VDT閱讀照明環境視覺舒適性研究

韓 珍

上饒幼兒師范高等專科學校（江西 上饒 334000）

0 引言

當今社會，隨著科技的發展進步，計算機、手機、平板電腦等設備，已經發展成為人們常見且普及的高科技產品[1]。人們通過這些產品看視頻、讀文字、聽音樂，以達到溝通交流乃至自我學習的目的。這些都是典型的VDT設備，已成為目前社會上普遍流行的視頻、文字資料等閱讀載體[2]。在VDT閱讀流行的過程中，世界各國的眾多機構已經意識到不同照明條件帶給閱讀者的閱讀舒適性不同，因此也積極開展了各類研究工作，且取得了一些經驗效果。但是，這些研究都是從某一角度出發，而非整體的研究。鑒于此，文章以最常見的計算機屏幕閱讀為研究對象，開展研究評價實驗。實驗選取了較為常見的照明環境工作面照度、照明光源色溫、閱讀設備屏幕亮度、設備背景亮度及反射系數等四個要素進行深入研究，綜合分析這四個方面對VDT閱讀照明視覺舒適度的影響。

1 主觀評價實驗

1.1 實驗設置

該次實驗經過了詳細的前期調研工作，并根據調研工作的內容總結了一套比較典型的VDT閱讀照明視覺舒適度空間模型。實驗空間的具體模型尺寸為長10 m、寬5 m、高3.2 m。同時，實驗室的一面設置為玻璃窗加窗簾，剩余三面均為墻，實驗室內頂都設置了亮度和色溫都可以調節的筒燈，實驗室內放置了10臺實驗設備——計算機。實驗過程通過提前確認各要素變換設置，并通過實驗室頂部筒燈、更換設備表面面板及計算機自身功能等實現對四種照明因素的參數調節。

1.2 實驗流程

（1）實驗計劃安排。首先，按照實驗背景的不同將該次實驗分為“黑”“灰”“白”三大組，具體執行過程依據拉丁方順序開展，以減少表面面板的更換次數，節省實驗時間。其次，提前設置10臺計算機的屏幕亮度，將其分為兩個檔次，一組（5臺）為180 cd/m2、另一組為100 cd/m2，實驗進行時也按照拉丁方順序選用。最后，通過控制系統中不同的程序編輯過程隨機地調控不同工況，具體的調整過程一共包括18種工況，這18種工況以6種不同的工作面照度與3種不同的光源色溫組合得出。

（2）實驗的具體操作過程。①計算機表面面板參數確定：該次實驗的采用“黑”“灰”“白”3組進行實驗，實驗的次序按照拉丁方順序確定。②安排實驗評價人員：將征集的實驗評價人員安排到實驗機房中的對應位置，并給每人發放一個眼罩，并要求實驗評價人員佩戴好眼罩。③調整照明環境到既定條件：18種工況、工作面照度、光源色溫等按照既定的順序調節到實驗條件。④讓評價人員自行摘下眼罩，在環境中適應60 s后，開始計算機VDT閱讀。特別要注意的是，在閱讀過程中，被試人員可以根據自身閱讀習慣隨意調整實驗設備的屏幕文本、圖片大小。⑤實驗時間為1 min，閱讀舒適度評價者在閱讀滿1 min后，實驗組織者可以組織其對實驗工況下計算機屏幕閱讀的感受進行評價，并填寫對應的調查問卷。⑥待評價人員按照上述步驟完成18種不同工況的屏幕閱讀調查評價后，使用另一組提前調節成不同屏幕亮度的工況開展實驗評價工作。直到實驗評價人員完成計算機工況評價。⑦實驗組織者應該按照既定的“黑”“灰”“白”3組實驗順序開展表面面板調整更換工作，進一步進行評價試驗，直至實驗評價人員再次完成兩組計算機上共計36種工況下的閱讀評價工作。⑧實驗結束。

1.3 實驗結果

該次實驗共計選擇了年齡在18～30歲的30名被試人員，男女比例各50%。且這些人身體健康、矯正視力正常，無色盲、色弱及眼部疾病等問題。評價調查問卷中一共設置了7個類別，具體包括：1非常不舒適、2不舒適、3輕微不舒適、4一般、5較舒適、6舒適、7非常舒適。實驗共計得到3240個主觀評價實驗數據。對這些評價數據進行總結可知：評分均值最小值為3.42、最大值為5.25。總結評價結果可以得出，評價者對計算機VDT閱讀照明環境的評價滿意度都在“輕微不舒適”和“舒適”間，其中在“非常不舒適”“不舒適”“輕微不舒適”的評分有18項，占20%；統計結果“較舒適”“舒適”“非常舒適”的評分有7項，占7.78%。

2 實驗數據分析與討論

2.1 VDT閱讀環境照明要素重要性排序及優選

給評價的數據結果建立視覺舒適度分類評價模型，得出影響照明的要素從高到低依次為背景亮度（反射系數）、工作面照度、光源色溫、屏幕亮度[3-4]。

同時，研究評價結果可以得出：（1）該次30名評價者中，對工作面照度采用535 lx/300 lx組合的滿意度最高，同時照度組合選值中，數值靠近中間的組合總體要比數據靠近大、小兩端的數值組合滿意度要高，同時178 lx/100 lx組合得分未達到及格線。（2）在光源色溫評價結果中，平均值與最高值取值比較一致，具體結果：4 500 K優于6 000 K，6 000 K優于3 000 K。（3）屏幕亮度中的影響比例是在100 cd/m2時達到最高值。（4）背景反射系數中，按照均值排序是“黑”＞“灰”＞“白”，但最高得分最高值中“白”＞“灰”。所以，從VDT閱讀環境照明要素舒適度角度看，在照明環境不能調節時，計算機屏幕選擇以180 cd/m2為佳。同時，幾組光照實驗中在辦公室及電子閱覽室等閱讀環境中照度選擇以300 lx/168 lx組合和500 lx/280 lx組合為宜。實驗結果證明最優色溫是4 500 K，反射系數最好采用0.11的黑色背景。

2.2 VDT閱讀環境對照明舒適度的要求

在VDT閱讀環境調研過程中，對兩組計算機設備在3種不同影響因素在多種工況條件下的組合照明環境下得分均值進行分析，得出以下結論：（1）光源色溫選擇4 500 K、背景反射系數選擇0.11，同時工作面照度選擇535 lx/300 lx組合時閱讀舒適度最好。（2）將該次評價做一個主觀界定，可以將得分在4（一般）以下的數據認為是不舒適VDT閱讀照明環境，將大于4（一般）的評分作為VDT閱讀照明環境的舒適環境，其中5較舒適、6舒適的部分還可以進一步整改，以繼續提升閱讀舒適度。在整改過程中，一定要考慮整改的可行性，其中必須考慮整改難度是否大，或整改過程花費的資金是否值得等，可以在墻體或閱讀的其他環境中貼提高亮度的紙、增加臺燈等局部照明的方式調節屏幕亮度等，采取合適的改善措施。

2.3 VDT閱讀環境照明要素組合規律分析

由評價調查結果可知，不同影響因素的不同取值組合對VDT閱讀照明環境閱讀舒適度也不同，且可能存在很大的差別。所以，實驗人員深入對比、分析了這四類要素的評價結果。總體而言，對比分析可知：（1）若背景反射系數降低，則3級光源色溫的2級屏幕亮度環境中閱讀舒適度會提高；（2）照明光源的色溫選擇中高值時比低光源色溫帶給閱讀者更高的視覺舒適度；（3）中間照度的視覺舒適度比高、低照度的高[5]。

3 研究結論及閱讀照明設置建議

研究整體的實驗工作數據可以得出，對目前最常用的在桌面上垂直放置的計算機VDT閱讀界面而言：（1）當前辦公環境中的照明環境處于介“輕微不舒適”和“舒適”之間。（2）對VDT閱讀照明舒適度因素的影響大小為背景亮度（反射系數）＞工作面照度＞光源色溫＞屏幕亮度。（3）應該選擇最優因素組合提升閱讀的舒適度。一般而言，幾種因素的選擇值為計算機屏幕亮度180 cd/m2、照度在300 lx/168 lx到535 lx/300 lx間、色溫4 500 K、背景反射系數0.11（黑色）。（4）色溫為4 500 K、反射系數為0.11、工作面照度為535 lx/300 lx時的閱讀舒適度最高。（5）重新設計改造照明時，應根據該次評價結果選擇對應照明因素。按照環境氛圍、照明質量等要求選擇光源色溫、背景反射系數，并計算對應的工作面照度。實際的設計流程可以有4 500 K和6 000 K兩種色溫供選擇。在選用4 500 K時，可選0.11、0.76兩種反射系數及300～535 lx三檔照度；選擇6 000 K色溫時，可以選擇反射系數0.11、0.33及300～500 lx兩檔照度。（6）在優化整改不達標組合時，應該考慮整改的難度和節約的問題，通過在表面貼紙及利用臺燈照明燈附加照明設施調節屏幕亮度、更換背景反射系數、提高照度。

4 結語

總而言之，文章分析研究了四種閱讀照明環境舒適度影響較大的因素組合，并以邀請真人實驗評價的方式得出研究數據，最后按照模型或圖表的方式對數據進行分析研究，對不同因素不同取值的影響進行深入分析和對比，進而得出最佳的VDT閱讀照明環境屬舒適度范圍。與此同時，根據現實中VDT閱讀照明環境現狀，提出一些改善解決措施，希望通過研究幫助提升使用者舒適度，并為VDT閱讀空間的照明設計提供量化依據。該次實驗對各要素的設置和調換中可能存在不足，需要進一步完善和研究。