中老年移動端數字閱讀最小可辨識字號研究

陸永盛，李輝，陳楠，史玉潔

中老年移動端數字閱讀最小可辨識字號研究

陸永盛，李輝，陳楠，史玉潔

（百度（中國）有限公司，北京 100193）

研究移動端數字閱讀場景下，中老年用戶對不同顏色字體的最小可辨識字號，為移動應用的適老化設計升級提供參照標準。通過實驗法，分析主流資訊類APP中4種典型灰度顏色——弱黑（1F1F1F）、深灰（525252）、灰色（858585）、淺灰（B8B8B8）能夠讓95%以上50～70歲中老年用戶辨識的最小字號。對于中老年用戶，弱黑、深灰、灰色、淺灰在移動端數字閱讀時的最小可辨識字號分別為7.17 pt、7.17 pt、8.19 pt、9.21 pt，淺灰色字辨識難度顯著高于其他3種顏色。設計及開發人員應慎重在中老年移動互聯網應用中使用淺灰及更淡的顏色。易讀的弱黑、深灰色的最小可辨識字號均為7.17 pt，該值可作為移動端數字閱讀輔助信息場景（如系統設置、功能按鈕、標簽）的最小字號閾值。

中老年；移動端數字閱讀；輔助信息；最小可辨識字號

根據第7次全國人口普查數據，2020年我國60歲及以上人口達到26 402萬，占全國總人口的18.70%，相較2010年上升了5.44個百分點[1]。隨著我國老齡化趨勢進一步加深，各類服務設施、產品也需要進一步改造，以應對老年人視力、聽力、反應力、判斷力、操控力等方面的老化問題，幫助他們更好地融入現代信息社會。

隨著年齡的增加，老年人的視力會出現不同程度的衰退[2]。這也是移動互聯網應用于適老化升級中需要關注的問題之一。不同學者研究發現，相比年輕人，中老年人在閱讀時面臨更多困難，具體表現在閱讀速度慢、閱讀多筆畫時識別難度大、注視時間長、回溯次數多、眼跳幅度大、詞跳讀頻率高[3-7]等方面。這種視力衰退也讓中老年人在移動電子設備閱讀時產生了不同于年輕人的訴求，比如他們比年輕人需要更大的字號和行距[8-10]。因此，研究移動互聯網應用在各類場景下適合中老年用戶閱讀的字號，是一個有著重要社會意義和行業應用價值的課題。研究成果可以為移動互聯網應用的適老化升級提供科學指引，從而更好地滿足中老年人移動端數字閱讀的差異化需求。

目前針對數字閱讀字體大小的研究，多是致力于分析字體大小的最優范圍。Liu等[11]將個人臺式電腦（22英寸，1 680*1 050像素）作為顯示設備，研究搜索任務中不同字號對目標漢字搜索時間、找到字數和正確響應率的影響，發現12～14 pt的字號更合適閱讀。相比電腦端，基于移動端數字閱讀場景研究得出的最優字號范圍明顯更小。Darroch等[10]研究了老年人用掌上電腦（4.0英寸，640*680像素）閱讀英文文章的場景，通過分析用戶的閱讀時間、準確率和主觀偏好，得出9～12 pt是適合老年人閱讀的字號。Hou等[12]基于文章閱讀任務，研究了字號、行距對可用性、舒適性、認知負荷和閱讀表現的影響，發現老年人的手機閱讀字號在10.5～15 pt最合適（實驗手機屏幕為5.5英寸，1 920*1 080像素）。

Darroch等[10]和Hou等[12]的研究綜合了各類客觀數據和用戶主觀評價，提出了中老年移動端數字閱讀在標題、文章正文等典型場景中的最優字號范圍。然而，在移動端應用的實際設計和開發中，除標題、文章正文這類主要信息模塊外，還存在著諸多輔助信息模塊，如系統設置、功能按鈕、標簽等。這些輔助信息的文字內容和位置往往比較固定，如點贊、評論按鈕通常在某篇文章或某條視頻的底部。用戶可以通過多次使用，逐漸熟悉這些固定內容的位置，因此，這些輔助信息不一定需要達到最優字號，能夠讓用戶看清楚即可。如果字號過大，反而讓屏幕顯得擁擠，影響主要信息的展現。Huang[13]的研究也證實，在文本內容相同的情況下，移動端數字閱讀中較小字號相比較大字號的閱讀效率更高。因為在不設置固定視距時，受試者可以根據不同字號調整視距，減少字符大小對清晰度的影響，具體表現為：小字號的文本長度更短，用戶滑動距離更短，消耗的閱讀時間更少。不同字號大小的眼動模式也有差異，小字號的文本比大字號的文本具有更長的注視持續時間和更少的倒退，因此閱讀速度更快[14]。

綜上，研究中老年用戶移動端數字閱讀的最小可辨識字號非常必要，可以幫助移動端應用設計確定最小字號閾值。設計及開發人員可根據應用場景選擇適合的字號，對于主要場景的主要內容，可參考Darroch等[10]和Hou等[12]的研究成果，為用戶提供最優字號；對于輔助信息，可參考最小可辨識字號，提供能夠看清的較小字號，從而為用戶展現一個信息主次分明的應用界面。在已有研究中，Ran等[15]使用紙質材料，研究了年齡、視距對漢字易讀性和舒適性的影響，發現老年用戶能夠100%正確識別的字號為8.8 pt，顯著大于年輕用戶的6.6 pt。另外，隨著年齡變大、視覺敏感度下降，中老年人更喜歡對比度高的文本[10]。在移動端應用的實際開發中也往往會用到不同灰度的字體，以區分不同的信息層級。因此，本研究考慮了不同灰度字體的最小可辨識字號情況。之前的研究多是比較年輕群體和中老年群體的差異，本研究增加了中老年群體內部不同年齡段的比較視角。

綜上所述，本研究提出如下假設：

假設1：中老年用戶對不同顏色字體的最小可辨識字號差異顯著，如淺灰色最小可辨識字號顯著大于弱黑色。

假設2：相同顏色下，50～60歲與61～70歲用戶的最小可辨識字號差異顯著。

1 實驗方法和方案

1.1 實驗被試與分組情況

本研究的被試共60人，其中男性29人、女性31人。被試年齡為50～70歲，平均年齡為61.9歲（標準差6.0）。按照年齡將用戶分為2組，50～60歲組24人，61～70歲組36人。

所有被試視力正常或矯正后視力正常，受教育水平在初中及以上，每天使用手機2 h以上，其中每天使用手機看新聞資訊0.5 h以上。

1.2 實驗環境與設備

實驗在室內環境中進行，采用常見的室內燈光照明。測試設備為華為P30（6.1英寸，1 080*2 340像素），實驗開始前根據實驗室燈光環境自動調節屏幕背景亮度，之后關閉自動調節功能，將背景亮度固定為合適值（約1/2最高亮度）。

1.3 自變量與因變量

自變量包括字體顏色和年齡。顏色選擇主流資訊類應用的4種典型灰度顏色（見表1）。因變量為最小可辨識字號。實驗選擇主流資訊類應用從36 px到81 px的12種字號，在6.1英寸、1 080*2 340像素的屏幕中相當于6.14～13.82 pt，見表2。年齡分為50～60歲和61～70歲2個年齡段。

表1 實驗文本顏色選擇

Tab.1 Font color used in the experiment

表2 實驗文本字號選擇

Tab.2 Font size used in the experiment

注：字號（pt）=字號（px）×72/實際PPI，本文選取測試設備PPI=422像素/英寸。

1.4 實驗物料

采用4種不同字體顏色的物料（弱黑、深灰、灰、淺灰），每類物料均包含12行不同字號的文字及數字，見圖1。所選文字均是從新聞資訊移動應用中截取的真實標題片段，均為常見字。數字為excel軟件隨機生成的3位數字。整體排版與視力表相似，文字從上至下依據字號由大到小排列。

1.5 實驗流程

實驗開始前向被試講解操作步驟，強調不是測驗被試的視力，而是測試不同顏色字體的清晰度。實驗開始后請被試使用測試手機依次查看4張不同顏色的物料圖。考慮到用戶在實際生活中可以靈活調整視距（即眼睛至手機屏幕的距離），為了貼近用戶真實使用場景，本實驗和Huang[13]的實驗一樣沒有統一限定視距，而是讓被試可以根據自身情況調整至舒適視距。然而，每個被試的視距需要在實驗過程中保持固定，便于以相同的條件完成整個實驗。對于每一種顏色的物料圖，請被試選擇自己可以看清的、最靠下的一行。在被試選定行號后，如果能將該行文字和數字全部正確讀出，則視為有效。否則，請被試重新選擇字號更大的一行并嘗試讀出，直到能完整正確讀出一行內容為止。被試能有效讀出的最靠下一行內容所對應的字號，被記錄為該被試在手機閱讀時的最小可辨識字號。

圖1 實驗物料圖

2 數據結果

2.1 不同顏色的最小可辨識字號

對于顏色淺的字，中老年最小可辨識字號的均值更大，看清難度更高。對不同顏色字的最小可辨識字號進行獨立樣本t檢驗，數據結果部分支持假設1。弱黑、深灰、灰色的最小可辨識字號均顯著小于淺灰色，其他顏色間的差異不顯著，說明中老年用戶在移動端使用淺灰色字閱讀時，辨識難度更高，如表3—4所示。

選擇工效學研究中常用的95%作為最高水平，選擇75%——四分之三分位作為另一參考水平。如表5所示，對于50～70歲中老年人，在弱黑色和深灰色下的最小可辨識字號無明顯差異，達到75%及以上中老年人能看清，需要至少6.14 pt（36 px）的字；在灰色字體下，達到75%及以上用戶能看清，需要至少6.65 pt（39 px）的字；在淺灰字體下，達到75%及以上用戶能看清，需要7.17 pt（42 px）或更大的字。從更嚴格的衡量水平來看，達到95%及以上用戶能看清，在弱黑色和深灰色字體下，需要至少7.17 pt（42 px）的字；在灰色字體和淺灰字體下，分別至少需要8.19 pt（48 px）、9.21 pt（54 px）的字。

表3 50～70歲各顏色最小可辨識字號均值&標準差

Tab.3 Mean & standard deviation of the minimum legible font size in different colors for people aged 50～70

表4 50～70歲各顏色最小可辨識字號t檢驗結果

Tab.4 T-test results of the minimum legible font size in different colors for people aged 50～70

注：*代表<0.05；**代表<0.01；***代表<0.001。

表5 50～70歲各顏色、各字號可辨識比例（累計百分比）

Tab.5 Legible proportions of different colors and font sizes for people aged 50～70 (Cumulative percentage)

注：下劃線代表該顏色75%被試能看清的臨界字號；加粗的下劃線代表該顏色95%被試能看清的臨界字號。

2.2 不同年齡的最小可辨識字號

對于弱黑、深灰、灰色的字體，50～60歲與61～70歲的最小可辨識字號沒有明顯差異。對于淺灰色，2個年齡段中老年人的最小可辨識字號有明顯差異（=–2.162，=–0.035）。50～60歲的淺灰色最小可辨識字號為6.57 pt，標準差為4.384，61～70歲淺灰色最小可辨識字號均值和標準差更高，分別為7.15 pt和7.806。說明年長的老人對淺灰色的分辨能力更差，且最小可辨識字號在人群內部差異較大，年齡更大的中老年人視力衰退更嚴重，對淺灰色的辨識能力更弱。數據結果部分支持假設2，如表6—7所示。

表6 不同顏色50～60歲與61～70歲最小可辨識字號均值&標準差

Tab.6 Mean & standard deviation of the minimum legible font size between people aged 50～60 and 61～70 by different colors

表7 不同顏色50～60歲與61～70歲最小可辨識字號t檢驗結果

Tab.7 T-test results of the minimum legible font size between people aged 50～60 and 61～70 by different colors

注：*代表<0.05。

3 討論

選取60位視力正常或矯正后視力正常的50～70歲中老年人參與實驗，在弱黑、深灰、灰色、淺灰4種不同字體顏色下，研究中老年用戶手機端數字閱讀的最小可辨識字號。本部分將基于上文的理論假設和數據分析，從移動互聯網應用設計和開發的角度，對最小字號大小、顏色的選用展開討論。

在不同顏色的字體中，顏色越淺辨識的難度越大，淺灰（B8B8B8）的辨識難度顯著高于弱黑、深灰和灰色。研究發現，中老年人的生理老化還表現為對淺色不敏感，這與Darroch[10]的發現類似，并且這一現象會隨著年齡的增加而更嚴重，表現為61～70歲比50～60歲的人在辨識淺色字號時面臨的困難更大。因此，對那些致力于服務中老年人的移動互聯網應用來說，設計及開發人員應慎重使用淺灰及灰度更淡的顏色，避免給老年人帶來不便。

在本文研究的4種顏色中，弱黑色和深灰色字體最容易辨識，其最小可辨識字號可以用作中老年人數字閱讀場景的字號最小閾值。如果要達到95%中老年人可辨識的水平，移動端字號至少需要達到7.17 pt（42 px），比Ran等[15]研究的紙質文本最小可辨識字號8.8 pt更小。造成差異的原因是本研究將實驗環境設置為貼近中老年人使用移動端電子設備的真實場景，允許被試在實驗中調整自己的視距至舒適范圍，而Ran[15]的研究采用的是固定視距。

4 結語

中老年移動端數字閱讀領域已有的研究側重從閱讀性能和體驗方面研究字號大小的最優值，缺少對最小可辨識字號的研究。本文研究了50～70歲中老年人在移動端數字閱讀場景下，對不同顏色字體的最小可辨識字號。研究結果表明，弱黑（1F1F1F）、深灰（525252）字至少要達到7.17 pt，灰色（858585）字至少要達到8.19 pt，淺灰色（B8B8B8）字至少要達到9.21 pt，才能滿足95%以上中老年人可辨識的水平。研究結論對移動互聯網應用的適老化設計有著重要意義。對于中老年應用中的系統設置、功能按鈕、標簽等輔助信息，設計和開發人員可以將7.17 pt作為輔助信息通用的最小字號閾值，選擇更小但仍能夠被中老年看清的字號，從而給標題、正文等主要信息留下更多的展現空間，為用戶呈現一個更明確、友好的界面。同時，在設計開發過程中，應減少對淺灰色及更淺顏色的使用，避免給中老年人帶來不便。未來的研究可以將范疇拓展至灰度之外的其他顏色，研究中老年人對其他顏色的辨識和接受程度，為手機應用的開發與設計提供更多的科學指引。

[1] 國家統計局. 第七次全國人口普查公報(第五號)[EB/OL]. (2021-05-11)[2021-11-21]. http://www. stats.gov.cn/tjsj/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/202106/t20210628_1818824.html.

National Bureau of Statistics of China. Communiqué of the Seventh National Population Census(No.5)[EB/OL]. (2021-05-11)[2021-11-21]. http://www.stats.gov.cn/tjsj/tjgb/rkpcgb/qgrkpcgb/202106/t20210628_1818824.html.

[2] 陸杰華, 王馨雨. 影響老年人視力健康的社會?經濟及健康因素探究——基于2014年全國老年健康影響因素跟蹤調查數據[J]. 人口與發展, 2018, 24(4): 66-76.

LU Jie-hua, WANG Xin-yu. Research on the Vision Health Status of Chinese Elderly People and Its Social, Economic and Healthy Determinants—Based on the Chinese Longitudinal Healthy Longevity Survey Data 2014[J]. Population and Development, 2018, 24(4): 66-76.

[3] LIU Zhi-fang, TONG Wen, SU Yong-qiang. Interaction Effects of Aging, Word Frequency, and Predictability on Saccade Length in Chinese Reading[J]. PeerJ, 2020, 8: e8860.

[4] LI Lin, LI Sha, XIE Fang, et al. Establishing a Role for the Visual Complexity of Linguistic Stimuli in Age-Related Reading Difficulty: Evidence from Eye Movements during Chinese Reading[J]. Attention, Perception & Psychophysics, 2019, 81(8): 2626-2634.

[5] WANG Jing-xin, LI Lin, LI Sha, et al. Adult Age Differences in Eye Movements during Reading: The Evidence from Chinese[J]. The Journals of Gerontology: Series B, 2016, 73(4): 584-593.

[6] 程海彧. 字體大小和行距對城市低齡老年人閱讀報紙材料影響的眼動研究[D]. 天津: 天津師范大學, 2015.

CHENG Hai-yu. Effects of Font Size and Spacing on Chinese Reading the Newspaper Material in Urban Low-Age Senior Citizens[D]. Tianjin: Tianjin Normal University, 2015.

[7] 張蘭蘭, 閆國利, 王麗紅. 老年人漢語閱讀中預視效益的眼動研究[J]. 應用心理學, 2011, 17(4): 318-324.

ZHANG Lan-lan, YAN Guo-li, WANG Li-hong. Preview Benefit during Eye Fixations in Chinese Reading for Elder Readers[J]. Chinese Journal of Applied Psychology, 2011, 17(4): 318-324.

[8] HSIAO C Y, WANG M J, LIU You-jia, et al. Effects of Chinese Character Size, Number of Characters Per Line, and Number of Menu Items on Visual Search Task on Tablet Computer Displays for Different Age Groups[J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 2019, 72: 61-70.

[9] WU H C. Electronic Paper Display Preferred Viewing Distance and Character Size for Different Age Groups[J]. Ergonomics, 2011, 54(9): 806-814.

[10] DARROCH I, GOODMAN J, BREWSTER S, et al. The Effect of Age and Font Size on Reading Text on Handheld Computers[J]. Lecture Notes in Computer Science (Including Subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 2005, 3585 LNCS: 253-266.

[11] LIU Na, YU Rui-feng, ZHANG Yun-hong. Effects of Font Size, Stroke Width, and Character Complexity on the Legibility of Chinese Characters[J]. Human Factors and Ergonomics in Manufacturing, 2016, 26(3): 200.

[12] HOU Guan-hua, DONG Hua, NING Wei-ning, et al. Larger Chinese Text Spacing and Size: Effects on Older Users' Experience[J]. Ageing and Society, 2018, 40(2): 1-23.

[13] HUANG S M. Effects of Font Size and Font Style of Traditional Chinese Characters on Readability on Smartphones[J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 2019, 69: 66-72.

[14] YEN N S, TSAI J L, CHEN Pei-ling, et al. Effects of Typographic Variables on Eye-Movement Measures in Reading Chinese from a Screen[J]. Behaviour & Information Technology, 2011, 30(6): 797-808.

[15] RAN Ling-hua, ZHANG Xin, REN Xiao-yuan, et al. The Effects of Age, Viewing Distance and Font Type on the Legibility of Chinese Characters[M]//Lecture Notes in Computer Science. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013: 333-339.

Minimum Legible Font Size of Digital Reading for the Middle-Aged and Elderly Users

LU Yong-sheng, LI Hui, CHEN Nan, SHI Yu-jie

(Beijing Baidu Co,. Ltd, Beijing 100193, China)

By studying the minimum legible font size of different colors for middle-aged and elderly users in mobile digital reading, this research aims to provide a reference standard for the age-appropriate design of mobile applications. Through experiments, this research analyzes the minimum legible font size in the four typical gray-scale colors in mainstream information apps—weak black (1F1F1F), dark gray (525252), gray (858585), and light gray (B8B8B8) respectively when 95% or more middle-aged and elderly users aged 50-70 can identify. For middle-aged and elderly users, the minimum legible font sizes for weak black, dark gray, gray, and light gray in digital reading on the mobile devices are 7.17 pt, 7.17 pt, 8.19 pt, 9.21 pt respectively, among which the light gray font is significantly more difficult to recognize compared to the other three colors. Designers and developers should be cautious in using light gray and other lighter colors in mobile applications for middle-aged and elderly users. The minimum legible font size of weak black and dark gray are both 7.17 pt, which can be set as the minimum font size threshold for the auxiliary information in mobile digital reading (such as system settings, function buttons and labels).

middle-aged and elderly; digital reading on mobile devices; auxiliary information; minimum legible font size

TB472

A

1001-3563(2022)16-0243-05

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.16.027

2022–03–23

陸永盛（1993—），男，工程師，主要從事移動互聯網用戶體驗研究。

責任編輯：馬夢遙