技术文章 ￨ 汽车内部照明对驾驶员视觉的影响
作者 丨 Michael J. Flannagan & Joel M. Devonshire
编译 丨 井硕
编辑 丨 Lemon
引言
过去几十年来，关于汽车照明和驾驶员视觉的研究大部分是针对汽车外部照明（例如，车头灯、刹车灯、转向信号等）和道路照明，对于汽车内部照明的研究相对较少。
此外，随着导航和娱乐系统的普及，汽车内部光源越来越多，虽然如今已经对车载显示器的视觉方面进行了大量的研究，但主要是针对显示器本身的易读性和主观偏好。
在未对汽车内部照明对驾驶员视觉、警觉性和注意力的影响作出研究之前，很难评估其安全性。
▫ 在这份报告中，提出了一项旨在更好地理解汽车内部照明的亮度和颜色如何影响驾驶员视觉的一些基本的新数据。
实验方法
1. 研究对象
此实验共8名被试人员，按年龄和性别分为两组，
第一组：18岁至23岁（平均年龄21.5岁），男女各两名；
第二组：60岁至70岁（平均年龄64岁），男女各两名。
所有被试人员均持有驾驶证，且有正常色觉和视力。
2. 实验场所和材料
图1 实验汽车和行人
图2 被试人员视角观察到的景象
图3 反射到挡风玻璃上的光幕和观察到的行人
测试道路是直的，宽度为4.8m（15.6英尺），如图1所示。
所有实验均于夜间进行，路面保持干燥。
实验汽车停在道路右测。
被试人员坐在一个固定的中型轿车的驾驶座上，近光灯打开。
图2展示了驾驶员视角观察到的景象。
行人穿着运动衫和运动裤，颜色为深灰色（反射率8%），鞋子颜色为黑色。
3. 实验过程
实验分为两部分：行人距离检测和评价亮度。
实验第一部分：
被试人员坐在汽车的驾驶座上观察前方的行人。
在实验过程中行人将从足够远处，沿确定的方向，恒速走向被试人员，
当被试人员刚好能看到行人时，按下按钮，实验人员记录行人到被试人员的距离（以下称为“检测距离”）。
此时行人转过身，沿来时的路径，恒速离开被试人员，当被试人员刚好看不到行人时，按下按钮，实验人员记录检测距离。
▫ 在实验中，行人行走的横向位置分为道路右侧和道路中间两种情况。
实验第二部分：
将43.2厘米（17英寸）的平板液晶显示器放置在测试车辆仪表板上，使显示器的矩形图像反射在被试人员前方的挡风玻璃上，如图3所示。
显示器连接到电脑上，用来控制显示器中幻灯片颜色变化和亮度恒定，幻灯片的颜色分别为：白色、蓝色、红色，光谱如图4所示，亮度：被试人员眼位方向测试到的反射到前方挡风玻璃上的矩形光幕亮度为0.5cd/m²）。
实验中还使用了三个中性滤光器，以调节幻灯片的亮度。
每个滤光片透射率为25%，即反射光幕的亮度的五个级别为:
① 0.5cd/m²（未滤光）
被试人员要对反射到挡风玻璃上的光幕进行亮度评级。
标准亮度：反射光幕亮度为0.13 cd/m²，颜色为白色时，亮度等级记为100。在接下来的一系列评估中，被试人员以此为基准按比例关系给出相应亮度等级。
▫ 实验将统计对不同亮度和颜色的反射光幕的亮度评级，以及在该种光环境中，对不同横向位置的行人的检测距离。
图4 三种颜色的光谱
结果
1. 检查距离
2. 亮度和颜色
图5 挡风玻璃上反射光幕的颜色和亮度与检测距离的函数
图5显示的是挡风玻璃上反射光幕的颜色和亮度与观察到的行人距离的函数。
结果显示，检测距离随着光幕亮度降低而增大，并且当亮度为零时（即“关闭”状态），检测距离最大。
但对于不同颜色的反射光幕，检测距离几乎没有差异。尽管当颜色为蓝色时，检测距离略小，但并不显著。
3. 年龄和性别
性别对平均检测距离无显著影响；
老年组平均检测距离为42m，青年组平均检测距离为56.2m。年龄对检测距离有影响，但影响较小。
4. 行人的位置
行人靠右侧行走时的平均检测距离为50m，在中间行走时的检测距离为49.5m，结果并无明显差异。
虽然近光灯的不对称光分布可能会导致在横向更远的位置处产生较大差异，但可能在本实验中，横向位置的差异太小，导致结果相差不大。
5. 亮度等级
6. 亮度和颜色
图6显示了显示器颜色和亮度与反射光幕亮度等级的对数关系。
▫ 结果显示，亮度等级通常随着亮度的增大而增大。
三种颜色的亮度等级评估有明显的差别，在任意给定的相同的亮度水平下，蓝色被评估为最亮，红色被评估为最不亮。
图6 显示器颜色和亮度与反射光幕亮度等级的对数关系
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