工作環境色彩對人體心理、生理和作業績效的影響

王子瑩，巴劍波，王川

(海軍特色醫學中心，上海 200433)

1 引言

工作環境直接影響人-機-環境系統的整體效率和人員的身心健康，是人因工程的重要研究對象。在系統設計時，需要充分考慮環境對系統的影響，盡量排除工作環境對人員的不良影響，提高環境適居性，從而保障人員的安全、健康與高效，有利于提高系統的綜合效能。

色彩幾乎會出現在日常所能看見的任何物體上，是生產和生活中必不可少的環境因素[1]，色彩在人類生活和生產的環境中起著重要的作用[2-3]。它是人類對客觀物體的一種感知[4]，當可見光波入射到人的視覺器官從而產生特有的響應，繼而投射到大腦枕葉紋狀區后即形成色彩感覺[5]。色彩會對人類的心理功能、生理狀態和行為表現等產生影響，研究表明色彩會給人的心理造成一定的影響，例如通常暖色調或冷色調的環境會分別使人心理上出現興奮、積極或冷靜、壓抑的情緒[3]。工作環境的色彩會影響人的生理反應如心率和人體的舒適度[6]，也會對作業績效產生作用[7]。通過合理的色彩搭配，可以改善工作環境，有助于作業人員保持情緒和心理平衡以及正常的知覺和意識，并協助操作者辨別控制器、危險區和信號，從而避免差錯、提高工作效率[1]。另外，色彩對人的影響因人的年齡、性別、民族、習慣、性格和所處的環境等不同而異，個人對色彩的偏好也與其對環境的情緒反應以及在環境中的行為有關[3]。因此，色彩對人心理、生理和行為的影響一直是研究的熱點，了解色彩對人所產生的效應對于創造一個高效、舒適的工作環境具有重要作用。

基于此，本論文旨在總結工作環境中色彩對人員的心理、生理和行為的影響，以期對色彩的研究和應用提供一定的參考。本綜述的參考文獻主要按照如下方式進行選擇：1)首先選擇文獻的范圍主要包括心理學、色彩科學、社會學、建筑學等；2)搜索主要在web of science和CNKI的數據庫中展開，限制在中英文論文中，包括相關的研究類文章和綜述；3)重點關注具有色彩刺激，對人體心理、生理、績效等有科學的評價方法，為了優化工作環境中色彩的文章。討論和總結研究進展，并對該領域未來的工作提出建議。

2 色彩的基本概念

色彩是光的物理屬性和人的視覺屬性共同作用的結果[8]。光是產生色彩的前提，人的視覺生理作用是形成色彩感覺的必需[5]。光是一種電磁波，其中波長為380 nm-760 nm的光為可見光，能引起人的視覺及色彩感覺，每種顏色都對應一定波長的光[9]。視網膜含有三種椎狀的和一種桿狀的感光細胞，三種視錐細胞分別對紅、藍、綠光最敏感[10]。當可見光入射到視網膜上，上述感光細胞會受到不同程度的刺激，從而引起視神經的興奮，接收到的視覺信息經由視神經傳遞到大腦，引起光和色彩的感覺。

發光體自身輻射的光譜會引起人的色彩感覺。而不發光的物體會有選擇地吸收和反射不同波長的光線，被反射的波段對應的顏色即為該物體所呈現出的色彩。色彩可分為無彩色系列(白色、黑色和灰色)和有彩色系列(除去無彩色之外的各種色彩，如紅、橙、黃、綠等)[5]。有彩色都有色相(色調)、明度和飽和度(純度)三個屬性，而無彩色只有明度的區別。

為了表示和標定不同顏色，各國都將色彩的基本要素(色相、明度和飽和度)用數字或字母的形式表示，形成色彩的空間立體模型，即為色彩標定體系。目前國際上已有多個色彩體系，如，美國的孟塞爾色彩體系和潘通色彩體系、國際發光照明委員會(CIE)表色系統、德國的奧斯特瓦爾德色彩體系、日本色研(PCCS)色彩體系等。

3 色彩的人體效應

雖然有研究稱，人們不一定能意識到周圍物理環境的特點，可能不會注意到環境中使用的色彩；所以在主觀評價時，相比于其他環境因素(如溫度)色彩可能不受重視[11]。但是這不能說明色彩不會對人體產生影響。研究表明色彩會使人體產生心理和生理上的變化，從而給人的認知和作業績效帶來影響，這一直是學者們關注的熱點問題。相關工作主要圍繞著色彩的三個屬性展開：色相、明度和飽和度[3,12]。

3.1 色彩的偏好

人類對色彩的偏好在一定程度上取決于色彩在自然界中的呈現[13]。藍色通常為人們最喜歡的顏色，其次是紅色[14-17]，這可能與人類祖先在進化過程中對健康的需求有關[18]。但是人類對具有特定色彩的物體的喜好會轉化為他們對某一色彩的偏好，此外個體對色彩的偏好也會根據他們生活經歷的差異而發生改變。因此人們對色彩的偏好通常不是一致的[19]，會隨著年齡、性別、文化背景和經歷等發生改變[20-23]；基于此，關于色彩偏好的文獻也多為跨地域、跨文化、跨性別的研究[19,21,24]。色彩偏好的相關研究結果如表1所示。

表1 色彩偏好的相關研究結果

隨著對色彩研究的逐步深入，學者們開始關注色彩的三要素對人員偏好的影響：在土耳其研究123名研究生的色彩偏好時，飽和度和明度最大的色彩最受歡迎，藍色是這些被試最喜歡的色相[25]。

此外，人們對色彩的偏好與目標空間想要營造的氛圍和用途有直接的關系[26]。因此針對用途不同的空間，人們在選擇心儀的色彩時會有不同的考慮[27-28]。Van der Voordt等人研究了被試對兩類工作環境(辦公室和會議室)以及兩類休息環境(起居室和臥室)的色彩使用偏好，發現在17種顏色中，不論性別，白色最常被作為首選的顏色[27]。除白色外，在辦公室中，男性傾向于選擇灰色而女性傾向于選擇藍色或黃色；針對會議室，男性傾向于選擇淺藍色而女性傾向于選擇淺綠色；就起居室來說，棕色的偏好度較高；對于臥室的顏色選擇，男性更傾向于選擇黃色而女性傾向于選擇紅色[27]。

3.2 色彩對心理的影響

對色彩應激的研究近年來主要集中在心理學領域，重點關注色彩環境如何影響個體的心理感受、聯想和情緒。環境色彩對人心理的影響主要與色彩的含義有關，或是由于經過漫長的生產和實踐，人類對色彩形成了各種感受和聯想，例如冷暖感、距離感、重量感、軟硬感、情緒感等。短波段的色彩會使人產生較冷的感覺，而長波段的會有溫暖的感覺。暖色調包括紅色、橙色、黃色等；冷色調常見的有藍色、紫色和綠色。通常暖色系和高明度的色彩具有前進、接近的效果，而冷色系和低明度的色彩具有后退、遠離的效果，例如在狹小的空間中通過色彩配置，涂上淺藍色，可以造成視覺上的錯覺，顯得艙室空間更為寬敞[29]。工作環境中合理地使用色彩搭配可以使作業人員處于積極的情緒狀態[30]。

多項研究表明不同的色相會使人員產生不同的心理感受，但研究結果仍未統一。不同色相所產生的心理效應如表2所示。

表2 不同色相所產生的心理效應

除了色相(例如紅、綠、藍、黃等)外，一種顏色最終呈現的狀態還受另外兩個性質的影響：飽和度和明度。研究發現色彩的飽和度對可能具有比色相更大的情緒效應[40-41]。多項研究表明高飽和度的色彩容易激發人的情緒，使人感到興奮[12,32,34]。針對明度的研究相對較少，有些研究發現明度和冷靜、放松感之間存在正相關關系[42]；但是也有研究發現了相反的結果[43]，或者關系不顯著[44]。

此外，色彩對人的影響因人的年齡、性別、民族、習慣和所處的環境等不同而異。例如，感情豐富的人看到色彩常會展開聯想，想到與之相關的事，這類人的情緒較易受色彩的影響。

3.3 色彩對生理的影響

色彩被人眼感知，通過神經系統調節人的體液，會對血液循環系統、內分泌系統、消化系統等產生不同程度的影響，可能引起不同的生理感受[8]：紅色刺激并導致神經系統興奮，增加腎上腺素分泌，促進血液循環，使血壓升高，脈搏加快；黃色會刺激消化和神經系統；綠色有利于身體平衡和消化作用，具有鎮靜的效果；藍色可以降低脈搏和血壓。

在研究色彩的心理效應時，主觀評價的結果存在個體差異和不確定性等缺點，缺少客觀的支撐，因此學者們在不斷尋求更為精準的生理指標，試圖探究色彩和人體生理、心理效應之間的關聯性，建立較為可靠的評價模型。而且，色彩的心理和生理效應是互相聯系和制約的，并不能完全區分開[45]。常用于評價色彩生理效應的指標有：體溫、心率、血壓、皮膚電導、呼吸頻率以及腦電信號等。色彩對生理指標的影響如表3所示。

表3 色彩對生理指標的影響

此外，色彩的生理作用也常與疲勞感的研究聯系在一起[51]。色彩環境產生的疲勞效應主要表現在視覺疲勞上，從色相上看，藍色、紫色最易引起眼睛的疲勞感；紅色、橙色次之；綠藍色、綠色、黃綠色等色相不容易引起視覺疲勞[8]。此外，環境中明度過高會刺眼、過低則分辨困難；飽和度過高，色彩鮮艷會導致刺激感；色彩對比強烈、色彩搭配雜亂無章、都會造成較強的刺激[8]。另外，色彩種類過多以及色彩單調乏味，缺乏必要的變化都會引發視覺疲勞。當疲勞產生之后，眼睛有暫時記錄某一顏色補色的趨勢，在使用高飽和度和刺激的顏色時要十分慎重，也要考慮到視覺殘像產生的錯覺[9]。于永民等發現工作環境中的色彩使人產生的視覺疲勞是生理疲勞和心理疲勞綜合作用的結果，合理調節環境色彩，是降低操作工人視覺疲勞的有效手段[52]。石琦利用心率、呼吸頻率、肌電信號作為評價疲勞駕駛的生理指標，研究色彩的色相、明度和飽和度對駕駛疲勞的影響，發現色彩的明度對生理信號的影響最大、色相影響次之、飽和度影響最小[51]。

3.4 色彩對績效的影響

色彩不僅能對人體的生理狀態和情緒產生影響，也可能影響認知加工過程。但是關于色彩影響認知加工的機制仍沒有明確的結論。研究表明，大腦的視覺皮層中存在對不同色彩信息敏感的信息加工通道[9,53]。另外，色彩可能通過激發不同的動機，從而影響認知加工的績效[4]。周小燕和付秋芳提出，色彩通過改變情緒從而影響績效[54]。目前，尋找有助于提高作業人員、學生、運動員績效的色彩方案是許多學者關心的問題。

相比于單調或無彩色的環境，多彩的工作環境有助于提高作業績效[55]。Pourbagher等人證實了教室的墻壁色彩對于降低學生的壓力和提高注意力具有重要的作用[56]。Al-Ayash等人研究了學習場所中六種不同的顏色(鮮紅色、鮮彩藍、鮮黃色、淡紅色、淡藍色和淡黃色)對學生閱讀表現的影響，發現雖然被試表示在淺色的環境中感覺更加舒適和放松，但是其閱讀成績在色彩鮮艷的環境中更高[32]。Kwallek等研究了9種環境色彩(白色、灰色、米黃色、綠色、藍色、紫色、紅色、黃色和橙色)對文書工作的影響，校對錯誤在白色的環境中出現得最多；但是在主觀量表中被試者們卻表示白色是最不容易讓人分心的色彩，且被認為是最適合在工作場合使用的色彩，這說明個體內心對環境的主觀傾向與他們在實際環境中的作業表現并不一定一致[57]。Kwallek和Lewis稱，紅色可能更能激發人的情緒，白色和綠色使人鎮靜，但在完成枯燥的工作時，紅色的環境可以誘發適當的喚醒程度，從而提高人們的績效[28]。但是文獻中，關于紅色對績效的影響，結論并不統一[28,57-58]。Elliot等通過實驗發現對紅色的知覺僅需2秒，就足以降低隨后智力測驗的成績，他們認為紅色容易與失敗、危險產生聯系，因此會導致回避動機從而對相關的任務績效產生負面作用[58]。Mehta和Zhu發現藍色引發趨近動機，而紅色引發回避動機，稱色彩知覺可以在無意識的狀態下引發動機的產生，該動機是色彩影響認知加工的中間變量[4]。

色彩對績效的作用也受任務類型和需求的影響[4,35-36,59]。Mehta和Zhu稱藍色有助于創造性任務的完成，紅色有助于一般認知加工任務，而且色彩的這些影響是在無意識的情況下發生的[4]。Stone研究了學習環境(開放、私密)、環境色彩(藍色、紅色或白色)以及任務類型(閱讀或數字理解)對成年學生情緒、滿意度以及成績的影響，結果表明數學任務的成績不受環境色彩的影響，但是色彩會影響閱讀成績，且成績在紅色的環境中出現明顯的下降[35]。可能是因為被試認為此次實驗中，閱讀任務更難，所以完成閱讀任務需要更專注，在紅色的環境中，情緒被過度喚醒，注意力可能會被分散，導致表現變差。

4 總結及展望

環境的色彩對人體會產生多方面的影響，從而會對作業績效產生作用。但是現有文獻中，研究結論既有彼此支持的，也存在諸多的不一致，因此關于色彩對人體生理、心理以及績效等的影響機制，仍有待深入研究。色彩的人體效應隨著個體的地域、性別、背景等因素的不同會發生改變，且工作環境的用途或任務類型的不同對色彩的需求也不同，因此在實際應用色彩的時候，需要充分考慮目標人群的特征和對色彩的具體需求。建議后續研究重點關注如下幾個方面：

(1)許多研究中提出了實驗時長對最后結論的影響，色彩對人體的心理和生理可能不是瞬時的，而是存在長期效應，因此持續更長時間的實驗對于評估色彩的人體效應具有重要的價值。

(2)大多數的文獻僅關注少數色彩，如紅、綠、藍、黃、白等，下一步的研究中應將更廣的色彩范圍納入研究對象，從而拓展對色彩人體效應的了解。

(3)工作環境中需要使用到的色彩不止一種，往往需要進行合理的搭配，而現有研究多是關注具體某種顏色所產生的效應，缺乏對整體色彩搭配影響人員作業績效的研究。

綜上所述，來自不同學科背景的專家均在關注色彩的人體效應。合理地利用色彩，使其符合人的心理和生理特點，不僅可以使作業人員保持積極的情緒，也可以提高作業績效。因此闡明工作環境中的色彩因素對人員有何種影響，影響的程度有多大，以及其中的作用機制是什么，對在不同作業環境中合理地運用色彩具有重要的意義。