數(shù)字閱讀中界面布局對(duì)閱讀效果的影響研究

段莉莉，施笑畏，萇道方（上海海事大學(xué)．物流工程學(xué)院，．物流科學(xué)與工程研究院）

1 文獻(xiàn)回顧

隨著數(shù)字信息時(shí)代的到來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛投入到電子閱讀的研究中。馬捷等提出，數(shù)字閱讀的使用意愿受信源特征、動(dòng)機(jī)和信息內(nèi)容特征等因素的影響，且使用意愿在年齡上存在差異。［1］趙小燕發(fā)現(xiàn)，娛樂消遣和瀏覽網(wǎng)頁是白領(lǐng)青年選擇數(shù)字閱讀的首要?jiǎng)訖C(jī)。［2］徐孝娟等從 “用戶價(jià)值導(dǎo)向” 探索用戶從傳統(tǒng)紙質(zhì)媒體到數(shù)字閱讀媒體轉(zhuǎn)移的動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)用戶更多的受功能性價(jià)值、機(jī)會(huì)性價(jià)值、社會(huì)性價(jià)值以及情感性價(jià)值的影響。［3］崔文浩指出，信息獲取速度與成本是大學(xué)生選擇數(shù)字閱讀的因素，而視覺感受差異等是放棄數(shù)字閱讀的因素。［4］閆秋玉發(fā)現(xiàn)，數(shù)字閱讀受外界因素、閱讀器因素、自身因素和數(shù)字閱讀內(nèi)容因素等影響。［5］

閱讀深度是閱讀效果的一種表現(xiàn)形式，通過閱讀理解呈現(xiàn)關(guān)鍵結(jié)果。陳志慧提出，相關(guān)部門尤其是圖書館應(yīng)該倡導(dǎo)深度閱讀、培養(yǎng)閱讀習(xí)慣和重建閱讀體驗(yàn)，正確引導(dǎo)用戶合理安排閱讀時(shí)間、開展經(jīng)典文獻(xiàn)的 “深閱讀” 。［6］Hsieh等發(fā)現(xiàn)，用戶紙質(zhì)閱讀的理解水平高于數(shù)字閱讀，且屏幕尺寸對(duì)閱讀效果沒有影響，并認(rèn)為移動(dòng)閱讀速度偏快導(dǎo)致了較低的閱讀理解水平。［7］Ziming Liu認(rèn)為，讀者在閱讀過程中的集中時(shí)間減少，且傾向于選擇快速閱讀、非線性閱讀，而沒有深閱讀的過程。［8］楊茂提出，數(shù)字閱讀自身特點(diǎn)、承載介質(zhì)、讀者自身閱讀能力、社會(huì)大環(huán)境是影響大學(xué)生閱讀深度的主要因素。［9］馬捷等提出，閱讀中篇科普文章時(shí)紙質(zhì)閱讀理解效果高于數(shù)字閱讀，但在沉浸體驗(yàn)方面兩者無明顯差異。［10］

閱讀體驗(yàn)是閱讀研究中的一個(gè)重要切入點(diǎn)，具有多種表現(xiàn)形式。袁曦臨等基于移動(dòng)設(shè)備終端，以讀者耗時(shí)及中斷次數(shù)等為指標(biāo)，進(jìn)行閱讀體驗(yàn)研究。［11］宮昌俊等以美觀性、舒適度等閱讀體驗(yàn)為指標(biāo)來感知不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格。［12］侯冠華等通過視覺舒適度、疲勞度分析不同年齡間的差異。［13］郭西雅指出，顯示亮度、色溫和閱讀時(shí)長(zhǎng)均會(huì)對(duì)視覺疲勞產(chǎn)生影響。［14］Benedetto等分析了屏幕亮度和環(huán)境照度對(duì)長(zhǎng)時(shí)間數(shù)字閱讀（1小時(shí)及以上）帶來的視覺疲勞影響。［15］陳雋等基于閱讀深度從產(chǎn)品外觀、交互方式操作界面以及基于知識(shí)分享的大數(shù)據(jù)社交閱讀服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)角度，提出面向消費(fèi)類電紙書產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路。［16］

綜合來看，數(shù)字閱讀的研究已經(jīng)相當(dāng)豐富。國(guó)外研究主要以實(shí)證為主，實(shí)驗(yàn)研究方法應(yīng)用比較成熟；國(guó)內(nèi)數(shù)字閱讀的研究以文字闡述類為主，僅有少數(shù)研究借鑒國(guó)外的研究方法如眼動(dòng)追蹤、問卷調(diào)查等進(jìn)行實(shí)證研究，［17］并且從數(shù)字閱讀界面布局視角出發(fā)的研究還比較匱乏。因此，本研究從數(shù)字閱讀的界面布局角度出發(fā)，運(yùn)用眼動(dòng)追蹤方法，將理論研究與實(shí)證研究相結(jié)合，探究影響讀者閱讀效果和體驗(yàn)的因素。

2 理論基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)采集

（1）理論基礎(chǔ)。閱讀的過程是從淺到深的漸進(jìn)過程，是人們?cè)诂F(xiàn)代獲得知識(shí)的重要途徑之一。1994年，Birkerts在談及電子時(shí)代閱讀的命運(yùn)時(shí)首創(chuàng)了深閱讀（Deep Reading）這一詞匯。［18］深閱讀是促進(jìn)理解的一系列過程，包括推論、演繹推理、批判分析、反思和洞察等，同時(shí)也是從碎片式、經(jīng)驗(yàn)化的思維轉(zhuǎn)向整體性、理性化或者從表象的世界抽離,轉(zhuǎn)而凝視內(nèi)在的一種閱讀形式。［19］周亞從閱讀效果角度對(duì)深閱讀和淺閱讀進(jìn)行區(qū)分，發(fā)現(xiàn)讀者在進(jìn)行淺閱讀時(shí)大腦的參與程度不高,一般停留在了解或知其大概的層面,而深閱讀是對(duì)于閱讀內(nèi)容熟悉、理解與掌握達(dá)到較高程度的閱讀。［20］可見，從閱讀理解方面探討閱讀深度具有一定的價(jià)值。閱讀體驗(yàn)是指讀者在閱讀主體的刺激下而產(chǎn)生的一種內(nèi)在反應(yīng)，閱讀主體界面布局的不合理會(huì)導(dǎo)致讀者視覺疲勞，有效緩解視覺疲勞、營(yíng)造良好的閱讀體驗(yàn)才能更好地推廣閱讀活動(dòng)。

（2）數(shù)據(jù)采集。眼動(dòng)指標(biāo)通過眼動(dòng)儀Smart Eye pro采集，本研究通過文獻(xiàn)調(diào)研對(duì)眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行初步篩選。汪宴賓通過2小時(shí)的模擬駕駛實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)清醒和疲勞狀態(tài)下被試者的注視持續(xù)時(shí)間均值和標(biāo)準(zhǔn)差存在顯著差異。［21］Koo等通過研究觀看LED電視引起的視覺疲勞發(fā)現(xiàn)，視覺疲勞的主觀和客觀測(cè)量都依賴于顯示亮度、形式和年齡組，瞳孔直徑隨著顯示亮度、顯示形式和年齡組等觀察條件降低，驗(yàn)證了瞳孔直徑與主觀疲勞的相關(guān)性。［22］Chi等用瞳孔直徑、眼跳幅度、人眼調(diào)節(jié)能力、主觀報(bào)告、任務(wù)成績(jī)等測(cè)試了視覺疲勞程度，發(fā)現(xiàn)瞳孔直徑、眼跳幅度和主觀報(bào)告對(duì)閱讀任務(wù)中的視覺疲勞敏感，［23］并且注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、眼跳幅度、瞳孔直徑可以有效地反映閱讀效果。因此，本文將分別采集注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、眼跳幅度以及瞳孔直徑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，將字體分別設(shè)置為宋體、黑體、楷體，字號(hào)分別設(shè)置為10.5pt、12pt、14pt，背景顏色（RGB）分別設(shè)置為白色（255，255，255）、淡茶色（211，198，164）、淺綠色（203，231，206）。其中字體、字號(hào)、背景顏色為被試內(nèi)變量，材料類型為被試間變量，被試者的后測(cè)成績(jī)以及主觀視覺疲勞度為自變量。通過閱讀后的后測(cè)問卷反映讀者的閱讀深度，讀者的主觀視覺疲勞度反映讀者閱讀體驗(yàn)。

3.2 實(shí)驗(yàn)被試對(duì)象與儀器

被試對(duì)象為32名本科生和碩士生，平均年齡20.16歲（SD=1.95），全部被試對(duì)象閱讀能力健全且裸眼視力或校正視力正常，無色盲、色弱情況，母語為漢語。被試者在實(shí)驗(yàn)開始前均進(jìn)行前測(cè)問卷測(cè)試，以保證所有有效被試者沒有或只擁有較低的與閱讀內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，防止先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)被試閱讀效果產(chǎn)生影響。因2名被試者具有先前知識(shí)，故剔除2組無效數(shù)據(jù)，最終實(shí)際被試對(duì)象為30人，根據(jù)材料類型將實(shí)驗(yàn)被試對(duì)象隨機(jī)分為兩組，每組15人。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由一臺(tái)安裝了Smart-eye Pro5.9的眼動(dòng)儀和Gaze-Tracker眼動(dòng)分析軟件的華碩臺(tái)式眼動(dòng)—行為系統(tǒng)工作站組成，眼動(dòng)儀進(jìn)行眼動(dòng)追蹤，Gaze-Tracker獲取眼動(dòng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.3 實(shí)驗(yàn)材料

在選取實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，為了盡可能消除其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)材料的內(nèi)容、字?jǐn)?shù)、間距、環(huán)境照度等外部因素，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化均源于字體、字號(hào)以及背景顏色的變化。本研究實(shí)驗(yàn)材料選用純文本內(nèi)容，分為社科與文史兩類，每種材料均選自同一題材。根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表L9（見表1），社科類以及文史類材料各9種，材料的格式設(shè)置為小四，行間距設(shè)置為單倍行距，首行縮進(jìn)2個(gè)字符，無背景音樂，屏幕亮度為被試者選擇的舒適亮度。

表1 電子界面布局評(píng)估正交實(shí)驗(yàn)表

3.4 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為8∶00—11∶00和14∶00—17∶00兩個(gè)時(shí)間段。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程均采用隔光普通照明環(huán)境以降低外界光線對(duì)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)程序分為7個(gè)步驟：①實(shí)驗(yàn)儀器；②通過前測(cè)問卷篩選無效數(shù)據(jù)，將有效被試隨機(jī)分配到兩組中；③向被試講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康募白⒁馐马?xiàng)，并確保被試在實(shí)驗(yàn)開始之前眼睛處于非疲勞狀態(tài)，然后開始正式實(shí)驗(yàn)；④一種材料閱讀結(jié)束后，完成主觀閱讀疲勞測(cè)驗(yàn)；⑤完成后測(cè)問卷；⑥被試對(duì)象休息2分鐘，進(jìn)行另一種材料的實(shí)驗(yàn)，步驟同④—⑥；⑦直至30個(gè)被試閱讀完9種材料實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

3.5 問卷設(shè)計(jì)

主觀視覺疲勞度問卷采用Likert 7點(diǎn)制評(píng)分，1代表非常疲勞，7代表非常不疲勞。前測(cè)問卷采用Likert 5點(diǎn)制評(píng)分，1-5分別代表很少、較少、一般、較多、很多。后測(cè)問卷分為保持測(cè)驗(yàn)和理解測(cè)驗(yàn)，其編制則參考前人研究。［24］保持測(cè)驗(yàn)是一種基于閱讀材料的問卷調(diào)查，其中記憶測(cè)試與閱讀內(nèi)容直接相關(guān)。保持測(cè)試為選擇題和判斷題，共4道計(jì)8分。理解測(cè)驗(yàn)主要根據(jù)閱讀內(nèi)容來研究深層次的問題，由兩個(gè)簡(jiǎn)答題組成，共計(jì)8分。測(cè)試后，問卷由兩名接受滿分答案培訓(xùn)的記分員進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)后測(cè)分?jǐn)?shù)達(dá)到9分及以上時(shí)，讀者狀態(tài)由淺閱讀進(jìn)入深閱度，分?jǐn)?shù)越高表示閱讀深度越高。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)完成后，將所得的 “.txt” 文件導(dǎo)入EXCEL（見表2），并對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、眼跳幅度、瞳孔直徑的表征參數(shù)，剔除異常數(shù)據(jù)，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，查看組間的差異，并對(duì)眼動(dòng)數(shù)據(jù)與主觀疲勞進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及問卷結(jié)果具體數(shù)據(jù)

4.1 眼動(dòng)指標(biāo)與閱讀深度的相關(guān)性

將眼跳幅度、注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間與后測(cè)成績(jī)進(jìn)行擬合（見圖1）。注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間與后測(cè)成績(jī)有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間的減少，后測(cè)成績(jī)逐漸升高，閱讀深度升高；眼跳幅度與后測(cè)成績(jī)有明顯的正相關(guān)關(guān)系，隨著眼跳幅度的增加，后測(cè)成績(jī)逐步升高，閱讀深度升高（見圖2），瞳孔直徑與后測(cè)成績(jī)沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。

通過眼動(dòng)指標(biāo)和后測(cè)成績(jī)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間與閱讀深度成負(fù)相關(guān)，眼跳幅度與閱讀深度成正相關(guān)，瞳孔直徑閱讀深度沒有明顯的線性關(guān)系，因此通過注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間以及眼跳幅度對(duì)閱讀深度進(jìn)行分析。

圖1 眼跳幅度、注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間與閱讀深度相關(guān)性

圖2 瞳孔直徑與閱讀深度相關(guān)性

4.2 眼動(dòng)指標(biāo)與視覺疲勞的相關(guān)性

將注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、眼跳幅度、瞳孔直徑均值與主觀疲勞度均值導(dǎo)入SPSS進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)眼跳幅度的Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.475（p=0.196），說明主觀疲勞與眼跳幅度的相關(guān)性不顯著，因此眼跳幅度不能作為檢驗(yàn)視覺疲勞的有效參數(shù)。注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、瞳孔直徑的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.683（p=0.043＜0.05）、-0.880（p=0.002＜0.01），說明主觀疲勞與注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間存在正相關(guān)關(guān)系，而與瞳孔直徑之間具有很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，這與Wang Y等的研究結(jié)果［25］一致。隨著視覺疲勞的不斷加深，造成被試者無意識(shí)地對(duì)文章注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)，瞳孔直徑普遍減小，可見注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間以及瞳孔直徑可以有效地反映被試者的視覺疲勞程度。

4.3 注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間、眼跳幅度以及瞳孔直徑分析

（1）對(duì)注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行單因素分析發(fā)現(xiàn)，文史類材料和社科類材料在三個(gè)因素上的差異均不顯著。從字體上看，黑體字形注視時(shí)間最長(zhǎng)，注視時(shí)間的延長(zhǎng)意味著加工難度的增大，且視覺負(fù)荷增大，視覺疲勞嚴(yán)重；從字號(hào)來看，12pt字號(hào)注視時(shí)間最短，產(chǎn)生的視覺疲勞最低；從背景顏色來看，淡茶色背景注視時(shí)間最短，能夠有效緩解視覺疲勞。考慮三個(gè)因素的相互作用發(fā)現(xiàn)，兩種材料均在 “A1B3C3” 和 “A3B1C2” 兩種頁面布局方式上注視時(shí)間最長(zhǎng)，即 “仿宋體、14pt、淺綠色背景” 和 “黑體、10.5pt、淡茶色背景” 兩種組合方式在閱讀時(shí)信息加工難度較大，視覺疲勞較嚴(yán)重；兩種材料均在 “A1B2C2（宋體、12pt、淡茶色背景）” 和 “A2B3C2（楷體、14pt、淡茶色背景）” 組合方式注視時(shí)間最短，視覺疲勞較輕。

（2）對(duì)眼跳幅度進(jìn)行單因素分析發(fā)現(xiàn)，文史類材料和社科類材料在三個(gè)因素上差異顯著。從字體上看，宋體眼跳幅度最長(zhǎng)，說明方正書宋字體最易識(shí)別；從字號(hào)來看，12pt字號(hào)眼跳幅度最長(zhǎng)；從背景色來看，淡茶色背景眼跳幅度最長(zhǎng)。綜上所述，宋體中號(hào)字體、在淡茶色背景下最容易被識(shí)別，信息加工難度最小。就相互作用的影響因素分析發(fā)現(xiàn)，兩種材料均在 “A1B2C2” 和 “A2B3C2” 兩種頁面布局方式上眼跳幅度最長(zhǎng)，即 “宋體、12pt、淡茶色背景” 和 “楷體、14pt、淡茶色背景” 兩種組合方式在閱讀時(shí)信息加工難度較其他組合方式最??；兩種材料均在 “A1B3C3（宋體、14pt、淺綠色背景）” 和 “A3B1C2（黑體、10.5pt、淡茶色背景）” 組合方式眼跳幅度最短。

（3）對(duì)瞳孔直徑進(jìn)行單因素分析發(fā)現(xiàn)，從字體上看，宋體對(duì)眼睛造成的負(fù)荷最小，產(chǎn)生的視覺疲勞較低；從字號(hào)上來看，12pt對(duì)眼睛造成的負(fù)荷最低；從背景色角度看，淡茶色和淺綠色都能有效降低眼部負(fù)荷，白色背景造成的眼部負(fù)荷最大。因此，為了緩解視覺疲勞可選擇 “宋體、12pt、淡茶色或淺綠色背景” 。組合因素對(duì)瞳孔直徑的影響綜合分析發(fā)現(xiàn)，兩種材料均在 “A2B1C3” 或 “A3B1C2” 下瞳孔直徑最小，即 “楷體、10.5pt、淺綠色背景” 或 “黑體、10.5pt、淡茶色背景” 下對(duì)眼部造成的心理負(fù)荷最大，視覺疲勞最嚴(yán)重。而在 “A2B2C2（宋體、12pt、淡茶色）” 材料下瞳孔直徑最大，即心理負(fù)荷最小，視覺疲勞最低。

4.4 兩種材料的對(duì)比分析

就閱讀深度而言，后測(cè)成績(jī)中文史類成績(jī)顯著高于社科類材料，表明文史類材料相較社科類材料更容易使讀者深入閱讀。注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間和眼跳幅度在兩種材料之間也存在著差異，但相較于眼跳幅度，注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間的差異性更顯著，表明眼動(dòng)指標(biāo)中注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間對(duì)于閱讀深度的檢測(cè)更加靈敏。就閱讀體驗(yàn)而言，主觀視覺疲勞評(píng)分結(jié)果顯示，社科類材料相較于文史類材料造成的眼部負(fù)荷更高，視覺疲勞更嚴(yán)重。兩種材料下注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間存在顯著性差異（p=0.000＜0.001），而瞳孔直徑無顯著性差異（p=0.098），表明眼動(dòng)指標(biāo)中注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間對(duì)于視覺疲勞的檢測(cè)靈敏度更高。因此，檢測(cè)閱讀深度以及視覺疲勞時(shí)，除了靈敏度高的主觀評(píng)測(cè)方法，可以采用眼動(dòng)指標(biāo)中的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)。

5 結(jié)語

本研究通過眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)字閱讀中文史類和社科類兩種材料的界面布局進(jìn)行了研究，探究了數(shù)字閱讀的界面布局對(duì)閱讀深度以及視覺疲勞的影響，提出了合理的界面布局方案以及眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)研究中可采用的眼動(dòng)指標(biāo)，以期為數(shù)字閱讀的深入研究提供參考。