0. 概述

很多印刷品是以两种颜色出现的，象本书一样，白纸上印有黑色的文字。计算机屏幕则有所不同，它可以提供多种颜色的不同组合，不同的系统可能有不同的配置，但多数计算机都可以提供上万种不同深度的颜色供用户选择。由此而产生的问题是设计者往往难以预料所设计的学习材料在用户的计算机上使用时，其颜色将会发生什么样的变化，因为这跟用户显示器的类型及其配置有很大的关系。

计算机屏幕上的颜色是通过视觉显示器里的三个显象管产生的，这三个显象管分别是红色、兰色和绿色。屏幕的里面还配有三个相应的磷光体，它们以三个点或三条线的形式组合起来，一个点或一条线代表一种颜色。三种电子光束由“影罩”投射到相应的磷光点或磷光线上，影罩是一个薄薄的金属片，上有很多细小的孔。计算机上的颜色就是由这三种基本的颜色以及电子光束的不同强度组成的。

计算机上的颜色是由颜色的最小单位像素组成的，每个像素都是由红、兰、绿三种不同颜色的不同深度组合而成。事实上，这些不同的颜色是由排列成三角状态的磷光图案组合而成的，每个磷光图案在屏幕上反映成一点，组成屏幕的这些三角图案越多，计算机显示的清晰度越高。

连续两个三角图案之间的距离称为点距，这个数值越小说明计算机显示器的效果越好。比较典型的点距有0.31毫米和0.28毫米，有的甚至更小，后者显示更清晰。当然，计算机显示器的构成要更加复杂，不仅仅是屏幕上磷光的安排，这些数据也不能作为显示效果的唯一依据。

设计计算机辅助学习材料的目的是让学员学有所得，颜色可以用来帮助突出所显示信息的关系、反映不同的条件或状态，以加强显示的布局和效果。有效成功地利用颜色的关键是理解用户对不同的显示效果的不同感受，但是遗憾的是，设计人员在设计计算机屏幕信息显示时的主要依据是他们的主观感觉和设计经验，而不是完善的实际原理。

巴克（1987）指出，“关于字母数字显示和高清晰度图象系统中如何以最佳的方式方法来利用颜色我们还有很多需要学习的地方。”

1. 颜色与学习

计算机辅助学习材料的设计人员必须考虑颜色对学员的影响。一些研究人员研究发现，学生更加喜欢以黑白二色显示的材料（卡兹曼和奈恩修斯，1972；多那修，1973），而杰克逊、迈克多那和福里门（1994）则提出用户更容易对彩色显示留下深刻的印象。即使是用户真的喜欢彩色显示也并不能充分说明彩色就一定有助于学习。戴茜（1981）曾提到学习的三大要素：
1． 获得主要展示材料信息；
2． 获得次要展示材料信息；
3． 理解并掌握所学材料内容。
主要材料指作者努力向学员介绍并要求学员理解掌握的主要内容，所有其它辅助性的内容皆属于次要材料。学习材料设计人员最为关注的是学员对主要材料的学习。

很多研究人员发现颜色对主要材料的学习并没有重大的帮助。堪那尔和罗森斯坦恩（1961）比较研究了彩色电视和黑白电视教学对学生的影响，结果发现这两种媒体在影响学习方面没有太大的区别。卡兹曼和奈恩修斯（1972）在学习材料的标题、字幕、标签等上运用了不同的颜色，结果也没有发现学生对主要材料的学习有什么特别的进步，在将彩色显示和黑白显示的材料对比时，他们发现颜色有助于学生回忆所学内容，但是也有人得出正好相反的结论（斯堪伦，1967）。

枢特（1980）和梵德米尔（1954）都研究比较了颜色在教学影片中的影响。梵德米尔（1954）在受试者一看完电影后马上对他们进行了测试，然后隔六周又进行了第二次测试，测试的形式有口头的、也有书面的。结果发现，颜色对短期的学习似乎没有明显的作用，但是，却有助于帮助学生较长时间地记忆所学材料。枢特（1980）也指出，“颜色的利用也许对保持较长时间的记忆是有帮助的”。

这些研究结果表明了两点：第一、用户是喜欢使用彩色材料的；第二、颜色有助于学生对学习材料保持较长时间的记忆。除此之外，我们仍然看不出颜色对计算机辅助学习材料究竟有什么作用。也许，这一点可以从受试的对象和所使用媒体的多样性来解释。这些实验中的受试对象的构成都比较复杂，层次差别较大；同时，使用的媒体又有所不同，有电影、35毫米幻灯片，也有电视等其它手段。这些诸多不同也许是导致不同结果的原因，未来这方面的研究工作需要综合考虑更多的因素。

2. 颜色生理学

任何人只要花点时间玩过计算机游戏，就会清楚颜色和图象的魅力，一般来说，第一反应都是很好的。但是，当游戏进行一会儿之后，也许你就会产生疑问了，甚至会开始改变你的看法。那些影子是怎么回事？那只飞船究竟是兰色的还是紫色的？

从潜在的功能来说，颜色是一个非常强而有力的设计工具，但是它也很容易被误用、甚至滥用。在很多游戏和教育软件中常常可以看到，颜色仅仅被当作一种摆设、一种花样而被利用。在计算机辅助学习材料中，必须正确利用颜色以帮助学习，而避免使其成为学习的障碍。为了全面理解颜色的用途，我们必须了解视觉系统是如何工作的。

光线通过视网膜上被称为视锥细胞和视杆细胞的一些敏感的视觉细胞进入眼睛，这些细胞各有不同的功能。视杆细胞对低度光亮发生视觉反应，产生不同深度的灰色，但是没有任何其它颜色。视杆细胞对兰色光线特别敏感，大约需要30分钟才能完全适应其亮度的变化。而视锥细胞则对高度光亮发生视觉反应，产生出各种不同的颜色和细节。视锥细胞对红色、绿色和兰色光线都很敏感，大约需要7分钟的时间来完全适应其亮度的变化。接收兰色光线的细胞远不如接收红色光线和绿色光线的细胞那样敏感。

在视网膜中心附近有一个很小的凹下去的地方叫作中央凹，在这里，光线可以不受任何阻碍地直接到达遍布其上的锥体，而这些锥体的作用就是产生清晰细致的图象。视网窝上锥体的密度最大，由此向外，锥体逐渐减少，而在视网膜的边缘，柱体的密度最大。这就导致了图象清晰度由中心向边缘逐渐减弱，由中心向外，先是红色和绿色越来越难以感觉得到，紧接着是黄色和兰色，在视网膜的最边缘则只能感觉到黑色、白色和不同深度的灰色。

当今的颜色视觉理论是建立在杜瑞特和特莱左那（1982）的对应视觉反应机制之上的。他们提出有三组对应的视觉反应体系，即兰色—黄色、绿色—红色、黑色—白色。他们认为，在相同亮度的条件下，红色和绿色在一起时是很难看得到的，因为这种视觉效果是由同一体系中相对应的一组颜色的不同反应而引起的。如果将这种理论运用到计算机辅助学习材料的设计中，可以看出，在设计电子文本和图象时应该尽量避免一起使用对应组中的颜色，如应该避免下列颜色组合：在兰色的背景上显示黄色的文字或绿色的背景上显示红色的文字，这些组合会在屏幕上产生影子的效果，并在视觉移开后仍然保留短暂的滞后的影像。

人们常说的感觉到颜色是三个相关因素交互影响的过程，这三个因素包括色调、亮度和色饱和度（康恩斯威特，1970；威泽奇和斯泰里斯（1976）。色调就是通常人们所说的颜色，红色和绿色属于两种不同的色调。亮度跟抵达视网膜上的光线的强度是紧密相关的，光线越强，颜色显示就越亮。同时，视网膜对光谱中颜色的波长也很敏感，黄色在感觉上总是最亮的颜色，而红色和兰色则是最不亮的颜色。色饱和度随着白色光线的增加而减少，因为白光可以减少色调和亮度之间的互相反应。例如，完全饱和的红色在增加白光之后会成为粉红色，但是在进行描述时可能仍然会说“呈红色，饱和度较低”。

另一重要因素是对比，即前景与背景之间亮度的对比。简而言之，对比度越大，显示的可读性越强，这样，黑色背景上红色的显示就没有黑色背景上黄色的显示更容易阅读。图象显示也是如此，对比度越大，显示越清晰；对比度越小，图象的细节就越难以看清楚。

在决定如何运用颜色时必须考虑到的关键因素是8%的男性和0.04%的女性患有色盲症（克罗帕和伊万斯，1968），也就是说，这些人的色觉有一定的缺陷，是感觉不到某些颜色的。也许初看起来，这个问题很严重，但是通过颜色和图形的一起使用，色盲患者会得到一定的弥补的。从设计者的角度来说，可能需要付出的代价就是同时使用颜色和图形这两种方案，而不是简单地用颜色来达到显示效果，这样设计成本和周期就会增加。图利斯（1981）在黑白显示中利用图形而不是颜色来帮助显示达到与彩色显示相同的效果。

3. 文献评论

对学习材料中颜色的运用有一系列的研究（克里斯蒂，1975；杜耶尔和兰巴斯基，1983；派特和威尔逊，1996；鲁德尼克等，1973）。总的来说，他们都集中于各种媒体，而不是单独研究计算机辅助学习材料里颜色的运用，这些研究涉及投影、幻灯、练习册、胶片和电视等多种媒体手段中运用颜色的有效性。

研究视觉显示的实验大都集中于飞行仪器显示和图文电视等，只有极少数研究计算机屏幕显示的（杜瑞特和斯蒂枚尔，1987）。这里，我们将考虑计算机辅助学习材料和其它媒体里颜色的运用，尤其是如何运用颜色来帮助学习和理解。对其它媒体的研究结果也许可以运用到计算机学习材料。

克里斯蒂（1975）比较研究了发表于1952年到1973年的42个研究报告，旨在通过大量的分析比较研究颜色和不用颜色进行标注的不同效果。他的总的研究结果是，在某些具体的条件下，颜色是有助于受试者的行为表现的，但是在另一些条件下则适得其反。克里斯蒂（1975）的研究为我们提供了如下三个值得鉴戒的提示：
- 当有选择地运用颜色将注意力吸引到新鲜材料时，对新鲜材料的学习效果会有所增加；
- 太多的颜色并不能吸引注意力，也不能提高学习效果；
- 彩色图案比黑白图案记忆得更准确。

克里斯蒂（1975）的研究集中于受试者主要是初级阶段的实验，实验中只完成一个简单的任务。在利用计算机辅助学习材料时，学生们往往也只是第一次使用，通常一次也只是集中于一个问题或问题的一个方面。因此，克里斯蒂（1975）的研究结果也许是可以运用到这种学习环境中的。

鲁德尼克、珀特和苏伊丹（1973）总结了对教学媒体中（胶片、投影、幻灯和电视）颜色的运用的研究结果，他们发现：
- 频繁地运用颜色并不有助于提高学习效果；
- 颜色有利于突出显示学习线索；
- 如果不加区别地运用颜色会使注意力从重要的学习线索上分散开；
- 一般来说学生喜欢彩色的学习材料。

克里斯蒂（1975）和鲁德尼克、珀特和苏伊丹（1973）的这两个总结性的研究基本上得出了相同的结果，近年来的一些研究也持类似的看法。

舒特（1979）也持有类似的观点，他认为，滥用颜色并不比黑白材料更有助于学习。哈特法和泰帕（1988）比较了三个40分钟的计算机辅助几何课的教学效果，课程的内容完全一样，都是一些几何概念。唯一的区别只是三种表现形式在颜色的运用上有所不同。第一种以黑白显示；第二种利用颜色为主要信息提供功能性的提示；第三种则随便乱用了一些颜色。在实验时，他们将109个中学生随意分成三组，在实验前后分别对他们进行了测试。测试的结果表明，运用第二种显示形式的学生在实验后立即进行的测验和一个月后的再次测验中都比其它两组学生表现得好。利用颜色进行提示比黑白显示和不加控制的利用颜色都更加有助于学习，利用黑白显示和随意加色的两组学生之间没有明显的区别。

还有一些研究人员（杜耶尔和兰巴斯基，1983；舒特，1979；翰那芬，1985）也支持这种观点，他们认为，利用颜色对主要概念进行提示时会极大地有助于学习。舒特（1979）指出，颜色用来作提示工具时可以促进学生对学习任务的重新组织和结构。翰那芬（1985）解释道，在整个学习过程中，颜色可以吸引并抓住学生的注意力，因此而促进学习，因为足够的注意力是学生处理计算机所显示信息的基本的先决条件。

堪那（1968）分析了电视学习材料里颜色的作用，他总结道，随着所使用颜色数目的不断增加，颜色用来提示主要信息的功能在逐渐减少。舒特（1979）还指出，颜色有时给学生增加了额外的信息，他们会一下子无法吸收太多的信息，所以有时他们会错过一些信息。

很多研究认为，相比之下，学生更加喜欢彩色的学习材料，而不喜欢黑白显示或单色显示。比克和雷恩（1988）发现，学生认为彩色的计算机辅助学习材料比单色显示的相同材料更具有审美上的价值。杜耶尔和兰巴斯基（1983）在分析比较了大量的研究实验的基础上总结道，在教学媒体中，学生更加喜欢彩色的媒体显示，而不是黑白的显示。

虽然克里斯蒂（1975）和鲁德尼克、珀特和苏伊丹（1973）都没有发现学生对颜色的反应和他们对学习内容的基本学习能力之间有任何关系，但是有些研究人员认为，利用颜色来吸引和维持注意力尤其对那些低资质学员更加重要。阿伦（1975）认为，对低资质学生来说，帮助他们学习的关键是引导他们学习最重要的信息和内容。哈特法和泰帕（1988）发现，在学习利用颜色来突出显示重点内容的计算机辅助学习材料时，低资质学生获益最大。

派特和威尔逊（1996）分析比较了一系列对包括计算机辅助学习材料在内的多种媒体中颜色运用的实验研究，最后突出强调了设计人员理解颜色的作用的重要性以及如何准确地将其运用到自己的设计中的问题。

4． 颜色种类

对很多设计者来说，关键的问题是设计时一次可以利用多少种颜色。一个总的原则是要有节制地运用颜色。那么为什么要提出这种限制呢？原因可能有很多，但是通常往往又缺乏强有力的证据。一个比较有说服力的原因是，短期记忆只能完成5~9个信息（米勒，1957）。短期记忆（又叫工作记忆）的责任是处理环境提供的刺激。利用颜色来传递某种信息时是由有限的工作记忆来处理的。这种解释在一定程度上是合理的，但是在实际设计时也应该谨慎对待。除了颜色之外，设计者可能还需要采取其它的途径，也需要短期记忆来处理。在简单地将颜色进行比较时，人们可能会区分出很多不同的颜色，但是各种颜色如果单独出现时，可能只有少数几个能被辨别出来（德玛斯，1975）。杰克逊、迈克多那和福里曼（1994）提出一个原则，根据眼睛可以辨别的颜色数目，一次显示中只有5~11种颜色可以用来区别不同的信息内容。也有一些人提出不同的看法，如斯密斯（1962）提出最多5种颜色，斯密斯（1963）、斯密斯和托马斯（1964）指出，当不需要强调高度颜色区别时，最多可以使用12种颜色。由此可以看出，界面设计时，可以有5~12种颜色供设计者使用。另一个可能影响可以使用的颜色种类的因素是显示本身的性质。在单独屏幕上显示大量的信息时，颜色也许会是一个有效的区分工具。但是，卡希尔和卡特尔（1976）的观点正好相反，他们认为，显示信息密集时，颜色的种类更应该有所控制。

克拉克（1996）为了调查计算机辅助学习材料里颜色的用途进行了一项实验，他将一个关于学习技巧的学习模块制作了六个不同的版本，每个版本使用了不同种类的颜色，这些版本分别是：
第一版：单色（黑白）；
第二版：5种颜色（红、黑、灰、兰和白）；
第三版：6种颜色（红、黑、兰、绿、白）；
第四版：7种颜色（红、兰绿、黑、兰、绿、洋红、
白）；
第五版：9种颜色（灰、棕、红、兰绿、黑、绿、
洋红、浅兰、黄）；
第六版：11种颜色（灰、棕、红、兰绿、黑、兰、
浅红、绿、洋红、浅兰、黄）；

这些版本中系统地运用颜色来突出显示不同的功能和信息，每个版本都比前一个版本增加了更多的信息提示。这些材料中，颜色的作用在于增加所显示材料的条理性和组织性。实验中的60名受试者是来自劳动就业部的职员和舍费尔德大学的研究生，年龄在16~62岁之间，大多数人集中于20~40岁之间。在对学习模块的操作控制经过同样的熟悉阶段以后，要求每个受试者都完成整个学习材料，在学习过程中要求他们回答一系列的问题以检测他们的理解程度。在完成整个学习模块后，受试者还要填写一份关于自己对这个学习材料的态度的问卷调查表。

在实验中，计算机系统记录下了受试者在学习材料里的路径、每个小部分所花费的时间和总共学习的小节数目。实验结果表明，随着颜色种类的增加，受试者花在每个小部分上的时间也在增加，尤其是第一版与第二版、第四版、和第六版之间的时间相差很大。这种影响表现在多个方面，如菜单、问题或辅导等等。

在前四版（7种颜色）之间，受试者学习过的小节数没有太大的变化，受试者学习后两版时，接触过的小节数明显减少。克拉克（1996）将其解释为两种倾向。在学习第二、三、四版时，材料中只运用了七种以下颜色，用户的反应是积极的。这可以从受试者用了更多的时间上看得出来，这里，颜色激发了受试者的学习兴趣，使他们在每个小节上花费了更长的时间。但是，受试者对多于七种颜色的后两个版本的反应则明显不同，材料显得更加难以理解。由于太多的颜色把用户弄得眼花缭乱，他们花在每个小节上的时间变得更长，材料也变得更加难以理解，受试者接触浏览过的节数也变地越少。

实验后的问卷调查发现，受试者认为少于七种颜色的版本中的颜色太少，而多于七种颜色的版本中的颜色又太多。他们认为，七种颜色的版本正好合适。这个实验的结果为我们设计计算机辅助学习材料时利用颜色提供了有益的鉴戒。

5. 突出显示与显示密度

很多研究已经分析了运用颜色来突出显示信息的作用。总的来说，大多数研究都采取了利用受试者进行测试的形式，要求受试者从不同显示密度、不同颜色提示和不同图形提示的信息和材料中辨别指定的内容。史密斯（1962）要求受试者从一系列不同密度的显示中寻找特定的内容，所用材料中运用了5种颜色。实验结果表明，随着密度的增加，查寻信息所用的时间也有所增加。跟单色显示相比，如果受试者事先知道突出显示某种信息的颜色，查寻时间就会大幅度地减少；相反，如果不知道突出显示所用的颜色，两种显示方式之间在所用的时间上就没有什么大的区别。这一发现很重要，它说明在计算机辅助学习材料中，颜色的运用应该始终是前后一致的（比如，红色用来显示关键点，绿色用来显示例句等）。

史密斯（1963）进行了另一项类似的实验，这一次他结合了颜色和图形这两种提示方法，并与黑白显示进行了比较。要求受试者完成一个搜索任务并给搜索到的内容记数，实验结果再次说明，搜寻信息所用的时间随着密度的增加而增加。另外，跟黑白显示相比，颜色和图形的结合运用使出错率降低了76%，搜索时间减少了65%。史密斯和托马斯（1964）还比较了颜色提示和图形提示这两种信息提示方式的作用，发现颜色提示比图形提示更准确、更快捷。跟前两次实验相同的是，密度的增加延长了搜索时间、也增加了出错率。以上介绍的实验中用了不同的信息显示密度，如：20、40、60、80、100个搜索目标。

卡希尔和卡特尔（1976）在实验中用的颜色比史密斯和托马斯（1964）的5种要多，也用了不同的显示密度。他们发现，在显示密度较低的时候，如10~30个目标，受试者的表现不受影响，但是随着显示密度的增加，如40~50个目标。受试者的表现则受到了明显的影响。随着信息密度的增加，搜索时间呈直线上升；搜索时间也随着所用颜色种类的增加而增加。

虽然上述研究人员的主要出发点不是研究计算机辅助学习材料的界面设计，而是视觉显示信息的识别，但是，从他们的研究中也可以发现如下对计算机辅助学习材料界面设计有指导意义的鉴戒，即下面几点：
1．随着显示密度的增加，识别信息的难度也在增加；
2．跟图形突出显示或不加突出显示相比，颜色突出显示信息时更加有效；
3．随着颜色种类的增加，识别信息的难度也会增加；
4．颜色种类和显示密度之间存在一个成反比的关系。为了维持用户的表现水平，材料中使用较多颜色种类时，显示密度应该偏低；相反，颜色种类较少时，信息显示密度应该较高。
5．颜色的功能性用途应该始终保持一致。

以上几点对利用复杂的控制系统的虚拟场景的设计尤为重要。杰克逊、迈克多那和福里曼（1994）对如何突出显示信息提出如下原则：
- 利用7~11种颜色；
- 不能滥用颜色；
- 相近的信息应该组合在一起；
- 尽量使用跟所显示的信息相关的颜色；
- 始终保持一致。
有很多研究都支持这一看法。

研究人员比较了突出显示信息的一些不同方法，研究发现利用颜色来突出显示信息时会减少搜索信息的时间，但是其它手段都达不到同样的结果。甘鲍（1985）要求受试者从五个数字中寻找一个特定的数字，除了利用颜色来突出显示外，他还使用了另外三种不同的突出显示信息的手段：慢镜头录像、加框和闪烁。在50%的显示里，这一特定的数字是突出显示的，而在另外的50%里，突出显示的是一个错误的数字。这次研究结果发现，受试者使用其它三种突出显示目的数字时的平均搜索时间比使用颜色来突出显示时的搜索时间要长一些，也就是说前者的搜索速度要比后者的搜索速度慢。有趣的是，为什么会存在这种区别呢？也许，利用慢镜头录像、加框和闪烁来突出显示不如利用颜色来突出显示更有利于为用户提供提示作用。

费舍尔和潭恩（1989）指出，利用加框和慢镜头录像突出显示时由于它们的掩盖作用而延长了识别显示的时间。加框和慢镜头录像部分地掩盖了需要区别显示的数字，跟没加任何突出显示的数字相比，这种处理延缓了识别的过程。闪烁的数字只是在一半的周期里有明显显示，而在另一半的周期里是没有突出显示的效果的。这样，这些手段都延缓了搜索和识别需要突出显示的数字。相反，利用颜色来突出显示信息时，突出显示的部分似乎有强有力的吸引力。费舍尔和潭恩（1989）比较了利用颜色来突出显示和利用慢镜头录像、闪烁来突出显示以及没有任何突出效果的显示之间的不同效果，结果发现，受试者识别利用颜色突出显示目标比其它手段要快得多。潭恩（1987）在另一个相关的实验里发现，加框突出显示也会造成同样的延迟作用。

6. 字体颜色与显示

为了调查字体颜色与突出显示对用户的影响，凯理（1988）进行了一项实验。受试者都是来自哥伦巴斯州区立学院的学生，有51名男生、52名女生，平均年龄是26岁。他们都在学习该学院的一门计算机入门课。

受试者的任务是学习关于dBase II软件的一个计算机辅助培训课程，课程的内容是相同的，但是学习材料有四个不同的版本。凯理随意将学生分成四组，每组学生学习一个版本。大家共同在同一个计算机实验室里使用相同的计算机来进行这项实验。

课程的第一版全用绿色显示文字，第二版在此基础上使用了白色来突出显示关键词语。第三版增加了另外两种颜色：dBase数据和例证用黄色显示、状态栏用灰色显示。第三版跟当时计算机辅助学习材料设计界认可的原则是一致的：设计时不多于四种颜色，这些颜色的用法应该始终保持一致（费欧拉和德博鲁（1988）。第四版随意地用了十四种颜色。这样，这四个版本在背景颜色相同的前提下，分别用了1、2、4和14种颜色来显示文字。

凯理记录下了学生在课程中间和课程结束时的表现、以及完成这个学习材料所用的时间。同时，受试者还完成了一个问卷调查表，以便确当2他们对这四个版本学习材料的不同态度。实验结果表明，四组学生的学习表现方面不存在大的区别。四组学生学习过程中间的成绩分别是：第一组63%，第二组 60%，第三组 62%，第四组 60%。课程结束后的测试结果之间的区别更小：第二、三和四组都是57%，第一组是55%。四组学生完成学习材料所用的时间长短差别也不是很大，第四组的平均时间为36分种，第三组为3分钟。凯理（1988）由此得出的结论是：随意使用颜色和精心策划而使用颜色都不会对学生的学习产生直接的影响。

但是，有趣的是，仔细分析凯理对受试者的调查问卷表（表6）就会发现，他们对这四种版本学习材料的态度是存在明显区别的，尤其是对“学习材料是否引起视觉疲劳、分散注意力”这一问题的看法。受试者的反映说明，利用十四种文字颜色的第四版学习材料引起了视觉疲劳，还分散注意力；而使用四种文字颜色的的第三版既没有引起视觉疲劳，也没有分散注意力。

表6. 文字颜色、突出显示与学生态度百分比（凯理，1988）

这项研究虽然提供了一些有益的见解，但是仍然有许多疑问急待解决。从四种颜色到十四种颜色，这是一个很大的跨度，很难看出五到十三种颜色会产生什么样的影响。第四版中随意使用了十四种颜色，没有任何系统化的考虑，所以也很难看出，系统一致地使用很多颜色是否会影响学习效果。另外，实验中用了同样的背景颜色，针对不同的文字颜色，背景色是否也应该相应地变化呢？实验中，四个版本都以绿色文字显示为主，其它颜色的文字会不会影响学生的学习表现和态度呢？确定文字颜色和突出显示的作用时有其它因素需要考虑，上述实验只涉及了其中的部分因素，得出的主要结论是：用户感觉学习材料随意使用过多的颜色会引起视觉疲劳、并分散学习注意力；而坚持一致地使用四种颜色时既不产生视觉疲劳、也不分散学习注意力。

7. 前景与背景色

计算机屏幕上的颜色是由显示器电子枪产生的三原色（红、兰、绿）组合而成的，如果电子枪对焦不准确就会导致文字颜色不很明显。正因为如此，有的研究人员建议，文字应该局限于这三原色，因为他们只需要一个电子枪就能产生。伊萨克（1987）指出，计算机辅助学习材料里文字应该选用单色调的颜色，这样，看上去就会比几个电子显像管同时产生的文字颜色清晰得多。高德等人（1987）研究调查了计算机上阅读速度降低的原因，总的说来，得出了跟伊萨克相同的结论。

由于计算机运用红色、蓝色和绿色这三原色，文字颜色也应该局限于这三种。不过，也有许多不同的看法。雷诺德（1980）提出，在黑色的背景上，白色、黄色、蓝绿色和绿色的文字（以此顺序）是最容易阅读，而品红色、红色和蓝色是最不易阅读。这种观点仅仅是建立在光亮（亮度）的基础上的。视觉在白色光和绿色光的条件下最为清楚，而在红色光和蓝色光的条件下是最差的。如果结合起来看，我们是不是应该认为，黑色的背景上应该坚持使用绿色的文字。伊萨克（1987）则认为，在显示器的配置比较合理的前提下，黑色的背景上显示白色、黄色和蓝绿色的文字也可能比较容易阅读。

雷诺德（1980）提出，不宜使用彩色的文字背景，但是他没有说明任何理由。伊萨克（1987）提出了一个比较通用的原则，他说，文字颜色和背景颜色的最大反差就是选择运用颜色时的基本准则。很多计算机辅助学习材料设计权威人士都支持这一观点。费欧拉和德布鲁丝（1988）坚持认为，“文字与背景的颜色对比度越大，文字显示的可读性就越强”。通过例证，他们发现，黄色或白色文字在灰色背景上的可读性比较高，而灰色文字在黄色背景上就减少了颜色反差，也降低了文字的可读性。他们认为最佳的颜色组合有：黑色背景上白色文字、深灰色背景上白色文字、深蓝色背景上白色文字、浅灰色背景上深蓝色文字、浅灰色背景上黑色文字、深灰色背景上黑色文字。杰克逊、迈克多纳和福里蒙（1994）建议文字和背景的颜色反差度为1:5。伊萨克（1987）还提出了另外一个通用的原则：在为突出显示、文字和背景等选择颜色时要尽量避免运用那些暖色调的颜色。他所谓的“暖色调”指屏幕上显示时比较活跃的颜色，如：粉红色和紫红色。伊萨克认为，这些颜色容易分散用户的注意力、降低文字的可读性。计算机辅助学习材料里颜色应该互相补充，而不是互不相容。

研究人员对最佳的背景颜色也提出了一些看法。斯诺堡（1973）和斯达特（1989）认为白色和黄色是最有效的背景颜色。杰克逊、迈克多纳和福里蒙（1994）则认为，为了确保文字的可读性，背景颜色最好是简单的白色、黑色或灰色。但是，他们也承认，有时为了突出显示某一重要的信息，设计人员可能不得不多少牺牲一些可读性而运用其它的颜色。

文字的颜色可以有许多不同的功能。设计者可以利用它来达到很多不同的目的，如：吸引用户的注意力、强调某些关键点、链接不同的信息、增加材料的兴趣等。凯雷（1988）的实验结果证明，用户很不喜欢不加控制地滥用文字颜色的学习材料。学生对系统地运用四种文字颜色的学习材料最感兴趣。

8. 对颜色的喜好

很多研究报告探讨了用户对学习材料里颜色的喜好，这些研究涉及多种媒体，如：纸张、幻灯片，电视、计算机等。由于研究人员采取了各不相同的研究方法，因此很难、也不应该将这些研究结果简单地加以概括。

雷德和威克斯（1988）进行了一项实验，旨在研究年龄在3~6岁之间的小孩在使用BBC计算机时对颜色的偏好。实验中一共测试了243个小孩，其中有122个男孩和121个女孩。孩子们进行的是一项视觉测验，从众多的图形中选择规定的图形。一共有五种图形：正方形、长方形、三角形、风筝和星星，每种图形都有两种不同的大小。

实验进行了两个阶段。首先，孩子们在统一标准的计算机黑色屏幕上看到所有十个图形，然后将每两个相同的图形选择出来。这部分实验的目的是为了确定这些不同大小的图形是否影响孩子们的选择。在实验的第二个阶段，孩子们看到八个不同颜色背景的屏幕，每个屏幕上随意显示着一些图形，而且这些图形的颜色也是随意的，只有两个相同图形的颜色是相同的。这样，影响孩子们做出选择的唯一因素就是颜色。表7表明了这次实验的结果。

表7. 孩子们对颜色的喜好（雷德和威克斯，1988）

这次实验发现，孩子们有八种最喜欢的颜色组合和11种不适应的颜色组合，还有37种比较中性的颜色组合。这个实验跟尼尔森等人（1983）在瑞典所做的实验基本相似，后者的实验也是为了确定年龄在20~30岁之间的人们对颜色组合的不同看法。尼尔森等人（1983）的实验结果表明，受试者有2种最喜欢的颜色组合、6种不适应的颜色组合和41种比较中性的颜色组合。除了一些小的区别外，两次实验的结果基本上是一致的。看来，年龄上的区别并没有对受试者对颜色的取舍产生明显的影响。不过，早期的研究资料中也有对颜色的爱好随着年龄的增加或其它因素的变化而发生变化的说明。

研究人员们总结道，对颜色的取舍决不仅仅是个人兴趣或主观随意的问题，需要进行更多大量的实验研究。也许，了解更多不同的实验研究会对具体的设计工作有所帮助。对计算机辅助学习材料的设计人员来说，最普通的一个原则就是前景色与背景色之间要保持最大的反差，这样才能最大程度地保持计算机辅助学习材料的可读性。雷诺德（1980）指出，对比度是在计算机上运用颜色时最为关键的因素。 为了帮助设计人员确定对比度的大小，她指出运用颜色的不同亮度（白色100%的亮度、红色30%、蓝色11%、绿色59%）的设计思想。如果将雷诺德（1980）的设计思想与雷德和威克斯（1988）的实验结果相比较就会发现，后者的实验中孩子们对颜色的喜好与颜色的对比度（表8）之间不是完全一致的。孩子们喜欢的蓝黑颜色组合的对比度只有11%；而在不适应的颜色组合中有黑黄组合，这种组合的对比度高达89%。

表8. 孩子们对颜色的喜好与对比度
（根据雷德和威克斯（1988））

为了测量颜色的反向对比对用户使用计算机时的影响, 保尔和卡瓦牛斯(1980)进行了一项实验，他们运用两种颜色显示的方式，一种是在深色背景上显示浅色的文字，另一种是在浅色背景上显示深色的文字。23个受试者的年龄在23~47岁之间，视力均属正常。实验要求受试者在计算机屏幕上显示的文字中找出拼写错误的单词，这是一种常见的练习形式。

实验结果表明，浅色的背景上使用深色的文字时极大地降低了受试者的出错率，也减少了受试者完成任务所用的时间。针对问卷中对颜色的爱好的问题，22名受试者回答说他们喜欢在浅色的背景上阅读深色的文字，这样，文字读起来要相对容易一些；而深色背景上浅色的文字阅读起来则要费力得多，也很不舒服。

表9. 用户对颜色的喜好（根据派特和威尔森（1996））

雷德和威克斯（1988）的实验结果也部分地支持保尔和卡瓦牛斯 (1980) 的观念，即用户喜欢在黄色背景上阅读黑色文字（浅色背景深色文字），而黑色背景上黄色的文字（深色背景浅色文字）则被认为是不适应的。这些研究为我们理解用户对颜色的取舍提供了一定的实验基础，但是用户对颜色的不同态度跟他们具体的学习材料、学习效果之间的关系仍然不是很清楚的。

派特和威尔森（1996）分析比较了众多有关计算机辅助学习材料里颜色的运用的研究，表9表明了他们的分析结果。从以上分析可以看出，虽然很难清楚地说明用户究竟喜欢什么样的颜色组合，但是不同的用户对颜色确实是有不同的偏好的。因此，在设计有效的计算机辅助学习材料时，设计人员必须对颜色的运用给予充分的重视，既不能不加选择地滥用颜色，也不能随意地将颜色组合在一起。

9. 小结

为了方便读者参考使用，本章特别列出了以下原则或看法，目的是供大家设计计算机辅助学习材料时有所鉴戒。需要说明的是这些原则是各个单独研究结果的汇总，而缺乏共同的理论基础和必然的逻辑关系。由于各条原则之间的关系尚不很清楚，在使用过程中，读者需要有选择地加以应用，切不可生搬硬套，设计时必须充分考虑运用颜色所要达到的功能和目的、用户的具体特点、学习任务的性质以及整个学习材料的学习目的等诸多因素。

- 相比之下，用户更加喜欢彩色的、而不是黑白的学习材料；
- 用户使用彩色和黑白的学习材料时的学习效果基本上是一致的；
- 用户往往对彩色的学习材料给予较高的评价；
- 避免不相匹配的颜色组合；
- 文字中滥用颜色时是很容易引起用户的反感的；
- 用户都比较喜欢系统化地运用颜色的学习材料；
- 为了确保文字的可读性，可以最大限度地增加文字颜色和背景颜色的反差；
- 短期记忆只局限于5~9种颜色；
- 在界面设计时可以利用5~12种颜色；
- 为了增加用户对学习材料的兴趣，最多只能使用7种颜色；
- 超过7种颜色时，会减少用户点击、浏览材料的数量；
- 在视觉边缘区域应该运用白色而不是红色或绿色，因为这些颜色是不容易被看清的；
- 利用图形和颜色两种手段来帮助那些患有色盲的用户；
- 颜色有助于回忆信息；
- 颜色有助于记忆信息；
- 用户对颜色是有不同的喜好的；
- 用户喜欢在浅色的背景上阅读深色的文字；
- 在浅色的背景上阅读深色的文字时用户的出错率较低；
- 在浅色的背景上阅读深色的文字时用户完成任务的速度较高；
- 为了确保文字的可读性，最好只在纯粹单一的背景颜色（如：白色、黑色或灰色）上使用彩色的文字；
- 有选择地利用颜色来吸引用户的注意力时有助于用户的学习；
- 过多地运用颜色会分散用户的注意力，也可能使用户对所学材料混淆不清；
- 彩色学习材料比黑白材料记忆得更加准确；
- 随着显示密度的增加，用户识别信息的难度也会增加；
- 跟图形突出显示或不加突出显示相比，颜色是个更加有效的突出显示的工具；
- 随着颜色种类的增加，用户识别信息的难度也会增加；
- 颜色种类与显示密度之间应该呈反比关系：为了保持用户的操作水平，颜色种类多时，显示密度应该较低；颜色种类少时，就应该有较高的显示密度；
- 颜色的功能性用法应该始终保持一致；
- 不应该滥用颜色；
- 将相互类似的信息组合在一起，运用与信息相关的颜色；
- 为了吸引用户的注意力时，运用颜色比闪烁或慢镜头录象更加有效。

上述看法或原则中有很多是根据计算机以外的其它媒体手段总结出来的，读者在参考使用时需要采取谨慎的态度。不同的媒体间可能需要区别对待。

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