基于眼动分析的黄山户外环境 解说展示效用评价

高 峻 吕玥仙

(1.上海师范大学旅游学院,上海 200234; 2.上海师范大学生命与环境科学学院,上海 200234)

0 引言

生态旅游作为一种环保、绿色、人与自然和谐共生、对资源有着特别保护责任的可持续旅游发展模式,已成为学界关注的热点。环境解说是生态旅游的核心内容,是生态旅游目的地最主要的信息传递方式,承担着重要的沟通和传达任务。高效用的环境解说不仅能帮助人类与自然进行有效的沟通,还能更好地促进生态旅游的可持续发展,因此,对环境解说进行评价研究十分必要。

黄山风景区作为“200个重点生态旅游目的地”之一*《全国生态旅游发展规划(2016—2025年)》,发改社会〔2016〕1831号。,是世界文化与自然遗产、世界地质公园,也是国家级风景名胜区、全国文明风景旅游区、国家5A级旅游景区,拥有独特而丰富的植物、动物、地质和气象等自然资源,承担着对大众进行环境解说、自然教育和生态文化教育的功能。目前黄山的户外环境解说较为丰富,因此,本文选择黄山风景名胜区为案例,进行环境解说展示效用评价研究。

1 文献综述

环境解说评价是对环境解说的客观属性及其实施效果做出判断的一种过程,目的在于促进环境解说的改进和提高环境解说的质量(蔚东英,2010)。Uzzell等(2000)指出,在遗产与环境解说规划中,采用田野调查法、访谈法与问卷调查法等科学的研究方法来评估其解说效用,可以更好地促进解说展示的设计和解说产品的呈现,提升受众体验。研究者多采用问卷调查法、观察法等定量与定性结合的方式,通过调查游客的行为、动机来评价解说对游客产生的体验效果(Kuo,2002)。罗芬等(2005)从解说牌示、解说员、游客中心、可携式出版物和多媒体解说5个方面对黄山国内旅游解说的有效性作出评价。随着网络的飞速发展,网络数据样本也成为新的数据获取渠道,Marano(2015)通过提取社交网络媒体样本,研究了一些景点关闭后仍然对公众开放的网络解说平台,认为这一做法满足了公众对自然资源的好奇,提高了解说的效用。

早在20世纪70年代,国外研究者就已经强调了解说效用评估的重要性,然而,主观评价法评价指标的科学性仍然遭到质疑,滞后的语言描述性评价无法精确还原和全面描述受众在观看解说牌时的全部体验,研究者开始探索使用测量的方式来客观描述视觉认知和体验。Wagar(1976)提出,受众对解说内容信息的获取、态度和行为的转变是可以测量的,评价解说效果最直接的方法就是对受众进行测量。近年来,眼动追踪技术在景观设计与评估中被用于指导解说研究与解说设计。Rosch等(2013)回顾了传统方法在认知负荷测量中的不足,提出了使用眼动追踪技术进行改进。Dupont等(2015)探索了景观评估研究中景观相关专业人士和非景观相关专业人士在观察景观和对景观进行评价时存在的差异。对于解说牌示阅读的有效性,Dupont等(2016)认为可以使用眼动技术可视化的扫视图和热力图对人眼视觉过程中的兴趣点进行直观挖掘,从而确定解说牌中引起受众关注的设计元素是什么,以及这些元素是否是解说牌示的重点内容。有效的户外解说牌可以增强游客与所处环境之间的直接联系,增强游客体验。为使静态的解说牌表达更生动的解说内容,需要对解说内容进行精心设计,以快速准确地向游客传达重要信息(Ballantyne et al.,2003)。

19世纪末研究者开始尝试追踪眼球运动,利用所获取的眼动数据来分析人的眼球运动与其心理活动之间的关系,发现眼动行为也可以反映被试者对视觉信息的追踪模式(Bergstrom et al.,2015)。信息获取过程与眼球运动存在一定对应关系,西方研究者经过多年的基础研究,逐渐形成关于阅读中眼动的控制模型并根据模型来研究阅读过程中的认知加工过程。眼动技术在中文阅读研究中的应用起步较晚(吴迪 等,2001)。

眼动追踪技术,具有定量化人眼视觉与认知过程的优势,能在解说主题确立和解说牌版面编排中发挥重要作用。通过眼动实验分析可以确立被试者的关注点和兴趣点,从而设计出满足受众学习兴趣的解说内容,提高解说效果(付晶 等,2017)。此外,环境解说牌眼动实验所产生的数据资料还可以刺激环境解说的展示设计,有助于设计者在对环境解说展示方面作出效用性更高、观感更好的设计思考。

本文主要针对被试者进行中文阅读模式研究,通过眼动仪精密的数据追踪与挖掘,在对环境解说牌中观测者的关注区和关注点进行精准和连续的记录的基础上,把受众心理需求信息进行量化分析,转化为具有实际操作意义的解说牌设计原理。以期为景观设计人员提供受众心理需求信息,为环境解说展示设计提供新的参考指标,实现更合理的设计意图,更好地发挥和提高生态知识解说牌的效用性。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

眼动追踪是一种旨在帮助研究人员理解视觉注意的技术。通过眼动追踪可以检测到用户在某个时刻注视着哪里,注视多久以及眼球运动的轨迹。眼动追踪技术已应用于认知心理学、市场营销和人机交互等许多领域。

眼动仪是一种可与屏幕或与眼镜结合的用来捕捉人们视线位置和观察方式的精密设备。通过软件可以对这些信息进行多种形式的分析、可视化和诠释。用户体验(UX)的研究人员可以通过眼动仪这个工具观察眼睛的位置,进而得知用户注视的位置。虽然视线十分固定,但眼球也在不断转动,可以将看到的内容组成一幅完整的图片。眼动追踪具有检测并跟踪眼球注视刺激物时的运动轨迹的独特能力,因此用户体验的研究人员和设计人员可以更清楚了解人类视觉系统的运作过程。眼动仪可记录眼动轨迹并生成数据文件,主要指标有:首次进入AOI的时间(秒)、首个注视点的注视时间(秒)、注视点的持续时间(秒)、注视点的持续时间总和(秒)、含零值的注视点个数统计(个)、访问时间(秒)、总访问时间(秒)、含零值的访问次数统计(次)、看到的人数百分比(%)(Bergstrom et al.,2015)。

2.2 研究区概述

本实验研究区域为黄山风景名胜区,景区面积160.6平方千米,地跨东经118°01′-118°17′,北纬30°01′-30°18′,以奇松、怪石、云海、温泉、冬雪“五绝”著称于世,同时也是我国的“华东植物宝库”和“天然植物园”,生态系统结构复杂、物种繁多,有高等植物222科827属1805种*中国黄山风景名胜区门户网站.黄山概况[EB/OL].http://www.chinahuangshan.gov.cn/content/detail/56961e9d599098d7c2c3ce54.html.。核心景区一般游客量多、游憩步道丰富、解说牌布局集中、解说类型全面,具有较强的代表性,因此,我们从北海景区、玉屏景区和温泉景区等3个核心景区中选取了不同类型的解说牌作为实验材料。

2.3 实验材料

根据解说主题和解说内容设计元素的不同及构图差异,选取风景区内4种解说类型的代表性解说牌各一张,作为实验刺激材料(见表1)。

表1 眼动实验刺激材料属性统计表

2.4 样本选取

我们选取来自生态学、地理学、环境科学、地理信息系统、旅游管理等专业的30名在校研究生(男女各15人)为眼动实验被试者,平均年龄为18岁～25岁。在年龄和教育背景相近的基础上,尽量使样本具有多样性,且所有被试者均接受了测试实验,符合实验要求。

2.5 实验设备配置

实验使用Tobii T120眼动仪,分辨率为1024×768像素,刷新率为45 Hz,记录速率为120 Hz。实验在一台笔记本电脑操控下的Tobii Pro Studio软件上运行,仪器自动记录被试者在浏览解说牌时眼睛的注视位置、注视时间和注视次数等数据。

2.6 实验程序

实验分为两步进行:第一步,被试者在Tobii T120眼动仪上进行解说牌图片浏览和知识检测;第二步,被试者在指定电脑上填写调查问卷。

被试者进入实验室后,实验员指定其坐在仪器前0.8米处,调整座椅后,对被试者进行校准测试,之后进行正式实验。实验中,图片浏览时长不受限制,图片显示顺序为随机,整个实验过程平均需要15分钟～20分钟。具体操作流程见图1。

图1 实验操作流程图

2.7 数据处理

本实验采用4(解说类型)×2(性别)的两因素混合设计,在数据分析之前先确定刺激材料的兴趣区(AOI)。实验眼动数据由Tobii Pro Studio分析软件采集并输出,根据AOI提取所需眼动指标数据,使用Excel和SPSS进行统计分析。

3 实验结果及分析

3.1 眼动实验结果分析

我们对所有被试者浏览不同类型解说牌的眼动指标进行了单因素和重复测量方差分析,对注视时间和访问次数等相关指标进行分析比较,指标包括注视点的持续时间总和、总访问时间、含零值的访问次数、首次进入AOI的时间等。同时,通过Tobii Studio眼动分析软件生成的可视化扫视图和热力图,直观地反映了被试者在浏览过程中的注视行为。

3.1.1 不同解说知识类型眼动指标差异

对被试者浏览不同知识类型解说牌的平均注视时间进行重复测量方差分析,结果显示,在不同类型的解说中,性别的主效应不显著,即被试者性别对解说牌的各级测试指标的影响没有显著差异。在注视时间相关指标中,解说知识类型对总访问时间这一指标产生显著影响,使结果呈现显著差异(F=14.998,P<0.05,MSE=600.089)。分析结果显示,4个不同知识类型的解说受关注程度的大小依次是气象解说>动物解说>地质解说>植物解说,即气象类解说受到的关注度最高,植物类解说受到的关注度最低。

表2 被试者浏览不同知识类型解说牌的平均注视时间(秒)

注:M表示平均值,SD表示标准差,Df表示自由度,MS表示均方,F表示方差检验量,Sig表示显著性。

3.1.2 不同解说内容元素眼动指标差异

考虑到不同解说内容元素的解说容量存在差异性,此处选取含零值的访问次数这个指标进行重复测量方差分析,结果发现,解说牌不同解说内容元素与访问次数有显著关系(F=42.445,P<0.05,MSE=116.690),解说标题获得平均1次的扫视次数,解说正文有平均5次的扫视次数,解说图片则有平均2.3次的扫视次数。被试者在一块解说牌的不同解说内容元素中,关注程度大小依次是解说正文>解说图片>解说标题。该结果说明,环境解说牌的主体是解说正文部分。由于扫视次数与阅读难度呈负相关关系,该结果也可说明解说牌正文部分阅读难度较其他部分大。

表3 被试者浏览解说牌不同解说内容元素的访问次数(次)

注:注:M表示平均值,SD表示标准差,Df表示自由度,MS表示均方,F表示方差检验量,Sig表示显著性;本实验中被试者的母语全部为中文,即解说标题和解说正文均指解说牌中的中文部分。

同时,对平均注视时间也进行了相关分析,结果发现,解说牌不同解说内容元素与总访问时间也有显著关系(F=45.564,P<0.05,MSE=598.996),解说标题的平均注视时间为0.7秒,解说正文的平均注视时间为9秒,而解说图片的平均注视时间为2秒,即花费时间长短依次为解说正文>解说图片>解说标题。该结果也再一次表明环境解说牌的主体是解说正文部分。此外,解说图片作为辅助解说手段成为解说设计的次主体。

表4 被试者浏览解说牌不同解说内容元素的平均注视时间(秒)

注:M表示平均值,SD表示标准差,Df表示自由度,MS表示均方,F表示方差检验量,Sig表示显著性。

关注程度的高低也表示被试者对该部分认知的努力程度。在一块环境解说牌中,解说正文部分花费被试者较多的时间和精力去理解,表示被试者对该部分认知越努力,从中挖掘的信息也就越多。

此外,被试者对解说标题的关注程度较其他部分低,花费时长也较短,这也进一步说明,解说牌设计中应该格外重视解说标题的确定,解说标题要短小精悍、有吸引力并体现主题。

3.1.3 首要关注分析

通过分析扫视图,选取所有被试者的第一秒注视行为,用不同颜色的圆点*受印刷条件所限,文中无法体现颜色差别,如有需要,可向作者索取。来区分每一位被试者,将所有被试者的注视行为叠加后发现,被试者的首次有效注视主要集中在解说标题和解说正文的起始句部分(见图2)。从整体上看,首次有效注视主要分布在解说牌的中央区域,然后依次呈辐射状散开。该结果表明,受众的首要关注除了解说标题和解说正文的起始句外,主要还集中于版面的中央区域。因此,在解说牌版面的编排过程中,除了重视标题和正文首句之外,还应该重点考虑“位置居中”的原则。

图2 所有被试者浏览植物解说牌时首次有效注视汇总图

3.1.4 浏览模式分析

进一步分析被试者浏览解说牌的扫视图发现,在接受同等解说牌信息刺激情况下,被试者对环境解说牌的浏览模式呈现顺序性阅读规律:从左至右,从上至下。由于大部分被试者的浏览模式都呈现上述规律,因此我们挑选了其中一位具有代表性的被试者(11号)浏览模式图来阐述此规律(见图3)。从图3中可知,被试者从左到右,从上到下进行顺序性浏览,在阅读了部分解说正文后,对解说图片进行3次～5次的浏览,随后又回到解说正文的阅读。

图3 11号被试者浏览动物解说牌的扫视轨迹图

进一步对不同排版形式的解说牌分析发现,解说牌版面主视觉区(解说牌的主体文字部分,包括标题和正文)的设置具有直接吸引关注的特征。本文挑选具有代表性的29号被试者浏览地质解说牌的扫视轨迹图(见图4)来进行阐述。与图3相比,当解说正文与解说图片位置互换之后,被试者的关注区域依然在解说主体部分,即正文部分。该结果说明,解说正文或解说图片的位置不会影响解说牌关注度的高低和阅读的顺序,进而也不会影响其解说效用。

图4 29号被试者浏览地质解说牌的扫视轨迹图

3.1.5 关注程度可视化分析

Tobii T120眼动仪生成的热力图能通过可视化视图来反映被试者对刺激物的凝视时间即关注程度,经过颜色编码,红色表示关注程度最高,黄色次之,绿色为最弱*受印刷条件所限,本文的热力图只能显示为黑白图,如果需要,可向作者索取。。本实验热力图显示,受关注程度最高的是解说标题、解说正文的起始部分和解说图片的显著性特征部位。在只分析中文正文的情况下,正文全部内容都被被试者阅读或凝视,说明解说正文文字数量适中、难易程度合适。解说正文部分的阅读模式呈现从左到右,从上到下依次递减的规律。

3.2 知识检测结果分析

知识检测部分针对每块解说牌设置一道与其内容相关知识检测题,题型均为单选题,题目难度设置偏中低等,答题需根据眼动实验中浏览的图片内容进行单项选择,回答完毕之后点击“finished”方可进入下一题。根据检测结果可知(见表5),动物解说正确率为83%,地质解说正确率为100%,植物解说正确率为97%,气象解说正确率为87%。总体检测结果正确率均在80%以上,说明黄山生态知识类解说牌的效用较高,能起到良好的环境教育效果。

图5 所有被试者浏览动物解说牌热力图

解说类型检测题目答对人数正确率动物解说以下对“大灵猫”的描述,正确的是2583%地质解说什么是“X型节理”30100%植物解说“黄山木兰”属于2997%气象解说关于黄山的“云海”,以下说法正确的是2687%

3.3 主观评价结果分析

关于受众对不同类型解说牌偏好程度及解说牌整体满意度的评价,本实验采取主观评价问卷的方式,对所有浏览过解说牌的被试者进行调查,结果显示,最受关注的生态知识解说类型是气象类,其次是动物类,最不受关注的是植物类;对黄山风景区环境解说牌总体满意度的评价,基本满意及以上评价的人数占87%左右(见表6),说明黄山风景区环境解说牌整体满意度较高。问卷分析结果与上述眼动指标分析结果显示较为吻合,也进一步验证了本实验设计的客观性、科学性和合理性。

表6 主观评价结果统计表(N=30)

4 结论与展望

4.1 结论与建议

环境解说牌是环境解说和环境教育过程中重要的直接教育工具和间接管理工具。解说牌内容构建的合理性直接影响解说的有效性。本文首先通过眼动指标数据分析被试者对不同解说知识类型、不同解说内容元素关注程度的差异性;其次通过眼动可视化数据分析被试者的首次关注点、浏览模式和关注程度。在此基础上,结合解说知识检测和主观评价问卷,采用定性分析和定量分析相结合的方法,对黄山风景区环境解说展示效用进行了客观评价。根据实验结果,可得出如下结论及建议:

(1) 解说主题对解说效用影响较大。在环境解说中,植物类解说较为常见且相对枯燥,可能导致受众对该类解说产生视觉疲劳,因此解说关注度不高。而本实验中由于黄山特殊的气候条件,使得气象类解说在黄山风景区中显得独具特色,因此关注度相对较高。由此可见,解说主题的确立关乎整个解说规划的成功与否,解说规划过程中应从解说总主题、次主题、分主题等3个甚至多个层级入手,对解说内容进行系统归纳和分类,挑选具有解说需求和解说特色的解说对象进行解说;此外,部分解说对象可以进行归类,同一类别的解说对象在容量允许的条件下可排版于同一个解说牌中进行展示。

(2) 解说正文是解说牌的解说主体,同时也是解说牌内容中最重要的部分。在解说设计过程中,不能一味地追求吸引力而忽略解说主体,过多使用表格和图片来代替正文内容。此外,在实验过程中我们还发现,只有少部分的受众会认真阅读正文内容,而大部分受众只是快速浏览解说牌内容。因此,在解说文字的提炼过程中,首先要做到层次清晰、词汇适中、句子短小精炼;其次,还应该注意将解说内容凝练到故事中,用讲故事的形式带领受众走入解说内容的领域,这样不仅促使受众产生继续阅读的兴趣,而且从故事中学到的相关知识能使受众记忆更加深刻。

(3) 解说标题在整个解说牌版面中起到“一秒吸睛”的作用,并且影响受众作出判断——是否继续阅读。在被试者的首要关注分析中,我们发现被试者的首次有效注视主要集中于解说标题和解说正文的起始部分。这意味着,最先吸引受众的内容是解说标题,受众通过第一眼扫描标题来决定是否继续浏览或阅读。因此,在解说标题的设计中,最重要的是确保标题在准确的前提下最大限度地吸引游客的注意力。

(4) 文字排版“横宽式”不如“纵窄式”阅读效果好。通过对本实验热力图进一步分析可知,解说正文部分阅读模式呈现从左到右,从上到下依次递减的规律。研究发现,最常见的浏览方式大致呈“F”型,即水平方向的浏览通常覆盖了解说牌顶部的主要内容区域,向下并再次沿水平方向浏览,垂直方向沿正文区域左侧向下浏览。因此,在解说牌设计过程中,在版面允许的情况下,应尽可能地采用“纵窄式”的文字排版方式,这样更有利于受众的浏览和阅读。

(5) 黄山风景区环境解说牌的综合效用基本能满足受众的需求,但仍有较大的改进空间。解说牌设计风格单一,解说文字过于学术,缺乏通俗性和趣味性,解说内容不具吸引力等问题,需要进一步优化和提升。此外,风景区内知识解说类牌示种类较少,主题不突出,需要更深入地对景区资源进行分析,确定合理的解说主题,设计更加高效的解说牌,进一步提升受众体验。

4.2 讨论

由于固定式眼动仪的数据记录被限制只能通过电脑来采集,实验中所用实验材料是解说牌图片的电脑投影,严格来说,这种版面的投影与真实解说牌在阅读上或许存在差异,有待进一步通过实验来加以研究和确认。

从未来研究趋势上看,眼动跟踪研究已广泛应用于众多领域,但在有效性评价与生态学设计方面还涉及较少。应用眼动追踪技术将游客对解说牌的认知情况进行定量标示,通过数据定量化增强解说有效性评价测试结果以提高游客体验,势必在解说牌的设计和应用领域,在受众对解说系统的体验和感知领域中得到更多的认可和关注,眼动跟踪也将成为解说有效性研究领域中一种不可替代的方式和手段。