ГОСТ Р ИСО 24505-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Эргономическое проектирование. Метод формирования цветовых комбинаций с учетом возрастных изменений цветового зрения человека

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 21.10.2020 № 878-ст)

Дата введения

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») и Закрытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (ЗАО «НИЦ КД») на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, выполненного ЗАО «НИЦ КД»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 201 «Эргономика, психология труда и инженерная психология»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2020 г. № 878-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 24505:2016 «Эргономика. Доступное проектирование. Метод формирования цветовых комбинаций с учетом возрастных изменений цветового зрения человека» (ISO 24505:2016 «Ergonomics. Accessible design. Method for creating colour combinations taking account of age-related changes in human colour vision», IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/TC 159.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему межгосударственный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Несмотря на широкое распространение во многих странах системы социальной защиты пожилых людей, при проектировании и изготовлении визуальных знаков и дисплеев их особенности не всегда учитывают. В настоящем стандарте представлен метод оценки и проектирования знаков и дисплеев для существующей визуальной среды с целью их четкого распознавания пожилыми людьми. Настоящий стандарт устанавливает метод и содержит данные для формирования различимых цветовых комбинаций, учитывающих возрастные изменения цветового зрения человека, которые применяют в визуальных знаках и дисплеях для их четкого распознавания людьми в любом возрасте.

Значительное количество людей, особенно мужчин, имеет различные виды нарушений цветового зрения, кроме того часть населения страдает от заболеваний зрительной системы, например, имеет ослабленное зрение. Настоящий стандарт не применим к цветовым комбинациям, предназначенным для людей, страдающих нарушениями цветового зрения или заболеваниями, влияющими на зрение. Стандарты, содержащие методы формирования цветовых комбинаций для людей, страдающих различными заболеваниями зрительной системы, включая людей с нормальным цветовым зрением в любом возрасте, людей с нарушениями цветового зрения и ослабленным зрением, а также руководство по применению стандартов данного направления, планируются к разработке.

При описании цветов в настоящем стандарте применяется колориметрическая система Манселла <1>, представляющая собой систему упорядоченных цветов, рекомендованную Международной комиссией по освещению (МКО) [9].

<1> Эквивалентным термином является термин «цветовая система Манселла».

В настоящем стандарте применены принципы проектирования с учетом требований по обеспечению доступности, установленных в ИСО/МЭК Руководство 71 [3] и ISO/TR 22411 [4].

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод формирования различимых цветовых комбинаций для применения при проектировании визуальных знаков и дисплеев с учетом возраста наблюдателя. Метод основан на воспринимаемом сходстве цветов в условиях сумеречного и дневного освещения.

Настоящий стандарт применим при проектировании многоцветных визуальных знаков и дисплеев для обеспечения отчетливого различения цветов людьми любого возраста, включая пожилых людей, не имеющих нарушений цветового зрения. Метод и данные, приведенные в настоящем стандарте, не применимы при проектировании визуальных знаков и дисплеев, предназначенных для людей, имеющих нарушения цветового зрения или заболевания, влияющие на зрение.

Настоящий стандарт в основном применим к цветам в режимах наблюдения отраженного цвета и естественного цвета объекта (далее — цвета объекта), но может применяться к цветам в режиме самосвечения, если хроматические координаты надлежащим образом переведены в координаты цветов в режиме цвета объекта.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

ISO 3864-1, Graphical symbols — Safety colours and safety signs — Part 1: Design principles for safety signs and safety markings (Графические символы. Сигнальные цвета и знаки безопасности. Часть 1. Принципы проектирования знаков и сигнальной разметки)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 сходство цвета (colour similarity): Степень, в которой определенный процент населения оценивает указанный цвет как сходный с эталоном основного цвета.

Пример — Сходство цвета на 50% означает, что половина людей оценивает указанный цвет как сходный с эталоном основного цвета.

3.2 основной цвет (fundamental colour): Один из цветов набора базовых цветов, воспринимаемых людьми с нормальным цветовым зрением: красный, оранжевый (желто-красный), желтый, зелено-желтый, зеленый, сине-зеленый, синий, фиолетово-синий, фиолетовый, красно-фиолетовый, черный, серый и белый, в соответствии с колориметрической системой Манселла.

3.3 сумеречное зрение (mesopic vision): Зрение нормального глаза, промежуточное между дневным и ночным зрением.

[CIE S 017/E:2011]

Примечание — При сумеречном зрении одновременно активно работают как колбочки, так и палочки.

3.4 дневное зрение (photopic vision): Зрение нормального глаза, при котором основными активными фоторецепторами являются колбочки.

[CIE S 017/E:2011]

Примечание 1 — Дневное зрение, как правило, активно, когда глаз адаптируется к яркости не менее 5 кд/м2.

Примечание 2 — Для дневного зрения характерно цветовое восприятие.

3.5 ночное зрение (scotopic vision): Зрение нормального глаза, при котором основными активными фоторецепторами являются палочки.

[CIE S 017/E:2011]

Примечание 1 — Ночное зрение, как правило, активно, когда глаз адаптируется к яркости менее 10-3 кд/м2.

Примечание 2 — По сравнению с дневным зрением, ночное зрение характеризуется отсутствием цветового восприятия и сдвигом кривой чувствительности глаза в сторону более коротких световых волн.

3.6 диапазон основного цвета (span of a fundamental colour): Область цветового пространства, в которой цвета воспринимаются как сходные с эталоном основного цвета.

Примечание 1 — Диапазон определяют в зависимости от степени сходства с эталоном основного цвета как «очень схож», «умеренно схож» или «слегка схож».

Примечание 2 — Для описания диапазона в настоящем стандарте применяется колориметрическая система Манселла.

4 Факторы, влияющие на различимость цветовых комбинаций

4.1 Общие положения

Цветовые комбинации должны быть различимы при их использовании для идентификации, разделения или распознавания информации, размещенной на визуальных знаках и дисплеях. При формировании и использовании цветовых комбинаций необходимо учитывать факторы, приведенные в 4.2 - 4.4.

При использовании цвета для обеспечения безопасности выбор цветов и цветовых комбинаций должен соответствовать требованиям ИСО 3864-1.

Примечание — Различимость цветовой комбинации — это возможность различать и распознавать каждый цвет в комбинации. В цветоведении понятие «различимая цветовая комбинация» применяют по отношению к комбинации цветов, имеющих относительно большое цветовое различие, в то время как понятие «цветоразличение» относится к распознаванию незначительно различающихся цветов с едва заметным различием.

4.2 Уровень яркости

Восприятие цвета меняется в зависимости от уровня яркости. Необходимо это учитывать, особенно при выборе цветов, используемых в условиях низкой яркости, как, например, при сумеречном зрении.

Пример — При сумеречном зрении оттенки красного цвета выглядят относительно темными, а оттенки синего цвета выглядят более яркими.

4.3 Возрастные изменения

Восприятие цвета меняется в зависимости от возраста. Необходимо это учитывать, особенно при выборе цветов, используемых для пожилых людей.

Примечание — Описание возрастного изменения цветовосприятия приведено в [3].

Пример — Пожилые люди с трудом различают оттенки синего цвета на темном фоне или наоборот.

4.4 Режим и условия наблюдения

Восприятие цвета меняется в зависимости от режимов наблюдения: самосвечение, отраженный цвет или цвет объекта. Настоящий стандарт основан на колориметрической системе Манселла, восприятие цвета в которой представляет собой режим цвета объекта. Для цветов в режимах самосвечения или источников света, таких как электронные дисплеи, применение настоящего стандарта возможно в случаях, когда обеспечен надлежащий перевод цветов.

Примечание 1 — Принципы перевода хроматических координат колориметрической системы Манселла в систему координат XYZ МКО в настоящее время не сформулированы. Тем не менее, существуют некоторые методы перевода цветов и данные практического использования, которые могут быть применены в условиях режима самосвечения (см. приложение C).

Примечание 2 — Более подробное описание некоторых требований, предъявляемых к использованию цветов в электронных видеодисплеях, приведено в [1] и [5].

Примечание 3 — Источник света в подсветке является фактором, влияющим на восприятие цвета в режиме цвета объекта. Настоящий стандарт основан на данных, полученных при использовании люминесцентных ламп дневного света. Следует отметить, что при использовании других источников света, таких как лампы накаливания или светодиодные лампы (LED), восприятие цветов изменяется (см. [7]).

Восприятие цвета также меняется в зависимости от размера поля зрения и окружающих цветов. В настоящем стандарте использованы данные для поля зрения размером более 20 угловых минут (2,9 мм на расстоянии 50 см), при уменьшении которого восприятие цвета изменяется. Необходимо следить за тем, чтобы угол поля зрения превышал 20 угловых минут.

Настоящий стандарт предполагает использование темного окружающего пространства, на фоне которого не возникает эффекта резкого контраста. В условиях цветного или более светлого окружающего пространства цветовосприятие меняется, поэтому такие условия следует применять с осторожностью, не вызывая сильного изменения цветовосприятия.

5 Цветовые комбинации основных цветов и их различимость

5.1 Основные цвета и их комбинации

Основными цветами в настоящем стандарте являются 13 цветов, которые люди с нормальным цветовым зрением воспринимают как базовые. К ним относятся красный, желто-красный (оранжевый), желтый, зелено-желтый, зеленый, сине-зеленый, синий, фиолетово-синий, фиолетовый, красно-фиолетовый, белый, серый и черный.

Каждый основной цвет имеет диапазон в цветовом пространстве, состоящий из цветов, сходных по визуальному восприятию с эталоном основного цвета. Определены два диапазона с разной степенью близости к эталону: диапазон 1 состоит из цветов, имеющих высокую степень сходства с эталоном, диапазон 2 состоит из цветов, в меньшей степени схожих с эталоном.

Примечание — Диапазон 1 и диапазон 2 соответственно обозначают области, в которых цвета воспринимаются как схожие с эталоном основного цвета, со сходством цвета 50% и 10% (см. 3.1 и 3.6).

Основные цвета и их диапазоны используют как компоненты цветовых комбинаций. Конкретные цвета для комбинации выбирают из диапазона 1, соответствующего каждому основному цвету (см. рисунок 1).

1 — красный; 2 — фиолетово-синий; - диапазон 1; - диапазон 2; - эталон основного красного цвета; - эталон основного фиолетово-синего цвета

Рисунок 1 — Примеры диапазона 1 и диапазона 2 основных цветов по колориметрической системе Манселла и пример цветовой комбинации (только для цветового круга с уровнем светлоты 5)

5.2 Классификация различимости цветовых комбинаций

Различимость цветовых комбинаций основных цветов разделяют на три уровня в зависимости от геометрического соотношения диапазона 1 и диапазона 2 в цветовом пространстве.

a) Хорошо различимые цветовые комбинации

Комбинации основных цветов, у которых диапазоны 1 и диапазоны 2 не перекрываются в цветовом пространстве. См. рисунок 2 c).

b) Различимые цветовые комбинации

Комбинации основных цветов, у которых диапазоны 1 не перекрываются в цветовом пространстве, а диапазоны 2 перекрываются. См. рисунок 2 b).

c) Плохо различимые цветовые комбинации

Комбинации основных цветов, у которых диапазоны 1 и диапазоны 2 перекрываются в цветовом пространстве. См. рисунок 2 a).

a) Плохо различимая комбинация (красный — красно-фиолетовый)

b) Различимая комбинация (красный — фиолетовый)

c) Хорошо различимая комбинация (красный — фиолетово-синий)

1 — красный; 2 — красно-фиолетовый; 3 — фиолетовый; 4 — фиолетово-синий; - диапазон 1; - диапазон 2

Рисунок 2 — Цветовые комбинации основных цветов и примеры их различимости

5.3 Таблицы двухцветных комбинаций основных цветов и их различимость

В таблицах 1 - 4 показаны комбинации всех пар основных цветов и их различимость, оцененная на основании критерия, приведенного в 5.2 для четырех разных условий наблюдения, соответственно, а именно при наблюдении: молодыми людьми в условиях дневного освещения; пожилыми людьми в условиях дневного освещения; молодыми людьми в условиях сумеречного освещения и пожилыми людьми в условиях сумеречного освещения.

Для комбинаций двух и более цветов выбирают набор основных цветов таким образом, чтобы любая пара в наборе соответствовала требованиям минимального необходимого уровня различимости (см. приложение B).

Конкретный цвет для основных цветов в комбинации выбирают из диапазона 1 основного цвета (см. 5.1 и рисунок 3).

Примечание 1 — Таблицы составлены на основе экспериментальных данных для подростков и молодых людей в возрасте до 20 лет и пожилых людей в возрасте 60 — 70 лет. Таблицы 1 и 3 для молодых людей применимы для лиц, не достигших 50 лет, а таблицы 2 и 4 применимы для людей старше 50 лет.

Примечание 2 — Таблицы составлены на основе экспериментальных данных при освещенностях 500 лк и 0,5 лк для условий дневного и сумеречного освещения, являющихся их репрезентативными значениями. Таблицы 1 и 2 предназначены для условий дневного освещения с уровнем освещенности выше 10 лк, таблицы 3 и 4 предназначены для условий сумеречного освещения с уровнем освещенности ниже 10 лк, при этом указанная освещенность принималась как граница между условиями дневного и сумеречного освещения.

Примечание 3 — В таблицах некоторые комбинации для пожилых людей отличаются сильнее, чем для молодых. Диапазоны основных цветов, как правило, для пожилых людей более узкие и, следовательно, конкретные цвета комбинации, выбранные из указанных диапазонов, достаточно различимы пожилыми людьми.

Таблица 1

Цветовые комбинации и различимость основных цветов для молодых людей в условиях дневного освещения

Таблица 2

Цветовые комбинации и различимость основных цветов для пожилых людей в условиях дневного освещения

+

+++

+++

С

+

+++

+++

++

+++

+++

ФС

++

+++

++

+

+++

+++

Б

5.4 Диапазон 1 основных цветов

На каждом рисунке показаны диапазоны 13-ти основных цветов в виде окрашенных областей на цветовых кругах с различными уровнями светлоты <1>: 3, 5, 7 и 9. Для предотвращения наложения областей, некоторые из них отображены на нескольких цветовых кругах для одного уровня светлоты. При этом на каждом рисунке показаны только очертания областей для того, чтобы было понятно их взаимное расположение.

c) В случае цветовой комбинации, состоящей из трех или более цветов основные цвета выбирают по таблице таким образом, чтобы любая комбинация двух выбранных цветов соответствовала требованиям минимального необходимого уровня различимости.

Пример 2 — Выбор комбинации зелено-желтого, сине-зеленого и красно-фиолетового цветов обеспечивает различимую комбинацию в условиях дневного освещения для пожилых людей в соответствии с таблицей 2.

• Зелено-желтый и красно-фиолетовый: хорошо различимая комбинация.
• Сине-зеленый и красно-фиолетовый: хорошо различимая комбинация.

d) Выбирают цвет из диапазона каждого основного цвета для соответствующих условий по рисункам 4 - 7 и формируют комбинацию (см. рисунок 3).

Примечание — Диапазоны основных цветов на рисунках 4 - 7 указаны в виде окрашенных цветом областей в колориметрической системе Манселла в одном или более цветовых кругах при постоянном уровне светлоты для предотвращения наложений. Представленные данные получены по результатам совместных экспериментальных работ, проведенных в Китае, Германии, Японии, Корее, Таиланде и США по методу, описанному в [11].

светлоты 5, приведенного на рисунке 5).

зрения молодых людей (диапазон 2)

a)

1 — белый; 2 — фиолетовый; 3 — желтый; 4 — серый; 5 — фиолетово-синий; 6 — зелено-желтый; 7 — синий;

Приложение B

B.1 Общие положения

В приложении B приведен пример применения метода формирования цветовых комбинаций на практике. В качестве примера рассмотрено применение цветов на схеме железных дорог.

B.2 Выбор основных цветов

Если схема движения поездов, состоящая из пяти линий, изображается с применением пяти различных цветов, можно выбрать пять основных цветов по одной из таблиц 1 - 4 в зависимости от предполагаемого пользователя и условий, в которых схема предположительно будет использована. Таблицу 2 применяют, если предполагается использование схемы пожилыми людьми в условиях дневного освещения.

После того, как определен уровень различимости, выбирают пять основных цветов таким образом, чтобы любая комбинация двух цветов из пяти соответствовала требованиям минимального необходимого уровня различимости. Если, например, уровень устанавливается на отметке «различимый», то для соблюдения требования по уровню различимости выбирают пять цветов: желто-красный, зелено-желтый, сине-зеленый, фиолетово-синий и красно-фиолетовый. В таблице B.1 приведены пять цветов и их комбинации, демонстрирующие уровень различимости.

Таблица цветовых комбинаций (аналогична таблице 2) для условий дневного зрения пожилых людей, с основными цветами, выбранными для обозначения пяти железнодорожных линий в качестве примера

B.3 Выбор конкретных цветов из основных для формирования комбинации

Конкретные цвета выбирают из каждого диапазона основных цветов, т.е. зелено-желтый из диапазона 1 области зелено-желтого основного цвета. На рисунке B.1 приведен пример цветовой комбинации из пяти цветов (желто-красный, зелено-желтый, сине-зеленый, фиолетово-синий и красно-фиолетовый). Возможен выбор других цветов, если цвета выбирают из каждой соответствующей области. Любая комбинация пяти цветов, выбранных по указанному методу, обеспечит различимость железнодорожных линий для дневного зрения пожилых людей.

1 — красно-фиолетовый; 2 — желто-красный; 3 — зелено-желтый; 4 — сине-зеленый; 5 — фиолетово-синий

Примечание — Все цвета, использованные в данном примере, соответствуют уровню светлоты 5 (умеренный уровень светлоты). В других случаях более темные или яркие цвета выбирают из цветовых кругов с уровнем светлоты 3, 7 и 9.

Рисунок B.1 — Пример цветовой комбинации для дневного зрения пожилых людей

Приложение C (справочное)

РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПЕРЕВОДУ КООРДИНАТ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МАНСЕЛЛА В СИСТЕМУ КООРДИНАТ CIE XYZ И СИСТЕМУ sRGB ДЛЯ ДИСПЛЕЕВ

C.1 Общие положения

Кроме использованной в настоящем стандарте колориметрической системы Манселла, являющейся одной из цветовых систем, рекомендованной МКО, также широко применяют и другие системы, такие как CIE XYZ или sRGB для дисплеев мониторов. В данном приложении приведены простые руководящие указания по переводу хроматических координат колориметрической системы Манселла в системы CIE XYZ и sRGB для дисплеев мониторов, обеспечивающие применение метода формирования цветовых комбинаций к другим цветовым системам.

C.2 Перевод координат колориметрической системы Манселла в системы CIE XYZ и sRGB

На рисунке C.1 показан процесс перевода хроматических координат колориметрической системы Манселла в систему CIE XYZ и систему sRGB для дисплеев мониторов.

Рисунок C.1 — Преобразование колориметрической системы Манселла в систему CIE XYZ и систему sRGB

Для перевода координат колориметрической системы Манселла в систему CIE XYZ и наоборот, в настоящий момент не предложено стандартных методов или данных. Тем не менее, эмпирические таблицы преобразования H, V, C координат системы Манселла в значения x, y, Y системы XYZ, существуют при условии наличия источника света C или D65, и указанные таблицы могут быть использованы для преобразования данных этих систем. [12]. Необходимо отметить, что значения x, y, Y отличаются в зависимости от источника света, для приближенной компенсации отличий при использовании разных источников света может быть использована система CIE 1976 LAB (значения L, a*, и b*).*

Для преобразования данных из системы XYZ в систему sRGB для дисплеев мониторов, существует стандартный метод, рекомендованный Международной электротехнической комиссией, который позволяет преобразовать значения x, y, Y в значения R, G, B системы sRGB для определенных условий эталона D65. Значения R, G, B могут быть преобразованы в значения R', G', B' цветовой системы дисплея монитора при помощи метода, предлагаемого изготовителями дисплеев. Возможны также и обратные преобразования.

Приложение ДА (справочное)

СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНОГО МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА МЕЖГОСУДАРСТВЕННОМУ СТАНДАРТУ

Таблица ДА.1

БИБЛИОГРАФИЯ