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在日常生活中,為了使人們能夠看清楚並且明辨目標物,我們通常會藉由增加目標 物或圖像與背景的亮度對比(Luminance Contrast)來大幅提高我們的視覺銳度,但是我們也 發現若是對比幅度太高,往往會使得人們感覺到目標物的細部容易暈透開來,使得視覺 銳度降低。更嚴重的狀況下,我們會看到一團光霧,就如同看一個光源,根本無法看清,

反而會造成觀看者的負擔,使得觀看者無法獲得應有的資訊,此種現象即為光滲現象,

例如,當白字印在黑紙上時,白色的字會在黑紙上向外暈透散開,使得白色的字在視覺 上感覺變粗;但是相反的,若是我們將黑色的字反印在白紙上,使得黑色字在視覺上有 向內收斂的效果,而感覺字變細了。但並非所有的光滲現象都發生在黑、白間的物體,

其也存在於不同的色彩之間,可以說是機乎任何兩顏色搭配都會存在光滲的現象,其差 異只在於光滲透的強弱而已,而本研究假設光滲現象對視覺銳度與色彩對比可能存在某 種關係,因此欲藉由實驗設計之方式,來探討TFT-LCD 液晶顯示器上目標物之光滲現象 與人眼視覺銳度之關係。

第一節 研究動機

自古以來於人類的社會中,色彩一直扮演著相當重要的角色,尤其是在目前資訊科 技快速的發展之時代中,色彩更顯現出其必要性,一個好的顏色配置會讓人們產生優良 的辨識,處理工作來說會更為有效率;反之,若搭配的不好,則會有不良的效果。例如:

當公司有一大疊資料放置於辦公桌上時,此時若資料顏色如果全都相同的話,那麼資料 處理人員就無法清楚的判斷這一大疊資料中,哪些是同性質,哪些是不同性質的資料。

色彩從商品行銷的觀念、社會環境美化、交通運輸系統、公司部門的管理、建築設計…

等等,這些領域對於我們的食、衣、住、行、育、樂等方面有著密切的關聯性,不管是 自然的或者是人造的,皆會投射給予我們視覺而產生不同的刺激,而現代人對於生活的 品質要求是越來越高,相對的對於食方面也是越來越講究,在食的方面,大家講究的不

外乎是「色、香、味」俱全,其中排在最前面的就是色,一樣食物如果要吸引人家來吃,

首先就是要顏色看起來不會非常奇怪,例如:現在桌子上有十道菜,其中有一道菜的顏 色看起來並不討人喜歡,若一群人來食用這一桌的菜,照常理那一道顏色奇怪的菜一定 會是最後一道被吃完的,這就是顏色在食方面對於人類的影響。

在衣的方面,現在人對於一個人的第一印象,很多都是靠著那個人搭配衣服的顏 色,很多的穿衣哲學都只是靠著顏色的搭配,每個人都一定有自己喜歡衣服的類型,只 要喜歡哪種顏色,所購買的衣服大都會是那種色系的衣服,所以顏色對於日常生活中衣 的方面影響也相當大。

在住的方面,現代人對於住的地方越來越講究,對於房間內牆壁的顏色或是窗簾的 顏色也是越來越講究,不同的顏色裝潢會製造出不同的房間效果,例如房間都為黑色或 是暗色系的,住了會感到壓迫和緊張,若為淺色系的,則為使人產生放鬆和愉悅的感覺,

所以顏色對於人類住的方面也是有相當的影響。

最後,在行的方面,在駕駛車輛時,駕駛必須時時刻刻的注意前方之路況及交通號 誌,而交通號誌是如果傳遞訊息的駕駛者,最常見的紅綠燈就是利用顏色來傳遞訊息給 駕駛者,紅色代表要駕駛者停止行駛,黃色代表要駕駛者減速準備停止行駛,綠色就是 可以行駛,如果一個車流量非常大的路口的紅綠燈故障了,那麼一定會造成車輛的回 堵,嚴重的話更可能造成重大事故的產生,這就是顏色對於行的重要性。

人眼正常的亮度辨識能力(周可恆,1993),在 10-5cd/m2到106cd/m2的範圍內,但是 人眼同時間內的亮度敏感度範圍僅有1,000~10,000 倍之間,在現實環境中,我們常常必 需在亮度差異很大的情況下,也許在數十萬甚至數百萬倍的情況下,才能觀察獲得重要 的資訊,此時光滲現象的影響就很明顯了。在日常生活中例如夜間駕車,我們觀看車內 儀表板時;此時儀表板的亮度常為10-2cd/m2~10-3cd/m2之間,而儀表板上透光而出的文、

數字通常也近乎102cd/m2,所以視覺亮度對比值約有10,000~100,000 倍。此時我們就會 感到這些文、數字有向外擴張的趨勢,反而降低了我們的視覺辨識能力,此種現象在日 常生活中比比皆是,例如圍棋之黑子常做得比白子稍大,便是因為黑色比白色有收縮感

的關係,例如觀看電視時,不當的目標物與背景的組合有時也會造成文、數字有向外擴 張或是向內收斂的趨勢,同樣會降低我們視識辨識能力。

由於資訊科技的進步,人們獲得資料的媒體已不再局限於紙本上,而資訊情報有 80%是透過視覺來接收。目前,數位化普及的生活型態,使得資訊都需透過顯示裝置顯 現,例如:行動電話、GPS、ATM、PC 等。在台灣有六成以上的電腦普及率,讓多數 人都利用 PC 作為訊息接收及傳遞的工具,無論是工作上、休閒或娛樂等等,電腦的使 用普及帶給我們許多方便,因此使用者從電腦螢幕上直接閱讀資訊的機會愈來愈頻繁,

且資訊也大量的經由電子傳送至使用者一端;一般而言,以圖像資訊傳達的速度較快,

然而文字資訊卻可以更精準的傳達訊息,達到說明指示的目的。

然而螢幕上資訊的呈現方式,目前主要有兩種呈現資訊的方式,一是陽性呈現(亮 底暗字),另一個則是陰極呈現(暗底底字)。但優劣仍未有定論。

而目標物/背景色彩組合亦為影響視覺銳度的重要因素,許多學者提出色彩可增進人

與電腦的溝通績效(Pastoor, 1990;Silverstein, 1987)及提高使用者的滿足程度(Pastoor, 1990)。但是,色彩的使用不當卻會造成績效不進反退,甚至出現視覺疲勞的不利結果 (Mattews, 1987) 。尤其是不當的目標物/背景色彩組合必然降低視覺績效與增加視覺壓 力(Bruce and Foster, 1982 ; Luria et al., 1989 ; Matthews, 1987 )。

而在目標物/背景色彩的組合與設計對於人類視覺上來說,是很重要的一門學問,因 此,本研究針對TFT-LCD 液晶螢幕上目標物/背景色彩組合間產生之光滲現象來進行視 覺銳度探討之研究。

第二節 研究目的與貢獻

關於光滲現象的研究中,主要集中在探討目標物與背景的對比極性(contrast polarity),例如:亮底暗字與暗底亮字,用意為了解受試者主觀的感覺,或是對其視覺 績效的影響。過去已有許多研究探討螢幕閱讀的問題,螢幕顯示特性方面,包括(1)目標 /背景色彩組合、(2)單一/同時呈現方式、(3)亮度對比、(4)極性等因素,都可能會影響受

試者視覺效與主觀偏好及導致視覺疲勞;林清泉等人(2001)提出色彩對比(color contrast) 包含了色相對比(chromaticity contrast)、亮度對比(luminance ratio)、與極性(polarity)三部 份,所以整體的色彩對比效應包含了色相對比、亮度對比、與極性三者的綜合影響。值 得注意的是,根據Smith et al.(1981)的研究,一般 VDT 作業對眼睛所造成的影響遠比書 面作業來的高,因此色彩對比配色設計的好壞對使用者的作業有著關鍵性的影響,基於 前一節所提的動機,本研究假設光滲現象對視覺銳度與目標物/背景色彩組合可能存在著 某關係,進而探討目標物與背景色彩組合對比之關係,所以本研究預期達到以下目標:

1.探討彩度對比、色度對比、明度對比對人眼視覺銳度對比的個別影響。

2.尋找色彩對比與視覺銳度的關係,進而構建一套色彩對比尺標。

3.提供日常生活上在不同背景色彩模式下目標物所需搭配的大小比例,可產 生相同視覺銳度。

本研究嘗試用實驗設計之方法將不同背景色彩與目標物兩兩搭配,利用其光滲現象 的原理來探討色彩對比與視覺銳度的關係,在不同背景的色彩模式下所需搭配目標物大 小之比例關係,進而構建一套色彩對比尺標,此研究成果不僅可以預測彩色目標物或標 誌的大小,更有助於日後在工、商業或相關產業研究之參考或建議。

第三節 研究範圍與限制

人透過顯示器傳達訊息與機械溝通,用自身的感官去了解顯示器所傳達出的訊息,

一般而言,顯示器的用途,即為資訊情報的輸出。目前電腦的視覺顯示器大致可分為陰 性射線管螢幕(cathode ray tube/CRT)、液晶顯示螢幕(liquid crystal display/LCD)以及薄膜 電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display/TFT-LCD)三種,由於 LCD 和TFT-LCD 視覺辨識佳、體積又輕巧,目前已逐漸霰代 CRT 成 VDT 中的主流,如下 表所示:Satoru(1997),比較傳統 CRT 螢幕與液晶螢幕的視覺作業績效,發現液晶螢幕 的視覺搜尋績效顯示優於CRT 螢幕,其整理如下:

表1.1 傳統 CRT 螢幕與液晶螢幕之比較

比較項目 傳統CRT 螢幕 液晶螢幕

亮度 80-120cd/m2 170-250cd/m2 對比 350:1 至 700:1 200:1 至 400:1 視角(對比>10:1) 超過150 度 110 到 170 度

視角(色彩) 超過120 度 50 度 125 度

對焦 可滿足需要或極佳 極佳

色彩純度/品質 高 佳

幾何線性誤差 可能發生 無

圖元誤差 無 不超過8 個

不同解析度之調整縮放 極佳 無或不佳之內差法

均勻性 在中心較亮 在兩側較亮

畫面閃爍 在85Hz 以上之閃爍 無

空間需求/重量 需要大空間,極重 無平面設計,輕 資料來源:Satoru, 1997

綜合以上資料,所以本研究將採用TFT-LCD 作為實驗用之螢幕,而本研究主要在 研究TFT-LCD 液晶螢幕上目標物/背景色彩組合間產生之光滲現象來進行視覺銳度探 討,以實驗方法探測閱讀者觀看螢幕顯示器之視覺清之研究,其研究制分述如下:

1.本研究是使用 TFT-LCD 來作為呈現樣本測試的方式。

2.TFT-LCD 螢幕尺村規格甚多,本研究使用 22 吋螢幕來做此實驗,且其螢

2.TFT-LCD 螢幕尺村規格甚多,本研究使用 22 吋螢幕來做此實驗,且其螢

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