基于光色选择的电子竞技作业空间光环境研究

周钰博，严永红，胡宗光

(重庆大学建筑城规学院，重庆 400045)

引言

电子竞技作为体育项目已经取得了国内外各大官方机构的认可与支持，且在2017年获得国际奥委会官方认可。据统计，2018年中国电子竞技用户规模已达到4.28亿人[1]。

电竞作业与现代电子办公作业的共同点在于都使用视觉显示终端(VDT)作为媒介，但相比于普通电子办公作业如打字绘图等处理相对慢速静态的信息[2-4]，电竞作业处理的则是快速变化的动态信息，其背后的机理也更加复杂，作业者高度依赖视听双通道来快速拾取与分拣信息[5]，反复的视线扫描与高速眼动使眼肌持续紧张，瞬目次数远高于一般的VDT作业[6]，由电竞作业引发的计算机视觉综合征(简称“CVS”)的比例和严重程度都远高于其他VDT作业[7]。因此，与作业者视健康与作业表现高度相关的作业空间光环境应该得到高度重视，但目前关于电竞空间光环境的研究较少且缺乏相关标准进行照明设计指导[8]，各类电竞场所较多为了烘托氛围与塑造夺目视觉效果而偏好采用各种彩色灯光的照明设计[9]。

针对以上情况，本研究以电竞作业空间光环境为研究对象，结合理论研究与问卷调查研对电竞空间光环境现状问题进行分析，并针对具有显著性的光色问题进行模拟实验研究以提出合理的光色选择建议，最后对未来电竞空间光环境研究方向进行预测。

1 前期研究工作

1.1 调查研究

在对重庆市25所电竞场所的实地调研中发现，近40%的调查对象采用红、蓝、紫等彩色灯光以渲染作业氛围。另外，在收到的来自重庆、成都等全国20个城市的72份有关电竞作业光环境偏好网络调查问卷中，认为光色影响作业表现的调查对象占据约20.8%(图1)，且呈现明显的光色偏好差异(图2)，表明光色的影响不容忽视。此外，实地调查结果显示,有12.5%的电竞场所采用蓝紫色灯光，而根据已有研究表明，富蓝光有害人类视健康还会影响人体内分泌从而影响节律[10,11]。而不同光色是否会影响电竞参与者的作业表现以及疲劳状况，都将是此实验研究的内容。

图1 影响电竞作业的光因素占比Fig.1 Percentage of light factors affecting e-sport operations

图2 各偏好光色选择人数Fig.2 Amount of people choosing each preferred light colour

1.2 光色对人影响的理论研究

光色是人类视觉感受中最敏感且活跃的视元素之一，容易引起明显心理变化[12,13]。Rudolf Arnheim也在《色彩论》[14]中提出，色彩会让人产生强烈的情绪反应。电竞作业场景中，光色同样也会影响作业者的情绪并进一步影响其行为表现。Knez等[15]通过初步实验得出，游戏画面中的光色会影响玩家情绪，并进一步影响玩家游戏表现。多数被试者在暖色游戏画面下表现更佳。

2 实验研究

2.1 实验目的

根据前期理论与调查研究可知，光色会影响人的情绪进而影响认知与行为表现，而目前电竞场所彩色灯光应用较普遍，但光色选择并没有特定的规范约束，且根据调研结果，光色是影响电竞作业的重要因素且存在明显偏好差异。综上本研究提出猜想，光色会影响电竞参与者的作业表现与疲劳状态等指标，因此，本次实验将通过对设置的三种不同光色条件下被试者的情绪、心理疲劳、反应力、远近视力、作业绩效等进行量化分析，得出其中关系，从而为将来电竞作业空间光色的选择提供建议。

2.2 实验条件与对象

本实验在重庆大学建筑照明实验室进行，实验全程保持室内全人工照明并采用欧司朗特制LED灯具通过电脑软件精准配光。实验过程中，室内温度保持20～24 ℃、湿度保持在60%～70%、二氧化碳浓度小于900ppm。

本实验选取8名男性参与，年龄在24～26岁之间，色觉正常，矫正视力5.0以上；生活中均有至少一个星期一次电竞活动的习惯，均有过“反恐精英”长期性游戏经历，对此游戏都具备较高且差距较小的游戏熟练度。

2.3 实验设置

实验以光色为唯一自变量，分别在橙色、蓝色、白色3种恒定光下进行，其他光因素、测试指标、游戏竞技类型等皆完全一致。为了适应实验环境和电脑游戏操作，被试均在实验前一天进行1 h游戏体验。实验当天，实验开始前被试需提前30 min进入实验室，熟悉光环境10 min，随后开始实验前的问卷填写与测试，具体内容为：斯坦福困倦量表、BPOMS情绪量表、远近视力测试、注意力测试、思维反应测试，该过程共耗时约18 min。晚上7:00正式开始实验。为了排除因实验时长导致疲劳从而影响实验结果准确性的问题，不同光条件下的三次实验间隔10 min休息，且在每次试验前设置5 min光环境适应时间，具体实验步骤如图3所示，实验过后被试者再次完成相应量表与测试，完成后由测试员收集数据，当天实验结束。隔日共进行三次重复实验。

图3 实验步骤Fig.3 Experimental steps

2.4 实验结果分析

由于原始数据不符合正态分布，因此利用SPSS statistics软件中Wilcoxon符号秩非参数检验法分别对三种光色环境下各类数据进行分析。

2.4.1 心理疲劳分析

该实验心理疲劳测量采用Stanford困倦量表(SSS)进行。由图4～图6可知，就被试实验前后平均情况而言，橙色光条件下波动最小。根据三种光色条件下数据对比分析，正秩值橙色下>正秩值蓝色下>正秩值白色下，可得“心理疲劳”方面，橙色光条件优于蓝色与白色光条件，但该指标在三种条件下实验前后均无显著性差别。

图4 心理疲劳变化(蓝光条件下)Fig.4 Changes in mental fatigue (under blue light conditions)

图5 心理疲劳变化(橙光条件下)Fig.5 Changes in mental fatigue (under Orange light conditions)

图6 心理疲劳变化(白光条件下)Fig.6 Changes in mental fatigue(under white light conditions)

2.4.2 情绪状态分析

情绪状态指标采用BPOMS情绪量表对被试者的进行测试，图7为被试者在三种条件下变化情况，可见蓝色光条件下TMD值变化显著，说明此条件下负面情绪增加。Wilcoxon符号秩检验结果如表1所示，负秩值橙光条件下>负秩值白色光条件下，因此可得“简明情绪”方面，蓝色光环境下最差，橙色光环境略优于白色光环境。

图7 三种光色条件下被试者TMD值变化量Fig.7 Changes in TMD values under the three light colour conditions

表1 数据Wilcoxon符号秩检验结果

2.4.3 注意力分析

本实验采用电脑程序舒尔特方格对被试者的注意力进行测试。三种光色条件下被试者测试用时变化情况如图8所示，Wilcoxon符号秩检验结果如表2所示，可知橙色与白色光条件下均优于蓝色光环境，且橙色光条件下略优于白色光条件下。

2.4.4 游戏成绩分析

实验结束过后，统计三种实验条件下每位被试的平均击杀人数，即游戏成绩，具体数据结果如图9所示。分析可知，蓝色光条件下表现最差，橙色光条件下成绩最佳。

图8 各光色条件下注意测试用时变化Fig.8 Changes in time used of attention test

表2 数据Wilcoxon符号秩检验结果

图9 三种光色环境下被试成绩Fig.9 Performance under the three light colour environments

3 结论

本实验基于不同光色条件下，从生理、心理状态、认知与表现等方面对被试者进行斯坦福困倦量表、BPOMS情绪量表、远近视力测试、注意力测试、思维反应测试并收集各项数据进行科学统计分析，结果如下：

(1)在情绪、心理疲劳、认知能力、作业成绩四方面，橙色光条件下被试表现最优，白色光下次之且在认知能力方面差距不大，蓝光条件下表现最差。由此可知，橙光条件下最有利于避免消极情绪以及缓解心理疲劳，且作业绩效最好。

(2)就生理疲劳而言，在三种不同光色条件实验中排序最后的白光条件下，被试表现最佳，排除了可能因排序最后导致的疲劳影响其实验结果的怀疑，而在最开始的蓝光条件下生理疲劳表现最差。由此可知，白光条件下最有利于缓解视觉等生理疲劳。

(3)将各项同级指标测试结果分别赋予分值：最佳光色环境得3分、其次得2分、最差得1分。综合得分从高到低依次是：橙色光环境为27、白色光环境为24、蓝色光环境为13。由此可知，被试在橙色光环境下表现最佳，其次为得分差距不大的中间色白色光环境，而蓝色光环境下表现最差，且与两者差距较大。由于样本数量等条件限制，之后需更进一步的研究。

4 展望

本研究以电竞作业光环境中光色为出发点进行初步实验研究，还需更进一步研究。此外，在调查研究中还发现照度普遍偏低、电脑显示屏蓝光危害以及照明模式单一等问题，再结合对国内外该领域研究动态及已有研究成果梳理和总结，预测未来电竞空间光环境的研究方向如下：

(1)电竞作业场所较多采用低照度照明，光环境质量均无法满足《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)[16]对于普通VDT作业光环境的要求，不少作业者表示视疲劳严重[17]，需关注光偏好下的低照度光环境是否合理。

(2)不同电竞类型(即游戏类别)所涉及的空间认知与视觉、操作行为特征不尽相同，不同电竞类别的参与者表示有明显的光偏好需求，在此基础上研究与电竞类型相匹配的具体作业光环境也是可能研究的方向之一。

(3)电脑显示屏(VDT)光谱并不安全[18，19]，研究者不仅要关注显示屏蓝光危害因子是否过高[19]，还需高度关注在蓝光危害标准范围内的低剂量是否会造成累积伤害，研究何种蓝光剂量对减轻长波引发视疲劳以及防止近视有积极作用，研究人工光用眼防护中宜屏蔽有害蓝光、保留有益的波长区间[20，21]。