基于無障礙群體的色彩信息可視化設(shè)計研究
——以色盲群體為例

石祥瑞/齊齊哈爾工程學(xué)院

1 色彩信息可視化概述

色彩元素是視覺設(shè)計呈現(xiàn)方式之一，因此人們對色彩的感知總是最為敏銳的，結(jié)合無障礙群體的視覺特征和可視化的相關(guān)特性，針對色盲群體的色彩信息可視化，是采用圖形符號進(jìn)行直觀明了的呈現(xiàn)形式來幫助色盲群體識別具體的某個設(shè)計信息?所以本文所討論的色彩信息可視化并不是傳統(tǒng)意義的可視化設(shè)計，而是針對色盲群體辨色進(jìn)行的無障礙設(shè)計?主要的設(shè)計方法是運(yùn)用圖形、數(shù)字、語義符號代表顏色來傳遞信息，添加文字注釋，或者采用易識別的配色方案進(jìn)行區(qū)分?除此以外，借助計算機(jī)交互技術(shù)，使用互動的形式，使信息的表達(dá)能夠更加清晰?一般在視覺上存在一定的缺陷的人，其他感官都會異常敏銳，會更容易察覺到動態(tài)和聲音等信息?這些多感官的提示對色彩信息可視化的設(shè)計起到重要的輔助作用?

2 無障礙群體的色彩信息可視化設(shè)計研究意義

目前我國色盲群體數(shù)量較多，在日常生活中由于無法正確識別顏色面臨諸多不便，但由于醫(yī)療水平有限，并沒有有效的治療方案?目前針對色盲群體進(jìn)行的無障礙設(shè)計，主要集中在色盲眼鏡，色盲可識別的色彩無障礙配色體系和紅綠燈的設(shè)計研究等?能在一般情況下解決色盲群體識別色彩信息的問題，存在一定的局限性?色彩無障礙配色以及色彩信息圖形設(shè)計，是將色彩信息與文字信息進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化；研究色彩無障礙的配色方案，擴(kuò)大色盲人群眼中對色彩之間的對比度來進(jìn)行區(qū)分?為此，創(chuàng)建一套適合色盲群體在識別校正傳達(dá)信息準(zhǔn)確率的色彩應(yīng)用體系，即無障礙色彩信息可視化體系[1]?

3 針對色盲群體的色彩信息可視化設(shè)計效應(yīng)分析

3.1 色彩信息特征和認(rèn)知效應(yīng)

根據(jù)牛頓光學(xué)定理，色彩是視覺細(xì)胞接收到光的刺激所產(chǎn)生的感知，形成了色彩的感覺?色彩具有唯物性，它是視覺系統(tǒng)對客體的一種主觀感受，所以任何一種色彩都需要依賴一定的實物載體?人類感受到光必然會產(chǎn)生生理和心理效應(yīng)?生理效應(yīng)主要表現(xiàn)為，色彩能影響人的情緒起伏和身體狀態(tài)?根據(jù)不同色彩信息的配色，會讓人產(chǎn)生心理變化?主要通過調(diào)節(jié)色彩的三要素：色相、明度、飽和度，來影響人的情緒、認(rèn)知及心理?飽和度高的顏色給人活潑明快的感覺，而飽和度低的顏色容易讓人產(chǎn)生憂郁、陰晦的感覺?明度低的顏色給人無刺激的溫度感?根據(jù)人的日常生活，色彩信息能使人產(chǎn)生不同的聯(lián)想，包括具象和抽象的聯(lián)想?其心理效應(yīng)，比如溫暖熱情等，屬于抽象聯(lián)想?而具象聯(lián)想來源于色彩的載體?比如白色，人們會聯(lián)想到“白云”“雪”等實際存在的物體?色盲群體一旦意識到了這個問題，在日后和正常色覺的人交流過程中，色盲會建立對顏色新的認(rèn)知?色盲群體可以通過后天的努力，了解到正常人生活中顏色所代表的意義[2]?

3.2 色彩和圖形的聯(lián)覺效應(yīng)

色彩是最敏感的視覺特征，在我們的城市生活中，充斥著各種的色彩，比如道路上，黃色的標(biāo)示符號警示行人注意危險；各種場所的安全通道都采用黃色作為提示顏色等等?色彩的運(yùn)用要追溯到遠(yuǎn)古時代，人們使用不同顏色裝飾陶器，色彩和圖形也具有聯(lián)覺作用，主要表現(xiàn)在，人們看到某個顏色時會聯(lián)想到特定的圖形，反之亦然?因此，運(yùn)用圖形符號來表示色彩，是進(jìn)行色彩信息可視化設(shè)計的重要前提條件?此前，約翰內(nèi)斯?伊頓，著名的色彩大師對色彩和圖形之間的聯(lián)覺關(guān)系進(jìn)行深入的研究和探索?他認(rèn)為三原色和幾何圖形在性格上存在著特別的聯(lián)覺關(guān)系，正方形擁有四條等邊直角的結(jié)構(gòu)特點，給人穩(wěn)定明確的感覺，與紅色的感情特征相關(guān)聯(lián)；而三角形的三個銳角給人尖銳，激烈的感受，與黃色具有聯(lián)覺關(guān)系；圓形整體線條柔和、圓潤，對應(yīng)至藍(lán)色的感情特征?根據(jù)三原色與圖形的聯(lián)覺關(guān)系，伊頓進(jìn)一步將二次色，即兩種原色的混合顏色，與對應(yīng)的兩個圖形結(jié)合后相關(guān)聯(lián)?紅色和黃色的混合色—橙色與等邊梯形相關(guān)聯(lián)，黃色和藍(lán)色的混合色—綠色和圓弧三角形相關(guān)聯(lián)，藍(lán)色和紅色的混合色—紫色與橢圓相關(guān)聯(lián)[3]?

3.3 色彩信息的符號效應(yīng)

皮爾斯和索緒爾所提出的符號定義是三位一體的符號關(guān)系，即符號是符號形體，符號對象和符號解釋的結(jié)合?而索緒爾認(rèn)為，符號由兩個要素構(gòu)成：所指對象和能指對象?所指和能指之間是任意的，兩者之間并沒有任何內(nèi)在的特定聯(lián)系，完全是被人為所約定的?比如語言符號，所指對象和能指對象分別為語言的概念和其讀音?不同國家對蘋果的說法不同但是無論是“蘋果”，還是“apple”皆指向同一事物?簡單來說，符號就是用一種事物表示另一種事物?但并不是所有事物都可以成為符號，它必須是被社會約定統(tǒng)一的存在，也稱之為符號的“任意性”?在進(jìn)行設(shè)計時，不能僅僅只考慮自身或本國的偏好，而需要根據(jù)社會約定設(shè)計出被廣泛認(rèn)可的符號?語言以及顏色本身都是一種符號?由于色盲群體無法正確辨別顏色符號，因此本文將根據(jù)色彩的基本特征和效應(yīng)，把色彩信息轉(zhuǎn)化為社會認(rèn)可的圖形符號體系[4]?色彩信息其轉(zhuǎn)化的過程如下（圖1），色彩轉(zhuǎn)化為符號，并應(yīng)用在不用的場景發(fā)揮其功能，向人們傳遞信息?

圖1 色彩信息轉(zhuǎn)化示意圖

研究符號不是研究單個符號，而是研究整個符號體系的組合關(guān)系和形式特征?因此在針對色盲群體進(jìn)行色彩信息可視化設(shè)計時，不能只設(shè)計單個或幾個色彩圖形符號，而是需要將設(shè)計置于整個色彩體系，使顏色能和特定的圖形形成聯(lián)覺關(guān)系?

4 針對色盲群體的色彩信息可視化設(shè)計形式

4.1 無障礙配色方案設(shè)計

人性化的設(shè)計會從用戶生理和心理等角度，對設(shè)計進(jìn)行不斷優(yōu)化，滿足大多數(shù)人的需求?因此在進(jìn)行有關(guān)色彩的設(shè)計時，需要考慮大多數(shù)人的色彩認(rèn)知能力，其中包括辨色困難的色盲群體?色彩的設(shè)計包括色相、明度、飽和度的選擇?其中，明度對比的視覺感知遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純度對比等其他色彩變量，因此在進(jìn)行色彩無障礙設(shè)計時，明度的對比設(shè)計是不可忽視的重要環(huán)節(jié)?除了色彩圖形之間的明度對比，文字和背景之間的對比關(guān)系也需要進(jìn)行調(diào)整，公共場所的導(dǎo)視設(shè)計，考慮到色彩識別障礙的人群，在照明較好的空間里，圖形標(biāo)示的色彩的明度差需達(dá)到 60%至70%，而在照明較差的環(huán)境里，明度對比至少達(dá)到75%以上?文字和背景的對比也需要達(dá)到70%及以上（圖2）?

圖2 色彩明度對比 （圖片來源：百度）

所有色盲種類中，紅綠色盲的比例占到了99%?以紅綠色盲為例，雖然該群體的色環(huán)上缺少了部分色相，但是他們對色彩的明度更為敏感?根據(jù)前文所展示的紅綠色盲視角，可以發(fā)現(xiàn)，紅綠色盲能夠識別的顏色，主要為黃、藍(lán)、白、黑四種顏色?Facebook的創(chuàng)始人馬克?扎克伯格就是紅綠色盲，在所有顏色中，他對藍(lán)色的感知最為敏感，因此Facebook整體的設(shè)計都采取藍(lán)色作為主色調(diào)?在日常生活中，紅色給人熱烈、刺激、危險等視覺感受，但在紅綠色盲眼中，紅色并不是一種明亮的顏色，深紅色甚至更接近于黑色?因此在需要提醒注意的地方，避免使用黑紅配色，可以將紅色代替成黃色，更容易被色盲群體所察覺?

國內(nèi)研究人員結(jié)合地圖展示的地理屬性和紅綠色盲的光譜特性，設(shè)計了一套適用于紅綠色盲人群的地圖設(shè)色原則?與此同時，日本人研究得出一套無障礙的配色方案?這套配色無論是色盲人士還是正常人都是易識別的?通過調(diào)整飽和度和明度，來擴(kuò)大各個色階之間的差異[5]?這套方案適用于網(wǎng)絡(luò)頁面設(shè)計和其他場景，對本課題的配色研究具有一定的參考價值（圖3）?

圖3 日本研究出的無障礙配色方案 （圖片來源：優(yōu)設(shè)網(wǎng)）

4.2 無障礙符號化設(shè)計

4.2.1 語義符號對色彩信息進(jìn)行描述

在日常生活中充斥著大量的視覺媒體信息，其中文字和圖片是人們接觸最多的視覺類型?文字以書面的形式記錄人們的思想和語言，其展現(xiàn)形式又極具圖形藝術(shù)的美感，是介于語言和圖形之間的符號形式?《色彩學(xué)用語詞典》收錄了1900個色彩詞匯，涵蓋了建筑、服裝、環(huán)境等領(lǐng)域的色彩設(shè)計?該詞典采用色彩的代表物，即常見的顏色載體作為命名方式，如“草莓紅”“青草綠”等?因此在進(jìn)行色彩信息可視化設(shè)計時，可以對顏色信息進(jìn)行文字描述?例如：國外為色盲設(shè)計了一款沒有顏色，只有文字的魔方?用英文標(biāo)注每個色塊的顏色，幫助色盲獲取色彩信息?此外，Amazon的服飾購買界面，原先頁面上只提供了顏色圖片，色盲用戶沒辦法區(qū)分這些顏色?隨后Amazon對頁面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計?當(dāng)用戶將鼠標(biāo)移到顏色上時會展示對應(yīng)的顏色標(biāo)簽?

4.2.2 數(shù)字符號對色彩信息進(jìn)行傳遞

蒙賽爾色彩體系和奧斯特瓦德色彩體系是國際上公認(rèn)的兩大色彩體系?兩大體系都是以其創(chuàng)造者命名?在這兩者的基礎(chǔ)上，又引申出其他色彩體系，1964年日本色彩研究所發(fā)表的PCCS色彩體系成為應(yīng)用最廣泛的色彩體系?PCCS色彩體系結(jié)合了蒙賽爾和奧斯特瓦德體系的優(yōu)點并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整?色立體采用三維立體空間和數(shù)字符號相結(jié)合的方式，將龐大的色彩信息有規(guī)律地整合在一起，能夠直觀地展現(xiàn)顏色之間的規(guī)律，為針對色盲群體的色彩信息可視化設(shè)計提供了思路和參考?但是該色彩體系的構(gòu)成較為復(fù)雜，運(yùn)用的領(lǐng)域有限，主要為進(jìn)行色彩設(shè)計的專業(yè)人員所使用?因此，為色盲群體進(jìn)行的色彩信息可視化設(shè)計，需要考慮到色彩設(shè)計是否簡潔易懂，能否被廣泛應(yīng)用等實際操作問題?在進(jìn)行設(shè)計時，可以將色盲群體的辨色特征，色彩空間模型和數(shù)字符號適當(dāng)結(jié)合，才能有效、簡明地傳遞色彩信息?

4.2.3 圖形符號對色彩信息進(jìn)行表達(dá)

圖形符號是能夠最直觀地表達(dá)思想的設(shè)計方式，但是不同的人去解讀圖形符號，會產(chǎn)生不同的理解?因此在傳遞某些重要信息時，需要把握住對象的特征，使圖形符號能夠被正確地解讀?主要分為兩種：單一圖形符號和結(jié)構(gòu)型圖形符號?

（1）單一圖形符號?單一圖形符號，是指為每個色彩信息設(shè)計單獨的圖形符號，圖形符號和色彩信息之間沒有直接的關(guān)聯(lián)?目前在面向色盲群體的色彩信息可視化的設(shè)計中，較多采用幾何圖形作為某個顏色特定的圖形符號?通過添加圖形符號，使色盲群體不用依賴色彩，可以通過圖形來進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成普遍的色彩符號認(rèn)知?

（2）結(jié)構(gòu)型圖形符號?結(jié)構(gòu)型圖形符號，簡單來說，就是為兩種色彩信息設(shè)計對應(yīng)的圖形符號，而這兩種顏色的混合色，兼?zhèn)鋬烧邎D形符號的結(jié)構(gòu)特征?依次類推，可以得到一套較為完備的顏色符號體系?這種圖形組合的設(shè)計形式一方面揭示了色彩混合的普遍規(guī)律，方便色盲群體辨別復(fù)雜的顏色信息?另一方面，將兩種圖形符號組合得到的第三個圖形符號，仍可以進(jìn)行圖形組合，使整個色彩圖形符號的體系更加完善，擴(kuò)大圖形符號的總量?例如：國外研究人員為色盲群體創(chuàng)立了名為“ColorADD”的色彩圖形符號，幫助色盲群體識別顏色信息，是目前較為完備的圖形符號系統(tǒng)?

4.3 無障礙交互動態(tài)設(shè)計

交互式可視化設(shè)計，是一種借助多媒體，將抽象復(fù)雜的信息通過互動的方式呈現(xiàn)出來的設(shè)計形式?交互式可視化設(shè)計遵循齊普夫提出的“最小努力原則”，即人們總會嘗試采用最簡單、輕松的方式去獲取盡可能多的信息?而計算機(jī)媒體技術(shù)的發(fā)展也豐富了交互式信息設(shè)計的展現(xiàn)形式，在互動的過程中增加受眾群體的感官體驗?一般而言，視覺有缺陷的人群其他感官都會比正常人敏感，因此在進(jìn)行色彩信息可視化設(shè)計時，可以添加音效和觸感的提示?

5 結(jié)語

色彩符號體系的建立是色彩信息可視化設(shè)計的重點，通過無障礙配色方案，色形符號等可視化的設(shè)計將色彩信息正確且快速地傳遞給色盲群體，使色盲群體能夠“看見”不同的顏色?最后通過設(shè)計將設(shè)計的“科學(xué)性、專業(yè)性、多維性”更好地應(yīng)用在日常的生活中，達(dá)到優(yōu)化色彩圖形信息可視化設(shè)計的必要性、合理性、可行性?