视觉空间注意对标识系统设计的影响研究①

訾 鹏（武汉理工大学 艺术与设计学院，湖北 武汉 430070）

视觉空间注意对标识系统设计的影响研究①

訾 鹏（武汉理工大学 艺术与设计学院，湖北 武汉 430070）

标识系统是空间环境信息的可视化系统，提高标识的视觉空间注意能提升标识系统的工作效率。现实空间中的信息竞争、视觉障碍以及人的视觉选择和注意瞬脱现象是干扰标识视觉空间注意的主要因素。视觉科学中的视觉易化机制、视觉调控机制、空间线索范式和视觉增益效应是提高标识视觉空间注意的研究基础和设计依据。

视觉空间注意；标识系统；视觉易化机制；视觉调控机制；空间线索范式；视觉增益效应

随着我国社会发展和城市化进程的加快，人们生活的空间正在发生着巨大的变化，需要更加科学高效的标识系统来指导人的空间行为。标识系统是空间信息的载体，是空间信息的视觉可视化形式。科学完善的标识系统能够帮助人们认知环境信息，提高空间行为能力。科学研究表明，正常人所接收的信息有83%依靠视觉途径，因此，引起人的视觉空间注意是标识系统产生作用的前提。深入探讨视觉空间注意对于标识系统的影响，以及相应的设计方法，是提升标识系统设计的一个重要环节。

一、高效的视觉空间注意是标识系统设计的首要问题

图1 公路交通标识

“注意”是人脑的一个重要高级功能，是人类心理活动对一定事物的指向与集中，它通过人脑对信息的过滤或选择作用来实现对特定信息的注意，是人类认知活动的最基本组成部分。人类的视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉和体感觉等感觉通路的信息均可以引起人的注意。人们出行过程中对于空间环境中的标识认知则主要依靠人们视觉通路的视觉空间注意机制。视觉空间注意是主要基于空间方位、空间范围、空间形态、空间色彩和空间亮度等要素的视觉注意机制，通过这种注意机制人们能够将空间的视觉场景进行简化和分解，对重要的空间信息进行进一步处理，从而在复杂的空间环境中十分快速的注意到所需要关注的信息和事物[1]。心理学中将视觉空间注意分为两种:一种是自底 向上的驱使方式，又称为数据驱动；另一种是自顶向下的驱使方式，又称为任务驱动。自底向上的数据驱动方式是基于视觉刺激的，与注意任务无关，例如:荒原公路旁的标识（图1），人们会在第一时间注意到与空间环境存在巨大差异的标识。自顶向下的任务驱动方式是基于注意任务的，受意识的支配，如人们在机场寻找登机口时（图2），会对登机口标识注意观察，而对其它环境信息则视而不见。因此，探讨如何利用视觉空间注意机制使标识能够更好地引起人们的视觉空间注意，是标识系统设计首先需要解决的问题。

图2 机场标识系统

图3 标识的信息竞争

二、影响标识系统视觉空间注意的几个重点问题

1.视觉空间中激烈的信息竞争，增加了标识信息的注意难度

视觉空间中存在着大量的视觉信息，各信息之间相互竞争、互相干扰，增加了人对视觉信息的注意难度，使得人很难通过自底向上的注意驱使方式对空间标识产生视觉注意。例如:城市商业街道空间中存在的各种形式的招牌和广告，具有很强烈的视觉刺激（图3），其产生的视觉信息与街道的交通标识信息之间产生了激烈的信息竞争和信息干扰，使得视觉空间变得非常复杂，人的大脑很难将交通标识与空间背景相剥离，从而很难产生有效的注意。这种情况会干扰人们对空间环境中重要信息的认知，降低人的空间行为能力，更容易在一些空间造成混乱，给人的空间行为埋下安全隐患。

2.视觉空间中存在的视觉障碍，造成了标识的注意缺失

在现实生活中，人的视觉空间总是受限于物理空间的结构，视线容易被空间中的建筑结构、人或其它事物所形成的视觉障碍所遮挡，造成视觉注意任务的困难。例如:城市中有的交通空间行人密度高，高密度的人流阻碍了人们的视线，使得一些标识无法被注意到；再如，城市中许多商业空间建筑体量大，内部空间结构复杂，陈设物多，标识易被遮挡。空间中各种视觉障碍容易造成人对标识信息视觉注意的缺失，降低人对空间的认知，从而影响人在空间中的行为能力。

图4 近距离连续标识

3.空间中无序的视觉选择，降低了标识的注意效率。

“视觉选择”又称为“视觉选择性注意”是指在外界诸多视觉刺激中仅仅注意到某些刺激或刺激的某些方面，而忽略了其他刺激。人的视觉系统在特定时刻的输入信息远远多于它所能加工的信息，因而必须对输入信息进行筛选，这就是视觉注意的选择性作用[2]。标识的视觉选择性越强，其信息传递效率越高，越能够提高人的空间行为能力和行为效率。当前许多现实空间中的标识设置缺少系统的规划，安装位置散乱、形态简陋、体量不足，增加了选择性注意的难度，降低了标识的注意效率。

4.视觉的注意瞬脱现象，造成了标识信息的注意疏漏

“注意瞬脱”是一种感知现象。空间和时间是视觉注意心理现象的两个维度，当在同一空间内多个视觉刺激快速系列呈现时，人对第一个视觉刺激的准确辨认会导致人在短时间内对后续视觉刺激的认知缺失，这一现象被称为注意瞬脱，它反映了人类大脑在信息加工过程中时间上的局限性[3]。当空间中有标识连续近距离设置时（图4），人注意其中一个标识的时候很容易疏漏其它标识的信息，从而产生错误空间行为的现象也较为常见。

三、提高标识视觉空间注意的设计方法

针对视觉空间中信息竞争、视觉障碍、注意选择和注意瞬脱现象对标识可注意性所造成的影响，可以利用视觉易化机制、视觉调控机制、空间线索范式和视觉增益效应指导标识系统设计，从而提高标识系统的视觉空间注意，增强标识系统的作用。

1.基于视觉易化机制的设计方法

图5 标识的外源规律设计

人脑在加工视觉信息过程中，任何阶段的变化与视觉任务不同时，都会影响视觉检索任务行为指标上的变化，这一现象被称之为“视觉易化机制”（Mangun,1995）[4]。在视觉易化过程中，减少干扰信息、建立信息规律、进行有效提示都可以帮助大脑更快的加工视觉信息。对于标识的视觉空间注意来讲，减少标识信息的干扰、建立标识的视觉注意规律、增强标识的信息提示是最为有效的视觉易化机制。

（1）减少标识周边的信息干扰，降低标识注意的难度

信息干扰又称为信息噪声，无关的信息出现容易引发人的注意转移或注意偏差，增加注意任务的难度。因此，在进行标识布点设计时，应尽量选择没有信息干扰的位置或在标识的位周边撤掉不必要的商业信息和环境装饰，减少信息干扰，提升标识的自底而上的注意驱动效果。当周边干扰信息过多且不可控制时，可在标识的观察视角上增加背景的遮挡结构，对环境中的干扰信息进行遮挡。

（2）建立标识系统的视觉注意规律

标识的视觉注意规律分为内源规律和外源规律两种。其内源规律是人对空间进行检索时的心理认知规律，这种规律体现在人对空间的由大到小的逐层检索和从符号空间到认知空间再到感知空间的认知转化。标识信息与人的内源规律相适应时，能够提高人对标识的注意效率与注意效果。因此，在进行标识系统设计时应以人的空间检索规律为依据对标识信息进行层序化归类，以空间认知规律确定信息表现形式。标识视觉注意的外源规律，是标识的形态、色彩和空间设置的规律，标识有序的形态设计、色彩设计和空间设置，便于人通过视觉任务学习，产生视觉经验，进而形成视觉习惯，建立标识系统的视觉注意规律（图5）。

（3）增强标识的信息提示

视觉提示是指在进行一个注意任务时，通过其他信息传递途径或者信息表述方式将人的注意指向注意任务的行为。常见的标识的信息提示方式有三种，一是增加信息传递途径，通过声音途径、触觉途径、嗅觉途径提示标识位置；二是增加信息表述，利用有关信息内容的景象、图像、图案、图形等对标识信息进行冗余性表述；三是放大信息特征，放大标识中主要文字信息、符号信息的视觉体量，或利用标识的色彩或图形延展扩大视觉空间注意面积对标识进行空间范围提示。在标识系统设计时有效的设计信息提示可以降低人对于标识视觉注意任务的难度，从而提高标识的视觉注意效率。

图6 标识的色彩与照度提示

2.基于视觉调控机制的设计方法

科学实验表明，视觉空间中的范围提示、信息数量和信息形态的变化都会对视觉注意任务产生影响，这一现象被称为视觉的调控机制。视觉调控机制是在视觉易化机制的基础上进一步优化视觉注意任务的一种机制。在标识系统设计中，可以利用视觉调控机制，通过调控范围提示、标识数量和标识信息形态的方法，提高标识系统的注意效率与效果。

（1）调控范围提示降低视觉注意难度

范围提示是指具体的某一空间限定区域的提示。研究表明，当空间提示引导“被试者”注意特定视野范围时，该处的信息识别速度和识别准确率要高于没有空间提示的注意任务（Hawkins,1990;Mangun,1995）[5][4]。提示范围的大小关系到视觉空间注意的效率:提示范围越大，视觉信息检索难度越大；提示范围越小，视觉信息检索难度越小。因此，在空间中建立尽量明确的视觉空间检索范围的提示对标识系统的规划设计有着更好地帮助。视觉空间中标识的注意范围提示有三种，一是空间形态提示。空间形态限定了视觉空间，空间形态的重要结构是人潜意识中的视觉中心。因此，在空间形态的分割位置、过渡位置、转折位置设置标识，能够促进标识的视觉空间注意效果；二是空间色彩提示。色彩信息是人视觉接收的优先信息。因此，在标识设置位置设计统一的空间色彩，能够有效地调控人的视觉空间注意，优先加工色彩空间中的标识信息；三是空间照度提示。光是人类视觉感知的基础，生物的趋光性会引导人们注意空间中最亮的视觉位置。因此，通过提高标识设置位置的光源照度，或降低标识周边的空间照度，使标识的亮度高于周边环境，形成标识与周边环境的明度差，能有效调控人的视觉空间注意（图6）。

（2）调控标识数量保障视觉注意效果

图7“标识信息”视觉表现形式间的关系和差异

空间中的标识并不是数量越多越好，过多的标识不但增加了成本，还容易造成信息上的混乱。在标识系统设计时，根据人在空间中的运动范围、运动距离、运动速度的具体情况，有针对性的优化标识数量，能够提高人对标识的视觉空间注意效果。当人在空间中运动范围较小时，应当将邻近的标识合并为一个标识，并按人的行为逻辑顺序将标识信息在一个标识上逐条显示，以避免多个标识散乱设置所引起的注意瞬脱现象；当人在较长距离上运动时，需要在空间节点之前增加标识设置，以提前对人进行信息提示。例如高速路“出口”信息标识的连续前置，能有效避免人的注意疏漏并有助于人的行为调整；在人的运动速度过快时，或在单位位置上的注意时间很短时，应将信息复杂的标识离散为多个简单信息标识，采用空间连续点位的方式逐个设置，保障标识信息的完整传递。

（3）调控信息形式增强视觉注意竞争力

人类所应用的视觉信息形式有景象、图像、图形、符号、文字等五种基本形式。人类最早从景象中获得空间信息，对空间景象有着天然的认知力。随着人类的进化和大脑抽象能力的提高，图像、图形、符号、文字等信息形态逐渐被人类掌握，人类对空间信息的认知由最早的景象信息认知逐渐发展到利用图像、图形、符号、文字等信息形态记录和传递空间信息。景象、图像、图形、符号、文字是人类对信息逐渐抽象的过程。人在信息认知速度上由景象、图像、图形、符号、文字逐渐递增，而记忆强度则由景象、图像、图形、符号、文字逐渐递减（图7）。因此，在标识系统设计中，利用景象、图像、图形等信息形态与符号、文字配合使用，不但可以增强标识的视觉注意的竞争力，还可以提升标识信息的记忆强度。

3.基于空间线索范式的设计方法

空间线索范式又称为“空间线索化任务”或“线索——靶子范式”，是基于Posner (1980)等人研究注意资源的空间分配特点的视觉注意经典研究范式[6]，是在视觉易化机制和视觉调控机制基础上的进一步研究发展。利用注意方位、线形连接、色彩认知的空间线索，可以进一步优化标识的空间布点、强调标识信息，提高标识的注意效率和注意效果。

（1）利用注意方位的空间线索

图8 标识信息的线形连接

方位线索包括空间中的上下、前后、左右等空间概念，方位线索主要依靠人的各种注意习惯建立方位线索。在标识系统设计时可利用人的行为注意习惯、信息检索习惯、视域观察习惯、应急性行为习惯进行标识的规划布点设计。

首先是利用行为习惯提供线索，在标识规划布点时应用我国交通靠右侧的行为规范，尽量将标识的设置点位安排在人视觉空间的右侧。其次是利用检索习惯建立方位线索，路口前方、建筑物前方、通道前方是人最为习惯的空间检索位置，也是标识最佳的前置区域。再者是利用视域观察习惯进行标识设置，通常情况下在人的视域观察范围中，视平线偏上的中心位置是人们注意最佳的方位，在此方位设置标识，有利于人的视觉注意。此外，在应急情况下，人们的视域会缩小，观察范围会向下方偏移，因此，应急标识可设置在视平线偏下的墙面位置甚至地面。

（2）利用线形连接的空间线索

在人的意识中，事物间采用线形连接可以表示事物间存在关联关系。因此，在复杂的视觉空间中对递进关系的标识进行线形连接，表示关联标识的空间串联关系，能够有效建立空间线索，解决视觉障碍对标识的遮挡问题（图8）。线性引导最容易引起视觉空间的连续注意，其注意效率很高。

（3）利用色彩认知的空间线索

众所周知，色彩不但对人的心理和生理有着巨大的影响，也影响着人的空间行为。在标识系统设计中，利用色彩认知建立标识空间线索的方式有两种。一是色彩刺激，视觉空间中色彩面积越大，纯度越高、明度对比越强烈，越容易形成色彩刺激，色彩刺激能够促进人对视觉信息的优先加工，是建立空间线索的有效手段之一；二是色彩归类，色彩具有良好的系统表现性，对同一区域或是同一类型的标识采用统一的色彩进行设计，能够帮助标识体现出整体的系统性，以形成视觉空间中色彩同类的视觉线索。如一些地铁站，指导乘客在站内行为的标识采用黑色背景白色信息的色彩组合，指导乘客快速出站的标识采用黑色背景与黄色信息的色彩组合。再如交通标识中警告类标识色彩为黄色与黑色组合；禁令类标识主要以白色、红色与黑色图形组合；指示类标识主要采用蓝色与白色组合或是绿色与白色组合。基于色彩认知空间线索的形成一方面源于人的视觉生理特性，另一方面也来源于信息通用化设计的普及与学习。

4.基于视觉增益效应的设计方法

视觉的增益效应是指通过多种方法或手段的协同使用，提高视觉注意任务效率和效果的一种视觉认知现象。利用这一原理，我们在进行标识系统设计时，应针对空间的客观情况和行为指导的目的，恰当采用视觉易化机制、视觉调控机制、空间线索范式的理论和具体的设计方法进行协同设计，以实现标识系统设计的最优化设计。

四、小结

标识系统是空间环境信息的可视化系统，是空间环境的说明书，对人的空间行为能力有着巨大的影响。引起人的视觉空间注意是标识系统首先需要解决的问题，现实空间中的信息竞争、视觉障碍以及人的视觉选择和注意瞬脱现象是干扰标识视觉空间注意的主要因素。视觉科学的发展为解决这些问题提供了研究基础和设计依据，深入研究视觉科学中的视觉易化机制、视觉调控机制、空间线索范式和视觉增益效应，可以帮助我们找到提高标识视觉空间注意的科学设计方法。我国城市化的快速发展，需要科学高效的标识系统为之服务，也需要更多的设计师参与其中，科学研究，勇于实践，为我国的建设发展不断努力。

[1]赵健.基于视觉注意机制的车辆检测算法的研究[D].吉林大学硕士论文,2013.

[2]陈文锋,焦书兰.选择性注意中的客体与空间因素[J].心理科学,2005,28（2）:395-357.

[3]魏子瑜.注意瞬脱现象加工机制的研究[D].河北大学硕士论文,2011.

[4]Mangun GR. Neural mechanisms of visual selective attention[J]. Psychophysiology, 1995,32:4-18.

[5]Hawkins HL, Hillyard SA, Luck SJ, Mouloua M,Downing CJ, Woodward DP. Visual attention modulates signal detectability.Journal of Experimental Psychology[J].Human Perception and Performance,1990,16:802-811.

[6]隋妍妍.在压力条件下特质情绪智力对记忆偏向和注意偏向的影响[D].济南大学硕士论文,2014.

[7]梁晔，刘宏哲.基于视觉注意力机制的图像检索研究[J].北京联合大学学报(自然科学版)，2010，24(3):30-35.

[8]高文斌，魏景汉，彭小虎，罗跃嘉.视觉注意范围的调控机制[J].航天医学与医学工程，2002,15（3）:210-211.

J525

A

1008-9675（2017）06-0200-05

2017-07-20

訾 鹏（1977-），男，河南郑州人，武汉理工大学艺术与设计学院博士研究生，河南工业大学设计艺术学院院长助理，副教授。研究方向:标识系统规划设计。

2016年度河南省科技攻关计划(社发领域)项目《河南省城市公共安全识别体系的构建模式研究》(162102310619)。

（责任编辑:梁 田）