張丙辰，趙佳寶，李 尋，楊俞玲，韋懿洋

基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP配色研究

張丙辰，趙佳寶，李 尋，楊俞玲，韋懿洋

(江蘇師范大學機電工程學院，江蘇 徐州 221116)

為提升自閉癥譜系障礙(ASD)兒童干預(yù)APP的康復(fù)效果，為設(shè)計師提供合理有效的參考，提出一種基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價方法。首先通過文獻分析和焦點小組法，構(gòu)建基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價體系；其次運用AHP法獲取各項評價指標的權(quán)重；再次篩選得到8個基于PCCS色彩體系的界面配色設(shè)計方案，邀請專家對其打分，得到初始評判矩陣；然后通過TOPSIS法獲得各方案的排序結(jié)果；最后對結(jié)果進行解析。研究表明，ASD兒童對綠色、藍色等冷色調(diào)及明度、純度較高的色彩具有較高的認可度；在PCCS色調(diào)圖中，ASD兒童更喜愛輕柔色調(diào)、淺色調(diào)、鄰近色與互補色的搭配；在界面配色設(shè)計中應(yīng)更趨于明快、清晰、和諧、穩(wěn)重的色彩搭配。將該評價方法應(yīng)用于干預(yù)APP界面配色實驗方案評價中，可以提高設(shè)計評價過程中的客觀性、科學性，為設(shè)計師進行決策提供參考，更好地促進ASD兒童干預(yù)APP的發(fā)展。

界面配色；ASD兒童；PCCS色彩體系；AHP分析法；TOPSIS分析法

自閉癥譜系障礙(autism spectrum disorder，ASD)作為一種廣泛性發(fā)育障礙，往往伴隨著語言交流溝通能力缺失、行為重復(fù)刻板和興趣范圍局限以及社交互動能力缺損等癥狀[1]。美國疾病控制與預(yù)防中心公布的最新自閉癥兒童患病率報告顯示，ASD的發(fā)生率明顯上升，已從2006年的1/110增加到2021年的1/44[2]。研究表明，ASD兒童在視覺加工方面具有特殊優(yōu)勢，基于視覺的干預(yù)可有效促進ASD兒童的主動交流溝通能力，降低情緒問題發(fā)生的頻率，提升干預(yù)訓練的康復(fù)效果，減輕家長的多重壓力[3-4]。隨著信息時代的到來，ASD兒童可以從數(shù)字技術(shù)中受益，采用APP作為輔助手段進行干預(yù)時可以有效地延長對ASD兒童的積極影響[5]。目前不斷有研究人員以電子設(shè)備為載體，開發(fā)出可以改善ASD兒童生活質(zhì)量、社交技能、情緒識別等能力的干預(yù)APP[6-8]。伴隨著APP的應(yīng)用，色彩在界面設(shè)計中得到了廣泛地關(guān)注，其良好的視覺引導，能激發(fā)ASD兒童的使用興趣，增強認知能力和任務(wù)表現(xiàn)[9]。因此將色彩恰當運用到ASD兒童干預(yù)APP的界面中有利于促進其更好發(fā)展。

1 相關(guān)研究

1.1 ASD兒童干預(yù)APP的色彩研究現(xiàn)狀

ASD兒童干預(yù)APP是一種運行于移動終端的應(yīng)用程序，旨在提高自閉癥患者的社交互動技能、促進交流溝通，為其提供教育和輔助治療[10]。由于其便攜性好、交互性佳、接受度高、可用性強等優(yōu)點，被廣泛用于特殊教育領(lǐng)域，是幫助自閉癥個體獲得生活和學習所需技能的重要干預(yù)手段。

近年來，國內(nèi)外學者對ASD兒童干預(yù)APP展開了研究，如柳笛和蔡瑋煒[11]通過研究APP對數(shù)學技能干預(yù)效果，發(fā)現(xiàn)其可有效提升ASD兒童數(shù)學問題的解決能力和運算技能；ZHU等[12]發(fā)現(xiàn)令人愉悅的APP設(shè)計能夠減少ASD兒童的挫敗感；WITHEY[13]認為，APP可以幫助ASD兒童社會情感的發(fā)展和行為技能的提高；XIN和LEONARD[14]將APP引入到課堂教學中，結(jié)果表明APP對ASD兒童的表達能力以及與教師、同學的主動交流互動行為具有很好地干預(yù)效果。

色彩是視覺形式中的關(guān)鍵元素，也是提升產(chǎn)品造型美學價值的重要元素，能夠增強用戶的情緒感知[15]。色彩對自閉癥兒童的視覺辨認能力產(chǎn)生極大影響，是干預(yù)APP界面的重要因素[16]。多位學者針對色彩在APP界面中的應(yīng)用展開了研究，KHOWAJA等[17]發(fā)現(xiàn)APP界面中色彩的變化可以幫助ASD兒童對單詞內(nèi)容正確識別和有效判斷；CARTER和HARTLEY[18]發(fā)現(xiàn)在彩色圖片的學習中，ASD兒童對單詞的記憶程度和反應(yīng)速度效果更好。

從相關(guān)研究可看出，越來越多的學者研究色彩對ASD兒童康復(fù)訓練的影響，但鮮有綜合性地對干預(yù)APP的色相、明度和純度設(shè)計評價方法的研究，具有一定的局限性。合理的APP配色有助于提升ASD兒童的干預(yù)效果，為干預(yù)APP的推廣使用起到積極推動作用。

1.2 PCCS色彩體系

目前國際上通用的色彩體系主要包括日本的PCCS (practical color coordinate system)體系、美國的孟塞爾(Munsell)體系、德國的奧斯特瓦德(Ostwald)體系和瑞典的NCS 4種體系。PCCS是日本色彩研究所于1964年發(fā)布的，是以實用配色為目的的色彩體系。早期研究受到中國陰陽五行哲學色彩觀與儒家、佛家思想的影響，對無彩色的應(yīng)用進行了細分，并對有彩色的固定搭配進行了標準化制訂，最終形成了自己獨特的 PCCS色彩體系[19]。日本學者出于藝術(shù)和設(shè)計領(lǐng)域?qū)ι式逃男枨?，開始研發(fā)專門用于兒童、學生和初學者的色彩教育的PCCS色彩體系[20]。其集合了孟塞爾體系、奧斯特瓦德體系和NCS體系各自的優(yōu)點，將色彩的明度和純度結(jié)合稱為色調(diào)，并形成了對應(yīng)的色彩印象體系，使配色變得直觀、快捷，易于操作[21]。PCCS色相環(huán)如圖1所示(參考日本色彩研究所官網(wǎng)數(shù)據(jù)繪制)。

圖1 PCCS色相環(huán)

目前一些學者對PCCS色彩體系在時尚設(shè)計、色彩教育等方面展開了研究。金冬和劉玉萱[22]基于用戶的色彩審美偏好，以PCCS色彩系統(tǒng)為基準，為櫥柜色彩研究提供了新的思路和方法；王偉偉等[23]為了增強產(chǎn)品主色選擇過程中的客觀性和科學性，提高產(chǎn)品設(shè)計的效率，提出了需求群體驅(qū)動下的產(chǎn)品主色決策方法和模型。

通過以上研究發(fā)現(xiàn)，目前學者對PCCS色彩體系的運用僅僅是提出配色策略，缺乏數(shù)據(jù)的量化分析，對PCCS體系中幾個關(guān)鍵要素：色調(diào)、明度和純度等具體內(nèi)容研究不足，本文將對上述問題進行細致討論。

1.3 AHP分析法

由美國Saaty教授提出的層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)，作為一種定性和定量相結(jié)合的分析決策方法，為多目標復(fù)雜問題提供了科學有效、簡潔實用地解決方式，在工程技術(shù)、經(jīng)濟決策、設(shè)計分析中被廣泛應(yīng)用。袁樹植等[24]將AHP與TOPSIS相結(jié)合，建立了人機界面感性多意象評價模型；張迪婧等[25]運用AHP構(gòu)建了融合用戶滿意度的產(chǎn)品需求配置評價體系；ANDRUNYK等[26]提出一種簡單有效地用于評估ASD兒童教育信息內(nèi)容的決策方法?？梢钥闯?，AHP可以將復(fù)雜的問題逐層分解，科學獲取各項評價要素的權(quán)重值，有助于設(shè)計人員對評價要素進行綜合排序。

1.4 TOPSIS分析法

TOPSIS分析法又稱為逼近理想解排序法，在1981年由Hwang和Yoon第一次提出的一種常利用數(shù)據(jù)信息計算各方案的綜合評價值，以精確反映評價方案和理想化目標貼近程度的綜合決策分析方法。LI等[27]采用AHP-TOPSIS方法對移動醫(yī)療APP建立評估模型；IBRAHIM等[28]利用TOPSIS法對應(yīng)用程序進行基準測試和排名，構(gòu)建了兒童英語APP評估和基準決策的模型；王媚雪和翟洪磊[29]基于AHP和TOPSIS相結(jié)合的方法，建立了ASD兒童康復(fù)訓練產(chǎn)品設(shè)計量化評價模型。

可以看出，AHP由于評分方便、計算準確、數(shù)據(jù)需求量少、易于理解被廣泛應(yīng)用于評價體系及評價指標權(quán)重的確定；TOPSIS分析法適用于多種樣本情況，但在計算方案得分時未考慮各個評價指標的權(quán)重。兩方法結(jié)合可以減少決策者對實驗方案評價的主觀性，可以更加合理、高效地對實驗方案進行優(yōu)劣排序，保證專家評分的客觀性[30]。

2 基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價流程

根據(jù)相關(guān)文獻分析，本文提出一種結(jié)合AHP和TOPSIS法的ASD兒童干預(yù)APP評價模型，其評價流程如圖2所示。首先構(gòu)建ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價體系，接著通過AHP對評價體系中的指標進行權(quán)重分析，然后依據(jù)權(quán)重構(gòu)造加權(quán)矩陣，結(jié)合TOPSIS分析法獲取各方案到理想解的距離并進行優(yōu)劣排序，最終得到最優(yōu)方案。

圖2 基于AHP和TOPSIS法的評價流程

2.1 基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP用戶界面配色評價體系的構(gòu)建

通過查閱書籍、期刊、詞典和網(wǎng)站資源，并結(jié)合與特殊教育康復(fù)中心教輔人員訪談、用戶調(diào)研，以及以往相關(guān)學者基于語義詞匯所做的界面色彩設(shè)計研究文獻，整理與ASD兒童干預(yù)APP界面色彩相關(guān)的描述性詞匯，共收集到適合本研究的98個形容詞、名詞和動詞。經(jīng)過具有ASD兒童干預(yù)APP界面設(shè)計研究背景的研究生以及教輔人員一起篩選、剔除與界面色彩弱相關(guān)、主觀情感濃重、意思相近的詞匯，并補充修正不恰當詞匯，整理得到32個詞匯。

以文獻[31-32]提出的界面設(shè)計評價模型為基礎(chǔ)，結(jié)合ASD兒童的需求特點，通過焦點小組法將32個詞匯歸納分類為界面功能操作意象、界面形態(tài)裝飾意象和界面情感體驗意象3個類別，并作為干預(yù)APP界面配色評價體系的準則層。

然后采用李克特量表將32個描述性詞匯制作成5點評價量表，形成調(diào)查問卷；丁滿等[33-34]在研究中邀請10名具備ASD兒童干預(yù)APP界面設(shè)計研究背景的設(shè)計師，以及8名教輔人員(工作年齡均在3年以上)進行評分；最終將3個準則層內(nèi)的詞匯按照得分均值進行排序，得到各準則層內(nèi)最具代表性的9個子準則層指標。ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價詞匯見表1。

表1 界面配色評價詞匯

基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價體系如圖3所示，界面功能操作意象準則傳達界面的功能性語義，包括效率、引導、清晰等3項子準則指標；界面形態(tài)裝飾意象準則傳達界面的裝飾性語義，包括：調(diào)和、層次、韻律等3項子準則指標；界面情感體驗意象準則傳達界面的情感性語義，包括：柔和、動感、理性等3項子準則指標。

圖3 基于PCCS色彩體系A(chǔ)SD兒童干預(yù)APP界面配色評價體系

2.2 使用AHP法確定評價指標的權(quán)重

(1) 邀請名專家針對子準則層指標A1，A2，A3，B1，B2，B3，C1，C2和C3采用1～9評價標度進行兩兩比較并進行評分。其中，U和U表示任意2個子準則層指標，評價標度及含義見表2。

表2 評價標度及含義

(2) 根據(jù)表1，資深專家對項評價指標的重要等級進行評價，形成兩兩比較的原始判斷矩陣，主對角線(11,22,···,a)表示評價指標自身的比較，因此a+a=1，原始判斷矩陣為

(3) 依據(jù)原始判斷矩陣，采用算數(shù)平均法(和積法)獲取各項評價指標的對應(yīng)權(quán)重向量為

(4) 根據(jù)權(quán)重向量和原始判斷矩陣的數(shù)據(jù)計算最大特征值為

2.3 一致性檢驗

為確保數(shù)據(jù)的恰當性，對所計算的權(quán)重結(jié)果采取一致性檢驗，其過程如下：

(1) 根據(jù)最大特征值max計算一致性指標為

為隨機一致性檢驗指標，的值見表3。

表3 隨機一致性指標

(2) 依據(jù)一致性指標和檢驗指標計算一致性比率為

當?shù)闹翟劫N近0，表示越滿足合適的一致性。若的值小于0.1，說明該判斷矩陣具有可接受的一致性，否則需要對判斷矩陣進行修正。

2.4 根據(jù)各項評價指標的權(quán)重構(gòu)造加權(quán)矩陣

假設(shè)有個評價方案構(gòu)成方案集={1,2,···,R}，有個待評價指標構(gòu)成指標集={1,2,···,r}，待評價指標r為第個評價方案的第個評價指標，其中∈[1，]，∈[1，]。

(1) 初始評判矩陣為

(2) 對初始判斷矩陣進行標準化處理后得到標準化矩陣為

(3) 根據(jù)權(quán)重向量的數(shù)據(jù)對標準化矩陣進行權(quán)處理后得到加權(quán)標準化矩陣為

2.5 使用TOPSIS法求正負理想解

2.6 計算各方案到理想解的距離以及相對貼進度

(2)S指各個評價數(shù)值和最理想值的相對貼近度，即

其中，S∈[0,1]。對各備選方案的貼近度S進行降序排列，值越大者與最優(yōu)解越貼近，方案越佳。

3 基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色評價應(yīng)用

3.1 干預(yù)APP試驗樣本的生成

通過華為應(yīng)用商店、蘋果APP Store和Google應(yīng)用市場等途徑選取包括《Autism Therapy with MITA》，《Slovarica》，《小雨滴》和《靜待花開》等在內(nèi)42款國內(nèi)外ASD兒童干預(yù)APP，因為首頁界面色彩最具代表性，決定了用戶使用前的初始印象[35]，所以對軟件首頁界面色彩進行提取(圖4)。

圖4 部分干預(yù)APP界面配色

PCCS調(diào)和法則主要包括：同一調(diào)和、類似調(diào)和與對比調(diào)和3種。同一調(diào)和是指色調(diào)的同一，以不同色相進行變化，如色調(diào)只在濁色調(diào)區(qū)域內(nèi)，而色相可以自由選擇；類似調(diào)和指色調(diào)的類似，即使用相鄰的兩兩色調(diào)，如鮮艷色調(diào)與明亮色調(diào)等；對比調(diào)和指色調(diào)的對比，即在色調(diào)分布圖中距離最遠的色調(diào)組合，如淺色調(diào)與暗色調(diào)。

將前期選取的42款干預(yù)APP首頁界面依上述PCCS調(diào)和法則分為：同一調(diào)和、類似調(diào)和、對比調(diào)和3種類別，參考應(yīng)用市場的下載量排行和綜合評分進行再次精選，最終確定6個APP作為代表性樣本，樣本的主要功能、色彩特征等信息見表4。

表4 樣本信息介紹表

梁永峰[36]通過色彩心理投射實驗研究發(fā)現(xiàn)，ASD兒童對藍色、綠色、紅色、黑色、橙色、黃色和紫色表現(xiàn)出明顯興趣。GRANDGEORGE和MASATAKA[37]對ASD兒童的顏色偏好進行了研究，發(fā)現(xiàn)其較為偏愛藍色、紅色等原色和綠色、橙色、紫色等間色。為探究界面色彩在不同色相、純度和明度搭配下對ASD兒童的干預(yù)效果差異，邀請2名平面設(shè)計專業(yè)的教師和5名特殊機構(gòu)教輔人員對收集到的干預(yù)APP首頁界面色彩進行篩選、分類，將篩選后的色彩方案運用PCCS色彩體系表示。在ASD兒童色彩偏好和前期文獻研究基礎(chǔ)上，最終確定紅色、黃色、藍色(原色)、綠色、紫色、橙色(間色)和黑色(無彩色系)為7個基本主色相，結(jié)合PCCS體系色相環(huán)和色調(diào)分布圖(圖5)分別進行鄰近色(45°夾角內(nèi)顏色)、中差色(90°夾角內(nèi)顏色)、對比色(135°夾角內(nèi)顏色)和互補色(180°夾角內(nèi)顏色)的不同搭配。圖5在原本PCCS色調(diào)分布圖的基礎(chǔ)上進行了調(diào)整補充，以滿足后期界面設(shè)計過程中的配色需求。

PCCS色彩體系中的不同色調(diào)給人的色彩印象具有較大差異(表5)[38]。色調(diào)的明度越高，對應(yīng)的色彩印象往往是冷清、素凈、輕柔等，色調(diào)的明度越低，給人的色彩印象往往是穩(wěn)重、理性等。純度越高的色調(diào)，色彩印象通常是活潑、華麗、醒目、刺激等。純度越低的色調(diào)，則往往給人樸實、素雅、模糊等印象。

圖5 PCCS色調(diào)分布圖

表5 PCCS色彩印象

許多研究學者[39-40]將APP界面的布局主要劃分為：宮格式布局、上下布局、左右布局、T字形布局、L字形布局和S字形布局等形式。王藝璇等[41]通過眼動實驗發(fā)現(xiàn)宮格式框架布局具有瀏覽效率較高、操作邏輯簡單的特點；KLINDT等[42]發(fā)現(xiàn)宮格式布局直觀易懂，減少了對操作知識的依賴；陳學強等[43]選取4種城際物流APP的首頁導航布局進行測試實驗，發(fā)現(xiàn)宮格式布局搜索速度快、準確率高；周雁和宋方昊[44]認為由于自閉癥兒童的認知理解能力不足，干預(yù)APP界面應(yīng)簡明易懂，文字訊息應(yīng)盡可能少，這些特征與宮格式布局基本相符。結(jié)合文獻并對干預(yù)APP市場進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，宮格式布局占主流。因此實驗樣本以宮格式布局為基礎(chǔ)進行配色上的設(shè)計，以此避免因布局不同對實驗結(jié)果的影響(圖6)。

圖6 低保真實驗樣本

樣本的篩選以PCCS的3種調(diào)色法則為基礎(chǔ)，包括了ASD兒童對于冷色調(diào)的色彩偏好和文獻研究中確定的紅、黃、藍、綠、紫、橙、黑7個基本色相。結(jié)合選取42款干預(yù)APP的配色方案，對前期提煉的158種配色方案進行篩選。根據(jù)前期構(gòu)建的界面配色評價體系，按照子準則層指標對界面配色方案進行評價，去除配色相似、風格不佳和對比不明顯的配色方案，使用KJ法和焦點小組法最終篩選出8組代表性的界面為配色實驗樣本(圖7)。

圖7 ASD兒童干預(yù)APP界面配色方案

3.2 使用AHP法確定評價要素的權(quán)重

邀請徐州市國內(nèi)最早從事自閉癥兒童康復(fù)的機構(gòu)——五彩鹿兒童發(fā)展中心以及被中國社會組織所評估為3A單位——禾潤福利院的教輔人員11名、視覺傳達設(shè)計專業(yè)的設(shè)計師和研究生各4名，共19人。采用表1中的1～9評價標度，對ASD兒童干預(yù)APP界面配色方案的9項評價指標進行重要性比較，按照兩兩比較的結(jié)果構(gòu)建判斷矩陣為

依據(jù)式(2)，借助Matlab軟件計算出9個評價指標的對應(yīng)權(quán)重向量，見表6。通過式(3)計算出最大特征值max，并利用式(4)和式(5)對ASD兒童干預(yù)APP界面配色的各評價指標權(quán)重結(jié)果進行一致性檢驗，結(jié)果顯示=0.056<0.100，因此認為判斷矩陣通過了一致性檢驗，所獲取的各評價指標權(quán)重符合要求。

表6 評價指標極其權(quán)重

3.3 根據(jù)各項評價要素權(quán)重構(gòu)造加權(quán)矩陣

邀請自閉癥康復(fù)醫(yī)院的12名教輔人員和9名平面設(shè)計師，共21人。對上述的8組基于PCCS色彩體系界面配色實驗樣本按照ASD兒童干預(yù)APP界面配色的9項評價指標進行評分，評分區(qū)間為0～10分，其中不滿意為0＜～≤3，較不滿意3＜～≤5，一般5＜～≤6，滿意6＜～≤8，非常滿意8＜～≤10，初始評判矩陣見表7。

表7 初始評判矩陣

對初始待評判矩陣代入式(7)，采用量綱化處理得到規(guī)范后的標準化矩陣，見表8。

表8 標準化矩陣

根據(jù)表4和表6的數(shù)據(jù)，并通過式(8)進行加權(quán)計算，得到加權(quán)標準化矩陣，見表9。

表9 加權(quán)標準化矩陣

3.4 計算評價對象的正負理想解

3.5 計算各方案到理想解的距離以及相對貼進度

通過式(11)和式(12)計算，得到8個基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色方案到正負理想解的距離，獲得評價方案與理想解的相對接近程度S，見表10。

表10 正負理想解距離及相對貼進度

其中S的數(shù)值越大，表明該評價方案與最優(yōu)方案距離越短，該方案就越優(yōu)秀。通過表10可以發(fā)現(xiàn)，方案7的相對貼進度值最高為0.892，說明該方案與正理想解的距離最近，其配色效果綜合評價最好；其次是方案1、方案2、方案8和方案4，其相對貼進度分別為0.819，0.661，0.636和0.548；最后是方案5、方案3和方案6，其相對貼進度為0.513，0.483和0.128?；赑CCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP界面配色方案的優(yōu)先級排序結(jié)果為：方案7>方案1>方案2>方案8>方案4>方案5>方案3>方案6，因此方案7為最優(yōu)配色設(shè)計方案(圖8)。

圖8 ASD兒童干預(yù)APP界面配色方案相對貼進度

綜上可知，方案7、方案1和方案2屬于評分較高的界面配色設(shè)計方案，3款方案的主色調(diào)均為藍色(p12，It16，p14，p16)、綠色(sf10)等冷色調(diào)，采用PCCS色彩體系中輕柔色調(diào)、淡色調(diào)和淺色調(diào)組合的設(shè)計，屬于類似調(diào)和的鄰近色、互補色搭配。其次，方案4和方案8屬于評分中等的方案，采用了粉色(p10)、紫色(itg8)和白色(W)等暖色調(diào)、無彩色系的中差色組合設(shè)計，該設(shè)計在色調(diào)上屬于PCCS調(diào)和法則中的對比調(diào)和關(guān)系。最后，方案5、方案3和方案6屬于評分較低的方案，其采用了黃色(s8)、藍色(s8)、橙色(s4)、灰色(Gy-7.5)等亮色調(diào)、暗色調(diào)的配色設(shè)計，屬于PCCS調(diào)和法則中對比調(diào)和的互補色搭配。

4 討 論

4.1 色相特征分析

通過實驗統(tǒng)計，冷色調(diào)的配色方案評分普遍高于暖色調(diào)的配色方案，淺色調(diào)、淡色調(diào)和輕柔色調(diào)等組合的類似調(diào)和評分普遍高于無彩色系、亮色調(diào)和暗色調(diào)等組合的對比調(diào)和，鄰近色、互補色的色相搭配評分普遍高于中差色、對比色和無彩色系的色相搭配(圖9)。

圖9 配色方案色相分布圖

前景色或背景色的主色調(diào)為綠色、藍色等冷色調(diào)評分高于紅色、橙色等暖色調(diào)及黑、白、灰等無彩色系；鄰近色(45°夾角內(nèi)顏色)、互補色(180°夾角內(nèi)顏色)的色相搭配評分高于中差色(90°夾角內(nèi)顏色)、對比色(135°夾角內(nèi)顏色)和無彩色的色相搭配；在PCCS色彩體系以及調(diào)和法則中，輕柔色調(diào)、淡色調(diào)和淺色調(diào)等組合的類似調(diào)和搭配評分高于對比調(diào)和。

由于ASD兒童存在極度不均衡的腦部機能狀況[45]。冷色調(diào)能夠抑制ASD兒童的視神經(jīng)皮質(zhì)的過度亢進從而讓腦部的工作更加均衡。在干預(yù)APP界面配色設(shè)計中，需要讓ASD兒童在干預(yù)過程中保持穩(wěn)定情緒，并努力調(diào)動積極情緒，所以冷色調(diào)為主的配色方案評分高于其他配色方案。

因此，在基于PCCS色彩體系的界面配色設(shè)計過程中，可優(yōu)先以冷色調(diào)為主，輔以暖色。選取PCCS色相環(huán)中的輕柔色調(diào)、淡色調(diào)和淺色調(diào)色環(huán)中的鄰近色、互補色進行類似調(diào)和。這樣使整體界面呈現(xiàn)出和諧、清晰、穩(wěn)重的色彩印象，喚醒ASD兒童的積極情緒。

4.2 純度特征分析

根據(jù)實驗統(tǒng)計，前景色純度值范圍在10～20的配色方案評分優(yōu)于其他方案(圖10)。背景色純度值范圍在10～60的配色方案評分優(yōu)于其他方案。在配色方案中，前景色采用純度較低的顏色，背景色采用純度較高的顏色，兩者的純度差越大，方案評分越高。

圖10 配色方案純度分布圖

當前景色與背景色的純度值范圍在10～60時，方案評分較高；當其值<10，>60時，方案評分較低；當其值在40±10時，效果最佳。

由于絕大部分ASD兒童的顏色感知能力相較于正常兒童偏弱[46]。因此當顏色純度較低時，ASD兒童很難正確界定色彩，從而使其無法辨別顏色。反之顏色純度過高時，易出現(xiàn)視覺疲勞的情況。所以需合理控制前景色與背景色的純度值范圍，以更好適應(yīng)ASD兒童的顏色感知能力。

因此，在基于PCCS色彩體系的界面配色設(shè)計過程中，將前景色與背景色的純度值范圍可控制在10～60以內(nèi)，并合理增加界面配色的純度差，將輔助色作為界面的引導色，給ASD兒童帶來樸實、清澈、柔軟的色彩印象，使干預(yù)APP的界面導向性和條理性更強。

4.3 明度特征分析

根據(jù)實驗統(tǒng)計，前景色與背景色的明度差越大，界面配色方案的評分越低(圖11)。以明度差數(shù)值12為界限，<12的配色方案的評分較高，>12的評分較低。

將前景色與背景色明度差數(shù)值控制在12以內(nèi)，界面配色的效果更好。并且配色方案中的輔助色明度值不應(yīng)低于50。評分較高的方案7和方案1的明度值范圍在80±20，在此范圍以外的方案評分較低。

圖11 配色方案明度分布圖

由于ASD兒童在色差辨別方面的能力存在缺陷[47]。明度值在>80，<20范圍內(nèi)會導致ASD兒童的色差低敏性。所以合理控制明度值范圍是十分重要的。

因此，在基于PCCS色彩體系的界面配色設(shè)計過程中，控制配色方案中前景色與背景色的明度差值在12以內(nèi)，整體使用明度較高的色彩，給ASD兒童帶來明亮輕快、溫和舒適的色彩印象，增強了干預(yù)APP界面的感染力和層次感。

5 結(jié)束語

通過篩選出來的32個描述性詞匯，構(gòu)建界面配色評價體系；采用AHP分析法計算得到各項評價指標的權(quán)重；利用權(quán)重進行加權(quán)計算，結(jié)合TOPSIS分析法獲取了8個評價方案的排序結(jié)果，確定了最優(yōu)配色方案；以PCCS色彩體系為基礎(chǔ)，將AHP分析法與TOPSIS分析法相結(jié)合對ASD兒童干預(yù)APP界面配色進行研究，可使方案的評價結(jié)果更為科學客觀。

基于PCCS色彩體系的ASD兒童干預(yù)APP配色研究，不僅可為ASD兒童干預(yù)APP界面配色設(shè)計提供參考，便于設(shè)計師更加合理、高效地進行設(shè)計與決策，也為進一步完善相關(guān)產(chǎn)品的配色理論研究提供依據(jù)。此外，在方案篩選的過程中，主要采用目前通用的方法。由于ASD兒童往往難以準確表達自身的需求，在對不同配色方案的評價指標進行打分的過程中，主要依靠教輔人員和平面設(shè)計師完成。在今后的工作中，將進一步改進和完善評估方法，為ASD兒童干預(yù)APP的設(shè)計提供更為科學、合理的設(shè)計指導。另外本研究選取ASD兒童作為實驗群體，在后續(xù)工作中可以將典型發(fā)育兒童納入對比，從而形成對照，分析兩種目標群體在界面配色的偏好差異性，為ASD兒童干預(yù)APP界面配色的設(shè)計提供更精準、有效的方法與思路。

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Color matching study of ASD children intervention APP based on PCCS color system

ZHANG Bing-chen, ZHAO Jia-bao, LI Xun, YANG Yu-ling, WEI Yi-yang

(College of Mechanical and Electrical Engineer, Jiangsu Normal University, Xuzhou Jiangsu 221116, China)

In order to enhance the rehabilitation effect of intervention APP for autism spectrum disorder (ASD) children, and shed reasonable and effective light on the designers, this paper proposed an interface color matching evaluation method for ASD children intervention APP based on the system of PCCS (practical color coordinate system) color. Firstly, the literature analysis and focus group methods were used to construct the interface color matching evaluation system of ASD children intervention APP based on the PCCS color system. Secondly, the AHP method was used to obtain the weight of each evaluation index. Then eight interface color design schemes were selected based on the PCCS color system, experts were invited to offer their scores, and the initial judgment matrix was obtained. Then the ranking results of each scheme were obtained through the TOPSIS method. Finally, the results were analyzed. The results showed that ASD children were more likely to recognize green, blue, and other cool colors, as well as colors with higher lightness and purity. In the PCCS tonal figure, ASD children would prefer gentle tone, light color tone, the collocations of adjacent colors and complementary colors. In the interface color design, the color collocation should be livelier, clear, harmonious, and stable. The evaluation method was applied to the evaluation of interface color matching experiments for intervention APP, and could boost the scientificity and objectivity in the process of design evaluation, and provide a reference for designers to make decisions, thus advancing the development of intervention APP for ASD children.

interface color matching; ASD children;PCCS color system; AHP analysis method; TOPSIS analysis method

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2022050936

A

2095-302X(2022)05-0936-12

2021-12-15；

2022-05-12

15 December，2021；

12 May，2022

教育部規(guī)劃基金項目(18YJAZH123)

The Ministry of Education of the People’s Republic of China Project (18YJAZH123)

張丙辰(1976-)，男，副教授，博士。主要研究方向為設(shè)計方法、人機交互等。E-mail：542498542@qq.com

ZHANG Bing-chen (1976–), associate professor, Ph.D. His main research interests cover design methods, human-computer interaction, etc. E-mail：542498542@qq.com