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摘 要： 摘要：搭建了美術(shù)館實(shí)驗(yàn)環(huán)境，被觀賞畫作表面的照度為200lx，采用LED光源的色溫為3300K。改變投影儀的亮度和對(duì)比度參數(shù)，設(shè)定三種常用投影顯示模式(模式1亮度24.7cd/m2，對(duì)比度12∶1;模式2亮度57.7cd/m2，對(duì)比度20∶1;模式3亮度78.9cd/m2，對(duì)比度24∶1)，分
摘要：搭建了美術(shù)館實(shí)驗(yàn)環(huán)境，被觀賞畫作表面的照度為200lx，采用LED光源的色溫為3300K。改變投影儀的亮度和對(duì)比度參數(shù)，設(shè)定三種常用投影顯示模式(模式1⁃亮度24.7cd/m2，對(duì)比度12∶1;模式2⁃亮度57.7cd/m2，對(duì)比度20∶1;模式3⁃亮度78.9cd/m2，對(duì)比度24∶1)，分別對(duì)32名實(shí)驗(yàn)者在三種顯示模式下進(jìn)行視覺舒適度評(píng)價(jià)的心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：在美術(shù)館照明環(huán)境一定的情況下，投影顯示的亮度和對(duì)比度影響參觀者的視覺舒適度。在設(shè)置投影模式1的條件下，參觀者視覺舒適度最佳。研究結(jié)果對(duì)于美術(shù)館展陳設(shè)計(jì)中投影顯示技術(shù)的合理運(yùn)用提供了參考。
關(guān)鍵詞：投影顯示;亮度;對(duì)比度;美術(shù)館;視覺舒適度
引言
隨著科技的發(fā)展，我國(guó)美術(shù)館展陳空間復(fù)雜、展覽形式豐富，各種綜合材料藝術(shù)品增多，顯示技術(shù)在美術(shù)館、博物館的運(yùn)用，可以給參觀者帶來(lái)全新的文化體驗(yàn)，這與傳統(tǒng)的美術(shù)館、博物館展覽形式有明顯差別。尤其是對(duì)照明方案、顯示設(shè)置的解決情況，有很大差異，欣賞藝術(shù)品的光環(huán)境亮度有別于博物館[1]，需深入研究才能營(yíng)造出適合美術(shù)館的獨(dú)特環(huán)境。因此，在美術(shù)館場(chǎng)景中對(duì)顯示技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，需要把參觀者視覺舒適度這一概念作為美術(shù)館舒適環(huán)境的主要估量參考值。顯示技術(shù)在美術(shù)館、博物館中的應(yīng)用可以帶給觀眾全新的體驗(yàn)，但同時(shí)也造成參觀者視覺的不舒適，如“眼睛干澀”、“眼疲勞”等問(wèn)題。
Yoshizawa等[2]和Luo等[3]對(duì)LED照明下的繪畫進(jìn)行了視覺評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，他們都得出結(jié)論：在觀看博物館繪畫時(shí)，影響視覺感知的因素有兩個(gè)，即可視性和質(zhì)地(溫度)。Yoshizawa等[3]在日本Morohashi現(xiàn)代藝術(shù)博物館的一間樣板房和一間展覽室進(jìn)行了兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，分別研究了CCT(2700~5000K)、CRI(55~100)和照度(400lx)變化下的LED照明。在美術(shù)館中，越來(lái)越多的人對(duì)環(huán)境照度、相關(guān)色溫等指標(biāo)進(jìn)行研究，對(duì)投影顯示的亮度、對(duì)比度研究卻微乎其微。
為了解決顯示技術(shù)所衍生的人視覺舒適度問(wèn)題，營(yíng)造出一個(gè)舒適的美術(shù)館參觀環(huán)境，達(dá)到觀眾所追求的“可見性”、“溫暖性”以及“舒適性”，投影儀顯示的亮度及其對(duì)比度、美術(shù)館展陳照明情況(照度、色溫、CIE⁃Ra、Duv)都占有很大比重[4]。文章在實(shí)驗(yàn)室模擬美術(shù)館場(chǎng)景，對(duì)投影顯示的亮度和對(duì)比度帶來(lái)的參觀者視覺舒適度問(wèn)題展開研究。
1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
本次實(shí)驗(yàn)選取32名年齡在20～30歲的參觀者，其中男性16名，女性16名。采用控制變量法，在照度和色溫恒定的光環(huán)境下，參觀者依次完成相關(guān)問(wèn)卷，探尋投影儀顯示亮度和對(duì)比度的改變對(duì)參觀者視覺舒適度的影響。對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析、單因素方差分析、均值分析以及相關(guān)性分析，闡述三種不同的投影顯示模式下的12組感性詞匯的影響。研究主要說(shuō)明對(duì)投影儀顯示的差異分析、相關(guān)性分析，得出讓參觀者視覺舒適度最高的投影顯示模式。
1.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境
為保證在多次、多人實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，避免無(wú)關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，選擇無(wú)自然光介入的暗室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在大連工業(yè)大學(xué)光子學(xué)研究所模擬美術(shù)館的照明環(huán)境，無(wú)日光，引入人工光源，恒定光環(huán)境照明情況，設(shè)置投影儀的三種亮度模式，定義不同的投影顯示模式，進(jìn)行心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境如圖1。實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)光環(huán)境設(shè)置重點(diǎn)照明，被觀賞畫作表面的照度為200lx，采用LED光源的色溫為3300K，光環(huán)境的光譜圖和色品圖如圖2。
1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)所用投影儀產(chǎn)自極米科技，其光學(xué)參數(shù)如表1所示。顯示技術(shù)為DLP投影顯示技術(shù)，這一新的投影技術(shù)擁有捕捉、接收、存儲(chǔ)數(shù)字信息的能力，應(yīng)用領(lǐng)域與市場(chǎng)前景不可估量。實(shí)驗(yàn)燈具采用三雄極光星際系列LED導(dǎo)軌射燈，燈具光學(xué)參數(shù)如表2。
1.3實(shí)驗(yàn)流程
本實(shí)驗(yàn)所用DLP投影儀的投射尺寸為213.5cm，畫面比例4∶3。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)者距離投影幕布的距離為3m。觀看內(nèi)容為某博物館展品的宣傳視頻截取片段。選取32名觀察者，其視力或者矯正視力均正常，且經(jīng)過(guò)色彩辨識(shí)能力測(cè)試，不存在色盲、色弱等情況。固定實(shí)驗(yàn)光環(huán)境(見表3)，適應(yīng)實(shí)驗(yàn)光環(huán)境。當(dāng)人眼所處的光環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致視錐細(xì)胞的變化，所以需要一定的時(shí)間適應(yīng)這一變化。研究表明至少需要5min的時(shí)間才能完成適應(yīng)。因此，每位觀察者在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，均需5min的光環(huán)境適應(yīng)階段。
對(duì)投影儀進(jìn)行0.5h以上的預(yù)熱,使其達(dá)到正常且穩(wěn)定的亮度輸出水平,減少投影儀對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響。每一名觀察者均獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先要完成實(shí)驗(yàn)前主觀調(diào)查問(wèn)卷，并經(jīng)過(guò)5min的光環(huán)境適應(yīng)，欣賞油畫，完成問(wèn)卷一。將投影儀按照所設(shè)的3種模式(如表4)依次調(diào)試，投影儀播放指定視頻，觀賞者觀看投影儀視頻約1min，然后去欣賞油畫。每次觀視任務(wù)結(jié)束后，依次完成對(duì)光環(huán)境、投影儀、油畫的主觀評(píng)價(jià)問(wèn)卷。
1.4實(shí)驗(yàn)方法
本次實(shí)驗(yàn)采用語(yǔ)意差別量表法(SemanticDif⁃ferentialScale)，SD法是由Suci和Tannenbaurn在1957年提出的一種心理測(cè)定法，又稱為感受記錄法。通過(guò)SD方法對(duì)語(yǔ)言樣本進(jìn)行因素分析的結(jié)果，構(gòu)成語(yǔ)言的樣本維度大致由三個(gè)因素組成：評(píng)估、效能和活動(dòng)性[5]。
調(diào)查問(wèn)卷篩選出36組有關(guān)博物館、美術(shù)館空間的形容詞作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在本次實(shí)驗(yàn)中針對(duì)光環(huán)境(不藝術(shù)/藝術(shù)、不舒適/舒適)、油畫(冰冷/溫暖、不自然/自然、難看/好看、不喜愛/喜愛、不舒適/舒適)和投影儀顯示(單調(diào)/多彩、模糊/清晰、傳統(tǒng)/現(xiàn)代、不均勻/均勻、不舒適/舒適)共選取12組程度最大的感性詞匯用于本實(shí)驗(yàn)。該問(wèn)卷設(shè)計(jì)采用了6段評(píng)價(jià)尺度，為了方便統(tǒng)計(jì)和后期處理，按各形容詞對(duì)程度的不同分別賦值，平均分>3分的評(píng)價(jià)要素偏向于形容詞對(duì)的后一個(gè)形容詞，平均分≤3分的評(píng)價(jià)要素偏向于形容詞對(duì)的前一個(gè)形容詞，見表5。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1數(shù)據(jù)可靠性分析
數(shù)據(jù)收集完畢后,在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前,首先運(yùn)用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的信度分析,應(yīng)用α系數(shù)來(lái)分析數(shù)據(jù)可信度,α系數(shù)值在0~1之間,
2.2樣本差異性分析
借助SPSSAU進(jìn)行單因素方差分析，如下表7可知，利用方差分析(全稱為單因素方差分析)研究多彩性對(duì)于亮度、對(duì)比度模式的差異性，可以看出：不同多彩樣本對(duì)于亮度、對(duì)比度模式均呈現(xiàn)出顯著性(p<0.05)，意味著不同多彩樣本對(duì)于亮度、對(duì)比度模式均有著差異性。具體分析可知：多彩對(duì)于對(duì)比度模式呈現(xiàn)出0.01水平顯著性(F=8.181，p=0.000)，亮度模式呈現(xiàn)出0.01水平顯著性(F=8.403，p=0.000)。
進(jìn)一步分析知：亮度、對(duì)比度對(duì)清晰樣本、現(xiàn)代樣本、舒適樣本均存在差異性，對(duì)均勻樣本均表現(xiàn)出一致性。
2.3評(píng)價(jià)要素重要性排序
統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)五要素得分均值情況如圖3所示，以4分一半為及格線[6]，得出結(jié)論：
1)對(duì)于現(xiàn)代樣本因素的影響，美術(shù)館投影儀顯示屏情況設(shè)置為模式1，對(duì)比度12∶1較好。如圖3(a)所示。
2)對(duì)于均勻樣本因素的影響，對(duì)比度高一點(diǎn)呈現(xiàn)出兩端優(yōu)化的情況，當(dāng)對(duì)比度為12∶1時(shí)，得分均值狀態(tài)較好。如圖3(b)所示。
3)對(duì)于清晰度的觀察，得分均值在對(duì)比度12∶1的情況下，優(yōu)于20∶1的情況，亮度設(shè)為模式2的分值較高，但二者得分情況均在及格線以上。如圖3(c)所示。
4)對(duì)于多彩樣本因素的影響，均表現(xiàn)出較低于及格分的情況下，表現(xiàn)略差。如圖3(d)所示。
5)對(duì)于舒適樣本因素的影響，對(duì)比度12∶1的情況下是較好的,如圖3(e)所示。
2.4不同亮度、對(duì)比度下投影顯示對(duì)人的五種認(rèn)知樣本的影響
使用IBMSPSSStatistics23軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。根據(jù)語(yǔ)意差別量表里的評(píng)分，對(duì)于量表樣本進(jìn)行逐一分析和總結(jié)。根據(jù)ITU⁃RBT.1788[12]，質(zhì)量尺度與觀測(cè)者分值范圍之間的關(guān)系是呈線性相關(guān)的，以便應(yīng)用皮爾遜相關(guān)。
據(jù)圖4的結(jié)果所示，舒適樣本對(duì)亮度的皮爾遜相關(guān)系數(shù)r=-.600**，越接近-1越顯著，負(fù)相關(guān)性越大，亮度的改變對(duì)舒適樣本的影響最大。五種認(rèn)知樣本與亮度均呈現(xiàn)出相關(guān)性顯著，其顯著性大小為舒適>多彩>清晰>現(xiàn)代>均勻。
2.5人眼舒適度最佳匹配分析
由圖5可得，隨著投影儀顯示的模式改變，觀賞者的評(píng)分逐漸改變，最后求得平均值，評(píng)分越高，即表明觀察者的反饋越好。對(duì)照所設(shè)定的三種投影顯示模式，可以得出當(dāng)美術(shù)館光環(huán)境一定時(shí)，投影儀顯示設(shè)為模式1，平均分最高，參觀者視覺舒適度最佳。——論文作者：慕雨凡，鄒念育∗∗，張克英，王志勝，曹帆，梁靜
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