基于光色選擇的電子競技作業(yè)空間光環(huán)境研究

周鈺博，嚴(yán)永紅，胡宗光

(重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，重慶 400045)

引言

電子競技作為體育項(xiàng)目已經(jīng)取得了國內(nèi)外各大官方機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與支持，且在2017年獲得國際奧委會官方認(rèn)可。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年中國電子競技用戶規(guī)模已達(dá)到4.28億人[1]。

電競作業(yè)與現(xiàn)代電子辦公作業(yè)的共同點(diǎn)在于都使用視覺顯示終端(VDT)作為媒介，但相比于普通電子辦公作業(yè)如打字繪圖等處理相對慢速靜態(tài)的信息[2-4]，電競作業(yè)處理的則是快速變化的動態(tài)信息，其背后的機(jī)理也更加復(fù)雜，作業(yè)者高度依賴視聽雙通道來快速拾取與分揀信息[5]，反復(fù)的視線掃描與高速眼動使眼肌持續(xù)緊張，瞬目次數(shù)遠(yuǎn)高于一般的VDT作業(yè)[6]，由電競作業(yè)引發(fā)的計(jì)算機(jī)視覺綜合征(簡稱“CVS”)的比例和嚴(yán)重程度都遠(yuǎn)高于其他VDT作業(yè)[7]。因此，與作業(yè)者視健康與作業(yè)表現(xiàn)高度相關(guān)的作業(yè)空間光環(huán)境應(yīng)該得到高度重視，但目前關(guān)于電競空間光環(huán)境的研究較少且缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行照明設(shè)計(jì)指導(dǎo)[8]，各類電競場所較多為了烘托氛圍與塑造奪目視覺效果而偏好采用各種彩色燈光的照明設(shè)計(jì)[9]。

針對以上情況，本研究以電競作業(yè)空間光環(huán)境為研究對象，結(jié)合理論研究與問卷調(diào)查研對電競空間光環(huán)境現(xiàn)狀問題進(jìn)行分析，并針對具有顯著性的光色問題進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究以提出合理的光色選擇建議，最后對未來電競空間光環(huán)境研究方向進(jìn)行預(yù)測。

1 前期研究工作

1.1 調(diào)查研究

在對重慶市25所電競場所的實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，近40%的調(diào)查對象采用紅、藍(lán)、紫等彩色燈光以渲染作業(yè)氛圍。另外，在收到的來自重慶、成都等全國20個城市的72份有關(guān)電競作業(yè)光環(huán)境偏好網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷中，認(rèn)為光色影響作業(yè)表現(xiàn)的調(diào)查對象占據(jù)約20.8%(圖1)，且呈現(xiàn)明顯的光色偏好差異(圖2)，表明光色的影響不容忽視。此外，實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示,有12.5%的電競場所采用藍(lán)紫色燈光，而根據(jù)已有研究表明，富藍(lán)光有害人類視健康還會影響人體內(nèi)分泌從而影響節(jié)律[10,11]。而不同光色是否會影響電競參與者的作業(yè)表現(xiàn)以及疲勞狀況，都將是此實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容。

圖1 影響電競作業(yè)的光因素占比Fig.1 Percentage of light factors affecting e-sport operations

圖2 各偏好光色選擇人數(shù)Fig.2 Amount of people choosing each preferred light colour

1.2 光色對人影響的理論研究

光色是人類視覺感受中最敏感且活躍的視元素之一，容易引起明顯心理變化[12,13]。Rudolf Arnheim也在《色彩論》[14]中提出，色彩會讓人產(chǎn)生強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)。電競作業(yè)場景中，光色同樣也會影響作業(yè)者的情緒并進(jìn)一步影響其行為表現(xiàn)。Knez等[15]通過初步實(shí)驗(yàn)得出，游戲畫面中的光色會影響玩家情緒，并進(jìn)一步影響玩家游戲表現(xiàn)。多數(shù)被試者在暖色游戲畫面下表現(xiàn)更佳。

2 實(shí)驗(yàn)研究

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

根據(jù)前期理論與調(diào)查研究可知，光色會影響人的情緒進(jìn)而影響認(rèn)知與行為表現(xiàn)，而目前電競場所彩色燈光應(yīng)用較普遍，但光色選擇并沒有特定的規(guī)范約束，且根據(jù)調(diào)研結(jié)果，光色是影響電競作業(yè)的重要因素且存在明顯偏好差異。綜上本研究提出猜想，光色會影響電競參與者的作業(yè)表現(xiàn)與疲勞狀態(tài)等指標(biāo)，因此，本次實(shí)驗(yàn)將通過對設(shè)置的三種不同光色條件下被試者的情緒、心理疲勞、反應(yīng)力、遠(yuǎn)近視力、作業(yè)績效等進(jìn)行量化分析，得出其中關(guān)系，從而為將來電競作業(yè)空間光色的選擇提供建議。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件與對象

本實(shí)驗(yàn)在重慶大學(xué)建筑照明實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)全程保持室內(nèi)全人工照明并采用歐司朗特制LED燈具通過電腦軟件精準(zhǔn)配光。實(shí)驗(yàn)過程中，室內(nèi)溫度保持20～24 ℃、濕度保持在60%～70%、二氧化碳濃度小于900ppm。

本實(shí)驗(yàn)選取8名男性參與，年齡在24～26歲之間，色覺正常，矯正視力5.0以上；生活中均有至少一個星期一次電競活動的習(xí)慣，均有過“反恐精英”長期性游戲經(jīng)歷，對此游戲都具備較高且差距較小的游戲熟練度。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)以光色為唯一自變量，分別在橙色、藍(lán)色、白色3種恒定光下進(jìn)行，其他光因素、測試指標(biāo)、游戲競技類型等皆完全一致。為了適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和電腦游戲操作，被試均在實(shí)驗(yàn)前一天進(jìn)行1 h游戲體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天，實(shí)驗(yàn)開始前被試需提前30 min進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，熟悉光環(huán)境10 min，隨后開始實(shí)驗(yàn)前的問卷填寫與測試，具體內(nèi)容為：斯坦福困倦量表、BPOMS情緒量表、遠(yuǎn)近視力測試、注意力測試、思維反應(yīng)測試，該過程共耗時約18 min。晚上7:00正式開始實(shí)驗(yàn)。為了排除因?qū)嶒?yàn)時長導(dǎo)致疲勞從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的問題，不同光條件下的三次實(shí)驗(yàn)間隔10 min休息，且在每次試驗(yàn)前設(shè)置5 min光環(huán)境適應(yīng)時間，具體實(shí)驗(yàn)步驟如圖3所示，實(shí)驗(yàn)過后被試者再次完成相應(yīng)量表與測試，完成后由測試員收集數(shù)據(jù)，當(dāng)天實(shí)驗(yàn)結(jié)束。隔日共進(jìn)行三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

圖3 實(shí)驗(yàn)步驟Fig.3 Experimental steps

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由于原始數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，因此利用SPSS statistics軟件中Wilcoxon符號秩非參數(shù)檢驗(yàn)法分別對三種光色環(huán)境下各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.4.1 心理疲勞分析

該實(shí)驗(yàn)心理疲勞測量采用Stanford困倦量表(SSS)進(jìn)行。由圖4～圖6可知，就被試實(shí)驗(yàn)前后平均情況而言，橙色光條件下波動最小。根據(jù)三種光色條件下數(shù)據(jù)對比分析，正秩值橙色下>正秩值藍(lán)色下>正秩值白色下，可得“心理疲勞”方面，橙色光條件優(yōu)于藍(lán)色與白色光條件，但該指標(biāo)在三種條件下實(shí)驗(yàn)前后均無顯著性差別。

圖4 心理疲勞變化(藍(lán)光條件下)Fig.4 Changes in mental fatigue (under blue light conditions)

圖5 心理疲勞變化(橙光條件下)Fig.5 Changes in mental fatigue (under Orange light conditions)

圖6 心理疲勞變化(白光條件下)Fig.6 Changes in mental fatigue(under white light conditions)

2.4.2 情緒狀態(tài)分析

情緒狀態(tài)指標(biāo)采用BPOMS情緒量表對被試者的進(jìn)行測試，圖7為被試者在三種條件下變化情況，可見藍(lán)色光條件下TMD值變化顯著，說明此條件下負(fù)面情緒增加。Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示，負(fù)秩值橙光條件下>負(fù)秩值白色光條件下，因此可得“簡明情緒”方面，藍(lán)色光環(huán)境下最差，橙色光環(huán)境略優(yōu)于白色光環(huán)境。

圖7 三種光色條件下被試者TMD值變化量Fig.7 Changes in TMD values under the three light colour conditions

表1 數(shù)據(jù)Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)結(jié)果

2.4.3 注意力分析

本實(shí)驗(yàn)采用電腦程序舒爾特方格對被試者的注意力進(jìn)行測試。三種光色條件下被試者測試用時變化情況如圖8所示，Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示，可知橙色與白色光條件下均優(yōu)于藍(lán)色光環(huán)境，且橙色光條件下略優(yōu)于白色光條件下。

2.4.4 游戲成績分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)束過后，統(tǒng)計(jì)三種實(shí)驗(yàn)條件下每位被試的平均擊殺人數(shù)，即游戲成績，具體數(shù)據(jù)結(jié)果如圖9所示。分析可知，藍(lán)色光條件下表現(xiàn)最差，橙色光條件下成績最佳。

圖8 各光色條件下注意測試用時變化Fig.8 Changes in time used of attention test

表2 數(shù)據(jù)Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)結(jié)果

圖9 三種光色環(huán)境下被試成績Fig.9 Performance under the three light colour environments

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)基于不同光色條件下，從生理、心理狀態(tài)、認(rèn)知與表現(xiàn)等方面對被試者進(jìn)行斯坦福困倦量表、BPOMS情緒量表、遠(yuǎn)近視力測試、注意力測試、思維反應(yīng)測試并收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如下：

(1)在情緒、心理疲勞、認(rèn)知能力、作業(yè)成績四方面，橙色光條件下被試表現(xiàn)最優(yōu)，白色光下次之且在認(rèn)知能力方面差距不大，藍(lán)光條件下表現(xiàn)最差。由此可知，橙光條件下最有利于避免消極情緒以及緩解心理疲勞，且作業(yè)績效最好。

(2)就生理疲勞而言，在三種不同光色條件實(shí)驗(yàn)中排序最后的白光條件下，被試表現(xiàn)最佳，排除了可能因排序最后導(dǎo)致的疲勞影響其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的懷疑，而在最開始的藍(lán)光條件下生理疲勞表現(xiàn)最差。由此可知，白光條件下最有利于緩解視覺等生理疲勞。

(3)將各項(xiàng)同級指標(biāo)測試結(jié)果分別賦予分值：最佳光色環(huán)境得3分、其次得2分、最差得1分。綜合得分從高到低依次是：橙色光環(huán)境為27、白色光環(huán)境為24、藍(lán)色光環(huán)境為13。由此可知，被試在橙色光環(huán)境下表現(xiàn)最佳，其次為得分差距不大的中間色白色光環(huán)境，而藍(lán)色光環(huán)境下表現(xiàn)最差，且與兩者差距較大。由于樣本數(shù)量等條件限制，之后需更進(jìn)一步的研究。

4 展望

本研究以電競作業(yè)光環(huán)境中光色為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)研究，還需更進(jìn)一步研究。此外，在調(diào)查研究中還發(fā)現(xiàn)照度普遍偏低、電腦顯示屏藍(lán)光危害以及照明模式單一等問題，再結(jié)合對國內(nèi)外該領(lǐng)域研究動態(tài)及已有研究成果梳理和總結(jié)，預(yù)測未來電競空間光環(huán)境的研究方向如下：

(1)電競作業(yè)場所較多采用低照度照明，光環(huán)境質(zhì)量均無法滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)[16]對于普通VDT作業(yè)光環(huán)境的要求，不少作業(yè)者表示視疲勞嚴(yán)重[17]，需關(guān)注光偏好下的低照度光環(huán)境是否合理。

(2)不同電競類型(即游戲類別)所涉及的空間認(rèn)知與視覺、操作行為特征不盡相同，不同電競類別的參與者表示有明顯的光偏好需求，在此基礎(chǔ)上研究與電競類型相匹配的具體作業(yè)光環(huán)境也是可能研究的方向之一。

(3)電腦顯示屏(VDT)光譜并不安全[18，19]，研究者不僅要關(guān)注顯示屏藍(lán)光危害因子是否過高[19]，還需高度關(guān)注在藍(lán)光危害標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的低劑量是否會造成累積傷害，研究何種藍(lán)光劑量對減輕長波引發(fā)視疲勞以及防止近視有積極作用，研究人工光用眼防護(hù)中宜屏蔽有害藍(lán)光、保留有益的波長區(qū)間[20，21]。