[논문]디스플레이에서 조도와 대비비에 따른 가독성 비교 연구

홍지영; 민장근

doi:10.7236/jiibc.2017.17.4.71

디스플레이에서 조도와 대비비에 따른 가독성 비교 연구
A Comparison of Legibility Based on Illumination Intensity and Contrast Ratio in Displays 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.17 no.4, 2017년, pp.71 - 76

홍지영 (경민대학교 광고홍보제작과) , 민장근 (경민대학교 영상콘텐츠과)

초록
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사물을 분석하고 인지하는 분야에 해당하는 시지각은 시각의 생리학적인 측면과 시각체계의 인지적 측면에 대해 많은 연구가 이루어져 있으며 이를 바탕으로 설립된 시지각 이론이 각 분야별로 다양한 응용 가능성을 모색하고 있는 실정이다. 그러므로 뉴미디어 시대의 대표적 사례물 중 하나인 모바일 디스플레이가 강조되는 가운데, 시지각 연구를 기반으로 하여 보다 효용성 있는 시각적 인지 기반의 비중을 늘려야 한다는 인식이 본 연구의 기본적인 이해이다. 본 연구는 모바일 디스플레이를 대상으로 하여 조도와 배경의 밝기에 따른 가독성 관련 실험을 진행하고 이를 분석하였다. 이를 위해 두 가지 조건에 해당하는 조도의 환경 조건과 기존 모바일 디스플레이에서 가독성 향상 방안으로 제안되는 두 가지 배경의 밝기 조건을 대상으로 하여 가독성 관련 실험을 진행하였다. 본 연구에서 진행된 실험결과를 분석하여 조도와 배경의 밝기에 따른 가독성에 대해 유의미 여부를 정의하고 가독성 향상을 위한 방안을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Visual perception is part of a field of study that examines the analysis and recognition of objects. There have been numerous studies on this topic, including research on the physiological and cognitive aspects of the visual system. Visual perception theory was established through such research efforts and the potential for its application in each field is being investigated. Mobile displays are a representative example of media in the new age. Therefore, this study is based on the understanding that research on visual perception must stress the importance of useful visual cognition. This study used displays to conduct legibility tests based on illumination intensity and contrast ratio. Two conditions relevant to legibility were tested 1) illumination intensity environment and 2) two luminance conditions proposed as measures to improve readability in existing mobile displays. The results of this study were analysed to determine the degree of legibility based on illumination intensity and contrast ratio, and measures for improving legibility were proposed.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

[2] 다시 말해 두 가지 신호에 해당하는 배경의 밝기와 글자의 밝기 상호관계에 따라 서로 간섭을 하며 그 간섭에 의해 인간 시각은 원신호와 다른 신호로 인식하게 된다. 따라서 본 연구에서는 인간의 시지각에 기반을 둔 가독성 관련 연구를 진행하였으며 논문의 구성은 다음과 같다. 제 2장에서는 화질에서 정량적 평가 요인 중 하나인 대비비와 가독성에 대해 정의하고, 제 3장에서는 구체적인 실험 방법을 기술한다.
본 연구는 조도에 따라 배경의 밝기 설정을 다르게 하는 것이 가독성에 영향을 주는가에 대해 알아보고, 휘도 대비와 가독성은 선형관계에 해당하는지 알아보고자 한다. 즉, 조도에 따라 배경의 밝기를 다르게 하는 것이 가독성에 차이가 있는지, 그리고 동일한 조도환경에서 배경의 밝기에 따라 가독성의 차이가 있는지 여부를 알아보고자 한다.
본 연구는 특정한 조도 환경에 따라 배경의 밝기 설정을 다르게 하는 것이 가독성에 영향을 주는가에 대해 알아보고, 대비비와 가독성의 관계에 대해 알아보았다.
본 연구에서는 가독성 중 독해성과 관련하여 조도와 배경의 밝기에 따른 실험을 진행하고 그 차이를 규명하고자 한다.
본 연구는 조도에 따라 배경의 밝기 설정을 다르게 하는 것이 가독성에 영향을 주는가에 대해 알아보고, 휘도 대비와 가독성은 선형관계에 해당하는지 알아보고자 한다. 즉, 조도에 따라 배경의 밝기를 다르게 하는 것이 가독성에 차이가 있는지, 그리고 동일한 조도환경에서 배경의 밝기에 따라 가독성의 차이가 있는지 여부를 알아보고자 한다. 실험에 사용된 디스플레이 특성은 표준 sRGB 색 재현 영역과 매우 흡사한 색 재현율을 나타냈으며 디스플레이 표준 감마인 2.

제안 방법

실험에 참가한 피험자는 30대 5명, 40대 5명으로 구성되었으며 실험에 대한 간략한 설명을 들은 후 모니터와 시선간의 거리를 약 50cm로 고정하였다. 피험자는 충분한 시간을 두고 가독성에 대해 리커르트 스케일(Lickert scale) 5점 척도로 평가하였으며 실험 전 암실과 형광등환경에 각각 적응할 수 있도록 충분한 순응이 이루어진 후 실험을 진행하였다.

대상 데이터

74에 해당한다. 디스플레이는 X-Rite i1 Pro2를 사용하여 D65 환경으로 교정 한 후 실험에 사용 하였다. 실험에 사용된 글자체는 윤고딕 32 포인트로 화면 중앙에 배치하였으며 문장의 길이는 10~20자 내외로 진행 하였다.
디스플레이는 X-Rite i1 Pro2를 사용하여 D65 환경으로 교정 한 후 실험에 사용 하였다. 실험에 사용된 글자체는 윤고딕 32 포인트로 화면 중앙에 배치하였으며 문장의 길이는 10~20자 내외로 진행 하였다. 문장의 길이는 단문으로 구성하여 피험자에게 가독성과 다른 시각적 피로도가 변수로작용되지 않도록 조절하였다.
실험에 참가한 피험자는 30대 5명, 40대 5명으로 구성되었으며 실험에 대한 간략한 설명을 들은 후 모니터와 시선간의 거리를 약 50cm로 고정하였다. 피험자는 충분한 시간을 두고 가독성에 대해 리커르트 스케일(Lickert scale) 5점 척도로 평가하였으며 실험 전 암실과 형광등환경에 각각 적응할 수 있도록 충분한 순응이 이루어진 후 실험을 진행하였다.

데이터처리

2와 일치하였다. 가독성 관련 실험을 하기 위해 MATLAB 으로 실험환경을 구축하였으며 실험 환경은 그림 1과 같다.
평가 분석을 위해 성능만족도 평가(Scaled mean observer scores, sMOS)를 사용하여 로그 스케일로 결과값을 비교하였으며 수식은 다음과 같다. N은 총 실험 수를 의미하고, i는 각 실험에서 얻은 척도 스케일, 그리고 Max_p는 평가 시 사용된 척도 스케일 중 최대값을 의미한다.

이론/모형

실험에 사용된 글자와 배경의 밝기는 미켈슨 정의(Michelson ratio)를 이용하여 나타낼 수 있다.

성능/효과

74에 해당되는 밝기에서 진행된 실험 결과이다. 그림 2의 (a)에서 보이는 바와 같이 두 곡선의 경향성은 유사하나 암실에서는 글자의 밝기가 29.93에 해당되는경우 척도 평균이 5에 해당하고 형광등에서는 글자의 밝기가 53.25에 해당되는 경우 척도 평균이 5에 해당됨을알 수 있다. 이는 형광등 환경에서 배경의 밝기가 어두운 경우, 글자의 밝기가 암실에서 제시된 밝기보다 밝아야 가독성이 증가한다는 것을 알 수 있다.
실험 결과, 특정한 조도 환경 하에서 배경과 글자간의 밝기 대비비가 변화됨에 따라 가독성에 영향이 있다는 유의미한 결과를 나타내었다. 가독성 향상을 위해 형광등 환경에서는 배경의 밝기가 어두운 경우, 암실 환경보다 더 큰 대비비가 필요하며 암실 환경에서는 배경의 밝기가 밝은 경우, 형광등 환경보다 더 큰 대비비가 필요하다는 결과를 도출하였다. 또한 배경의 밝기가 어두운 경우, 암실에서의 가독성이 더 나은 결과를 나타냈다.
배경의 밝기가 밝은 경우는 이와 반대로, 형광등 환경에서의 가독성이 조금 더 나은 결과를 나타냈다. 결론적으로, 도출된 실험 결과를 모델링하여 주변 조도에 따라 배경의 밝기와 대비비를 제어함으로써 디스플레이에서 가독성을 향상 시킬 수 있다고 판단된다. 본 연구를 통해 도출된 실험 결과를 바탕으로 향후 진행할 연구 과제로는 본연구의 완전성을 위해 가독성 향상 대비비 제어 모델로 확장하는 연구 및 논리적 모델을 개념적 모델로 변환하는 연구를 진행할 예정이다.
실험 결과, 특정한 조도 환경 하에서 배경과 글자간의 밝기 대비비가 변화됨에 따라 가독성에 영향이 있다는 유의미한 결과를 나타내었다. 가독성 향상을 위해 형광등 환경에서는 배경의 밝기가 어두운 경우, 암실 환경보다 더 큰 대비비가 필요하며 암실 환경에서는 배경의 밝기가 밝은 경우, 형광등 환경보다 더 큰 대비비가 필요하다는 결과를 도출하였다.
즉, 조도에 따라 배경의 밝기를 다르게 하는 것이 가독성에 차이가 있는지, 그리고 동일한 조도환경에서 배경의 밝기에 따라 가독성의 차이가 있는지 여부를 알아보고자 한다. 실험에 사용된 디스플레이 특성은 표준 sRGB 색 재현 영역과 매우 흡사한 색 재현율을 나타냈으며 디스플레이 표준 감마인 2.2와 일치하였다. 가독성 관련 실험을 하기 위해 MATLAB 으로 실험환경을 구축하였으며 실험 환경은 그림 1과 같다.
암실 환경에서 배경의 밝기와 가독성의 실험 결과, 배경의 밝기와 글자 밝기의 대비비에 따라 가독성의 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05).
암실과 형광등 환경에서 진행된 실험데이터에 대해 F-검정을 통해 양측 검정의 p값이 0.322에 해당하므로 등분산에 해당되는 결과치를 얻을 수 있었다. 암실 환경에서 배경의 밝기와 가독성의 실험 결과, 배경의 밝기와 글자 밝기의 대비비에 따라 가독성의 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.

후속연구

결론적으로, 도출된 실험 결과를 모델링하여 주변 조도에 따라 배경의 밝기와 대비비를 제어함으로써 디스플레이에서 가독성을 향상 시킬 수 있다고 판단된다. 본 연구를 통해 도출된 실험 결과를 바탕으로 향후 진행할 연구 과제로는 본연구의 완전성을 위해 가독성 향상 대비비 제어 모델로 확장하는 연구 및 논리적 모델을 개념적 모델로 변환하는 연구를 진행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	재현도는 무엇을 의미하는가?	선명도(Clarity)는 영상에서 선명도에 기여하는 항목을 의미하며, 재현도(Fidelity)는 색상 재현력에 기여하는항목을 의미한다. 주관적 평가는 피험자를 대상으로 실험하여 주관적인 평가를 정량화 하는 항목을 나타낸다.
	명암비가 실제 인지되는 대비와 많은 차이를 보이는 이유는 무엇인가?	명암비는 밝고 어두움을 어느 정도까지 섬세하게 표현할 수 있는지 나타내는 정량적 지표라고 할 수 있다.[4] 그러나 대비의 정량적 평가 방법인 명암비는 인간 시각의 인지 특성이 반영 되지 않아 실제 인지되는 대비와 많은 차이를 보인다. 이런 명암비와 연관이 있는 읽기 활동은 글자색과 배경색 간의 대비를 전제로 글자를 인식함으로써 가능한 활동이다.
	가독성은 크게 두 가지로 나뉠 수 있는데 그 두 가지는 무엇인가?	가독성은 글자가 잘 읽히는 개념을 의미하며 가독성은 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 읽힘성(Readability)은 많은 양의 텍스트가 얼마나 쉽고 빠르게 인지되는가를 나타내며 독해성(Legibility)은 식별성과 관계되며 짧은 양의 텍스트가 얼마나 쉽게 판독되어 인식되는가를 나타낸다.[6]

참고문헌 (6)

Fairchild M. D. (2005). Color Appearance Models, Second Edition, Reading, Second Edition, John Wiley & Sons.
Hunt R. W. G. (1995). The Reproduction of Colour, England, Fifth Edition, Fountain Press.
Hurvich L. M (1981). Colour Vision, Sinauer Associate, Sundland, Mass.
Wyszecki G, Stiles WS. (2000). Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Second edition, A Wiley-Interscience Publication.
Gordon E. Legge, David H. Parish, Andrew Luebker, and Lee H. Wurm. (1990). Psychophysics of reading. XI. Comparing color contrast and luminance contrast, Journal of Optical Society of America, 2002-2010.
Spenkelink, G. P. J., & Besuijen. K. (1996). Chromaticity contrast, luminance contrast, and legibility of text, Journal of the Society for Information Display, 4(3), 135-144.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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