彩色字符编码的认知工效学研究

摘要

在现代化的飞机座舱内，飞行员使用什么字符以及画面如何显示这些信息才能使飞行员快速准确地理解信息的含义，一直是国际航空工效学界关注和想要解决的问题。飞机的各个系统状态是通过界面显示的不同信息反馈给飞行员的。信息的显示方式是影响飞行员对信息快速、准确识别、判读和理解的因素之一。合理的使用颜色、数字、字母、文字、图形等视觉刺激对显示信息进行编码，可以有效的提高飞行员辨识信息的效率，减少人为失误。本研究属于视觉显示工效学研究中的信息显示格式优化研究，着重回答常见字符以什么颜色呈现可以提高人类视觉知觉绩效的问题。
　　本研究在文献复习和参考《颜色识别差别阈限及颜色数量研究》技术报告的基础上选取具有显著差别阈限的10种颜色，以180名视觉正常的男性大学生为被试，分别采用简单反应时和二维选择反应时等任务范式，比较10种可区分色彩在不同字符类型间和不同字符长度条件下的反应时，分析色彩在字符识别和判读任务中的绩效差异，得出视觉绩效最优的颜色类型，提出颜色应用建议。研究结果可为飞机座舱显示屏的设计提供理论依据。
　　本研究的主要结果如下：
　　1.不同颜色色标简单反应时间存在统计学显著差异（F=6.558,P<0.001）；颜色距离和反应时之间可拟合得出显著的对数模型（p=0.017），回归方程为RT=375.00-12㏑Cdistance；反应较快颜色所占全部人数的比例为前三位依次为黄色（19％）、白色(18％)、青色(15％)，反应较慢颜色所占的人数比例，前三位的是蓝色（20％）、淡紫色（19％）、粉色（15％）。
　　2.对数字字符选择反应任务的正确率均高于93％，不同色彩在不同长度的数字字符内的反应时差异均显著（一位数字，F=1.910，P<0.05；两位数字，F=9.381，P<0.01；四位数字，F=3.672，P<0.01)。综合绩效显示，白色、红色、青色、绿色反应最快，蓝色、深褐色和淡紫色反应最慢。
　　3.对英文字符选择反应任务单个和两个英文字符正确率高于90％，对四个英文字符正确率高于80％，不同色彩在不同长度的英文字符内的反应时差异均显著(单个英文字母，F=12.813，P<0.01；两个英文字母，F=11.285，P<0.01；四个英文字母，F=2.282，P<0.05)。综合绩效显示，青色、红色、绿色反应最快，蓝色和淡紫色反应最慢。
　　4.对汉字字符选择反应任务的正确率在91％以上，不同色彩在不同长度的汉字字符内的反应时差异均显著(单个汉字，F=2.960，P<0.01；两个汉字，F=4.216，P<0.01；四个汉字，F=2.029，P<0.05)。综合绩效显示，白色、黄色、青色、绿色反应最快，蓝色反应最慢。
　　主要研究结论：
　　1.色彩在感觉水平上确实存在的反应差异；为了提高飞行员的视觉绩效，飞机座舱显示界面目标色应选择颜色距离偏大的颜色；由于个体差异的存在，导致同一颜色不同的人对其反应亦不同。
　　2.无论什么字符类型，随着字符长度的增加，被试对其的反应时都有增大的趋势。
　　3.从数字字符知觉方面看，当背景色为黑色，为快速准确获取信息，目标色应优先考虑白色、红色、青色或者绿色。
　　4.从英文字符知觉方面看，当背景色为黑色，为快速准确获取信息，应优先考虑青色、红色或者绿色。
　　5.从汉字字符知觉方面看，当背景色为黑色，为快速准确获取信息，应优先考虑白色、黄色、青色或者绿色。
　　综上，在视觉知觉加工层面上，当背景色为黑色时，建议以白色、青色和绿色作为前景色，最好不要采用蓝色、淡紫色和深褐色。

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缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

1.颜色

2.人类工效学概述

正文

1 实验设计

2 不同色彩的感觉识别绩效差异研究

3 非跨字符类型的知觉色彩编码绩效研究

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢