張?jiān)懀旨卧矗?聞，孫 亮，梁 靜，王志勝，黨春岳，沈永健，鄒念育

(1.大連工業(yè)大學(xué) 光子學(xué)研究所，遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 大連 116034；3.深圳千百輝照明有限公司，廣東 深圳 518000)

引言

隨著我國(guó)博物館事業(yè)的高速發(fā)展，博物館已成為公眾休閑與旅游的首選文化場(chǎng)所之一，相應(yīng)地書法作品展的數(shù)量也在逐年攀升[1]。照明是為博物館參觀者營(yíng)造良好參展環(huán)境的重要手段之一，同時(shí)也是一種藝術(shù)表現(xiàn)形式、然而，隨著LED照明在博物館的大量應(yīng)用，GB/T 23863—2009《博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中的部分內(nèi)容對(duì)當(dāng)前博物館照明已不適用[2]。

本研究基于博物館書法作品照明的現(xiàn)狀，通過模擬博物館書法作品展陳光環(huán)境，獲取觀察者在12種不同光源色溫和照度下對(duì)不同書法字體的書法作品的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，研究書法字體、光源色溫、照度對(duì)參觀者的喜好度、吸引度、舒適度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)方案

1.1 實(shí)驗(yàn)光源

1941年發(fā)表的Kruithof舒適度區(qū)域是照明領(lǐng)域最早的色溫和照度舒適度實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)論為低照度的低色溫光源和高照度的高色溫光源被認(rèn)為是舒適照明[3]。在博物館、美術(shù)館照明的實(shí)際應(yīng)用中，照度在50～1 600 lx之間，光源色溫在2 700～6 000 K之間[4]。但已有研究表明，照度在200～800 lx之間，隨著照度和色溫的不斷提升，觀察者對(duì)于展品的喜好程度增加的并不明顯[5]。

結(jié)合GB/T 23863—2009《博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范》以及書法作品的自身特性，本研究實(shí)驗(yàn)所選擇的照度為100 lx、150 lx、200 lx，光源色溫選擇為2 500 K、3 500 K、4 500 K、5 500 K；在實(shí)驗(yàn)中，照度和色溫分別兩兩進(jìn)行組合，共得到12組不同的照度與色溫組合。

1.2 心理物理實(shí)驗(yàn)

本研究首先搭建光環(huán)境展示空間，模擬博物館、美術(shù)館中書法作品展陳空間，營(yíng)造不同的光環(huán)境對(duì)書法作品進(jìn)行照明。實(shí)驗(yàn)選用4幅字體不同的真實(shí)書法作品掛于墻壁一側(cè)，4種書法字體分別為篆書、隸書、楷書、行書。選用LED智能光源，顯色指數(shù)Ra=92，色溫及光通量可調(diào)，以30°角度，垂直距離40 cm對(duì)書法作品進(jìn)行照明，實(shí)驗(yàn)空間場(chǎng)景示意圖如圖1所示，4幅書法作品如圖2所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)空間場(chǎng)景示意圖Fig.1 Scene diagram of experiment space

圖2 4幅書法作品實(shí)例Fig.2 Four calligraphy works

實(shí)驗(yàn)選取27名觀察者模擬博物館參觀者，其中14位觀察者為男性，13位觀察者為女性，年齡為19～23周歲，均為大連工業(yè)大學(xué)在校大學(xué)生，均通過色盲及色弱測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，每幅書法字體被單獨(dú)掛在墻上，實(shí)驗(yàn)人員隨機(jī)采用不同LED光源對(duì)書法作品進(jìn)行照射，來實(shí)現(xiàn)不同照度和色溫的組合。要求每個(gè)觀察者對(duì)每種書法字體在12組光環(huán)境下的喜好度、吸引度及舒適度進(jìn)行評(píng)價(jià)。-3分表示完全不喜歡/吸引/舒適，-2分表示不喜歡/吸引/舒適，-1分表示比較不喜歡/吸引/舒適，1分表示比較喜歡/吸引/舒適，2分表示喜歡/吸引/舒適，3分表示非常喜歡/吸引/舒適[6]。每個(gè)觀察者參與實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的時(shí)間約為40 min。

為避免記憶色效應(yīng)的影響，在改變照度和光源色溫時(shí)，要求觀察者閉眼適應(yīng)20～30 s，并且在切換光源后，要求觀察者適應(yīng)30 s后進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，為去除色適應(yīng)等視覺現(xiàn)象對(duì)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)中要求觀察者采用口述方式進(jìn)行打分，實(shí)驗(yàn)人員負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)。

2 觀察者差異性分析

實(shí)驗(yàn)選取的27名觀察者，每人在12組光環(huán)境下對(duì)4種不同字體的書法作品的喜好度、吸引度、舒適度進(jìn)行評(píng)價(jià)，共得到了1 296個(gè)主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

本次實(shí)驗(yàn)采用差異系數(shù)(coefficient of variation，CV)來比較觀察者之間的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性[7]，其計(jì)算公式為

(1)

表1為四幅書法作品在不同光環(huán)境下評(píng)價(jià)分值的CV，表2為27名觀察者對(duì)四幅書法作品在12組光環(huán)境下所有評(píng)價(jià)分值的CV。

經(jīng)核實(shí)，表1、表2中數(shù)據(jù)均在心理物理實(shí)驗(yàn)CV的正常范圍內(nèi)[8]，因此本研究心理物理實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均為可靠數(shù)據(jù)。

表1 四幅書法作品在不同光環(huán)境下評(píng)價(jià)分值的CV

表2 27名觀察者對(duì)四幅書法作品在12組光環(huán)境下所有評(píng)價(jià)分值的CV

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 影響觀察者對(duì)書法作品評(píng)價(jià)的因素

在不同光源色溫、不同照度、不同字體下，對(duì)觀察者的評(píng)價(jià)進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果如表3所示。采用顯著性p值來判定觀察者在不同條件下對(duì)不同評(píng)價(jià)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)是否存在顯著差異；當(dāng)顯著性p值小于0.010時(shí)，評(píng)價(jià)存在顯著差異性，當(dāng)顯著性p值大于0.050時(shí)，說明不存在顯著差異。

表3 不同色溫、不同照度、不同字體的單因素方差分析結(jié)果Table 3 Results of factor analysis of variance for different color temperature, illumination and calligraphy fonts

表3中的結(jié)果表明，光源色溫、照度、書法字體在喜好度評(píng)價(jià)項(xiàng)目上的顯著性p值分別為0.000、0.003、0.006，均小于0.010，這說明觀察者在不同色溫、不同照度、不同字體下對(duì)書法作品的喜好度評(píng)價(jià)存在顯著差異，即光源色溫、照度、書法字體對(duì)觀察者的喜好度評(píng)價(jià)產(chǎn)生較大影響。光源色溫、照度、書法字體在吸引度評(píng)價(jià)項(xiàng)目上的顯著性p值分別為0.009、0.001、0.394，其中色溫和照度的顯著性小于0.010，這說明觀察者在不同色溫、不同照度對(duì)書法作品的吸引度評(píng)價(jià)存在顯著差異；書法字體的顯著性大于0.050，說明觀察者對(duì)不同字體的書法作品吸引度評(píng)價(jià)不存在顯著差異，即不同字體的書法作品對(duì)觀察者的吸引度評(píng)價(jià)沒有影響。在舒適度評(píng)價(jià)項(xiàng)目中，光源色溫、照度、書法字體的顯著性p值分別為0.002、0.008、0.642，其中光環(huán)境的顯著性小于0.010，這說明觀察者在不同色溫、不同照度的舒適度評(píng)價(jià)存在顯著差異；書法字體的顯著性均大于0.050，說明觀察者對(duì)不同字體的書法作品舒適度評(píng)價(jià)不存在顯著差異，即不同字體的書法作品對(duì)觀察者的舒適度評(píng)價(jià)沒有影響。

3.2 光環(huán)境對(duì)觀察者評(píng)價(jià)的影響

為了方便處理與分析，所有的-3～3之間的分值都轉(zhuǎn)換為1～6之間[6]。通過單因素方差分析得知光環(huán)境是影響觀察者評(píng)價(jià)的重要因素，因此首先探討光源色溫與照度對(duì)觀察者評(píng)價(jià)的影響。圖3為27位觀察者在不同光源色溫下對(duì)四幅書法作品喜好度、吸引度、舒適度評(píng)價(jià)的均值。根據(jù)圖3可以看出，觀察者在3 500 K、4 500 K的色溫下對(duì)書法作品的喜好度較高，在3 500 K色溫下喜好度的評(píng)價(jià)一致性更高；書法作品對(duì)觀察者的吸引度隨著色溫的升高而緩慢降低，但各色溫下評(píng)價(jià)均值在3.14～3.47之間，下降趨勢(shì)并不明顯；觀察者在3 500 K、4 500 K、5 500 K色溫下的舒適度較為接近，3 500 K色溫使觀察者最為舒適，從3 500 K開始隨著色溫的提高舒適度逐漸下降，但在4 500 K色溫下舒適度的評(píng)價(jià)一致性更高，2 500 K色溫下的舒適度明顯低于其余3組色溫。

圖4為27位觀察者在不同照度下對(duì)四幅書法作品喜好度、吸引度、舒適度評(píng)價(jià)的均值。根據(jù)圖4可以看出：觀察者在150 lx、200 lx照度下對(duì)書法作品的喜好度明顯高于100 lx，150 lx下觀察者的喜好度最高；書法作品對(duì)觀察者的吸引度隨著照度的提高而明顯提高，但照度從150 lx提高到200 lx對(duì)吸引度的提升沒有從100 lx提高到150 lx那么明顯；觀察者的舒適度在100 lx照度下最低，在150 lx、200 lx照度下舒適度較高，在150 lx照度下評(píng)價(jià)一致性明顯更高。

圖3 27名觀察者在不同色溫下的評(píng)價(jià)均值Fig.3 The mean value of 27 observers in different color temperature

圖4 27名觀察者在不同照度下的評(píng)價(jià)均值Fig.4 The mean value of 27 observers in different illumination

3.3 書法字體對(duì)觀察者喜好度的影響

通過單因素方差分析得知，觀察者對(duì)不同字體的書法作品的吸引度、舒適度不存在顯著差異，即不同字體的書法作品對(duì)觀察者吸引度、舒適度評(píng)價(jià)沒有影響，僅對(duì)喜好度產(chǎn)生影響。

圖5 觀察者在不同色溫下對(duì)4種字體的書法作品的喜好度均值Fig.5 The mean value of observers’ preference for the 4 fonts of calligraphy works in different color temperature

圖5為27名觀察者在不同光源色溫下對(duì)4種字體的書法作品的喜好度均值。根據(jù)圖5整體來看，篆書喜好度最高的色溫為2 500 K，并隨著色溫升高喜好度逐漸降低；隸書、楷書、行書在3 500 K、4 500 K色溫下均有較高的喜好度，在5 500 K色溫下喜好度略低但高于2 500 K。單獨(dú)分析每組色溫：觀察者在光源色溫為2 500 K時(shí)，對(duì)隸書、楷書、行書的喜好度極低，對(duì)篆書的喜好度遠(yuǎn)高于這三種字體，且2 500 K是篆書喜好度最高的色溫值；觀察者在光源色溫為3 500 K時(shí)，對(duì)4種書法字體均有較高的喜好度，其中隸書喜好度最高的色溫為3 500 K，同時(shí)3 500 K也是所有書法字體喜好度均值最高、觀察者評(píng)價(jià)一致性最高的色溫；觀察者在光源色溫為4500 K時(shí)，整體喜好度略低于3 500 K色溫下的均值，其中楷書、行書喜好度最高的色溫為4 500 K；觀察者在光源色溫為5 500 K時(shí)，對(duì)篆書、隸書、楷書的喜好度相比于4 500 K色溫下的喜好度明顯降低；但對(duì)行書的喜好度均值僅僅下降0.05。

圖6 觀察者在不同照度下對(duì)4種字體的書法作品的喜好度均值Fig.6 The mean value of observers’ preference for the 4 fonts of calligraphy works in different illumination

圖6為27名觀察者在不同照度下對(duì)4種字體的書法作品的喜好度均值。根據(jù)圖6可以發(fā)現(xiàn)：不同字體在每組照度下的喜好度大致相同，觀察者喜好度最高的照度均為150 lx，100 lx下喜好度最低；篆書在不同照度下觀察者的喜好度波動(dòng)最小；楷書的喜好度波動(dòng)較大，受照度影響較為明顯；隸書與行書相似，200 lx照度下的喜好度略低于150 lx照度下的喜好度。綜合來看，書法字體對(duì)于觀察者喜好度的影響小于光環(huán)境對(duì)喜好度的影響，色溫的改變對(duì)于觀察者對(duì)隸書的喜好度評(píng)價(jià)影響較大，照度的改變對(duì)于觀察者對(duì)楷書的喜好度評(píng)價(jià)影響較大。

4 總結(jié)

我們首先通過搭建光環(huán)境展示空間模擬博物館書法作品展陳空間，營(yíng)造不同的光環(huán)境對(duì)書法字體進(jìn)行照明邀請(qǐng)27名觀察者進(jìn)行心理物理實(shí)驗(yàn)，獲取他們?cè)?2組不同光源色溫和照度下對(duì)4種書法字體(篆書、隸書、楷書、行書)的書法作品的喜好度、吸引度、舒適度的主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與討論，結(jié)果表明：書法字體對(duì)觀察者的吸引度和舒適度評(píng)價(jià)沒有影響；觀察者的舒適度受色溫影響較大，在光源色溫為3 500 K、4 500 K時(shí)舒適度相對(duì)較高；書法作品對(duì)觀察者的吸引度隨著照度的增加而增大；喜好度受字體、色溫、照度共同影響，但光源色溫與照度的影響大于書法字體；整體來看，觀察者對(duì)于篆書、隸書、楷書、行書喜好程度最高的光源條件分別為：2 500 K 100 lx、3 500 K 150 lx、4 500 K 150 lx、4 500 K 200 lx。

在博物館書法作品展覽時(shí)，在不考慮光致?lián)p傷的前提下，光源色溫建議采用3 500～4 500 K；為提高書法作品對(duì)參觀者的吸引度，可在允許范圍內(nèi)增加展品照度，但不建議超過200 lx。另外，在展覽中存在大量篆書字體的作品時(shí)，可適當(dāng)降低光源色溫，以營(yíng)造一種年代感。