工作环境色彩对人体心理、生理和作业绩效的影响

王子莹，巴剑波，王川

(海军特色医学中心，上海 200433)

1 引言

工作环境直接影响人-机-环境系统的整体效率和人员的身心健康，是人因工程的重要研究对象。在系统设计时，需要充分考虑环境对系统的影响，尽量排除工作环境对人员的不良影响，提高环境适居性，从而保障人员的安全、健康与高效，有利于提高系统的综合效能。

色彩几乎会出现在日常所能看见的任何物体上，是生产和生活中必不可少的环境因素[1]，色彩在人类生活和生产的环境中起着重要的作用[2-3]。它是人类对客观物体的一种感知[4]，当可见光波入射到人的视觉器官从而产生特有的响应，继而投射到大脑枕叶纹状区后即形成色彩感觉[5]。色彩会对人类的心理功能、生理状态和行为表现等产生影响，研究表明色彩会给人的心理造成一定的影响，例如通常暖色调或冷色调的环境会分别使人心理上出现兴奋、积极或冷静、压抑的情绪[3]。工作环境的色彩会影响人的生理反应如心率和人体的舒适度[6]，也会对作业绩效产生作用[7]。通过合理的色彩搭配，可以改善工作环境，有助于作业人员保持情绪和心理平衡以及正常的知觉和意识，并协助操作者辨别控制器、危险区和信号，从而避免差错、提高工作效率[1]。另外，色彩对人的影响因人的年龄、性别、民族、习惯、性格和所处的环境等不同而异，个人对色彩的偏好也与其对环境的情绪反应以及在环境中的行为有关[3]。因此，色彩对人心理、生理和行为的影响一直是研究的热点，了解色彩对人所产生的效应对于创造一个高效、舒适的工作环境具有重要作用。

基于此，本论文旨在总结工作环境中色彩对人员的心理、生理和行为的影响，以期对色彩的研究和应用提供一定的参考。本综述的参考文献主要按照如下方式进行选择：1)首先选择文献的范围主要包括心理学、色彩科学、社会学、建筑学等；2)搜索主要在web of science和CNKI的数据库中展开，限制在中英文论文中，包括相关的研究类文章和综述；3)重点关注具有色彩刺激，对人体心理、生理、绩效等有科学的评价方法，为了优化工作环境中色彩的文章。讨论和总结研究进展，并对该领域未来的工作提出建议。

2 色彩的基本概念

色彩是光的物理属性和人的视觉属性共同作用的结果[8]。光是产生色彩的前提，人的视觉生理作用是形成色彩感觉的必需[5]。光是一种电磁波，其中波长为380 nm-760 nm的光为可见光，能引起人的视觉及色彩感觉，每种颜色都对应一定波长的光[9]。视网膜含有三种椎状的和一种杆状的感光细胞，三种视锥细胞分别对红、蓝、绿光最敏感[10]。当可见光入射到视网膜上，上述感光细胞会受到不同程度的刺激，从而引起视神经的兴奋，接收到的视觉信息经由视神经传递到大脑，引起光和色彩的感觉。

发光体自身辐射的光谱会引起人的色彩感觉。而不发光的物体会有选择地吸收和反射不同波长的光线，被反射的波段对应的颜色即为该物体所呈现出的色彩。色彩可分为无彩色系列(白色、黑色和灰色)和有彩色系列(除去无彩色之外的各种色彩，如红、橙、黄、绿等)[5]。有彩色都有色相(色调)、明度和饱和度(纯度)三个属性，而无彩色只有明度的区别。

为了表示和标定不同颜色，各国都将色彩的基本要素(色相、明度和饱和度)用数字或字母的形式表示，形成色彩的空间立体模型，即为色彩标定体系。目前国际上已有多个色彩体系，如，美国的孟塞尔色彩体系和潘通色彩体系、国际发光照明委员会(CIE)表色系统、德国的奥斯特瓦尔德色彩体系、日本色研(PCCS)色彩体系等。

3 色彩的人体效应

虽然有研究称，人们不一定能意识到周围物理环境的特点，可能不会注意到环境中使用的色彩；所以在主观评价时，相比于其他环境因素(如温度)色彩可能不受重视[11]。但是这不能说明色彩不会对人体产生影响。研究表明色彩会使人体产生心理和生理上的变化，从而给人的认知和作业绩效带来影响，这一直是学者们关注的热点问题。相关工作主要围绕着色彩的三个属性展开：色相、明度和饱和度[3,12]。

3.1 色彩的偏好

人类对色彩的偏好在一定程度上取决于色彩在自然界中的呈现[13]。蓝色通常为人们最喜欢的颜色，其次是红色[14-17]，这可能与人类祖先在进化过程中对健康的需求有关[18]。但是人类对具有特定色彩的物体的喜好会转化为他们对某一色彩的偏好，此外个体对色彩的偏好也会根据他们生活经历的差异而发生改变。因此人们对色彩的偏好通常不是一致的[19]，会随着年龄、性别、文化背景和经历等发生改变[20-23]；基于此，关于色彩偏好的文献也多为跨地域、跨文化、跨性别的研究[19,21,24]。色彩偏好的相关研究结果如表1所示。

表1 色彩偏好的相关研究结果

随着对色彩研究的逐步深入，学者们开始关注色彩的三要素对人员偏好的影响：在土耳其研究123名研究生的色彩偏好时，饱和度和明度最大的色彩最受欢迎，蓝色是这些被试最喜欢的色相[25]。

此外，人们对色彩的偏好与目标空间想要营造的氛围和用途有直接的关系[26]。因此针对用途不同的空间，人们在选择心仪的色彩时会有不同的考虑[27-28]。Van der Voordt等人研究了被试对两类工作环境(办公室和会议室)以及两类休息环境(起居室和卧室)的色彩使用偏好，发现在17种颜色中，不论性别，白色最常被作为首选的颜色[27]。除白色外，在办公室中，男性倾向于选择灰色而女性倾向于选择蓝色或黄色；针对会议室，男性倾向于选择浅蓝色而女性倾向于选择浅绿色；就起居室来说，棕色的偏好度较高；对于卧室的颜色选择，男性更倾向于选择黄色而女性倾向于选择红色[27]。

3.2 色彩对心理的影响

对色彩应激的研究近年来主要集中在心理学领域，重点关注色彩环境如何影响个体的心理感受、联想和情绪。环境色彩对人心理的影响主要与色彩的含义有关，或是由于经过漫长的生产和实践，人类对色彩形成了各种感受和联想，例如冷暖感、距离感、重量感、软硬感、情绪感等。短波段的色彩会使人产生较冷的感觉，而长波段的会有温暖的感觉。暖色调包括红色、橙色、黄色等；冷色调常见的有蓝色、紫色和绿色。通常暖色系和高明度的色彩具有前进、接近的效果，而冷色系和低明度的色彩具有后退、远离的效果，例如在狭小的空间中通过色彩配置，涂上浅蓝色，可以造成视觉上的错觉，显得舱室空间更为宽敞[29]。工作环境中合理地使用色彩搭配可以使作业人员处于积极的情绪状态[30]。

多项研究表明不同的色相会使人员产生不同的心理感受，但研究结果仍未统一。不同色相所产生的心理效应如表2所示。

表2 不同色相所产生的心理效应

除了色相(例如红、绿、蓝、黄等)外，一种颜色最终呈现的状态还受另外两个性质的影响：饱和度和明度。研究发现色彩的饱和度对可能具有比色相更大的情绪效应[40-41]。多项研究表明高饱和度的色彩容易激发人的情绪，使人感到兴奋[12,32,34]。针对明度的研究相对较少，有些研究发现明度和冷静、放松感之间存在正相关关系[42]；但是也有研究发现了相反的结果[43]，或者关系不显著[44]。

此外，色彩对人的影响因人的年龄、性别、民族、习惯和所处的环境等不同而异。例如，感情丰富的人看到色彩常会展开联想，想到与之相关的事，这类人的情绪较易受色彩的影响。

3.3 色彩对生理的影响

色彩被人眼感知，通过神经系统调节人的体液，会对血液循环系统、内分泌系统、消化系统等产生不同程度的影响，可能引起不同的生理感受[8]：红色刺激并导致神经系统兴奋，增加肾上腺素分泌，促进血液循环，使血压升高，脉搏加快；黄色会刺激消化和神经系统；绿色有利于身体平衡和消化作用，具有镇静的效果；蓝色可以降低脉搏和血压。

在研究色彩的心理效应时，主观评价的结果存在个体差异和不确定性等缺点，缺少客观的支撑，因此学者们在不断寻求更为精准的生理指标，试图探究色彩和人体生理、心理效应之间的关联性，建立较为可靠的评价模型。而且，色彩的心理和生理效应是互相联系和制约的，并不能完全区分开[45]。常用于评价色彩生理效应的指标有：体温、心率、血压、皮肤电导、呼吸频率以及脑电信号等。色彩对生理指标的影响如表3所示。

表3 色彩对生理指标的影响

此外，色彩的生理作用也常与疲劳感的研究联系在一起[51]。色彩环境产生的疲劳效应主要表现在视觉疲劳上，从色相上看，蓝色、紫色最易引起眼睛的疲劳感；红色、橙色次之；绿蓝色、绿色、黄绿色等色相不容易引起视觉疲劳[8]。此外，环境中明度过高会刺眼、过低则分辨困难；饱和度过高，色彩鲜艳会导致刺激感；色彩对比强烈、色彩搭配杂乱无章、都会造成较强的刺激[8]。另外，色彩种类过多以及色彩单调乏味，缺乏必要的变化都会引发视觉疲劳。当疲劳产生之后，眼睛有暂时记录某一颜色补色的趋势，在使用高饱和度和刺激的颜色时要十分慎重，也要考虑到视觉残像产生的错觉[9]。于永民等发现工作环境中的色彩使人产生的视觉疲劳是生理疲劳和心理疲劳综合作用的结果，合理调节环境色彩，是降低操作工人视觉疲劳的有效手段[52]。石琦利用心率、呼吸频率、肌电信号作为评价疲劳驾驶的生理指标，研究色彩的色相、明度和饱和度对驾驶疲劳的影响，发现色彩的明度对生理信号的影响最大、色相影响次之、饱和度影响最小[51]。

3.4 色彩对绩效的影响

色彩不仅能对人体的生理状态和情绪产生影响，也可能影响认知加工过程。但是关于色彩影响认知加工的机制仍没有明确的结论。研究表明，大脑的视觉皮层中存在对不同色彩信息敏感的信息加工通道[9,53]。另外，色彩可能通过激发不同的动机，从而影响认知加工的绩效[4]。周小燕和付秋芳提出，色彩通过改变情绪从而影响绩效[54]。目前，寻找有助于提高作业人员、学生、运动员绩效的色彩方案是许多学者关心的问题。

相比于单调或无彩色的环境，多彩的工作环境有助于提高作业绩效[55]。Pourbagher等人证实了教室的墙壁色彩对于降低学生的压力和提高注意力具有重要的作用[56]。Al-Ayash等人研究了学习场所中六种不同的颜色(鲜红色、鲜彩蓝、鲜黄色、淡红色、淡蓝色和淡黄色)对学生阅读表现的影响，发现虽然被试表示在浅色的环境中感觉更加舒适和放松，但是其阅读成绩在色彩鲜艳的环境中更高[32]。Kwallek等研究了9种环境色彩(白色、灰色、米黄色、绿色、蓝色、紫色、红色、黄色和橙色)对文书工作的影响，校对错误在白色的环境中出现得最多；但是在主观量表中被试者们却表示白色是最不容易让人分心的色彩，且被认为是最适合在工作场合使用的色彩，这说明个体内心对环境的主观倾向与他们在实际环境中的作业表现并不一定一致[57]。Kwallek和Lewis称，红色可能更能激发人的情绪，白色和绿色使人镇静，但在完成枯燥的工作时，红色的环境可以诱发适当的唤醒程度，从而提高人们的绩效[28]。但是文献中，关于红色对绩效的影响，结论并不统一[28,57-58]。Elliot等通过实验发现对红色的知觉仅需2秒，就足以降低随后智力测验的成绩，他们认为红色容易与失败、危险产生联系，因此会导致回避动机从而对相关的任务绩效产生负面作用[58]。Mehta和Zhu发现蓝色引发趋近动机，而红色引发回避动机，称色彩知觉可以在无意识的状态下引发动机的产生，该动机是色彩影响认知加工的中间变量[4]。

色彩对绩效的作用也受任务类型和需求的影响[4,35-36,59]。Mehta和Zhu称蓝色有助于创造性任务的完成，红色有助于一般认知加工任务，而且色彩的这些影响是在无意识的情况下发生的[4]。Stone研究了学习环境(开放、私密)、环境色彩(蓝色、红色或白色)以及任务类型(阅读或数字理解)对成年学生情绪、满意度以及成绩的影响，结果表明数学任务的成绩不受环境色彩的影响，但是色彩会影响阅读成绩，且成绩在红色的环境中出现明显的下降[35]。可能是因为被试认为此次实验中，阅读任务更难，所以完成阅读任务需要更专注，在红色的环境中，情绪被过度唤醒，注意力可能会被分散，导致表现变差。

4 总结及展望

环境的色彩对人体会产生多方面的影响，从而会对作业绩效产生作用。但是现有文献中，研究结论既有彼此支持的，也存在诸多的不一致，因此关于色彩对人体生理、心理以及绩效等的影响机制，仍有待深入研究。色彩的人体效应随着个体的地域、性别、背景等因素的不同会发生改变，且工作环境的用途或任务类型的不同对色彩的需求也不同，因此在实际应用色彩的时候，需要充分考虑目标人群的特征和对色彩的具体需求。建议后续研究重点关注如下几个方面：

(1)许多研究中提出了实验时长对最后结论的影响，色彩对人体的心理和生理可能不是瞬时的，而是存在长期效应，因此持续更长时间的实验对于评估色彩的人体效应具有重要的价值。

(2)大多数的文献仅关注少数色彩，如红、绿、蓝、黄、白等，下一步的研究中应将更广的色彩范围纳入研究对象，从而拓展对色彩人体效应的了解。

(3)工作环境中需要使用到的色彩不止一种，往往需要进行合理的搭配，而现有研究多是关注具体某种颜色所产生的效应，缺乏对整体色彩搭配影响人员作业绩效的研究。

综上所述，来自不同学科背景的专家均在关注色彩的人体效应。合理地利用色彩，使其符合人的心理和生理特点，不仅可以使作业人员保持积极的情绪，也可以提高作业绩效。因此阐明工作环境中的色彩因素对人员有何种影响，影响的程度有多大，以及其中的作用机制是什么，对在不同作业环境中合理地运用色彩具有重要的意义。