基于無障礙群體的色彩信息可視化設計研究
——以色盲群體為例

石祥瑞/齊齊哈爾工程學院

1 色彩信息可視化概述

色彩元素是視覺設計呈現(xiàn)方式之一，因此人們對色彩的感知總是最為敏銳的，結合無障礙群體的視覺特征和可視化的相關特性，針對色盲群體的色彩信息可視化，是采用圖形符號進行直觀明了的呈現(xiàn)形式來幫助色盲群體識別具體的某個設計信息?所以本文所討論的色彩信息可視化并不是傳統(tǒng)意義的可視化設計，而是針對色盲群體辨色進行的無障礙設計?主要的設計方法是運用圖形、數(shù)字、語義符號代表顏色來傳遞信息，添加文字注釋，或者采用易識別的配色方案進行區(qū)分?除此以外，借助計算機交互技術，使用互動的形式，使信息的表達能夠更加清晰?一般在視覺上存在一定的缺陷的人，其他感官都會異常敏銳，會更容易察覺到動態(tài)和聲音等信息?這些多感官的提示對色彩信息可視化的設計起到重要的輔助作用?

2 無障礙群體的色彩信息可視化設計研究意義

目前我國色盲群體數(shù)量較多，在日常生活中由于無法正確識別顏色面臨諸多不便，但由于醫(yī)療水平有限，并沒有有效的治療方案?目前針對色盲群體進行的無障礙設計，主要集中在色盲眼鏡，色盲可識別的色彩無障礙配色體系和紅綠燈的設計研究等?能在一般情況下解決色盲群體識別色彩信息的問題，存在一定的局限性?色彩無障礙配色以及色彩信息圖形設計，是將色彩信息與文字信息進行相互轉化；研究色彩無障礙的配色方案，擴大色盲人群眼中對色彩之間的對比度來進行區(qū)分?為此，創(chuàng)建一套適合色盲群體在識別校正傳達信息準確率的色彩應用體系，即無障礙色彩信息可視化體系[1]?

3 針對色盲群體的色彩信息可視化設計效應分析

3.1 色彩信息特征和認知效應

根據(jù)牛頓光學定理，色彩是視覺細胞接收到光的刺激所產(chǎn)生的感知，形成了色彩的感覺?色彩具有唯物性，它是視覺系統(tǒng)對客體的一種主觀感受，所以任何一種色彩都需要依賴一定的實物載體?人類感受到光必然會產(chǎn)生生理和心理效應?生理效應主要表現(xiàn)為，色彩能影響人的情緒起伏和身體狀態(tài)?根據(jù)不同色彩信息的配色，會讓人產(chǎn)生心理變化?主要通過調節(jié)色彩的三要素：色相、明度、飽和度，來影響人的情緒、認知及心理?飽和度高的顏色給人活潑明快的感覺，而飽和度低的顏色容易讓人產(chǎn)生憂郁、陰晦的感覺?明度低的顏色給人無刺激的溫度感?根據(jù)人的日常生活，色彩信息能使人產(chǎn)生不同的聯(lián)想，包括具象和抽象的聯(lián)想?其心理效應，比如溫暖熱情等，屬于抽象聯(lián)想?而具象聯(lián)想來源于色彩的載體?比如白色，人們會聯(lián)想到“白云”“雪”等實際存在的物體?色盲群體一旦意識到了這個問題，在日后和正常色覺的人交流過程中，色盲會建立對顏色新的認知?色盲群體可以通過后天的努力，了解到正常人生活中顏色所代表的意義[2]?

3.2 色彩和圖形的聯(lián)覺效應

色彩是最敏感的視覺特征，在我們的城市生活中，充斥著各種的色彩，比如道路上，黃色的標示符號警示行人注意危險；各種場所的安全通道都采用黃色作為提示顏色等等?色彩的運用要追溯到遠古時代，人們使用不同顏色裝飾陶器，色彩和圖形也具有聯(lián)覺作用，主要表現(xiàn)在，人們看到某個顏色時會聯(lián)想到特定的圖形，反之亦然?因此，運用圖形符號來表示色彩，是進行色彩信息可視化設計的重要前提條件?此前，約翰內斯?伊頓，著名的色彩大師對色彩和圖形之間的聯(lián)覺關系進行深入的研究和探索?他認為三原色和幾何圖形在性格上存在著特別的聯(lián)覺關系，正方形擁有四條等邊直角的結構特點，給人穩(wěn)定明確的感覺，與紅色的感情特征相關聯(lián)；而三角形的三個銳角給人尖銳，激烈的感受，與黃色具有聯(lián)覺關系；圓形整體線條柔和、圓潤，對應至藍色的感情特征?根據(jù)三原色與圖形的聯(lián)覺關系，伊頓進一步將二次色，即兩種原色的混合顏色，與對應的兩個圖形結合后相關聯(lián)?紅色和黃色的混合色—橙色與等邊梯形相關聯(lián)，黃色和藍色的混合色—綠色和圓弧三角形相關聯(lián)，藍色和紅色的混合色—紫色與橢圓相關聯(lián)[3]?

3.3 色彩信息的符號效應

皮爾斯和索緒爾所提出的符號定義是三位一體的符號關系，即符號是符號形體，符號對象和符號解釋的結合?而索緒爾認為，符號由兩個要素構成：所指對象和能指對象?所指和能指之間是任意的，兩者之間并沒有任何內在的特定聯(lián)系，完全是被人為所約定的?比如語言符號，所指對象和能指對象分別為語言的概念和其讀音?不同國家對蘋果的說法不同但是無論是“蘋果”，還是“apple”皆指向同一事物?簡單來說，符號就是用一種事物表示另一種事物?但并不是所有事物都可以成為符號，它必須是被社會約定統(tǒng)一的存在，也稱之為符號的“任意性”?在進行設計時，不能僅僅只考慮自身或本國的偏好，而需要根據(jù)社會約定設計出被廣泛認可的符號?語言以及顏色本身都是一種符號?由于色盲群體無法正確辨別顏色符號，因此本文將根據(jù)色彩的基本特征和效應，把色彩信息轉化為社會認可的圖形符號體系[4]?色彩信息其轉化的過程如下（圖1），色彩轉化為符號，并應用在不用的場景發(fā)揮其功能，向人們傳遞信息?

圖1 色彩信息轉化示意圖

研究符號不是研究單個符號，而是研究整個符號體系的組合關系和形式特征?因此在針對色盲群體進行色彩信息可視化設計時，不能只設計單個或幾個色彩圖形符號，而是需要將設計置于整個色彩體系，使顏色能和特定的圖形形成聯(lián)覺關系?

4 針對色盲群體的色彩信息可視化設計形式

4.1 無障礙配色方案設計

人性化的設計會從用戶生理和心理等角度，對設計進行不斷優(yōu)化，滿足大多數(shù)人的需求?因此在進行有關色彩的設計時，需要考慮大多數(shù)人的色彩認知能力，其中包括辨色困難的色盲群體?色彩的設計包括色相、明度、飽和度的選擇?其中，明度對比的視覺感知遠遠超過純度對比等其他色彩變量，因此在進行色彩無障礙設計時，明度的對比設計是不可忽視的重要環(huán)節(jié)?除了色彩圖形之間的明度對比，文字和背景之間的對比關系也需要進行調整，公共場所的導視設計，考慮到色彩識別障礙的人群，在照明較好的空間里，圖形標示的色彩的明度差需達到 60%至70%，而在照明較差的環(huán)境里，明度對比至少達到75%以上?文字和背景的對比也需要達到70%及以上（圖2）?

圖2 色彩明度對比 （圖片來源：百度）

所有色盲種類中，紅綠色盲的比例占到了99%?以紅綠色盲為例，雖然該群體的色環(huán)上缺少了部分色相，但是他們對色彩的明度更為敏感?根據(jù)前文所展示的紅綠色盲視角，可以發(fā)現(xiàn)，紅綠色盲能夠識別的顏色，主要為黃、藍、白、黑四種顏色?Facebook的創(chuàng)始人馬克?扎克伯格就是紅綠色盲，在所有顏色中，他對藍色的感知最為敏感，因此Facebook整體的設計都采取藍色作為主色調?在日常生活中，紅色給人熱烈、刺激、危險等視覺感受，但在紅綠色盲眼中，紅色并不是一種明亮的顏色，深紅色甚至更接近于黑色?因此在需要提醒注意的地方，避免使用黑紅配色，可以將紅色代替成黃色，更容易被色盲群體所察覺?

國內研究人員結合地圖展示的地理屬性和紅綠色盲的光譜特性，設計了一套適用于紅綠色盲人群的地圖設色原則?與此同時，日本人研究得出一套無障礙的配色方案?這套配色無論是色盲人士還是正常人都是易識別的?通過調整飽和度和明度，來擴大各個色階之間的差異[5]?這套方案適用于網(wǎng)絡頁面設計和其他場景，對本課題的配色研究具有一定的參考價值（圖3）?

圖3 日本研究出的無障礙配色方案 （圖片來源：優(yōu)設網(wǎng)）

4.2 無障礙符號化設計

4.2.1 語義符號對色彩信息進行描述

在日常生活中充斥著大量的視覺媒體信息，其中文字和圖片是人們接觸最多的視覺類型?文字以書面的形式記錄人們的思想和語言，其展現(xiàn)形式又極具圖形藝術的美感，是介于語言和圖形之間的符號形式?《色彩學用語詞典》收錄了1900個色彩詞匯，涵蓋了建筑、服裝、環(huán)境等領域的色彩設計?該詞典采用色彩的代表物，即常見的顏色載體作為命名方式，如“草莓紅”“青草綠”等?因此在進行色彩信息可視化設計時，可以對顏色信息進行文字描述?例如：國外為色盲設計了一款沒有顏色，只有文字的魔方?用英文標注每個色塊的顏色，幫助色盲獲取色彩信息?此外，Amazon的服飾購買界面，原先頁面上只提供了顏色圖片，色盲用戶沒辦法區(qū)分這些顏色?隨后Amazon對頁面進行了優(yōu)化設計?當用戶將鼠標移到顏色上時會展示對應的顏色標簽?

4.2.2 數(shù)字符號對色彩信息進行傳遞

蒙賽爾色彩體系和奧斯特瓦德色彩體系是國際上公認的兩大色彩體系?兩大體系都是以其創(chuàng)造者命名?在這兩者的基礎上，又引申出其他色彩體系，1964年日本色彩研究所發(fā)表的PCCS色彩體系成為應用最廣泛的色彩體系?PCCS色彩體系結合了蒙賽爾和奧斯特瓦德體系的優(yōu)點并進行適當?shù)恼{整?色立體采用三維立體空間和數(shù)字符號相結合的方式，將龐大的色彩信息有規(guī)律地整合在一起，能夠直觀地展現(xiàn)顏色之間的規(guī)律，為針對色盲群體的色彩信息可視化設計提供了思路和參考?但是該色彩體系的構成較為復雜，運用的領域有限，主要為進行色彩設計的專業(yè)人員所使用?因此，為色盲群體進行的色彩信息可視化設計，需要考慮到色彩設計是否簡潔易懂，能否被廣泛應用等實際操作問題?在進行設計時，可以將色盲群體的辨色特征，色彩空間模型和數(shù)字符號適當結合，才能有效、簡明地傳遞色彩信息?

4.2.3 圖形符號對色彩信息進行表達

圖形符號是能夠最直觀地表達思想的設計方式，但是不同的人去解讀圖形符號，會產(chǎn)生不同的理解?因此在傳遞某些重要信息時，需要把握住對象的特征，使圖形符號能夠被正確地解讀?主要分為兩種：單一圖形符號和結構型圖形符號?

（1）單一圖形符號?單一圖形符號，是指為每個色彩信息設計單獨的圖形符號，圖形符號和色彩信息之間沒有直接的關聯(lián)?目前在面向色盲群體的色彩信息可視化的設計中，較多采用幾何圖形作為某個顏色特定的圖形符號?通過添加圖形符號，使色盲群體不用依賴色彩，可以通過圖形來進行關聯(lián)，形成普遍的色彩符號認知?

（2）結構型圖形符號?結構型圖形符號，簡單來說，就是為兩種色彩信息設計對應的圖形符號，而這兩種顏色的混合色，兼?zhèn)鋬烧邎D形符號的結構特征?依次類推，可以得到一套較為完備的顏色符號體系?這種圖形組合的設計形式一方面揭示了色彩混合的普遍規(guī)律，方便色盲群體辨別復雜的顏色信息?另一方面，將兩種圖形符號組合得到的第三個圖形符號，仍可以進行圖形組合，使整個色彩圖形符號的體系更加完善，擴大圖形符號的總量?例如：國外研究人員為色盲群體創(chuàng)立了名為“ColorADD”的色彩圖形符號，幫助色盲群體識別顏色信息，是目前較為完備的圖形符號系統(tǒng)?

4.3 無障礙交互動態(tài)設計

交互式可視化設計，是一種借助多媒體，將抽象復雜的信息通過互動的方式呈現(xiàn)出來的設計形式?交互式可視化設計遵循齊普夫提出的“最小努力原則”，即人們總會嘗試采用最簡單、輕松的方式去獲取盡可能多的信息?而計算機媒體技術的發(fā)展也豐富了交互式信息設計的展現(xiàn)形式，在互動的過程中增加受眾群體的感官體驗?一般而言，視覺有缺陷的人群其他感官都會比正常人敏感，因此在進行色彩信息可視化設計時，可以添加音效和觸感的提示?

5 結語

色彩符號體系的建立是色彩信息可視化設計的重點，通過無障礙配色方案，色形符號等可視化的設計將色彩信息正確且快速地傳遞給色盲群體，使色盲群體能夠“看見”不同的顏色?最后通過設計將設計的“科學性、專業(yè)性、多維性”更好地應用在日常的生活中，達到優(yōu)化色彩圖形信息可視化設計的必要性、合理性、可行性?