沈 艷, 姚 湘, 江 奧,, 馮 博,, 郭雨晴,

(1.湘潭大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系, 湘潭 411100; 2.錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室, 湘潭 411100)

1 引言

隨著中國載人航天事業(yè)的不斷發(fā)展,航天員面臨的信息加工越來越多,色彩是視覺感知信息的最快途徑[1]。大量研究發(fā)現(xiàn),色彩作為人機(jī)界面的構(gòu)成元素在航天員的工作和生活中發(fā)揮著重要作用,有助于提高心理舒適度、工作績效、安全性和環(huán)境滿意度,減少環(huán)境壓力、工作疲勞以及身心問題[2-6]。同時(shí)研究表明,人的生理參數(shù)、認(rèn)知和決策能力、心理因素是受色彩影響的主要方面[7]。因此,在航天設(shè)計(jì)研究中,色彩作為重要的航天適居性因素被高度重視。

報(bào)警和故障界面色彩設(shè)計(jì)對乘組人員有明顯的影響,在以往的航天器人機(jī)操作界面設(shè)計(jì)中,色彩因素對人的績效影響較少被考慮。國際空間站的航天顯示界面多以數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)為主,很少使用顏色對不同功能層次的信息顯示進(jìn)行布局設(shè)計(jì)與規(guī)劃,信息層次表達(dá)不夠清晰。現(xiàn)有的航天任務(wù)績效研究中,關(guān)于顏色改善任務(wù)表現(xiàn)和工作績效的相關(guān)研究也較為少見。如何通過色彩的科學(xué)應(yīng)用提升航天員對信息的接收與辨識效率,成為航天色彩績效研究方向的一大重點(diǎn)。

通過對以往的色彩研究發(fā)現(xiàn),不同顏色所傳達(dá)的危險(xiǎn)信息遵循著一致模式,即:紅色導(dǎo)致的危險(xiǎn)等級最高[8],其次是橙色、黃色、藍(lán)色、綠色和白色,但是這些顏色具體是如何影響和改變?nèi)说囊曈X感知以及工作績效并沒有做過多的研究。本文從航天安全的角度出發(fā),以警示色為例重點(diǎn)考查不同色相、明度、飽和度對人的反應(yīng)績效的影響。

2 顏色視覺與航天安全

人對顏色的辨認(rèn)及感知能力稱為顏色視覺。色覺是人體視覺器官在不同色光的波長作用下產(chǎn)生的感覺[9],是視覺的基本機(jī)能。視覺感受一種顏色取決于顏色的3 個(gè)特性,即色相、明度和飽和度[10]。顏色視覺在航天色彩顯示中具有重要意義,在太空微重力和密閉空間環(huán)境下,安全標(biāo)志、緊急信號顯示、安全線都是用不同的顏色來表示不同的含義,傳達(dá)不同的信息。關(guān)于顏色和應(yīng)急的文獻(xiàn)表明[11],顏色會影響警告的顯著性和記憶,影響遵從行為和傳達(dá)的危險(xiǎn)程度,顏色刺激-用戶反應(yīng)框架圖見圖1。例如NASA 對航天器標(biāo)簽的彩色版本和非彩色版本進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)彩色標(biāo)簽比黑白標(biāo)簽更具吸引注意力;在記憶方面,帶有高度飽和的橙色的字體比黑色字體記的更持久;關(guān)于應(yīng)急的依從性,消色差顏色標(biāo)識比有顏色的標(biāo)識更具有吸引力。

圖1 顏色刺激-用戶反應(yīng)框架圖Fig.1 Diagram of color stimulus-user response frame

陳善廣等[12]提到,長期空間飛行中人在視覺感知方面存在著局限性,包括人的敏感性、反應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)速度等。人對刺激信息的響應(yīng)存在延遲,例如對聲音刺激響應(yīng)延遲100 ms,視覺刺激延遲120 ms,選擇反應(yīng)延遲1 s。在航天器信息顯示界面的色彩設(shè)計(jì)方面,要充分考慮人在太空環(huán)境中的這一視覺感知能力變化,設(shè)計(jì)者要充分研究以往地面上被定義為安全色[13]的顏色在太空微重力環(huán)境中是否與航天員在地面上的視覺感知遵循一致的規(guī)律。在航天微重力環(huán)境下,安全色的色彩變化是否會對人的反應(yīng)績效產(chǎn)生不同的影響。

在以往的研究中,紅色一直被評為感知危險(xiǎn)程度最高的顏色[8]。紅色一定程度上也可以被稱為警示色或者安全色。李曉明等[14]研究表明,紅色作為一種危險(xiǎn)警示顏色確實(shí)可以激發(fā)出個(gè)體更強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)回避行為。但是目前關(guān)于紅色作為一種危險(xiǎn)警示色的相關(guān)研究大多停留在理論層面[15],或者從色彩心理學(xué)理論角度論述紅色對人的心理感受會產(chǎn)生什么樣的影響,很少從實(shí)踐應(yīng)用角度去研究顏色屬性(色相、明度、飽和度)與人應(yīng)激反應(yīng)之間的具體聯(lián)系?；馂?zāi)是航空航天環(huán)境中最難應(yīng)對的危險(xiǎn)之一,其危險(xiǎn)程度和緊急程度都非常高,需要快速的信息警報(bào)顯示以及機(jī)組人員的響應(yīng),這對報(bào)警信息顯示以及信息的色彩設(shè)計(jì)都提出了較高的要求,火警警報(bào)信息色彩需要快速激發(fā)航天員的應(yīng)激反應(yīng)。因此,本文從航天用色安全角度出發(fā),以紅色警示色為研究對象,探討不同警示色色相、明度、飽和度對人的信息辨認(rèn)情況,以反應(yīng)時(shí)間和正確率為績效指標(biāo)來評價(jià)各個(gè)顏色的優(yōu)劣[16],為航天緊急報(bào)警界面信息色彩設(shè)計(jì)提供更好的警示色彩使用建議。

3 警示色彩研究實(shí)驗(yàn)

3.1 警示色色彩樣本拓展與遴選

本研究采用HSB 色彩模式,這種模式是通過色相(Hue,H)、飽和度(Saturation,S)、明度(Brightness,B)來控制顏色。H 的取值范圍是色環(huán)(圖2)上0°～360°的圓心角度;而S 與B 是在0～100%的量占比。因?yàn)镠SB 色彩模式對應(yīng)的媒介是人的眼睛,它使用了更貼近人類感官直覺的方式來描述色彩,將色彩分為了色相、明度、飽和度3 個(gè)因素,也就是將人腦中的“深淺”概念擴(kuò)展為飽和度和明度來看待,更符合人眼對顏色的直觀感受。

圖2 圓形色相環(huán)Fig.2 Circular hue ring

由于警示色紅色在色相環(huán)上取值角度范圍較大,本文研究選取了H=0 的正紅色色相為主要研究色相,再分別選取色相環(huán)右偏移20°的H=20的橙紅色(偏暖)和色相環(huán)左偏20°H=340 的紫紅色(偏冷)為另外2 種測試色相。本實(shí)驗(yàn)還需探討明度和飽和度變化對信息辨認(rèn)績效的影響,因此在3 種色相的基礎(chǔ)上分別對其明度和飽和度進(jìn)行0～100%的量占比變化。然后,摒除明度變化中過暗和飽和度變化中過淺的色彩,同時(shí)為了擴(kuò)大測試色彩間的視覺差異性,在明度方面確定了100%、80%、60% 3 個(gè)取值量,在飽和度方面確定100%、70%、40% 3 個(gè)取值量,最終選取了27個(gè)警示色色彩樣本,如圖3 所示。

圖3 27 個(gè)紅色警示色測試色彩樣本Fig.3 Color samples of 27 red warning color test

3.2 實(shí)驗(yàn)測試程序設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)為色彩按鍵反應(yīng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)程序利用軟件E-prime 編寫,軟件背景界面是核心艙操作系統(tǒng)顯示界面,報(bào)警彈窗參考航天相關(guān)影視資料,彈窗背景色采用選取的27(3 色相×3 明度×3 飽和度)個(gè)警示色彩樣本。同時(shí)為了防止被試在按鍵時(shí)形成節(jié)奏感,測試程序中增加了綠色色彩樣本為干擾,使被試需要先對報(bào)警彈窗的顏色進(jìn)行辨認(rèn),然后做出相對應(yīng)的按鍵操作。以往心理學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)人的反應(yīng)時(shí)和正確率會受到刺激出現(xiàn)概率的影響[10],因此本實(shí)驗(yàn)程序中對紅色和綠色刺激出現(xiàn)的概率進(jìn)行了約束,2 次色彩彈窗在500～1000 ms 隨機(jī)出現(xiàn)。

測試程序分為3 個(gè)部分:①是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語部分,目的是指導(dǎo)志愿者實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)則和流程,幫助并確保志愿者理解實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)操作;②是實(shí)驗(yàn)程序練習(xí)階段,讓志愿者了解色彩對應(yīng)的按鍵操作,防止出現(xiàn)因不熟悉實(shí)驗(yàn)操作而出現(xiàn)的錯誤按鍵操作影響正確率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。練習(xí)階段會告知按鍵的正確與錯誤情況,反應(yīng)時(shí)間由程序自動記錄,但不對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;③是正式測試程序部分,在正式測試過程中不會告知測試結(jié)果,即測完一種顏色馬上會彈出下一個(gè)色彩彈窗,直到測試完所有的色彩樣本。實(shí)驗(yàn)測試程序界面見圖4。

圖4 實(shí)驗(yàn)測試程序界面Fig.4 Test program interface

在正式測試程序中,研究人員需要對每一位參與正式實(shí)驗(yàn)的志愿者進(jìn)行編號(按實(shí)驗(yàn)順序)并做好登記。志愿者會閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語,閱讀完成后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)練習(xí)階段。練習(xí)通過后進(jìn)入正式測試程序,測試界面出現(xiàn)30 s 后會出現(xiàn)一段報(bào)警音頻,然后出現(xiàn)“+”號注視點(diǎn)。注視點(diǎn)出現(xiàn)后間隔500～1000 ms 隨機(jī)出現(xiàn)火警報(bào)警彈窗刺激,志愿者需要判斷報(bào)警彈窗的顏色,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求按下相應(yīng)的按鍵,完成判斷后再次呈現(xiàn)“+”號注視點(diǎn),然后隨機(jī)間隔500 ～1000 ms 出現(xiàn)下一個(gè)彈窗刺激并判斷其顏色做出相應(yīng)的按鍵反應(yīng),以此類推,直到測試完所有的色彩樣本。測試程序設(shè)計(jì)流程見圖5。

圖5 測試程序設(shè)計(jì)流程圖Fig.5 Flow chart of test program design

3.3 志愿者

實(shí)驗(yàn)志愿者均為在校大學(xué)生及研究生,共招募80 名志愿者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,男女比例為1 ∶1,年齡為18～26 歲,平均年齡及標(biāo)準(zhǔn)差為(21.14±2.38)歲。在開始正式實(shí)驗(yàn)測試之前,所有志愿者都進(jìn)行了石原色在線色盲測試,正確率均100%,無色盲情況,視力或矯正視力正常。均無心、腦血管疾病以及精神病史。所有志愿者在實(shí)驗(yàn)前均未接觸過本實(shí)驗(yàn)的測試材料,在實(shí)驗(yàn)開始前對實(shí)驗(yàn)程序做了詳細(xì)說明,均簽署了實(shí)驗(yàn)知情同意書。

3.4 實(shí)驗(yàn)方法與流程

微重力環(huán)境下,人體體液出現(xiàn)再分配,血液向頭胸部轉(zhuǎn)移[17],從而造成腦部充血。在這種環(huán)境下長期空間飛行,航天員的視功能、手眼協(xié)調(diào)作業(yè)能力及認(rèn)知能力存在著不同程度的下降[18]。頭低位臥床實(shí)驗(yàn)(Head-Down Tilt Bed Rest,HDBR)造成的生理?xiàng)l件變化與微重力的影響十分相似,是地面失重生理效應(yīng)研究的主要手段之一[19],一直應(yīng)用于地面模擬失重效應(yīng)的研究[20-23]。NASA績效評估工作站利用頭低位臥床考察了8 名男性的認(rèn)知表現(xiàn)[20],中國也有廣泛的使用了頭低位臥床的方法來探索人類潛在的生理和心理變化的規(guī)律。其中一些研究進(jìn)行了(t＜4 h)12°頭低位臥床以模擬微重力條件下發(fā)生的頭向體液移動[21],或者選擇更大的角度,以在更短的時(shí)間內(nèi)引起失重效應(yīng)[22],如中國航天員科研訓(xùn)練中心通過30 min-15°頭低位臥床來研究眼內(nèi)壓和視覺能力的變化[23]。受客觀條件限制,本文研究采用了與中國航天員訓(xùn)練中心相似的短時(shí)頭低位的方式來引起志愿者的失重生理效應(yīng)。同時(shí)為了更好的模擬航天緊急情況,在測試程序中增加了報(bào)警音頻,音頻素材取自網(wǎng)絡(luò)。

本文實(shí)驗(yàn)采用三因素被試內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),自變量是火警報(bào)警彈窗色彩的色相、明度、飽和度,因變量是被試的反應(yīng)時(shí)間和正確率。志愿者的任務(wù)是識別火警報(bào)警彈窗的顏色,判斷是紅色信號還是綠色信號,紅色彈窗按下鍵盤F 鍵,綠色彈窗則按下鍵盤J 鍵,測試程序會自動記錄志愿者對報(bào)警彈窗的反應(yīng)時(shí)間和正確率,被試按鍵正確程序自動記錄為1,按鍵錯誤記錄為0。

正式實(shí)驗(yàn)流程分為4 個(gè)階段:①是石原色覺測試階段;②是頭低位臥床模擬階段,志愿者保持頭低位-15°姿態(tài)靜臥15 min;③是實(shí)驗(yàn)測試程序練習(xí)階段;④是正式實(shí)驗(yàn)測試階段,實(shí)驗(yàn)流程示意圖見圖6。

圖6 實(shí)驗(yàn)流程示意圖Fig.6 Schematic diagram of experimental flow

3.5 頭低位與非頭低位對照實(shí)驗(yàn)

為了探討短時(shí)頭低位臥床是否能夠達(dá)到失重環(huán)境下生理效應(yīng)的模擬效果,本文研究在正式實(shí)驗(yàn)之前招募了一批志愿者進(jìn)行了頭低位與非頭低位的預(yù)實(shí)驗(yàn)。預(yù)實(shí)驗(yàn)志愿者平均分為2 組,一組是頭低位組,需要進(jìn)行15 min 頭低位臥床后進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)測試;另一組是非頭低位組,不需要進(jìn)行頭低位臥床模擬直接進(jìn)行測試。

對預(yù)實(shí)驗(yàn)的2 組志愿者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),初步發(fā)現(xiàn)頭低位組志愿者的反應(yīng)時(shí)間普遍高于非頭低位組志愿者的反應(yīng)時(shí)間。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間上是否存在顯著性差異,用SPSS 軟件對2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),頭低位組與非頭低位組志愿者反應(yīng)時(shí)間獨(dú)立樣本檢驗(yàn)結(jié)果如表1。分析結(jié)果顯示頭低位組與非頭低位組的反應(yīng)時(shí)間在0.001 顯著性水平下呈現(xiàn)差異。這也與以往的研究結(jié)論相符,即人在微重力環(huán)境下視功能會受到影響,反應(yīng)能力會產(chǎn)生延遲,證明了本實(shí)驗(yàn)頭低位臥床模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置的必要性和有效性。

表1 頭低位與非頭低位組反應(yīng)時(shí)間獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)Table 1 t-test of independent sample of reaction time in head down tilt group and non-head down tilt group

3.6 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理

實(shí)驗(yàn)共計(jì)收集到80 位志愿者的有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件E-prime 采集。實(shí)驗(yàn)主要采集了2 個(gè)指標(biāo):色彩反應(yīng)時(shí)間(Reaction Time,RT)和正確率(Accurate,ACC)的測試數(shù)據(jù),并在SPSS 17.0 軟件中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,分別對反應(yīng)時(shí)間和正確率進(jìn)行了重復(fù)測量方差分析和事后多重比較。

實(shí)驗(yàn)一個(gè)重要指標(biāo)就是色彩反應(yīng)時(shí)間,需要收集有效反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而測試程序收集到的反應(yīng)時(shí)間包含了正確的反應(yīng)時(shí)間、按鍵錯誤的反應(yīng)時(shí)間和未反應(yīng)的時(shí)間,因此在統(tǒng)計(jì)分析之前還需要對原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,篩選出錯誤反應(yīng)時(shí)間(“按鍵錯誤”或“沒反應(yīng)過來”)的數(shù)據(jù),保留正確(按鍵錯誤為0,按鍵正確為1)的反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 反應(yīng)時(shí)間分析結(jié)果

反應(yīng)時(shí)間是評價(jià)反應(yīng)績效的重要指標(biāo),首先對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行重復(fù)測量方差分析,重點(diǎn)分析志愿者在不同色相、明度、飽和度屬性下的反應(yīng)時(shí)間差異以及這些因素之間的交互作用是否存在顯著性差異。80 位志愿者反應(yīng)時(shí)間方差分析結(jié)果見表2。根據(jù)志愿者的反應(yīng)時(shí)間分析結(jié)果,在正確實(shí)驗(yàn)操作條件下,本實(shí)驗(yàn)色彩樣本的色相、明度、飽和度單一自變量對志愿者的反應(yīng)時(shí)間均存在顯著性影響;色相×明度、色相×飽和度、明度×飽和度雙因素交互作用之間沒有顯著性差異,色相×明度×飽和度三者交互作用對反應(yīng)時(shí)間也無顯著性影響。

表2 志愿者反應(yīng)時(shí)間方差分析結(jié)果Table 2 Variance analysis of subjects' reaction time

實(shí)驗(yàn)色彩樣本的色相、明度、飽和度對志愿者的反應(yīng)時(shí)間都有顯著性差異,說明在頭低位臥床模擬失重條件下,志愿者反應(yīng)時(shí)間與警示色的色相、明度、飽和度3 個(gè)屬性具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

4.2 色相-反應(yīng)時(shí)多重比較結(jié)果

色相-反應(yīng)時(shí)的多重比較結(jié)果見表3,從3 個(gè)色相間的多重比較結(jié)果來看,實(shí)驗(yàn)色彩樣本中色相主效應(yīng)顯著:色相H=0 與H=20 有顯著性差異,差異性小于0.001;色相H=0 與H=340 之間差異性不顯著;色相H=20 與H=340 之間也有顯著性差異,P值為0.004。

表3 色相的多重比較結(jié)果Table 3 Multiple comparison results of hue

結(jié)合圖7 色相-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值數(shù)據(jù)結(jié)果來看,縱坐標(biāo)表明反應(yīng)時(shí)間的長短,色相H=0 的反應(yīng)時(shí)最短,H=20 的反應(yīng)時(shí)最長,色相H=340 的反應(yīng)時(shí)間介于H=0 和H=20 之間。色相H=0 與H=20 之間有顯著性差異,且色相H=0 的反應(yīng)時(shí)平均值最低,低于H=20 和H=340 的平均值,說明在色相屬性方面H=0 時(shí)人的反應(yīng)是最快的,也就是反應(yīng)績效最高;色相H=20 與H=340 之間有顯著性差異,且H=340 時(shí)的反應(yīng)時(shí)平均值比H=20 要短,說明色相H=340 時(shí)人的反應(yīng)速度要比H=20 要快,反應(yīng)績效更高。

圖7 色相-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值Fig.7 Estimated marginal average reaction time to hue

4.3 明度-反應(yīng)時(shí)多重比較結(jié)果

明度-反應(yīng)時(shí)的多重比較結(jié)果見表4。根據(jù)明度的數(shù)據(jù)分析結(jié)果,實(shí)驗(yàn)色彩樣本中明度的主效應(yīng)顯著:明度80%與100%之間有顯著性差異,P值為0.025;明度60%與80%、60%與100%之間沒有顯著性差異。

表4 明度的多重比較結(jié)果Table 4 Multiple comparison results of luminance

結(jié)合圖8 明度-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值結(jié)果來看,明度80%的反應(yīng)時(shí)間最短,60%的反應(yīng)時(shí)間居中,明度100%的反應(yīng)時(shí)間最長。綜合上述多重比較結(jié)果(明度80%和100%之間有顯著性),明度為80%人的反應(yīng)時(shí)間最短,反應(yīng)績效最高。從整體數(shù)據(jù)可以看出,在一定范圍內(nèi)明度值上升,人的反應(yīng)時(shí)間存在著先下降后上升的變化,反應(yīng)績效在明度80%左右達(dá)到峰值,隨后下降。

圖8 明度-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值Fig.8 Estimated marginal average reaction time to luminance

4.4 飽和度-反應(yīng)時(shí)多重比較結(jié)果

飽和度-反應(yīng)時(shí)的多重比較結(jié)果見表5。根據(jù)飽和度的數(shù)據(jù)分析結(jié)果,實(shí)驗(yàn)色彩樣本中飽和度的主效應(yīng)顯著:飽和度40%與70%之間有顯著性差異,P值為0.001;飽和度40%與100%之間有顯著性差異,P值小于0.001;飽和度70%與100%之間也呈現(xiàn)顯著性差異,P值為0.015。

表5 飽和度的多重比較結(jié)果Table 5 Multiple comparison results of saturation

飽和度-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值結(jié)果如圖9 所示,飽和度40%的反應(yīng)時(shí)間最長,飽和度70%的反應(yīng)時(shí)間居中,飽和度100%的反應(yīng)時(shí)間最短。結(jié)合上述飽和度的多重比較結(jié)果,可以得出:人的反應(yīng)時(shí)間與飽和度之間呈負(fù)相關(guān),即飽和度越高,志愿者反應(yīng)時(shí)間越短,色彩反應(yīng)績效越高。

圖9 飽和度-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值Fig.9 Estimated marginal average reaction time to saturation

4.5 正確率分析結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)另一個(gè)重要的指標(biāo)就是反應(yīng)正確率,80 位志愿者的色彩樣本正確率見圖10。志愿者正確率的重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示,在正確實(shí)驗(yàn)操作下,實(shí)驗(yàn)色彩樣本的色相、明度、飽和度單因素之間對志愿者的正確率沒有顯著性影響;色相×飽和度、色相×明度、明度×飽和度、色相×明度×飽和度三者之間交互作用也不顯著。說明本志愿者對色彩報(bào)警信號辨認(rèn)的正確率都很高,頭低位臥床模擬條件下色彩對人的辨認(rèn)正確率情況無差異性。

圖10 志愿者對27 個(gè)色彩樣本的平均正確率Fig.10 Average correct rate of 27 color samples in the subjects

5 討論

5.1 反應(yīng)時(shí)間

在短時(shí)頭低位臥床條件下,志愿者的應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間受到顏色信號的色相、明度、飽和度3 個(gè)因素的影響。從色相的分析結(jié)果來看,色相H=0 為反應(yīng)時(shí)間最短即視覺反應(yīng)績效最高的色相,這與以往人們對色彩感應(yīng)危險(xiǎn)程度的經(jīng)驗(yàn)一致[8]。其次是H=340(偏冷)的色相,視覺反應(yīng)績效最低的是色相H=20(偏暖)。因此,在警示色色相應(yīng)用方面建議使用H=0 也就是正紅的色相,最能提高人的視覺反應(yīng)績效。

明度對反應(yīng)時(shí)間的影響比較特殊,反應(yīng)時(shí)間由短到長依次是80%、60%、100%。通過明度-反應(yīng)時(shí)的估算邊際平均值結(jié)果可以看出:明度值持續(xù)增加時(shí),人的反應(yīng)時(shí)間呈現(xiàn)先下降后上升的變化規(guī)律,反應(yīng)時(shí)間并沒有隨著明度的升高而降低。因此可以推斷,明度-反應(yīng)時(shí)的變化不是線性的,并且在明度80%左右可能存在反應(yīng)績效最高的明度值。由此說明紅色在作為警示色使用時(shí)明度值不是越高越好,而是在80%左右最佳。

飽和度對反應(yīng)時(shí)間的影響則十分清晰,3 個(gè)飽和度之間的比較結(jié)果都存在顯著性差異且反應(yīng)時(shí)間隨著飽和度值的升高而減少,因此可以推斷飽和度越高,人的反應(yīng)績效越好。

綜上所述,航天界面警示色使用方面需要綜合考慮警示色的色相、明度、飽和度這三者因素,并且需要對設(shè)計(jì)方案中警示色色值進(jìn)行模擬微重力環(huán)境下的人因工效測試,進(jìn)一步探究色彩與人反應(yīng)績效的影響規(guī)律,最終確定色彩反應(yīng)績效最佳的色彩取值。

5.2 正確率

根據(jù)正確率的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,實(shí)驗(yàn)色彩樣本的色相、明度、飽和度單因素之間以及交互作用之間對志愿者的正確率沒有顯著性影響,分析其可能的原因有:①志愿者參加實(shí)驗(yàn)測試之前經(jīng)過石原色色盲測試,測試通過率都在99%以上,說明志愿者群體的色彩視覺,也就是顏色辨識情況沒有問題,不會出現(xiàn)無法辨別色彩的情況。②志愿者進(jìn)入正式測試程序之前,需要通過練習(xí)階段的測試,在此階段色彩辨認(rèn)正確率需要達(dá)到90%以上,才能保證志愿者清楚實(shí)驗(yàn)的按鍵反應(yīng)操作,確保主觀上不會出現(xiàn)按鍵錯誤的情況。結(jié)果說明:實(shí)驗(yàn)志愿者在正式測試中,注意力高度集中且態(tài)度認(rèn)真,實(shí)驗(yàn)配合度和參與度都很高。另外,在航天員選拔要求中,色覺是一項(xiàng)重要的選拔要求及標(biāo)準(zhǔn),對航天員色彩辨認(rèn)的要求會更高。因此,可以推斷:航天員在微重力和應(yīng)急情況下對色彩的辨認(rèn)情況基本不會出現(xiàn)錯誤。

6 結(jié)論

1) 警示色的色相、明度、飽和度屬性對人的反應(yīng)時(shí)間均有顯著性影響,但是在正確率方面沒有顯著性影響。

2) 在色相方面,色相H=0 時(shí),人的反應(yīng)時(shí)間最短,即人對色相值為0 的警示色的視覺反應(yīng)績效最高,警示作用最好。

3) 在明度方面,明度值為80%時(shí)人的反應(yīng)時(shí)間最短,視覺反應(yīng)績效最高,警示效果最好。

4) 在飽和度方面,飽和度越高,人的反應(yīng)時(shí)間越短,色彩反應(yīng)績效越高,警示作用越好。

5) 具體到實(shí)驗(yàn)色彩樣本的色值來看,實(shí)驗(yàn)色彩樣本Red4(H=0、B=80%、S=100%)的視覺反應(yīng)績效最高,警示作用最突出。