別處于模糊狀態(tài)。高速公路導視漢字識別要在一定的視認距離和動態(tài)視覺的基礎(chǔ)之上進行，在具體的設(shè)計實踐中，應(yīng)利用具體的藝術(shù)設(shè)計手法，加強漢字字體設(shè)計的結(jié)構(gòu)、輪廓、筆畫粗細等細節(jié)，從而加強高速公路導視中字體設(shè)計的清晰度。

（二）整字識別的特征

高速公路導視上的文字多為地名、數(shù)字、指示性信息，信息清晰明確，信息含量少。通過對西商高速30 個導視牌的研究，根據(jù)《通用規(guī)范漢字表》的常用字集確定高頻字占總字數(shù)的90%。高頻字使用數(shù)量多于低頻字。高頻字和低頻字的識別方式有所不同，駕駛員在高速行駛的環(huán)境中對導視中的高頻字趨向于整字識別。格式塔心理學認為：“人的視知覺行為具有整體性，對于事物特征的識別不是由各個部分簡單相加，而是由事物整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定的，也就是說，視知覺不是感覺元素的集合，而是在事物所有特征共同刺激下呈現(xiàn)出的一個總體印象?！瘪{駛員在識讀導視上的高頻字時依賴經(jīng)驗，對其輪廓特征進行整字識別；遇到低頻字時，才會關(guān)注到文字筆畫的細節(jié)并進行深入識讀。日本高速公路導視有名的和文公團文字，就是依據(jù)視覺心理學“視覺完形”的理論，在設(shè)計初期注重這款文字與駕駛員心中的字形相吻合，省略掉了文字筆畫細節(jié)，強調(diào)文字輪廓特征，將文字直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮槌橄蟮姆?。圖2 為和文公團文字中的“環(huán)”“永”和“鷹”字，在此款和文字體設(shè)計中，設(shè)計師減省了“環(huán)”字的“捺劃”；省略了“永”字的“折勾”；刪除了“鷹”字大量副筆畫，保留了主筆畫，從遠處觀看此字時，能確保駕駛員對文字輪廓特征的識別。從交通心理學的角度來講，駕駛員在高速路上駕駛交通工具時，最主要的任務(wù)還是安全駕駛，對道路右側(cè)導視信息的識讀，是相對次要的關(guān)注點，因此，進行信息識讀時偏向于整字識別，也就是根據(jù)漢字結(jié)構(gòu)輪廓去識讀，忽略漢字筆畫細節(jié)。

圖2 日本高速公路和文公團文字

（三）差異性識別的特征

高速公路導視中駕駛員的視認知具有差異性特征。視覺心理學研究成果表明，高速公路導視中司機的年齡、性別、視高度和視野、視力、反應(yīng)能力都會影響到對漢字信息的識別。在眾多因素中，年齡是影響駕駛員視認知與反映速度的主要因素。通常18～20 歲是駕駛員視力最好的時候；20～25 歲反應(yīng)速度快；25～40 歲的駕駛員視變率和反應(yīng)速度比較穩(wěn)定；40～65 歲視力和反應(yīng)速度均下降。在具體設(shè)計實踐中要考慮駕駛員視覺的差異性。除了視認知和反應(yīng)速度的原因外，視野也是影響駕駛員識別差異性的原因所在。根據(jù)人體工程學對視野的研究，當眼睛和頭部同時轉(zhuǎn)動時，左右方向轉(zhuǎn)動的最適宜角度為15 °，向上轉(zhuǎn)動最大角度為90 °，向下轉(zhuǎn)動最大角度為70 °。行駛在高速公路上的機動車駕駛員，一般長時間以坐姿的狀態(tài)處于駕駛工具內(nèi)部空間中，其水平視線與駕駛車輛的高度有關(guān)，一般水平視線低于站立時，出于駕駛安全的考慮，在駕駛過程中頭部轉(zhuǎn)動觀看指示性文字的幅度較小。在具體的設(shè)計實踐中，對漢字字體進行結(jié)構(gòu)、形態(tài)的再設(shè)計，使其清晰、易識讀是十分必要的。

二、高速公路導視漢字字體設(shè)計原則

根據(jù)上文高速公路駕駛員視認距離、動態(tài)視點、視覺完形以及視變率的特點，可以得出高速公路導視字體設(shè)計諸要素，要以最大限度地滿足駕駛員的視覺識別為目的?；诟咚俟穼б曋凶煮w設(shè)計的特殊性。結(jié)合謝培元在1962年《第二中心線》中提出的設(shè)計新字體的方法，本研究認為高速公路導視中漢字字體設(shè)計應(yīng)遵循以下原則。

（一）結(jié)構(gòu)均勻

字形均勻是指字與字之間看起來大小均勻相稱。漢字外輪廓從幾何學的意義上是方塊字，但隨著漢字結(jié)構(gòu)的變化，又可分為菱形、三角形、梯形、圓形等。在具體設(shè)計實踐中如何把這些形體不一，結(jié)構(gòu)不同的漢字處理到視覺上的合理？這其中既需要藝術(shù)美學，又要符合力學的規(guī)律，“滿收虛放”，以方框為標準衡量漢字外輪廓，滿的一邊要向內(nèi)收，虛的一邊要向外放，這樣才能使設(shè)計的一套漢字形體大小勻稱。

從漢字構(gòu)型學的角度講，漢字分為獨體字和合體字。高速公路導視中不管是獨體字還是合體字，文字結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴謹。在具體的設(shè)計實踐中，以獨體字中不對稱曲線為骨架的文字難度最大，一般通過確定重心，調(diào)整筆畫關(guān)系來確保其穩(wěn)定態(tài)勢。合體字，顧名思義是由兩個或兩個以上部件組成的漢字。不同結(jié)構(gòu)的漢字在進行字體設(shè)計時，需根據(jù)中線為準，以左右平衡、上緊下松、上小下大、有爭有讓、適當穿插的原則逐個調(diào)整。比如“攀”字屬于多偏旁的字，筆畫眾多，在設(shè)計時強調(diào)結(jié)構(gòu)，保留主筆畫，對副筆畫進行適當刪減，降低從遠處識別時筆畫的粘連情況；如“省”字為上下結(jié)構(gòu)，上部筆畫較少，下部筆畫較多，在設(shè)計字體時上部應(yīng)緊湊，下部應(yīng)寬松一些，這是基于人的視錯覺以及心理作用進行設(shè)計的。

（二）筆畫簡煉

“筆畫特征由筆畫的粗細、筆畫數(shù)和筆畫形狀（筆形）等三個部分組成，與字面字身、中宮等概念共同構(gòu)成了密度、縱橫比、細節(jié)等復合的識別因素。”[10]其中文字的筆畫數(shù)是不可變量，筆畫粗細和筆形是漢字字體設(shè)計的可變因素。筆畫數(shù)、筆形和筆畫粗細三者影響文字的通透性及可辨識度。筆畫數(shù)的多少形成單個漢字的筆畫密度，筆畫少的文字，筆畫密度小，字形清晰簡潔，易于識別；筆畫多的文字，筆畫密度大，遠距離識別通透性差，筆畫易粘連，不易識別。通過模擬駕駛員識別環(huán)境的視覺試驗可以看出，在遠距離光暈條件下加強漢字外輪廓特征和筆畫細節(jié)（筆形） 的處理是有效的設(shè)計手段。如“天”“夫”在遠距離光暈條件下識別時需要加強文字輪廓特征，否則因為兩字區(qū)別甚微，容易造成錯誤識讀?！皥@”和“囤”兩字，外輪廓相同，兩字內(nèi)部的“元”和“屯”筆形的細節(jié)設(shè)計尤為關(guān)鍵。筆畫的粗細可影響漢字的清晰度，筆畫的粗細形成了字體的灰度?！白煮w的灰度，也稱為字體的勻度，是指文字的黑形與字格的白形通過視覺混合后形成的灰度級和均勻程度，它是人們感知一套字體黑白形態(tài)是否均衡的重要參數(shù)?！盵11]一般來說，人類視覺會將筆畫視為正形，筆畫與筆畫間的留白視為負形（即內(nèi)白）。一套字體中，不同筆畫密度的漢字要想保持統(tǒng)一的視覺灰度比，就要根據(jù)筆畫密度調(diào)整筆畫的粗細，筆畫密度小的文字筆畫加粗，筆畫密度大的文字，筆畫相交、相連、重復處要適當調(diào)整寬度、筆形，保證文字的通透度。如圖4 所示，不同的幾款黑體字（從上到下分別是方正蘭亭超細黑、方正細黑一、方正黑體和方正大黑字體），在模糊的視覺條件下，可以清楚地看出筆畫最細的方正蘭亭超細黑可視性最小，方正黑體和方正大黑是這組文字中可視性較好的，但是方正大黑由于筆畫過粗，中宮收緊，其筆畫的細節(jié)出現(xiàn)粘連不通透的現(xiàn)象。這種灰度關(guān)系，在遠距離識別中也會影響文字的清晰度。因此，在高速公路導視字體設(shè)計實踐中，找到筆畫粗細之間的規(guī)律是達到提高識別度的方法之一。

圖3 筆形與漢字識別

圖4 光暈條件下的漢字識別實驗

（三）中宮開敞

除了結(jié)構(gòu)、筆形、粗細這些元素以外，開敞的中宮也是高速公路導視字體設(shè)計的重要影響因素?！案咚俟翻h(huán)境下，漢字中宮開敞可以增加可識別性。漢字字形結(jié)構(gòu)設(shè)計中的中宮一詞來自于中國書法中九宮格的概念，主要是分析漢字間架結(jié)構(gòu)的一種方法，即將漢字用九宮格加以分割，中間的那一格就被稱為中宮。”[12]如印刷字體微軟雅黑和方正大黑相比，微軟雅黑中宮大于方正大黑。在遠距離識別中，筆畫粗細相同的前提下，大字面中宮開敞的微軟雅黑字體，更適宜高速公路導視系統(tǒng)漢字的識別。格式塔心理學中提出人類視知覺注意力不均衡分布的特點，正是中宮開敞更適識別的理論依據(jù)，即人的視知覺在認知特定范圍時，顯示出注重上部多于下部，左邊強于右邊，上部強于下部，中間強于邊緣的特點。在具體的字體設(shè)計實踐中分別確定合體字和獨體字的字面面積，應(yīng)適當調(diào)整文字中宮，使?jié)h字中心更加舒展。如圖5 所示，印刷黑體字“藍田”“商洛”的漢字中宮較緊湊，在高速公路導視系統(tǒng)識別中視覺可視性較差；微軟雅黑字體，將“藍田”“商洛”字面面積擴大，達到中宮開敞的效果，進行“藍田”“商洛”光暈條件下的識別實驗比較，發(fā)現(xiàn)中宮開敞的漢字識別度更高。

圖5 漢字在光暈條件下的識別實驗

三、結(jié)語

高速公路導視中的漢字識別，是一個復雜的認知心理過程。針對我國沒有專為高速公路導視設(shè)計的漢字字體，依據(jù)視覺心理學、人機工程學相關(guān)理論，結(jié)合西商高速進行漢字字體識別實驗，得出高速公路環(huán)境下使用的標準字體在遵循傳統(tǒng)漢字認知規(guī)律的基礎(chǔ)上，應(yīng)做到字形均勻、結(jié)構(gòu)嚴謹、筆畫簡煉、中宮開敞的原則。高速公路導視中的字體設(shè)計是功能性極強的交通符號化文字，不是藝術(shù)品，字體設(shè)計師也不是藝術(shù)家。作為公共環(huán)境中的漢字字體設(shè)計，是傳播、記錄和交流信息的必要工具。