通用設計視角下低視力群體室內環境色彩和明度配置實驗探究

趙 偉，張爾科，安昱臻，宋佳音

(天津大學 建筑學院，天津 300072)

引言

全世界有超過2.85億人被診斷患有視力障礙(WHO，2011)，中國是世界上視覺損傷患者數量最多的國家[1]，由老年人和殘疾人組成的視障群體長期被忽視。2010年WHO公布中國視障人群中低視力人數為 6 726 萬人，占總人口的5.02%[2]。

人一生的多數時間都在室內空間環境中，低視力群體更是因生理、心理、行為及外界因素難以真正地融入社會公共空間，更難以進行正常的行為活動。低視力人群同盲人的生理特點與行為需求有很大不同，因為他們獲得信息最自然、最有效和首選的方式依舊是視覺[3]。雖然低視力的研究是一個醫學問題，但通過科學的室內設計提升低視力人群的空間活動能力是個設計問題。

1 低視力與環境設計

1.1 低視力與室內設計

1950年，埃莉諾·費伊(Eleanor Faye)和杰拉爾德·方達(Gerald Fonda)提出低視力的概念[4]。20世紀下半葉，低視力成為視覺科學的一個熱門課題。20世紀90年代，“通用設計”理念影響到建筑設計領域，將“視覺無障礙”定義為使用視覺高效、安全地穿越環境，感知環境中關鍵特征的空間布局，并跟蹤環境中的位置和方向[5]。美國ADA(Americans with Disabilities Act)指南(1990)與《老年及低視力人群的照明和視覺環境》(ANSI /IES RP-28-07)率先關注視覺損失如何影響人們對環境的感知。2010年美國建筑科學研究所(National Institute of Building Sciences，NIBS)成立低視力設計研究專家組，并提出了關于“低視力與環境設計”的議題，艾琳·尚伯雷克(Eric M. Schambureck)等[6]使用情景類型學的方式來解釋環境空間中的低視力問題。

同時期在設計實踐當中，設計師也開始根據低視力人群的視覺特點，探索了針對低視力人群的設計作品。泰國Home Pro與BBDO Bangkok合作開發面向低視力群體的室內環境優化方案，根據W3C組織國際視覺增強方法，使用7∶1的色彩對比度，使低視力人群更安全高效地使用室內空間。

我國自20世紀80年代起逐漸開始相關研究，于1989年頒布了《方便殘疾人使用的城市道路和建筑設計規范》(JGJ 50—88)，從無障礙的角度對城市公共空間的細部設計進行規定，并發行了有關無障礙設施的通用圖集(88J12)。但在針對低視力群體的研究和設計上，目前的環境設計中缺乏系統完善的考量。

步入21世紀，低視力研究主要側重于視覺在日?；顒又械淖饔?，而較少研究低視力的臨床表現和視覺特征?；诘鸵暳θ巳旱纳硖卣?，探索室內空間視覺要素與低視力人群認知的關聯性，是營造通用性室內環境的重要途徑。當前的室內環境設計在保證空間易讀性上缺乏充足的研究成果。本文以提高空間易讀性為目的，以人在環境中的感官對比為切入點，以明度對比為重點進行研究。

1.2 低視力與對比

低視力人群通常對空間及他們在空間之中的關系缺乏掌握，對空間中物體的大小、形狀或物體間的關系難以獲取[7]。低視力人群嚴重依賴觸覺對比、亮度對比和明度對比三種類型的對比來識別物體與空間。

1.2.1 觸覺對比

低視力人群通過皮膚獲取環境信息、感知空間變化。例如對盲文、盲道的使用就是依賴觸覺對比。但對于在生命后期出現視力下降的群體來說，他們獲取信息最自然的方式依舊是通過視覺。

1.2.2 亮度對比

低視力人群可以借助多種類型的照明技術提高生活質量。亮度對比的設計可以提供適宜的光環境，幫助低視力人群更清晰地感知物體。正確的光源位置有助于人在室內空間的行為活動。

1.2.3 明度對比

明度對比是色彩配置的重要方面，合理的色彩配置能夠提高低視力人群的空間訪問性，既往研究表明，對于正常視力群體，高色彩對比度與高明度對比度的閱讀速度一樣快。明度對比與空間識別有很強的關系。當物體與其周圍環境相比，明度對比越大時，越易于人們看到物體，特別是對于低視力人群。環境空間的明度對比也需與空間色彩的純度、色相進行配合，否則會對低視力人群的空間信息獲取造成困擾。

為低視力人群提供明度對比良好的空間環境，有助于低視力人群識別物體并保證其生活的獨立?，F有研究多集中在觸覺對比和亮度對比上，對明度對比的定量研究并不多，基于明度對比的色彩組合的研究較少。因此本研究從色彩配置及明度對比入手，探索增強低視力人群活動獨立性的手段。

2 實驗設計

借助循證設計的方法，制定了面向低視力群體的室內環境提升設計研究流程(圖1)。

該研究以低視力群體與室內設計為例，通過文獻研究、既往研究，發現明度對比在空間設計中的重要影響。首先從空間需求出發，分析了邏輯框架，通過實地考察、深度訪談、線上實驗、線下問詢，得到了關于配色和明度對比的信息。據此設計了包括空間明度、色度和色彩配置三個實驗。分析實驗數據、整理實驗結論可生成一系列配色方案，將配色方案在低視力人群、正常視力人群、眼科醫生中進行滿意度調查。

實驗研究探究針對低視力群體的空間環境配色設計策略，為幫助低視力群體更簡單高效地認知和使用室內空間提供有價值的參考。

2.1 觀察者要素

實驗現場首先對受試人群進行視力測量，并記錄分組。正常視力組：最佳矯正視力為(1.5≥v≥0.8)的視力狀況。低視力組：最佳矯正視力為(0.3>v≥0.05)的視力狀況。

2.2 室內環境空間要素

從室內光照、材質、顏色三個要素入手，對觸覺對比、亮度對比、明度對比進行研究，其中研究重點為顏色要素對應的明度對比，并擴展到色彩配置，設計了空間明度、色度、色彩配置三組實驗。

2.3 實驗要素梳理

2.3.1 光照

光照包括自然光照和人工光照，是構成光環境的要素。人眼在過強或過弱的光照條件下都無法正常獲得環境空間的信息并對其進行判斷。實驗控制亮度對比在適宜區間內。

2.3.2 材料

材料是空間中物體質感的載體。人在空間中主要憑借觸覺對物體的材料信息進行感知和判斷。不同材料的搭配以及材料的不同形態為使用者呈現出觸覺對比。

2.3.3 顏色

顏色包含明度、色相、飽和度三個要素，色相和飽和度統稱為色度。人眼通過它們對色彩進行感知判斷。不同顏色配置形成的視覺效果不同，具體表現在整體色調、色彩情感傳達以及清晰度感知等方面。

2.4 實驗模塊

實驗環境光照較少，阻隔自然采光、關閉室內燈光，配合深色低反光材料的室內材質，保證設備屏幕為唯一光源，且屏幕光照強度適宜并保持不變。

2.4.1 空間明度對比

空間環境控制對比強度為：14%、21%、33%、60%和76%[8]。按照空間配色環境主色的不同，配置到空間中組成十張圖片，如圖2所示，進行清晰度和偏好度評價。本實驗旨在探索人們對于空間環境對比度合理數值的選擇，探索空間設計中的首選明度對比值，并調查不同明度搭配之間的差異。

2.4.2 空間色度組合

參考使用美國《ADA ALTERNATIVE》和日本《CUD推奨配色セットガイドブック》推薦色彩，按照不同色度，在滿足明度對比清晰的條件下，搭配出58種圖片，如圖3所示，進行空間色度偏好實驗，在同空間色度配色圖片中選擇偏好的圖片，為之后空間設計提供良好配色建議。

圖3 空間色度組合實驗圖譜Fig.3 Experimental graph of spatial chromaticity combination

2.4.3 空間色彩配置

空間色彩配置根據色彩面積比例大小依次可分為主色調、輔助色和點綴色，主色調占空間中絕大多數面積，在空間色彩上起主導作用。根據調研實驗得出的受試人群色彩偏好，經由設計師配色設計，進行空間色彩配置實驗。選取四個配色(黃色、綠色、藍色、紅色)作為主色調，配置到衛生間、室內、臥室、室內交通空間中組成四張空間配色圖片，如圖4所示，首先進行清晰度、偏好的評價，之后對客廳、走廊、臥室、廚房、衛生間、活動室、健身房、餐廳、醫療室等空間進行空間應用的偏好選擇。本實驗旨在探索人們對于顏色搭配的偏好程度并從心理偏好出發探索空間色彩的合理配置。

圖4 空間色彩配置實驗圖譜Fig.4 Experimental atlas of spatial color configuration

3 實驗結果分析

本次實驗共有139人參與，收集有效實驗數據105組，其中正常視力群體(對照群體)30組，低視力群體75組?？臻g明度對比實驗和空間色彩配置使用Likert五點法收集受試群體的評判數據。

3.1 空間明度對比實驗

3.1.1 清晰度

將兩種受試人群對清晰度的評分(圖5)由高到低排序，在空間明度對比選擇中，兩種受試群體都認為W76%(白底且明度對比值76%，下同)的空間搭配圖片清晰度最佳；整體數據顯示受試群體在空間清晰度選擇中，明度條件相同情況下認為白底信息傳達清晰度優于黑底；同時明度搭配比值同清晰度評分呈現明顯的正向關系。

圖5 空間明度對比實驗-清晰度Fig.5 Spatial lightness contrastexperiment-definition

不同之處在于空間是否清晰的判斷上，低視覺人群的滿意度普遍比正常視覺人群的滿意度低，低視力群體對于明度差異更為敏感。由圖5的變化趨勢可知，隨著明度的降低，清晰度評價相應降低，且低視力群體的降幅大于正常群體的降幅。

3.1.2 偏好度

將兩種受試人群對偏好度的評分(圖6)由高到低排序，整體數據顯示，相同空間對比條件下所有群體都對白色底色更偏好，說明所有人群更偏好整體明亮的空間?？臻g整體明度的高低是偏好度評判的重要因素。隨著空間對比條件的下降，人們的偏好度也隨之下降。偏好度數據排序顯示，低視力群體對空間明度對比的要求高于正常視力群體。

圖6 空間明度對比實驗-偏好度Fig.6 Spatial lightness contrast experiment-preference

3.2 空間色度實驗

3.2.1 空間色度偏好

如圖7所示，正常群體和低視力群體對色度偏好變化基本一致，兩者偏好度最高的為白色空間；低視力人群對白色、中綠和中黃的偏好較高，正常群體對白色、中黃的偏好較高；低視力人群對空間色度組合不同偏好的選擇差異大于正常群體。

圖7 空間色度組合實驗-偏好度Fig.7 Spatial chromaticity combination experiment-preference

3.2.2 空間色彩組合偏好選項

正常視力/低視力群體兩者的色彩色度選項偏好重合選項共10項(圖8)。重合選項顯示不同視覺狀態群體對于色彩色度組合的偏好基本一致。圖像背景為低明度時，兩者更偏好白色空間構件的空間圖片；圖像背景為高明度時，兩者更偏好藍色空間構件的空間圖片。

圖8 空間色度組合偏好選項Fig.8 Spatial color combination preferences

3.3 空間色彩配置實驗

3.3.1 清晰度與偏好度

如圖9所示，清晰度的評分低視力群體均低于正常視力群體；受試人群對綠色調的清晰度評價最低。如圖10所示，低視力人群對偏好度的評分均低于正常視力人群的評分；兩種受試群體均對藍色調最為偏好、對綠色調最不偏好。平均來看，清晰度分值均高于偏好度分值。

圖10 空間色彩配置實驗-空間色彩Fig.10 Space color configuration experiment-space color

3.3.2 功能空間色彩偏好

如圖10所示，兩種受試群體對不同功能空間有不同的色彩偏好，色彩與空間功能有一定的對應關系。公共空間的偏好選擇更加均衡，整體評分高于居家空間。

家庭空間和公共空間中使用的顏色調偏好存在差異，家庭空間中使用最多的顏色調是藍色調和黃色調，公共空間中使用最多的則為藍色調和紅色調。藍色調在家庭空間和公共空間中的使用非常普遍，尤其是在衛生間和活動室等區域中的使用量比較高。

4 實驗結論

4.1 明度對比

空間明度對比實驗數據結果表明，明度對比與物體識別之間存在著正相關關系，當明度對比提高時，物體的識別性也會相應提高，反之亦然。這些發現驗證了既往的研究，低視力群體需要高明度對比以便于他們剩余視力的使用。盡管高明度對比(60%、76%)的識別性更高，但中明度36%對比也已經滿足其使用需求，這意味著未來滿足低視力群體室內環境空間明度需求的設計中有更多的可能。相同空間對比條件下所有群體都對白底色更滿意，較高的對比度和白色背景通?？梢蕴峁└玫囊曈X體驗，因為它可以幫助低視力群體更清晰地區分不同的空間視覺元素。

4.2 空間色度組合

空間色度組合實驗數據結果表明，色彩搭配的偏好在不同視力人群中差別較小，低視力人群內部的偏好差別較大。所有群體都更偏好白色空間組合，圖像背景為高明度時，所有群體對藍色空間組合更為偏好，低視力群體對中綠色度組合更為偏好。

4.3 空間色彩配置

空間色彩配置實驗數據結果表明，在室內空間色彩配置的四種色調中，綠色調是最不易識別且不被偏好的色調。藍色調被多數受試人群偏好，其清晰度在兩視力人群中評價差別最大，該色調的空間設計需要注意更多滿足低視力群體的需求。清晰度的提升對偏好度的提升有正向作用，視力狀況的下降使人們對空間色彩的偏好度下降，這個現象在紅色調空間最為明顯，在藍色調空間最不明顯。

比起居家空間，人們對公共空間中的色彩更加包容；交通空間(走廊)與活動空間(活動室)色彩配置組合的可能性更多，也更容易被人們接受。有明顯偏好的空間類型有臥室(紅色)、衛生間(藍色)、健身房(黃色)、醫療室(藍色、綠色)，色彩搭配及空間色調傾向在很大程度上能體現場所性格。

在實驗的進行中，我們也觀察到由于視力狀況、年齡階段、性格差異等要素的不同，空間色彩偏好的選擇差異較大，在設計中應兼顧多方需求。

5 實驗討論

本文以既往研究、文獻研究為基礎，結合實地考察、線上線下實驗，對低視力群體的室內環境提升設計進行研究。研究成果可為室內環境設計提供參考結論。本研究有如下發現：

(1)低視力人群的空間需求。低視力人群對空間明度和色彩的清晰度要求更高，因此在室內空間信息的獲取過程中更多依賴明度對比和色彩。在傳達空間信息的過程中要考慮除圖像、字符、標識等信息要素外，室內空間在整體明度和色彩配置的設計上也需達到超過正常視力人群需求的標準。低視力人群對空間性格在明度和色彩上的體現也更為敏感。

(2)需求與偏好的關系。信息清晰度是空間信息傳達上的首要條件，清晰度是滿意度判斷的基礎要素，低視力群體相較正常群體在實驗選擇上對清晰度需求更高。當清晰度滿足時，低視力群體的個性偏好差異也更加明顯，空間整體效果足夠清晰能更好地體現空間明度和色彩組合信息。

(3)空間功能與色彩。色彩是展現空間性格的重要因素?？臻g性格表現在人們對居住、公共不同功能空間的色彩包容度差異上。在居住空間中，人們更偏好沒有明確色彩傾向且較明亮的空間；在公共空間中，人們對色彩配置組合的包容度更高。綠色是人們偏愛度較高的一種色度，但在室內空間的使用上卻少被認同(清晰度和偏好度評價低)。

本文的研究局限主要體現在偏好度的影響因素上：1)實驗設計方面，偏好度的調研結果受調研問卷的配色圖片影響(配色圖片對受試者選擇的暗示)不能完全準確地傳達受試者的獨立偏好狀況，而會偏向于選擇配色圖片中出現的色彩配置；2)偏好度的結果也受到現有標識色彩的影響?，F有標識色彩多為藍白搭配，與數據結論涉及的色彩相同。

6 結語

空間環境的合理設計可以增強低視力群體活動的獨立性和靈活性，提高低視力群體的生活質量。通過對既往研究、臨床低視力學以及現有規定規范的研究，并結合實證研究和實驗研究發現：空間明度上，低視力人群對空間清晰度的要求更高，偏好中高對比配置狀況和整體明亮的空間環境；空間色彩色度組合上，由于個體差異及視功能損失情況的多樣性，色彩偏好上呈現差異變化；在空間功能與色彩配置組合上，低視力群體更傾向于主色調無顏色傾向的室內空間和有明確色彩傾向的公共空間。應當意識到，無論空間色彩如何配置組合，空間信息的明確始終是影響低視力群體空間活動的首要因素，空間設計是提升低視力群體生活質量的重要方面，通過對低視力群體的室內環境設計因素的實驗探究，對低視力群體的室內空間環境設計有所裨益。