Експеримент з визначення ефективнішого кольору тла

Приблизно півтора роки ми розробляємо нову систему навігації в київському метро. Створення, власне, дизайн-макетів забирає приблизно 10% часу. Решту часу ми шукаємо відповіді на запитання: де повинні розміщуватись покажчики, якими мають бути їхні конструкція та розмір, яка інформація на них має відображатись. І щоб знайти коректні відповіді, ми застосовуємо різні методи досліджень.

Одне з основних питань: як обрати колір тла покажчиків? Більшість з них матиме внутрішнє освітлення, тому головним було знайти рішення, що, насамперед, працюватиме саме для цього типу.

У світі практично однаково поширені вказівники з темним тлом (різні варіанти, близькі до чорного) та світлим тлом (різні варіанти, близькі до білого). Ми не можемо сказати, що навігаційні системи, в яких використовується світле тло, ефективніші, зручніші чи естетичніші за ті, де тло — темне, або навпаки.

Наприклад, у метро Нью-Йорка, Барселони та Токіо покажчики з чорним тлом, а в Москві, Лондоні та  Берліні — з білим. Гадаємо, це, данина традиціям, а не перевірене та зважене рішення. При розробці нової навігації київського метро в нас є можливість визначити і затвердити ефективніший варіант тла, а не більш звичний або суб’єктивно «красивіший».

Покажчики з світлим тлом у метро Лондона, Берліну чи Москви, та з темним тлом у метро Барселони, Будапешту чи Ріо-де-Жанейро.

Ми розуміли, що який би колір тла ми не обрали, приблизно 50% людей скажуть, що кращим був би інший варіант. Тому нам потрібні були незаперечні докази правильності нашого рішення. Такими доказами можуть бути тільки об’єктивні дані, зібрані в ході експерименту в реальному контексті використання навігаційних покажчиків. Ми провели дві сесії експерименту в метро, в яких загалом взяло участь 190 респондентів, та зібрали такі дані.

Нові навігаційні покажчики з внутрішнім освітленням матимуть темне тло. Цей вибір ми зробили, орієнтуючись на людей із гостротою зору нижче середньої, які чутливіші до кольору покажчиків і їм складніше орієнтуватися в метро. Темне тло, за нормальних умов читання, для них працює краще. Тепер ми детальніше розповімо, як проводились дослідження, та чому ми зробили такий вибір. Якщо ви гіперчутливі до діаграм та математичних термінів, просимо читати обережно.

Невже подібних досліджень не проводили у світі раніше?

Ми знайшли результати декількох схожих експериментів, але їхня специфіка не дозволяла перенести висновки на нашу ситуацію. У 1998 році організація United States Sign Council експериментально порівняла розбірливість знаків (sign legibility) в залежності від кольору тла (білий та чорний), типу підсвітки (внутрішня, зовнішня, неонова) та типу шрифта (з засічками та без засічок) у денний та вечірній час.

Дослідження за метою було досить схожим на наше, але стосувалось суто дорожніх знаків. Це наклало певні обмеження, які не дозволили нам використати результати при розробці навігації, користувачі якої, по суті — пішоходи:

  • Автомобілісти зчитують покажчики під прямим кутом, а пішоходи у такій заплутаній системі, як метро, часто бачать покажчики під гострішим кутом.
  • Людина з поганим зором просто не має права керувати автівкою без штучної корекції — лінз чи окулярів. Тому піддослідними в експерименті USSC були люди з гостротою зору 0,5 та вище, а розбірливість знаків для різних сегментів за гостротою зору не аналізували. Пасажири з гостротою зору нижчою за 0,5 та без окулярів чи лінз — не така вже й рідкість у метро, отже і їхні потреби обов’язково потрібно враховувати.
  • Дорожні знаки зчитуються на значно більшій швидкості, ніж знаки пішохідної навігації.

… Односторонній t-тест для залежних вибірок
(one-tailed paired sample t-tests), проведений для відстаней, що зменшуються, показує, що внутрішнє непрозоре освітлення (тобто внутрішнє освітлення з використанням темного непрозорого тла — прим. ред.) випередило всі інші типи освітлення [знаків] за відстанню розпізнання (recognition distance) та випередило зовнішнє та прозоре внутрішнє освітлення за відстанню розбріливості (legibility distance)…

Основні висновки досліджень

 

Попередні гіпотези

В теорії, білий текст на чорному тлі має такий самий контраст, як і чорний текст на білому тлі. Тобто одна людина повинна розпізнавати текст в обох випадках з однакової відстані. Але при використанні темного непрозорого тла в покажчиках з внутрішнім освітленням світло випромінює сам напис, а не тло (позитивний контраст). У покажчиках зі світлим тлом навпаки — світло випромінюється майже всією поверхнею, окрім площі напису (негативний контраст).

Ми припускали, що використання позитивного контрасту надасть напису кращий рівень розпізнання, а отже люди зможуть читати текст однакового розміру з більшої відстані, або ж читати менший текст на покажчиках з рівної відстані. Результати досліджень USSC доводять це припущення.

Але ми мали ще декілька важливих гіпотез, тому не зупинилися на результатах, знайдених американськими колегами, і розробили та провели власні дослідження.

  1. Один з варіантів кольору тла буде значно кращим при зчитуванні покажчика під гострим кутом. 
  2. Один з варіантів кольору тла буде значно кращим для людей зі слабким зором, а для людей з нормальним та добрим зором помітної різниці ми не виявимо.

Дизайн експерименту

Визначити колір тла покажчиків з внутрішнім освітленням, при якому рівень розпізнання (legibility) тексту буде вищим. Під «розпізнанням» ми розуміємо можливість коректного прочитання літер певної висоти з певної відстані.

Отже, нам потрібно було визначити деякий «індекс розпізнання» (legibility index, LI) для кожного варіанту тла, де LI — це величина прямо пропорційна максимальній відстані, з якої текст може бути прочитано, та зворотно пропорційна мінімальній висоті літер, при якій текст може бути прочитано (LI = відстань / висота літер).

Місце проведення та рекрутинг респондентів

Ми шукали затишне місце на станції з типовим для метро освітленням та неперервним потоком людей поруч. Закуток у довгому переході з «Хрещатика» на «Майдан Незалежності» підійшов ідеально. Щоб максимально наблизити умови до реальних, ми залучали реальних пасажирів, що проходили повз. Ми не прогнозували вибірку та не встановлювали ніяких квот. Респонденти отримували короткі роз’яснення про мету досліджень, власної ролі в експерименті та наших спільних наступних кроків.

Місце проведення експерименту

Ми свідомо відмовились від проведення такого ж експерименту на станції з природним освітленням.

По-перше, результати цього експерименту навряд чи вплинули б на кінцеве рішення. Якби результати на станціях з різним типом освітлення були протилежними, ми змушені були б все одно ухвалити рішення на користь станцій зі штучним освітленням, адже абсолютна більшість станцій київського метро знаходиться під землею.

По-друге, проведення такого експерименту в рази ускладнило б дослідження в цілому, оскільки нам би довелось збирати дані у сонячну і хмарну погоду, а також увечірній час.

 Механіка збору даних

  1. Перший експериментатор запрошував пасажирів взяти участь в експерименті та давав короткі пояснення.
  2. Другий експериментатор перевіряв гостроту зору респондентів на приладі з оптотипами у вигляді літери «Ш» та внутрішнім освітленням. Ми визначали бінокулярну гостроту зору (зір двома очима), оскільки саме так люди сприймають візуальну інформацію за нормальних умов. Нас не цікавили вади зору респондента, оскільки гострота є універсальним показником здатності зчитувати літери певного розміру з певної відстані.
  3. Третій та четвертий експериментатори просили респондентів читати літери зі спеціально виготовленого лайтбоксу —спочатку на одному варіанті тла, а потім на іншому. Таким чином для кожного кольору тла визначалась найменша висота літери, яку здатен прочитати респондент з 4-х метрів.

Такий замір з кожним респондентом проводився тричі для кожного варіанту тла — під кутами 90º, 45º та 23º до площини тестового покажчика (тобто 6 значень найменшого розміру літери).

Оскільки з лайтбоксом одночасно працювали два експериментатори та два респонденти, половина респондентів спершу проходила замір під прямим кутом, тоді як іншій половині спершу проводили замір під гострим.

Якщо одна пара респондентів бачила світле тло, а потім темне, то наступна навпаки — темне, а потім світле. Тобто за послідовністю перегляду варіантів тла респонденти також були рівномірно розподілені.

Загалом для кожного респондента ми заносили у таблицю 9 показників:

  • Вік
  • Стать
  • Бінокулярна гострота зору
  • Для темного і світлого тла найменший розмір літери, яку здатен прочитати респондент під кутами 90º, 45º та 23º з 4-х метрів.

Конструкція тестового покажчика

Пасажири читали літери з лайтбоксу (покажчика з внутрішньою підсвіткою) розміром 2м х 0,5м. Лайтбокс встановлювався вертикально, а його площина була поділена навпіл: одна половина з темним тлом і світлими літерами, інша — зі світлим тлом і темними літерами. В кожну мить респондент бачив тільки половину площини покажчика (один варіант тла), інша половина була закрита непрозорим картоном. Після проведення замірів для трьох кутів з одним варіантом тла лайтбокс перегортався, відкривався інший варіант тла, і знову проводились три заміри.

Конструкція лайтбоксу

Освітлення лайтбоксу було рівномірним по всій його площині — по внутрішньому периметру встановили LED-стрічку. Ми підібрали такий рівень прозорості обох варіантів тла і яскравості внутрішнього освітлення, який вважаємо доцільним використовувати у  покажчиках навігаційної системи. Отже, експериментальний лайтбокс за своїми характеристиками випромінювання світла був наближений до реальних покажчиків майбутньої системи навігації.

 

Ми підібрали літери, які не мають виносних елементів та інших характерних ознак за формою, а також спільні для української та російської абеток. Їхній порядок був довільним. Три послідовні літери складали групу й мали однакову висоту. Висота літер у кожній наступній групі зменшувалась. Респондент читав послідовно літери зліва направо рядками, що давало змогу визначити поріг розпізнання — висоту літер останньої групи, яку може прочитати респондент з  4-х метрів, допустивши не більше однієї помилки. В групах однакового розміру на світлому та темному тлі використовувались ідентичні літери, але в різному порядку.

У першій сесії експерименту ми також визначали поріг розпізнання літер у колах трьох різних кольорів (синій, зелений, червоний), які в новій навігаційній системі використовуються в якості маркерів ліній, утім задля проведення більшої кількості замірів для звичайного тексту ми відмовились від аналізу маркерів.

Результати експерименту

В результаті двох сесій в експерименті взяли участь 190 респондентів з бінокулярною
гостротою зору від 0,1 до 2,0:

  • 0,1–0,5 — 20 респондентів;
  • 0,6–1 — 72 респонденти;
  • 1,2–1,5 — 89 респондентів;
  • 2 — 9 респондентів.
Нормальний розподіл респондентів за гостротою зору

Для кожного респондента ми визначили 6 «індексів розпізнання» (3 кути, 2 кольори тла): LIn = l / hn (l — відстань, з якої респондент читав літери; hn — мінімальна висота літери, яку здатен розпізнати респондент). Що вище індекс LI, то краще.

Далі ми порівняли між собою середні значення LI для обох варіантів кольору тла в залежності від гостроти зору і кута читання.

На всіх трьох графіках криві перетинаються у районі точки, що відповідає гостроті зору 0,8. Отже, ми можемо поділити всіх респондентів на дві групи і проаналізувати їх окремо:

  • група «А» з гостротою зору 0,1–0,8 (53 респонденти);
  • група «Б» з гостротою зору 1–2 (137 респондентів);

У кожній групі ми порівняли середні значення LI кожного варіанту тла між собою.

Порівняння середніх значень індексів розпізнання
в групах «А» і «Б» для трьох кутів

За умови «нормального читання інформації» — під кутом 90º до площини покажчика — для людей із гостротою зору нижче середньої індекс розпізнання вищий у темного тла. Різниця середніх значень LI складає 12%. Проведений у SPSS Statistics t-тест для залежних вибірок (Paired-Samples T Test) вказує, що статистична значущість цієї різниці вище 95% (p=0,002). Отже, ми можемо з впевненістю сказати, що в цьому випадку для людей з поганим зором темне тло є ефективнішим. Для людей із гостротою зору вище середньої за нормальних умов читання середній індекс розпізнання вище у світлого тла на 5% (різниця статистично значуща, p=0,002). При читанні під прямим кутом світле тло для них ефективніше, але різниця значно менша, ніж для людей зі слабким зором у тотожних умовах.

При куті читання 45º людьми зі слабким зором різниця середніх значень LI складає 3% на користь темного тла, але вона є статистично незначущою (p=0,229). Ми не можемо сказати, що за таких умов читання для такої групи пасажирів один з варіантів тла є ефективнішим. Для групи «Б» різниця складає 5% на користь світлого тла і є статистично значущою (p=0.001). Отже, як і у випадку читання під прямим кутом, для людей, що гарно бачать, світле тло дещо ефективніше.

За «екстремальних умов» — при читанні під кутом 23º — ми також не можемо сказати, що для людей з поганим зором один з варіантів ефективніший — різниця середніх значень LI не є статистично значущою (p=0.539). Для людей з гарним зором різниця складає 3% на користь світлого тла і є статистично значущою (p=0.012).

Ми вирішили усереднити індекси розпізнання 3-х кутів, щоб отримати певний сумарний результат.

Ми бачимо, що, аналізуючи середні значення для трьох кутів, темне тло краще для людей з поганим зором, світле тло — для людей з добрим зором.

Люди нечасто читають покажчики під кутом 23º — цей випадок, скоріше, є винятком. Тому було б корисно також проаналізувати детальніше усереднені індекси розпізнання двох кутів — 90º та 45º (нормальних випадків читання).

І в цьому випадку темне тло краще для людей зі слабким зором, світле — з гарним зором. Але тепер у лівій половині графіку криві рознесені більш явно.

Порівняння усереднених LI кутів 90 та 45 світлого та темного тла в обох групах.

Різниця усереднених значень LI для кутів 90º та 45º у групі «А» складає 8% на користь темного тла, а в групі «Б» — 5% на користь світлого тла. В обох випадках різниця статистично значуща (p=0.002 та p=0.000033 відповідно).

Ми будемо раді альтернативним варіантам трактування отриманих даних, тому всі охочі можуть ознайомитись з таблицею та написати нам про власні висновки. Ви також можете передивитись детальний звіт про проведення t-тесту та завантажити набір даних для SPSS Statistics.

Висновки

Неочевидний вибір переможця

Слід розуміти, що це не соціологічне і, тим більш, не маркетингове дослідження. При проектуванні системи навігації (як і в будь-якому іншому міському дизайн-проекті) ухвалення рішень має відбуватись у відповідності, насамперед, до вразливості та критичності потреб, а не чисельної представленості тої чи іншої групи людей. Тому нас мало цікавив склад генеральної сукупності пасажирів метро за гостротою зору, віком, статтю чи будь-якими іншими показниками, і ми свідомо ігнорували поняття репрезентативності вибірки піддослідних.

Наскільки це було можливим, ми обирали респондентів випадково серед потоку пасажирів і отримали розподіл за гостротою зору, наближений до нормального. 

Виявилось, що серед пасажирів представлені як люди з дуже слабким зором (гостротою близькою до 0,1), так і з дуже гарним зором (гостротою до 1,5-2). У контексті мети дослідження цих знань про склад генеральної сукупності було достатньо для подальшого аналізу даних та ухвалення рішень.

У відповідності до наведених вище даних, ми можемо сказати, що всіх пасажирів можна поділити на дві групи:

А

з поганим зором
(гостротою до 0,8 включно),
для яких темне тло працює краще 

 

Б

з нормальним і дуже гарним зором (гостротою 1 і вище),
для яких краще працює світле тло.

У відсотковому відношенні різниця середніх показників розпізнання для групи «А» більша, ніж для групи «В». Тобто люди зі слабким зором чутливіші до кольору тла.

Ми також маніфестуємо, що для нас важливіша група людей зі слабким зором. Напевно, серед усіх пасажирів метро їх менше, ніж людей з нормальним і гарним зором, але вони набагато чутливіші до кольору тла, оскільки в будь-якому випадку можуть сприймати інформацію з набагато меншої відстані (у крайніх випадках меншою в 10–20 разів), ніж представники групи з гарним зором. Отже, їм набагато важче орієнтуватись у такій заплутаній системі, як метро.

Зараз ми маємо можливість обрати темне тло і в такий спосіб збільшити доступну відстань сприйняття інформації приблизно на 10%. Крім того, якщо в ході експерименту піддослідні зі слабким зором за власною ініціативою давали суб’єктивну оцінку варіантам тла, то набагато частіше темний колір був для них кращим.

З іншого боку, обравши темне тло, ми майже ніяк не зашкодимо людям з гарним зором. В системі орієнтування для них немає різниці, видно покажчики «добре» чи «дуже добре». Головне, щоб було «достатньо добре». Після проведених замірів порогу розпізнання тексту ми можемо забезпечити це «достатньо добре», оскільки точно знаємо, з якої відстані представники цієї групи можуть прочитати текст.

Вплив навігаційних покажчиків на архітектуру станцій

Багато станцій київського метро за своєю архітектурою більше схожі на палаци, ніж на елементи утилітарної системи — мармур, бюсти, ліпнина та люстри під високими стелями. Їх цікаво розглядати, але разом із тим вони накладають суворі обмеження на можливі дизайн-рішення для проектування навігації.

При обговоренні кольору тла покажчиків щоразу неодмінно виникає тема впливу на архітектуру станцій. За звичкою, ми вважаємо, що світлі покажчики краще поєднуються з наявною архітектурою, а чорні, навпаки — сприйматимуться чужородними тілами. Наприклад, якщо центральна станція «Хрещатик» оздоблена білим мармуром, то й білі покажчики їй пасуватимуть, а чорні — категорично ні.

Щоб перевірити це припущення, ми проводили примірку обох варіантів на станціях «Хрещатик» та «Майдан Незалежності». Виявилось, що новий білий покажчик сильно контрастує з не таким вже й білим (а скоріше, сірувато-жовтуватим) облицюванням «Хрещатика». Звісно, це не йде на користь архітектурі. Покажчик з темним тлом, на наш суб’єктивний дизайнерський смак, вписується в образи обох станцій досить гармонійно.

Що далі

Ми маємо концепти основних покажчиків нової системи навігації для станцій «Хрещатик», «Майдан Незалежності» та «Лівобережна» як у світлому, так і в темному варіанті, а також схеми їхнього розміщення. Нам залишилось підготувати всі покажчики трьох станцій відповідно до обраного в результаті досліджень варіанту тла і схем розміщення. Ми обрали темний варіант, але розуміємо, що отримані дані можна трактувати по-різному. Отже, якщо у вас є думки та пропозиції, пишіть нам на info@a3.kyiv.ua.

Ми неймовірно вдячні КП «Київський метрополітен» за ініціативність та сприяння в проведенні досліджень (і особисто Дмитрові Пеклуну та Андрію Проценко), ТД «Гранд-Афіш» за виготовлення тестового лайтбоксу та друк змінних покажчиків, волонтерам Марині Шишці, Олександру Кучеру, Наталії Заремблюк, Олександру Гасленко та Олексію Мельникову за допомогу в проведенні експерименту, Андрію Косецькому за допомогу в обробці даних, а також усім небайдужим киянам, що підтримують нашу роботу.