針對小尺寸屏顯字體的易讀性研究

人機界面是連接用戶與其他物理系統(tǒng)的重要媒介。如今信息流媒體正在迅速轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)基于紙張的媒介向基于屏幕的媒體過渡。逐漸，屏幕媒介作為控制和顯示終端在許多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，在這種背景下屏幕已經(jīng)成為人們獲取信息的主要途徑之一，針對這種載體顯示的字體也應(yīng)運而生。而在新媒體和新技術(shù)的不斷發(fā)展中，字體設(shè)計催生出了新需求，即面向遵循多元屏幕形式顯示的字體樣式。與此同時，因交互情境的不同帶來了用戶識別和理解信息的差異，因此屏顯字的需求亦有所側(cè)重與區(qū)別。譬如，使用車載中控界面或瀏覽智能手機信息的場景中，人們往往需要在短時間內(nèi)處理大量的屏幕視覺信息。此類場景中的交互界面由于屏幕空間限制，字符尺寸往往偏小，隨之帶來了字符識別上的困難?；诖耍嫦蚨涛谋镜男〕叽缙溜@字體易讀性研究成為一個備受關(guān)注且關(guān)鍵的議題。

一、易讀性與小字號屏顯字體的關(guān)聯(lián)

（一）易讀性的定義與相關(guān)研究

易讀性（Legibility）與可讀性（Readability）是字體領(lǐng)域中常用的詞匯，二者皆與信息清晰度和識別的簡便性有關(guān)。不少學(xué)者將易讀性等同于可讀性，事實上雖然易讀性和可讀性是字體中相互關(guān)聯(lián)的兩個方面，但它們是不同的概念。易讀性被釋義為識別單個字母的容易程度，可讀性則被定義為對文本的理解。具體而言，易讀性指衡量字符形式的清晰程度，即每個字是否能被清楚地識別。換而言之，一個有助于用戶快速且準(zhǔn)確區(qū)分不同字符的理想字體系統(tǒng)，依賴于良好的易讀性。通常，易讀性地探討是基于沒有上下文的閱讀情況下，用戶識別單個字符、詞組或短句的能力。而可讀性則指觀者對于文本理解的容易程度，即字符在文章、頁面中是否便于理解。其涉及文字易于閱讀的排版設(shè)計，是一種使頁面易于閱讀、吸引人、賞心悅目的品質(zhì)。簡單而言，如果用戶可以在幾分鐘內(nèi)沒有壓力或困難地閱讀包含長文本的頁面，那么該字體類型則具有良好的可讀性。本文旨在探討屏幕媒介范疇內(nèi)小字號的字體如何影響短文本的識別效率，因此研究重點為字體的易讀性。

易讀性研究始于 20世紀(jì)初的眼動相關(guān)研究，直至20世紀(jì)30年代圍繞字體易讀性的研究逐漸增多，這一時期眼科醫(yī)生、心理學(xué)家、工程師、印刷匠人、教育者都從各個方面研究了這個與閱讀相關(guān)的議題。早期，字體易讀性的研究集中于印刷領(lǐng)域，旨在確定一套指導(dǎo)印刷領(lǐng)域的易讀性通用規(guī)則，為不同類型的印刷材料提供用字建議與理論支撐。在此背景下，這些研究探尋哪些特征和排版變化會影響印刷類的字體易讀性，如針對書籍、雜志、報紙和印刷廣告等載體的字號、字體風(fēng)格方面的字體應(yīng)用指導(dǎo)。隨著平板顯示器的發(fā)展以及光柵掃描和像素化屏幕帶來的獨特問題，學(xué)者們進一步拓展了研究范疇，將研究視角轉(zhuǎn)向了屏幕媒介內(nèi)的字體易讀性探究，并跟隨技術(shù)迭代而不斷調(diào)整研究重點與內(nèi)容。最初，大多數(shù)研究基于目前已不再使用的陰極射線有關(guān)顯像管（CRT）技術(shù)。例如探索了電視屏幕上顯示的文本易讀性。其后，面向新技術(shù)LCD、LED和Retina屏幕的研究涌現(xiàn)，更高的顯示分辨率、圖像質(zhì)量和文本呈現(xiàn)功能方面的優(yōu)化都為屏顯字體易讀性帶來了新的標(biāo)準(zhǔn)。例如Chaparro等人研究了微軟順應(yīng)亞像素渲染（subpixel rendering）優(yōu)勢所開發(fā)的六種 ClearTypeTM 字體的屏幕易讀性，發(fā)現(xiàn)其中的Cambria和Constantia字體比傳統(tǒng)主流的Times New Roman字體更易讀（圖1）。由此，關(guān)于字體易讀性的知識體系不斷增長。

值得注意的是，在過去的研究中字體易讀性研究多圍繞長文本的閱讀任務(wù)和指標(biāo)展開。相應(yīng)地，不少基于長文本的具備良好可讀性的屏顯字體被開發(fā)出來。例如針對Kindle電子閱讀器所設(shè)計的Bookerly字體，旨在幫助讀者更快地閱讀和減少眼睛疲勞（圖2），而FontBureau的Reading Edge字體系列則專注于電腦端的網(wǎng)頁排版中的小尺寸屏幕字體設(shè)置。這些字體的共同點是關(guān)注應(yīng)用于較長文本設(shè)置的應(yīng)用情境，以確保最佳的可讀性。而面向移動端的短文本，諸如單獨的標(biāo)簽、按鈕或菜單元素之類文字片段中的字體易讀性的探索偏少。正如前文所述，目前此類應(yīng)用場景在生活中趨于廣泛，值得被深入研究。

（二）小字號屏顯字體的易讀性

屏顯字體指應(yīng)用于屏幕載體的數(shù)字字體，這類字體通常專注于特定的應(yīng)用載體，例如特定的渲染技術(shù)或單獨的屏顯設(shè)備。雖然專為屏幕閱讀而設(shè)計的字體本身并不是一種既定的類型，但由于屏顯字在日常生活中應(yīng)用廣泛而往往被歸為一類字體形式用以探討，目前，全球有超過六十萬種公開可用的字體，其中至多包含了幾千種以提高易讀性和可讀性為目的而設(shè)計的字體，而這之中近有幾百種字體針對屏幕特質(zhì)進行了優(yōu)化，普遍使用的則只有幾十種。

眾所周知，光學(xué)尺寸會影響字體的易讀性，因為相對而言較小的字符更難閱讀。然而，隨著更深入的研究這一因素，我們會發(fā)現(xiàn)字體尺寸其實是一個受許多復(fù)雜因素控制的微妙對象，特別是關(guān)于屏幕顯示字體。字體的大小并非簡單地等同于字符高度，盡管一些字體設(shè)計師主張使用小寫字母“x”的高度來表征字體的物理尺寸，但從易讀性的視覺來看，字體大小是一個相對綜合的概念，其不僅取決于字符高度，還與字符的x 高度、字懷大小以及字白空間大小關(guān)聯(lián)緊密（圖3）。此外，當(dāng)字符尺寸較大時，文字的易讀性并不太取決于字體的屬性，但當(dāng)字符尺寸偏小時，字體特征會顯著影響它們的易讀性。因此字符尺寸是一個十分關(guān)鍵的易讀性變量。

不少研究通過定量限制的測試評估出了最具易讀性的字體尺寸。例如Legge和Bigelow對“臨界尺寸”，即能以最大速度讀取的最小字符尺寸進行了多款字體的對比實驗。研究表明基于屏顯字體的可識別字母和單詞的最小閾值易讀性尺寸為 10 點。Beymer等人的研究從另一視角佐證了這一結(jié)論，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)屏幕字符為 Helvetica字體且字號超過10 點時，這款字體所具有的易讀性優(yōu)勢將被削弱。換而言之，為保證良好的字體易讀性，字符大小應(yīng)保持在10點以上。而BanerJee和Bhattacharyya的研究則建議采用14點的字符大小，因為多款屏顯字體在該尺寸下呈現(xiàn)出最佳的易讀性。

二、小尺寸屏顯字體易讀性的影響因素

影響字符易讀性的因素有很多，這些因素大致可分為兩類。一類為基礎(chǔ)要素，指字符本身的視覺屬性。而基礎(chǔ)要素又可分為內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)在因素指字符的圖形形狀，與字體的字形屬性相關(guān)聯(lián)，如x高度、字懷、大小寫、寬度、筆畫粗細(xì)和襯線。外在因素則通常從心理物理學(xué)方面進行考量，包括字體的大小、對比度、顏色、正負(fù)極性等等。另一類為特定要素，此類為圍繞字符相關(guān)聯(lián)的場域?qū)傩?。涵蓋閱讀場景中所涉及的媒介、人因和環(huán)境，即閱讀目的、屏幕素質(zhì)、用戶生理與心理特征、環(huán)境照明等。這兩類因素相互關(guān)聯(lián)，通?；A(chǔ)要素的屬性受特定要素的影響而有所變動，譬如屏幕像素數(shù)與分辨率的高低對字體襯線風(fēng)格存在顯著作用。事實上過去的研究已證明，由于影響易讀性的變量太多且多數(shù)存在制約關(guān)系，以至于無法制定一套標(biāo)準(zhǔn)法則來最大限度地提高易讀性，但可以確定一些有助于創(chuàng)建易讀字體的一般準(zhǔn)則。在這些眾多影響因素中，影響因素基礎(chǔ)要素為影響字符易讀性的根本因素，因此本文主要以字符基礎(chǔ)要素為切入點，從字符的內(nèi)在因素進行探討。

（1）x高度（x-height）。從基線至小寫字母x的頂部之間的距離被稱作字母的x高度。x高度在西文字符的易讀性方面起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)字符尺寸相同時，x高度較大的字符將具有更高的易讀性，因為相對較大的x高度可使字符的字懷空間更加舒展，字形也變得更加清晰易讀（圖4）。具體來看，x高度是影響小尺寸字符易讀性的主要因素。小尺寸字符通常因字符高度限制導(dǎo)致字內(nèi)空間有限，而較小的x高度將使字符的內(nèi)部空間進一步被擠壓，導(dǎo)致沒有足夠的空間來表現(xiàn)明顯的字符細(xì)節(jié)。尤其是對于筆畫較多或形式較復(fù)雜的字符，在小尺寸顯示時字內(nèi)空間將更加擁擠，導(dǎo)致需犧牲部分筆畫或結(jié)構(gòu)，這些對于易讀性而言都是不利的。其次，這一因素對小寫字母有著顯著影響。小寫字母按字符樣式可大致分為三類，分別為完全等高于x高度的字符樣式，如字母a、c，以及帶有上升部和下降部的小寫字母，如字母d、q。而從小寫字母的整體使用頻率來看，x高度類的小寫字母的使用占比最高，具有上升部的小寫字母次之，具有下降部的小寫字母的使用頻率則最低。因此，適當(dāng)?shù)膞高度可以最大化大多數(shù)單詞的易讀性。當(dāng)然，這并不代表著x高度越大越好，當(dāng)x高度超過適度的數(shù)值時，上述正向影響將被抵消。一方面，除了部分小寫字母等高于x高度，其他字符高度皆大于x高度，比如大寫字母的字符高度還包含上端部分，小寫字母的字符高度亦包括上升部分或下降部分。由此，在既定的尺寸內(nèi)增加x高度意味著其他部分的比例壓縮，而當(dāng)其他部分過于弱化時會損害易讀性。另一方面，西文字符因結(jié)構(gòu)共用等因素有多對易產(chǎn)生混淆的字符組，過大的x高度會加劇字符之間的混淆程度，導(dǎo)致難以辨認(rèn)反而降低易讀性（如圖5）。

（2）字懷（Counter）。字懷又稱字谷，指字母所包含的內(nèi)部空間。從“x”高度的相關(guān)闡述中，我們不難發(fā)現(xiàn)字懷與x高度是一組關(guān)聯(lián)密切的概念，即字符x高度的增加意味著字懷空間的擴大。整體而言，大多數(shù)研究學(xué)者認(rèn)為較大的字懷空間可以提高字符的易讀性，反之字懷越小，閱讀起來就越困難。在較小的字號設(shè)置中，字體易讀性除了受字懷空間大小的影響，還有賴于字懷的開放程度。盡管理由各不相同，但研究者普遍認(rèn)為字懷開口越開放則字體易讀性越高。Bigelow和Holmes參考了文藝復(fù)興時期手寫人文主義字體的手稿，認(rèn)為開放式的字懷有助于在觀看條件不利的情況下保持字母的特征和識別度。Fiset等人發(fā)現(xiàn)字形最重要的識別特征是字符的筆畫末端，而開放式的字懷相較于封閉的字懷開口，在一定程度上強調(diào)了筆畫末端這一特點。此外，字懷開放程度對易讀性的影響與字母的多寡有關(guān)。字懷越開放的字母在被其他字母包圍時易讀性越好，而字懷封閉的字母在孤立顯示時則易讀性更佳。也就是說，當(dāng)字母以單詞形式呈現(xiàn)時應(yīng)適當(dāng)增加其字懷開口大小。簡而言之，開放的字懷和大的字懷空間使小字號字符的字形在視覺上更加舒展，從而更具易讀性。

（3）襯線與非襯線（Serifamp;Sans Serif）。襯線指筆畫末端的裝飾細(xì)節(jié)部分，襯線字體是一種飾以襯線細(xì)節(jié)的西文字體，如Times New Roman、Georgia等。無襯線字體顧名思義指沒有襯線、筆畫粗細(xì)變化不顯著的西文字體，如Arial、helvetica、Verdana等。

早期，屏幕的媒介特殊性對字體襯線部分的呈現(xiàn)效果具有明顯的負(fù)面作用，因此屏幕界面中普遍選用無襯線字體。究其原因主要是相對較低的分辨率不能有效地渲染襯線的精細(xì)筆畫。當(dāng)在字體在屏幕中數(shù)字化時，字母形式必須適應(yīng)一個相對較小的像素網(wǎng)格，從而導(dǎo)致字形模糊。相較而言，無襯線字體被數(shù)字化后字形更清晰，因此更容易辨認(rèn)。

時至今日，屏幕質(zhì)量已有顯著改善，但拋開屏幕質(zhì)量對于字體的影響，襯線字體和無襯線字體的相對易讀性仍是最常見且具爭議的議題之一。部分學(xué)者認(rèn)為二者并無差異，Arditi和Cho于屏幕內(nèi)測試了九款字體，總結(jié)出襯線大小對于字體易讀性的影響非常小。Moriarty和Scheiner的研究同樣聲稱無襯線字體和襯線字體在閱讀速度上沒有差異。此外，Lund對 72 項比較不同字體易讀性的研究進行了廣泛審查，發(fā)現(xiàn)在過去的研究中沒有任何確鑿的證據(jù)可論證兩者之中哪類字體更具易讀性。而支持無襯線字體更具易讀性的研究人員普遍認(rèn)為，襯線起到的更多是裝飾作用，對字體的辨別度幾乎沒有影響，甚至?xí)加弥饕P畫的空間，進而使字符、單詞更加擁擠。并且，對于接近敏銳度極限的小字號字符，襯線反而會干擾易讀性，并導(dǎo)致字形偏離原本的主體形狀。BanerJee和Bhattacharyya的研究支持這一觀點，其通過評估觀察到用戶普遍不喜歡閱讀10點大小的襯線字體。也有不少研究者認(rèn)為襯線字體更具易讀性優(yōu)勢，主要觀點可歸納為以下兩點。其一，襯線字體通過更鮮明和更易辨認(rèn)的特殊特征，以及增加主要筆畫的突出性來增強字母的辨別度。其二，襯線可引導(dǎo)視線沿著文字移動。但事實上襯線在引導(dǎo)掃視中視線停頓點的效果是十分微弱的，觀者通常基于周邊視覺來流動視線，而襯線細(xì)節(jié)在周邊視覺中基本上是缺失的。近期，少數(shù)學(xué)者的研究對這一觀點進行了補充，提出了襯線對字體易讀性的作用視情境而定的主張。Beier amp; Dyson 2014 認(rèn)為在遠(yuǎn)處識別的極端情況下，襯線可以提高單個字母的易讀性。Bigelow等人設(shè)計并比較了同一款字體的襯線版和無襯線版，發(fā)現(xiàn)襯線在字體為小尺寸時會減慢閱讀速度，但在大尺寸下沒有差異。MorrisJ Aquilante等人的研究進一步論證了這一觀點，并指出視力不佳的讀者對無襯線字體存在主觀偏好。

從實際應(yīng)用層面來看，盡管隨著屏幕素質(zhì)的提升襯線渲染不足的難題已消解，但在界面字體中襯線字體僅被少量使用，大部分仍是采用無襯線字體，其主導(dǎo)地位已趨于既定標(biāo)準(zhǔn)。部分學(xué)者認(rèn)為這主要是因為早期粗略渲染保真度不足，導(dǎo)致很長一段時間內(nèi)屏顯字體皆為無襯線字體，這種持續(xù)性地曝光影響了用戶的主觀期望，從而對無襯線字體確立為屏幕排版的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

（4）字符寬度，指從字符的最左黑網(wǎng)點到最右黑網(wǎng)點的值。相對前三項的影響因素，字符寬度對于字體易讀性的作用往往被忽視了。通常，易讀性最佳的字體設(shè)計是整體寬度“平均”的字體，字符寬度被過度壓縮和拉伸時字體的清晰度皆較差，對于較小字號的字符而言更是如此。但“平均”并不是指絕對相等字寬、固定間距的等寬字體。眾所周知，26個字母的字形寬窄差異較大，如果追求每個字符等寬的設(shè)計理念，則字形較寬的字母，如M、G、Q、W，的空白區(qū)域面積將被極大地弱化，字懷空間亦隨之縮小且字形特點變得模糊。同時字體等寬往往會造成字符間距的不協(xié)調(diào)，這主要歸因于原本較窄的字形，如字母 I、J、i、j，需通過增加襯線以實現(xiàn)字符寬度的一致，但這類字符在字形中屬于簡單的放開形結(jié)構(gòu)，借由襯線增加寬度的同時也會導(dǎo)致字符留白空間擴大。當(dāng)此類字母排列在一起時，則會呈現(xiàn)出字符間距過大的現(xiàn)象，而寬字符組則在對比之下愈發(fā)顯得擁擠。由此，字距不恰當(dāng)時會削弱字體的閱讀性，繼而影響用戶對單詞的辨識能力。

對于常規(guī)的比例字符，寬字母往往比窄字母的易讀性更好。正如前文所述，每個字母的形態(tài)有寬窄之差異，研究表明較窄的字母容易導(dǎo)致不同的誤讀，在孤立的情況下字母I很可能會被誤認(rèn)為字母l和j；而當(dāng)字母I的兩側(cè)是其他字母時，則又容易被誤識別為字母 h 或 k。Beier和Larson發(fā)現(xiàn)i、j、l、t等窄字母在字寬增加后有助于提高其識別性。

綜上所述，這些影響小字號屏顯字體易讀性的內(nèi)在因素，在一定程度上是相互高度依賴又存在沖突的。因此，字體的易讀性難以以單一的維度衡量，還需結(jié)合如屏幕參數(shù)、使用環(huán)境等真實場域中的特定因素進行綜合性的考量。

結(jié)論

不可否認(rèn)，字體作為信息文本的載體正在生活中各個領(lǐng)域變得越來越重要。如今，我們閱讀和娛樂的媒體方式和地點皆發(fā)生了革命性的變化，屏幕的可移動性和交互性都左右著字體的設(shè)計。早期的字體以滿足粗糙、低分辨率屏幕下的字體易讀性為目標(biāo)，但當(dāng)代字體設(shè)計更需要在多樣的應(yīng)用場景中達(dá)到藝術(shù)性和實用性之間獨特的平衡?？偠灾M管影響字體易讀性的因素錯綜復(fù)雜，且確定最易讀或最佳的字體長久以來是一個困難的命題，但從字體的x高度、字懷、襯線細(xì)節(jié)、字符寬度等方面優(yōu)化字體特征，是有效改善面向短文本的小字號屏顯字體易讀性的方法。

基金項目：本文為2021年湖南省研究生科研創(chuàng)新項目“車載交互界面顯示字體的易讀性研究”成果。（項目編號：CX20210488）

作者簡介：周曦，女，博士研究生。主要研究方向：字體研究、產(chǎn)品設(shè)計。