實驗系統

本研究目的在探討不同目標物/背景色彩組合下，人眼對 10 種顏色所搭配出目標物/

背景色彩組合下之視覺銳度問題，因此實驗顏色之挑選與資訊顯示建立分茲以下敘述：

壹、顏色之挑選

本實驗之顏色挑選程序主要是採用美國國內色彩研究學會（ISCC-NBS）所作成，

另由美國國家標準局（National Bereau of Standand）整理而成。因為此法能夠輕易表現，

且以自然界的色彩為基準。因此本研究則採用一般常見之色彩，如紅、綠、黃、藍、灰 等五種色系，並在五種色系中再各取兩種顏色，以構成10 種色彩樣式，以下分別將 10 種色彩座標值（如表3.1）與色立體空間（如圖 3.2）表列其下並說明之。

表3.1 實驗用之十個顏色其 ISCC-NBS 色彩名稱 與其 CIELAB 三座標值（L *a* b*）

L *a* b*

ISCC-NBS color name

（美國國內色彩研究學會）

L * a* b*

Strong Red （深紅） 44.18 51.34 32.58

Brilliant Purple （亮紅） 64.72 41.31 -11.29

Deep Yellowish Green （深綠） 46.75 -30.28 31.54

Brilliant Yellowish Green （亮綠） 70.60 -29.11 19.81

Brilliant Greenish Yellow （亮黃） 85.17 -14.39 88.00

Vivid Greenish Yellow （微黃） 78.48 4.76 36.58

Deep Blue （深藍） 31.32 4.96 -30.33

Very Light Greenish Blue （亮藍） 71.06 -15.23 -22.87

Black （黑 ） 18.33 0.45 -0.75

White （白 ） 91.95 3.70 -9.59

圖3.2 實驗用之十個顏色在 CIELAB 色彩空間中之位置圖

（菱形分別代表每一個顏色在CIELAB 色彩空間中均勻分佈的情況）

表3.2 實驗中十種色相之彩度對比值

資料來源：本研究整理

註：本實驗之彩度對比值區間大小為26.60~131.43

表3.3 實驗中十種色相之明度對比值

資料來源：本研究整理

註：本實驗之明度對比值區間大小為0.47~73.62

表3.4 實驗中十種色相之色度對比值

資料來源：本研究整理

註：本實驗之色度對比值區間大小為9.42~119.9

從上述表3.2、表 3.3、表 3.4 分別表示本實驗中十種顏色其兩兩色彩、明度、色度 值。其計算公式如下：

色彩對比公式：

^{Δ E ab}

^*

^{= Δ ⎡} _{⎢ ⎣} ( ) ( ) ( ) ^L

^{* 2}

^{+ Δ a}

^{* 2}

^{+ Δ b}

^{* 2}

^⎤ _{⎥ ⎦}

¹²

明度對比公式：UL *ab=兩色之 L*座標相減得到

色度對比公式：

^{Δ C ab}

^*

^{= Δ ⎡} _{⎢ ⎣} ( ) ( ) ^a

^{* 2}

^{+ Δ b}

^{* 2}

^⎤ _{⎥ ⎦}

¹²

貳、資訊顯示

本實驗共計採用10 種測試顏色，合計共有 45 種色彩組合兩兩搭配資訊顯示目標物 /背景色彩組合。此外這些顏色是由 CIELAB 1976 色彩空間所選擇選取的。並運用 Adobe Photoshop CS2 軟體取得這些顏色的三座標值（L*、a*、b*）（表 3.1），以利受試者進 行實驗。

本實驗利用Java 軟體撰寫程式，而為了避免縮放尺寸刻度過大，造成按加大則太 大，按縮小則又太小的問題，經過反覆的測試後，以17 吋螢幕搭配 5 公尺的受試距離，

圖像全距為600pixel 做為測試條件，受試者會有較明顯的視覺銳度產生，以實際模擬方 式進行實驗（如圖3.3），部份程式碼將節錄於附錄一。

圖3.3 軟體實驗界面圖

參、儀器設備與配置

本實驗於義守大學工管系人因實驗室進行，而在實驗的辨識中，室內必須保持暗室 狀態，以避免受試者因遭受其他光源的照射進而影響對於目標物之辨識能力。在實驗測 試裝備上包含測試電腦、紀錄者之紀錄數據、與相關之儀器設備（圖 3.4）。

一、環境之控制

為了在實驗過程中能夠有效的控制實驗之變數，在實驗室的規劃上，我們須於四周 窗戶賦予黑色布簾，盡量讓環境呈現暗室狀態。此外，在實驗室的設施佈置上，實驗室 長約 600 公分，寬約 250 公分，高約 400 公分，並於實驗室裡配置一部個人筆記型電腦，

無線鍵盤與滑鼠，以及相關之配備，而在實驗進行時，須將出入口給予嚴控管制，隔絕

外部的干擾，以避免其他因素而干擾到受試者。

二、實驗設備之控制

為了讓本研究更為精確，並在實驗中更加穩定，實驗設備所採用的相關軟硬體設施如 下所示：

(一)個人筆記型電腦主機（ASUS）、（Windows XP Professional）及相關配備（色 盲檢查表、視力檢查表）。

(二)電腦顯示螢幕（17 吋）。

(三)軟體：Microsoft Office Excel 2003、JAVA、MINITAB、Photoshop CS2。

600pixel

5 M

圖3.4 實驗配置圖 實驗程序

1.當受試者一開始進入實驗室後，先讓受試者接受色盲檢定測試，待檢測達 標準值後，導引受試者進入測試範圍坐定位。

2.在實驗測試前先告知受試者觀看實驗之準則（同時給予受試者告知清楚分

辨之條件），觀看完後並將實驗室燈光給予呈現暗室，5 分鐘後再開始進行 實驗，此實驗室燈光呈現暗室的原因，是不希望讓實驗室以外的燈光來影響 受試者的視覺辨識。

3.在實驗進行之前，受試者所觀看的目標物/背景色彩組合呈現是隨機方 式，共有 45 種色彩對比組合，且每位受試者所觀看的順序是以隨機的方式。

即每位受試者所看到的色彩對比組合順序皆不同。例如說：第一位受試者是 從黑色目標物，白色背景開始進行辨識，第二位可能是從深紅色目標物，深 藍背景開始作辨識的動作。

4.為了避免讓受試者於辨識的過程中產生視覺疲勞與模糊，進而造成實驗數 據差異過大，會讓受試者每觀看五組色彩組合後，進行休息的動作。而此休 息時間約在三分鐘，三分鐘過後再繼續進行下一組色彩組合辨識的動作。如 此反覆進行實驗測試，每一位受試者約 45 分鐘可以完成測試，一天取五名 受試者接受試驗，共取 10 名受試者，所以約需花 3 天時間完成此實驗。

5.在實驗進行當中，利用 EXCEL 軟體做隨機組合，由電腦隨機決定受試者所 要進行實驗之色彩組合順序，決定之後將進行實驗，實驗中，共有兩個半圓 與背景顏色形成對比，並由受試者主觀判定，兩半圓視覺上大小之差異，將 視覺上較大之半圓尺寸固定，另一半圓則由受試者依自已主觀判定調整至兩 半圓大小相等，此時紀錄者將受試者所認定之尺寸記錄下來，如此反覆進行 45 組色彩對比實驗。

第四章 實驗結果與分析

色彩對比 視覺銳度對比平方 ^{彩度值 明度值 色度值}

亮綠 微黃 81 39 8 38

亮綠 深藍 225 72 39 61

亮綠 亮藍 100 45 1 45

亮綠 黑 256 63 52 36

亮綠 白 169 49 21 44

亮黃 微黃 169 55 7 55

亮黃 深藍 484 131 54 120

亮黃 亮藍 100 112 14 111

亮黃 黑 441 112 67 90

亮黃 白 121 99 7 99

微黃 深藍 324 82 47 67

微黃 亮藍 9 63 7 63

微黃 黑 441 71 60 38

微黃 白 169 48 13 46

深藍 亮藍 196 45 40 22

深藍 黑 169 33 13 30

深藍 白 625 64 61 21

亮藍 黑 400 59 53 27

亮藍 白 289 31 21 33

黑 白 900 74 74 9

受試者視覺銳度對比單位：pixel

彩度對比值

)

經由 Minitab 所分析出來的數據可以知道彩度對比與視覺銳度對比的相關性為 0.113，以統計學上來說，此兩個變數間的相關程度非常低，再由它的迴歸模式中可以 知道，這兩個變數所形成的線性迴歸線其解釋能力只有 1.3%，所以從資料中顯示出彩度 對比與視覺銳度對比間之相關性可說是非常的低，再由關係圖也可看出過多的分散點亦 可得知；不過從這個線性迴歸曲線模式我們可以知道的是，此迴歸線目前是稍為呈現出 一個正相關的曲線，也就是說當彩度對比值越大的時候，此時人眼所辨識視覺銳度對比 可能也會越高；不過在這個彩度對比與視覺銳度對比所形成的線性直線來說，因為它的 相關性很低，且解釋能力不足，因此並無法將此現象充份表達出來，只能說此模式稍微 呈現出這個趨勢。本研究將於第二節把未完全解釋的部分，利用二次迴歸分析來加以推 導出；因此目前這個部分我們只先針對線性迴歸結果加以敘述，至於為什麼會發生此種 現象，在下一章討論的部分再加以解釋說明。

貳、 色度對比與視覺銳度對比之線性分析關係

接著計算實驗中45 組色彩對比組合的色度對比值，並對受試者進行 45 組視覺測清 晰度之量測，將視覺銳度對比關係予以紀錄下來，然後將 45 組視覺銳度量測結果與色 度對比之關係繪於圖 4.2，將其線性迴歸分析結果表列如下：

視覺銳度與色度對比之相關性為-0.338

(

C*ab 2.203

-8 . 323

Y= Δ R-Sq=11.4%

Y：受試者視覺銳度對比平方 ab

*

ΔC ：色度對比

根據與彩度對比同樣的方式，我們依據這個線性迴歸分析於圖 4.2 上劃出一條線性 直線，從此直線顯示出視覺銳度對比與色度對比成為一個負相關的關係。

色度對比值

)

較分散，而在明度對比與視覺銳度對比的直線上可知，點分散的情況低於彩度對比，所 以說在明度對比方面相關程度高於色度對比與彩度對比；不過此線性模式是否已經將兩 資料間全部解釋完畢，也是我們想要知道的，因此如同彩度對比與色度對比，一樣將明 度對比與視覺銳度對比做二次迴歸曲線分析，進一步瞭解是否能將其解釋能力提高，所 以以同樣的方式於第二節進行二次迴歸分析，再於第五章進行此方面之討論。

肆、本節結論

由下表4.2 可看到在視覺銳度與各變項間的線性迴歸分析結果，在彩度對比與色度 對比和視覺銳度的相關性皆不到0.2，甚至色度對比更是負相關，且解釋能力更低到只 有1.3%和 11.4%，在明度對比方面，雖然相關性已達到 0.808，但其解釋能力也只有 65.3%，因此在視覺銳度與各變項間的線性迴歸分析我們並不能很明確的發現它們之間 的關係，故本研究將於下一節對視覺銳度與各變項之間做二次回歸分析。

表4.2 視覺銳度與變項間之線性迴歸分析

項目 相關性 R-Sq 值

彩度對比-視覺銳度對比 0.113 1.3%

色度對比-視覺銳度對比 -0.338 11.4%

明度對比-視覺銳度對比 0.808 65.3%

第二節 視覺銳度對比與變數間之二次迴歸分析結果

經過二次迴歸曲線分析後，在彩度對比與視覺銳度對比關係圖上可以看出來，整個 曲線可以呈現大部分點的移動方向，但與線性迴歸直線相較之下，它的解釋能力也只從 線性迴歸的1.3%提升到曲線迴歸的 1.4%，還是無法有效解釋彩度對比對視覺晰度對比 之間的關係，而在做完彩度對比與視覺銳度對比的曲線迴歸後，由於彩度對比與視覺銳 度對比的解釋能力不足，我們也只能說此模式呈現出稍微正相關的這個趨勢。

貳、色度對比與視覺銳度對比之二次迴歸分析

同樣的方式，首先我們先計算實驗中45 組色彩對比組合間視覺銳度的色度對比值，

並對受試者進行45 組視覺銳度之量測，將視覺銳度對比關係予以紀錄下來，然後將 45 組視覺銳度對比與色度對比之關係繪於圖4.5，其二次迴歸分析如下：

視覺銳度對比與色度對比之相關性為0.585

(

^C*ab

)

^0.09619

(

^C*ab

)

²

14.41 -0 . 643

Y= Δ + Δ R-Sq=34.3%

Y：受試者視覺銳度對比平方 ab

*

ΔC ：色度對比

根據這個迴歸分析，我們在圖4.5 上劃出一條曲線，此曲線可以顯示出視覺銳度對比與 色度對比呈現之關係。

在文檔中 I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/1474 (頁 42-0)