Исследование декодирования визуальных сигналов на цветовом индикаторе (Т. П. Зинченко, О. А. Ильченко)

В связи с применением цвета как категории кодирования возникает необходимость в ряде специальных психофизиологических исследований. В частности, необходимо изучение вопросов, связанных с различением цветов по цветовому тону и влиянием цветности стимулов на восприятие их формы. Решение этих вопросов и составило задачу нашей работы.

Исследование проводилось на цветовом индикаторе. В качестве стимулов использовались одномерные и двумерные зрительные коды. Для одномерного кодирования применялись категории формы и цвета. В двумерном коде сочетались обе эти категории. Категория формы была представлена условными знаками (длина алфавита равна пяти: треугольник, квадрат, ромб, стрелка и омега). Длина алфавита для категории цвета была равна трем: красный, синий и зеленый цвет. Для двумерного кода, соответственно, длина алфавита составляла 15 символов.

Методика

Испытуемые выполняли задачу декодирования стимулов по заданным признакам. Было проведено три серии экспериментов: I серия - декодирование символов по форме, II серия - декодирование по признаку цвета, III серия - декодирование по форме и цвету. Испытуемые предварительно усваивали систему кодирования, используемую в эксперименте (форма знака обозначала тип объекта, цвет знака - состояние объекта). Далее, в ходе эксперимента, знаки предъявлялись на экране индикатора по одному при времени экспозиции 50 мс. В первой серии эксперимента испытуемые выполняли задачу декодирования типа объекта по форме знака, независимо от его цвета. Во второй серии выполнялась задача декодирования состояния объекта по цвету знака, независимо от его формы. Наконец, в третьей серии - задача декодирования типа объекта и его состояния по форме и цвету предъявленного знака. В опытах каждой из трех серий было 75 предъявлений.

В ходе эксперимента регистрировались ответы испытуемых и латентный период сенсоречевой реакции. В опытах принимали участие 10 испытуемых.

Обработка полученных в опытах данных производилась по точности и времени выполнения задачи декодирования в каждой из трех серий в зависимости от формы знака и его цветового тона. Значимость различий между средними значениями времени реакции оценивалась по критерию Стьюдента (t).

Декодирование по форме

Задача декодирования типа объектов по форме знаков выполнялась испытуемыми с высокой точностью - частота правильных ответов составила в среднем 0,98. По точности декодирования использовавшиеся в эксперименте пять условных знаков можно расположить в ряд: стрелка, ромб, квадрат, треугольник, омега. Однако различия в точности выполнения задачи для этих знаков не являются существенными.

На основании анализа ошибочных ответов испытуемых была составлена матрица смешения знаков, использованных в эксперименте (табл. 1). Ошибочные ответы испытуемых можно дифференцировать на ошибки опознания формы знака и ошибки декодирования типа объекта. Так, ошибки смешения треугольника с квадратом или квадрата с ромбом, очевидно, вызваны ошибочным опознанием формы этих знаков. Ошибки смешения стрелки с омегой или ромба со стрелкой являются ошибками декодирования и вызваны недостаточно прочным усвоением кода.

По времени декодирования использованные в опыте условные знаки ранжируются в ряд (рис. 1), не совпадающий с рядом, полученным при ранжировании по точности выполнения задачи. Наименьшее время декодирования получено для квадрата и стрелки (0,80-0,81 с), наибольшее - для ромба (0,96 с). Очевидно, для данного алфавита время декодирования зависит не от сложности знака, а от степени усвоения испытуемыми кода.

Рис. 1. Диаграмма распределения времени декодирования типа

Различия в значениях латентного периода реакции испытуемых при декодировании пяти условных знаков оценивались по критерию t (табл. 2). Для таких знаков, как квадрат и треугольник, омега и квадрат, различия оказались значимыми (p=0,99).

Таблица 2

(t=2,0-2,6-3,3 (p=0,95-0,99-0,999).)

Полученные в исследовании данные анализировались также с целью выяснения вопроса, влияет ли цветность знаков на время их опознания и декодирования. Оказалось, что наименьший латентный период реакции испытуемых получен при декодировании знаков синего цвета, наибольший - для зеленого цвета (рис. 2). Различия во времени декодирования для знаков синего и красного цвета оказались незначимыми, для зеленого и красного значимость различий лежит на уровне 0,95, для синего и зеленого - на уровне 0,99. Таким образом, результаты первой серии эксперимента показали, что, хотя для испытуемых по условиям выполняемой ими задачи цвет не являлся информативным признаком знака, подлежащим декодированию, цветность знаков влияла на время их опознавания и декодирования.

Рис. 2. Диаграмма распределения времени декодирования типа объектов для трех цветов использованных в эксперименте знаков

Декодирование по цвету

Во второй серии эксперимента испытуемые выполняли задачу декодирования состояния объекта по цвету предъявленных знаков, абстрагируясь от их формы. Полученные данные показали, что эта операция выполняется испытуемыми с абсолютной точностью для красного и синего цвета. При декодировании знаков зеленого цвета частота ошибок составляла 0,05, при этом все ошибки заключались в перепутывании зеленого цвета с синим.

Время декодирования состояния объектов не зависит от формы знаков, но зависит от их цвета (рис. 3). Как и в первой серии эксперимента, наименьший латентный период реакции испытуемых был получен при декодировании синего цвета (0,84 с), наибольший - для зеленого цвета (0,91 с); время декодирования для красного цвета составило в среднем 0,89 с. Различия во времени декодирования для синего - красного и красного - зеленого цветов оказались несущественными: значимость различий в значениях латентного периода реакции для синего и зеленого цветов лежит на уровне 0,95.

Рис. 3. Диаграмма распределения времени декодирования состояния объектов для трех цветов использованных в эксперименте знаков

Декодирование по форме и цвету

В третьей серии эксперимента испытуемые работали с двумерным кодом. Задачей испытуемых было декодирование типа объектов по форме знаков и состояния объектов по цвету знаков. Полученные данные свидетельствуют о высокой точности выполнения этой задачи. Ошибки декодирования типа объектов являются исключительно редкими (их всего две). Ошибки декодирования состояния объектов (их пять) заключаются во взаимном смешении синего и зеленого цветов (три ошибки перепутывания зеленого цвета с синим и две ошибки перепутывания синего цвета с зеленым).

Анализ данных по времени декодирования двумерных стимулов показывает, что оно зависит от формы знаков (рис. 4). По значениям латентного периода реакции испытуемых знаки могут быть расположены в ряд (стрелка, квадрат, омега, ромб и треугольник), не совпадающий с рядом, полученным при ранжировании знаков по времени декодирования в первой серии эксперимента. Различия во времени декодирования оказались значимыми лишь для знаков стрелка - треугольник и стрелка - омега.

Рис. 4. Диаграмма распределения времени декодирования типа и состояния объектов по форме и цвету знаков

В отличие от данных, полученных Синий Красный Зеленый в первой и второй сериях эксперимента, при работе с двумерным кодом время декодирования не зависит от цвета знаков. Латентный период реакции для зеленого (0,86 с) и синего (0,87 с) цветов несколько меньше, чем для красного (0,89 с), однако эти различия не являются статистически достоверными.

Этот факт - нивелирование зависимости времени декодирования от каждой из категорий кода при работе с двумерными стимулами - согласуется с данными, полученными нами при исследовании опознания многомерных стимулов [1, 2]. Если учесть при этом отсутствие статистически значимых различий во времени декодирования двумерных и одномерных стимулов, то можно сделать вывод о параллельном протекании операции сличения по признакам формы и цвета при работе с двумерным кодом.

Выводы

Сравнение данных, полученных в трех сериях эксперимента, показывает, что операция декодирования знаков по категориям формы и цвета выполняется с высокой точностью как для одномерных, так и для двумерных стимулов: частота правильных ответов испытуемых в третьей серии эксперимента (0,99) даже несколько выше, чем в первой (0,98) и во второй (0,95). В значениях времени декодирования по категориям формы и цвета для одномерных и двумерных стимулов так о,5 же нет существенных различий (рис. 5). Можно отметить лишь незначительное снижение эффективности о,3 (скорости и точности) выполнения операции декодирования состояния объектов по цвету знаков. Следует обратить внимание на возможность появления при выполнении этой операции ошибок, вызванных перепутыванием зеленого и синего цветов. При считывании информации с цветового индикатора цветность знаков влияет и на опознание их формы. Наибольшее время декодирования получено для знаков зеленого цвета.

Рис. 5. Диаграмма распределения среднего времени декодирования одномерных и двумерных стимулов по категориям формы и цвета знаков

Указатель литературы

1. Гайда В. К., Забродин Ю. М., Зинченко Т. П. Сравнительное исследование опознания и идентификации одномерных и многомерных визуальных стимулов. - В кн.: Эргономика. Вып. 2. М., 1972, с. 120-147.

2. Зийченко Т. П. Исследование опознания одномерных и многомерных стимулов. - "Техническая эстетика" (инф. бюл.), 1971, №5, с. 24-28.