88、宽屏显示器与动态标识的视觉特性研究

宽屏显示器与动态标识的视觉特性研究

在当今数字化时代，显示器和动态标识在我们的生活中无处不在。宽屏显示器凭借其广阔的视野和丰富的显示内容，成为了许多用户的首选；而动态标识则以其独特的信息展示方式，广泛应用于公共空间。然而，这两者的使用效果与人类的视觉特性密切相关。本文将深入探讨宽屏显示器对信息检索的影响，以及动态标识的对比度和速度对不同人群可见性的影响。

宽屏显示器对信息检索的影响

为了研究宽屏显示器对信息检索的影响，研究人员进行了一项实验。实验旨在分析当观众将注意力集中在屏幕中心时，宽屏显示器对屏幕边缘信息检索的影响。
- 实验设置
- 实验对象 ：选取了10名年龄在18 - 23岁的大学生作为实验对象，实验前确认他们的视力和视野正常，并要求他们在实验前晚上11点前入睡，以避免在实验任务中犯困。
- 实验环境 ：让每个实验对象舒适地坐在椅子上，显示器屏幕与桌面垂直，高度调整到屏幕中心与实验对象的眼睛水平。屏幕与实验对象眼睛的距离设定为600mm，实验对象在搜索字符时可以移动眼睛，但被要求背部靠在椅背上，实验过程中不要将脸靠近显示器，也不要靠在桌子上。
- 实验方法 ：使用一台24英寸的宽屏显示器（G2410；Dell Inc.），通过人工方式将其设置为宽屏（531mm × 299mm）或标准屏（374mm × 299mm）模式，统一显示器高度为299mm，宽屏的屏幕纵横比为16:9，标准屏为5:4。实验前向每个实验对象解释实验内容，让他们进行5分钟的初步训练任务，确认他们理解任务后开始实验。屏幕中心显示一个四边形，鼠标指针和注视点置于中心。点击四边形后，屏幕中心显示一个字符（字母A - Z），同时在屏幕左右边缘的10个位置显示另外10个字符。实验对象需要找到与屏幕中心字符相同的字符并点击鼠标左键，记录从屏幕中心显示字符到点击相同字符的时间作为“检索时间”。若两秒内未点击鼠标，则判定检索任务超时；若点击错误字符，该数据将被排除。实验对象在宽屏和标准屏上各进行15分钟的检索任务，中间休息10分钟。完成检索任务后，实验对象需填写一份主观评价问卷。屏幕背景为白色，检索任务中的字符为黑色，白色部分的亮度为256 cd/m²。
- 实验结果
- 检索时间 ：除了左下角（显示位置5）外，宽屏上字符的检索时间比标准屏长。在宽屏上，右上角（显示位置6）的检索时间最长，其次是左下角、左上角和右下角。而检索时间最短的是右边缘中心（显示位置8），其次是左边缘中心（显示位置3）。通过对屏幕类型和显示位置两个因素进行双向方差分析，发现屏幕类型和显示位置之间的差异具有统计学意义。对比宽屏和标准屏各显示位置的检索时间差异，在右边缘中心上方（显示位置7）、右边缘中心（显示位置8）和右边缘中心下方（显示位置9），差异超过100ms，只有左下角（显示位置5）出现了负值。
- 主观评价 ：许多实验对象认为左边缘中心（显示位置3）和右边缘中心（显示位置8）的字符容易快速找到，而左上角、左下角、右上角和右下角的字符则很难找到，这种趋势在宽屏和标准屏上都有体现。
- 结果分析 ：实验结果表明，宽屏和标准屏在鼠标指针移动距离上的差异并非导致字符检索时间差异的主要原因。无论是宽屏还是标准屏，屏幕四个角的字符检索时间都较长，这说明实验对象的视线难以移向屏幕的四个角。此外，由于人类有效视野有限，宽屏显示器的宽度超过了有效视野范围，导致屏幕右侧的信息难以被及时发现，从而延长了检索时间。

动态标识的对比度和速度对不同人群可见性的影响

动态标识在公共空间中的应用越来越广泛，为了确保不同人群（尤其是老年人和低视力人群）能够清晰地看到动态标识，研究人员对动态标识的对比度和速度进行了研究。
- 实验设置
- 实验对象 ：包括30名年轻人、30名老年人和20名低视力者。
- 实验方法 ：将动态标识投影到参与者前方的地板上，标识以不同的对比度和速度从右向左或从左向右移动。参与者坐在椅子上，与图像的视觉距离约为1.1m，图像的视角约为18.9°，大致相当于一个人在1.5m眼高行走时看到的50cm正方形的大小。投影动态标识后，参与者需要选择与他们看到的图案相匹配的图像，并对每个图像进行五级主观可见性评价：非常难看到、难看到、难易适中（中间水平）、容易看到和非常容易看到。评价后，参与者从图像列表中选择他们看到的内容。实验使用了五种不同类别的图像：线条、日语单词、英语单词、简单图形以及数字和象形图，每个图像类别有多种变体以防止重复。采用了三种不同的Michelson对比度（0.05、0.28和0.87）和五种不同的速度：0.27、0.54、1.09、2.17和4.34 m/s（13.99、27.58、52.71、89.21和126.24°/s）。
- 实验结果
- 对比度和速度的影响 ：从实验结果的图表可以看出，当对比度高且速度低时，年轻、老年和低视力参与者的主观评价得分相对较好；当对比度降低或速度增加时，得分会下降。年轻参与者有更多“非常容易看到”或“容易看到”的得分，而老年参与者这类得分较少，“难看到”和“非常难看到”的得分较多。低视力参与者的最高得分低于“容易看到”，且有大量参与者给出“非常难看到”或“不可能看到”的得分。当对比度低时，即使速度较低，低视力参与者的得分也低于1，这表明低视力者在低对比度下无论速度如何都很难看到标识。此外，低视力者在某些区域与年轻和老年参与者相比，得分下降更为明显，例如速度在1.09 m/s和2.17 m/s之间，对比度在0.29和0.05之间。对于任何图像，可见性平均值至少为3或更高的范围被认为是理想的。
- 不同人群的表现 ：研究发现，年轻人对动态标识的正确响应率较高，不受可见性评级的影响；而低视力者的正确响应率即使在“容易看到”的条件下也低于年轻人和老年人。

总结与建议

• 宽屏显示器方面 ：人类有效视野有限，使用大尺寸宽屏显示器可能会导致屏幕右侧信息发现延迟。在设计宽屏显示内容时，应考虑人类独特的视觉特性，合理安排信息位置。当使用屏幕边缘时，应采取措施提醒用户注意该区域的信息。
• 动态标识方面 ：为了确保老年人和低视力者能够清晰看到动态标识，应选择合适的对比度和速度。对于低视力者，建议速度控制在1.09或更低，对比度在0.89或更高。在制定动态标识标准时，应充分考虑这些研究结果，以提高动态标识的可访问性。

通过以上研究，我们可以更好地理解宽屏显示器和动态标识与人类视觉特性之间的关系，从而在实际应用中做出更合理的设计和决策，提高信息传递的效率和效果。

下面是宽屏显示器实验的流程图：

graph LR
    A[实验准备] --> B[实验对象筛选]
    B --> C[实验环境设置]
    C --> D[实验方法说明]
    D --> E[初步训练任务]
    E --> F[正式实验开始]
    F --> G[记录检索时间]
    G --> H[判断是否超时或错误]
    H -- 是 --> I[排除数据]
    H -- 否 --> J[继续实验]
    J --> K[完成检索任务]
    K --> L[填写主观评价问卷]

动态标识实验的结果总结表格如下：
|人群|对比度和速度影响|正确响应率特点|
| ---- | ---- | ---- |
|年轻人|对比度高、速度低时得分好，“容易看到”得分多|高，不受可见性评级影响|
|老年人|“容易看到”得分少，“难看到”得分多| - |
|低视力者|最高得分低于“容易看到”，低对比度下得分低|即使“容易看到”条件下也低于年轻人和老年人|

宽屏显示器与动态标识的视觉特性研究

宽屏显示器使用建议

为了更好地利用宽屏显示器并提高信息检索效率，以下是一些具体的使用建议：
1. 信息布局优化
- 避免边缘放置关键信息 ：由于屏幕四个角和右侧边缘的信息检索时间较长，应尽量避免将关键信息放置在这些位置。例如，在设计宽屏网页时，重要的导航菜单、核心内容等应尽量集中在屏幕中心或左侧区域。
- 设置引导提示 ：对于必须放置在屏幕边缘的信息，可以设置引导提示，如箭头、闪烁图标等，吸引用户的注意力，帮助他们更快地发现这些信息。例如，在游戏界面中，如果某些重要道具的提示信息在屏幕右侧边缘，可以设置一个闪烁的箭头指向该位置。
2. 用户操作辅助
- 提供快捷键或快速导航 ：为了减少鼠标指针在屏幕上的移动距离，可以提供快捷键或快速导航功能。例如，在办公软件中，可以设置快捷键直接跳转到屏幕右侧的特定功能区域。
- 增加视觉反馈 ：当用户将鼠标指针移动到屏幕边缘时，可以增加一些视觉反馈，如改变鼠标指针的样式、显示提示信息等，让用户更加明确自己的操作位置。

动态标识设计建议

为了确保动态标识能够被不同人群清晰地看到，在设计时可以参考以下建议：
1. 对比度和速度选择
- 针对低视力人群 ：根据实验结果，对于低视力者，应选择对比度在0.89或更高、速度在1.09或更低的设置。例如，在地铁站的动态标识中，如果要考虑低视力人群的需求，就需要保证标识的对比度和速度在这个范围内。
- 综合考虑不同人群 ：在设计动态标识时，应综合考虑不同人群的需求。可以采用折中的对比度和速度设置，既能满足年轻人的快速浏览需求，又能保证老年人和低视力者能够清晰看到标识。
2. 图像内容设计
- 选择简单清晰的图像 ：使用简单、清晰的图像可以提高动态标识的可见性。避免使用过于复杂的图案和文字，尽量采用简洁明了的设计风格。例如，在商场的动态导向标识中，使用简单的箭头和图标来指示方向，比使用复杂的文字说明更容易被不同人群理解。
- 增加图像变化的多样性 ：为了吸引用户的注意力，可以适当增加图像变化的多样性。但要注意变化的速度不能过快，以免影响用户的观看体验。例如，在广告宣传的动态标识中，可以通过颜色、形状的变化来吸引用户的目光。

未来研究展望

虽然本研究已经对宽屏显示器和动态标识的视觉特性进行了深入探讨，但仍有一些方面值得进一步研究：
1. 个性化视觉体验 ：不同用户的视觉特性存在差异，未来可以研究如何根据用户的个体差异（如视力、年龄、阅读习惯等）提供个性化的宽屏显示和动态标识设计方案，以提高用户的视觉体验。
2. 多模态信息展示 ：除了视觉信息，还可以结合听觉、触觉等其他模态的信息，为用户提供更加丰富的信息展示方式。例如，在动态标识中增加语音提示，帮助低视力者更好地理解标识内容。
3. 新技术应用 ：随着显示技术的不断发展，如虚拟现实、增强现实等，未来可以研究这些新技术在宽屏显示和动态标识中的应用，探索新的信息展示方式和交互模式。

下面是动态标识设计建议的流程图：

graph LR
    A[确定目标人群] --> B[选择对比度和速度]
    B --> C{是否针对低视力人群}
    C -- 是 --> D[对比度≥0.89，速度≤1.09]
    C -- 否 --> E[综合考虑不同人群需求]
    D --> F[图像内容设计]
    E --> F
    F --> G[选择简单清晰图像]
    F --> H[增加图像变化多样性]

宽屏显示器和动态标识的使用建议总结表格如下：
|类型|建议内容|具体措施|
| ---- | ---- | ---- |
|宽屏显示器|信息布局优化|避免边缘放置关键信息，设置引导提示|
|宽屏显示器|用户操作辅助|提供快捷键或快速导航，增加视觉反馈|
|动态标识|对比度和速度选择|针对低视力人群设置对比度≥0.89，速度≤1.09；综合考虑不同人群需求|
|动态标识|图像内容设计|选择简单清晰图像，增加图像变化多样性|

通过以上的研究和建议，我们可以更好地设计和使用宽屏显示器和动态标识，提高信息传递的效率和效果，满足不同人群的需求。在未来的发展中，我们还需要不断探索和创新，以适应不断变化的技术和用户需求。