Выявление потребностей взрослых людей с СДВГ и РАС при чтении текста
и установление комфортных для восприятия и удобочитаемости на экране параметров текста

Цель исследования

Формулировка принципов инклюзивного дизайна текста для людей с РАС и СДВГ.

Анализ результатов исследования;

Разработка и проведение эксперимента с целью определения графических параметров текста для комфортного использования;

Анализ существующих решений;

Выявление трудностей при работе с существующими веб-сервисами и приложениями при чтении текста;

Изучение особенностей восприятия текста у людей с СДВГ и РАС;

Задачи исследования

Характеризуются постоянным дефицитом в способности инициировать и поддерживать взаимное социальное взаимодействие и социальную коммуникацию, а также рядом ограниченных, повторяющихся и негибких схем поведения и интересов.

Могут сопровождаться:

• СДВГ;
• эпилепсией;
• депрессией и т. д.

Для РАС характерны:

• трудности при смене одного вида деятельности на другой;
• излишняя сосредоточенность на мелких деталях;
• нестандартные реакции на ощущения;
• трудности в социализации;
• ограниченное количество интересов;
• повторяющиеся паттерны поведения.

СДВГ – хроническое неврологическое поведенческое расстройство развития, берущее начало в детстве и имеющее как отличительную особенность более низкий уровень постоянного внимания.

При СДВГ характерны:

• постоянная невнимательность;
• гиперактивность и импульсивность;
• эмоциональная неустойчивость;
• вспыльчивость;
• иногда агрессия;
• трудности в процессе социализации;
• продолжительное течение и низкая эффективность лечения.

Чтение, как известно, основано на трех процессах идентификации буквы, слова и предложения. При измерении скорости чтения, когда три процесса были изолированы друг от друга, было показано, что процесс идентификации букв был самым сильным фактором, составляя 62% скорости чтения, с целостным распознаванием слов и контекстной обработкой предложений, составляющими соответственно 16% и 22% от общего числа читающих. Улучшение низкоуровневой идентификации букв и, следовательно, скорости чтения букв улучшило бы скорость чтения в целом. (High letter stroke contrast impairs letter recognition of bold fonts. Beier S., Oderkerk C. A. T. (2021).

В уже существующем исследовании (Determining the Readability of Colored Text. Kodner, J.; Nonaka, A.; Wilson, J.; Brajnard, D.; Ungar, L.) было доказано, что зеленый текст на оранжевом фоне и черный текст на белом, а также и красный текст на зеленом фоне являются наиболее читабельными комбинациями на экране. Черный текст на желтом фоне считается наименее удачной, что свидетельствует о различиях в цветовосприятии на бумаге и экране.

Гарнитура шрифта (семейство шрифтов) — набор букв и символов, которые предназначены для совместного отображения в виде слов и чисел
Интерлиньяж — вертикальный интервал между строками текста, определяемый расстоянием между базовыми линиями.
Кегль — размер типографского шрифта по вертикали, включающий верхнюю и нижнюю грань отпечатка буквы с учётом её верхнего и нижнего выносных элементов.
Трекинг (межбуквенный интервал) — расстояние между границами каждого символа, которое применяется ко всему слову, строке или абзацу.

Подготовительное исследование

Исследование проводилось в виде опроса, который был построен таким образом, что сначала респонденту нужно было выбрать гарнитуру шрифта (roboto, arial или verdana), затем цвет фона и текста, размер интерлиньяжа и трекинга

Подготовка к ПИ

Семейства гротескных шрифтов для эксперимента: arial, roboto, verdana, Кегль 14, варианты интерлиньяжа: 13 пт, 15 пт, 17 пт, 19 пт, варианты трекинга: -10, 0, 10, 20.

Для подготовительного исследование было решено преложить респондентам следующие цветовые комбинации:

Согласно существующему исследованию влияния цвета на читаемость печатных материалов, было подтверждено, что сочетание черного текста и белого фона является одним из наиболее читаемых, а сочетание красного текста на зеленом фоне - наименее читаемым. Результаты, полученные в этом исследовании, аналогичны результатам, полученным в отношении читаемости печатных материалов. Черный текст на белом фоне оказался наиболее читаемым сочетанием цветов. Черный текст на желтом переднем плане оказался наименее читаемой цветовой комбинацией. Результаты чтения этих комбинаций цветов имеют наибольшее общее количество ошибок, и наименьший процент студентов (30%) читают этот образец без ошибок. Неожиданные результаты были получены для четвертого и пятого образцов: зеленый текст на оранжевом фоне и красный текст на зеленом фоне. Несмотря на то, что на печатных материалах эти комбинации оказались наименее читаемыми, это исследование показывает, что они хороши для чтения на цифровом экране. Интересно, что общее количество ошибок для этих выборок было меньше, чем для второй и третьей (черно-кремовой, черно-желтой) выборки.

Ранее уже было проведено несколько исследований графических параметров текста и их влияние на читабельность и удобочитаемость.
Исследование о влиянии текста и цвета фона на опыт чтения с экрана (Determining the Readability of Colored Text. Kodner, J.; Nonaka, A.; Wilson, J.; Brajnard, D.; Ungar, L.), целью которого было изучить влияние различных комбинаций цвета текста и фона на восприятие чтения с экрана и понять, отличаются ли требования к тексту на экране от требований к печатным изданиям.
В итоге было установлено, что черный текст на белом, а также зеленый текст на оранжевом фоне и красный текст на зеленом фоне оказались наиболее успешными комбинациями, а черный текст на желтом фоне оказался наименее читаемой цветовой комбинацией на экране, согласно чему цветовосприятие элементов текста отличается на бумаге и экране.

Сбор данных о лучших для удобочитаемости с экрана графических настройках текста для людей с РАС и СДВГ для основного эксперимента.

Цель ПИ

Исследуемые графические параметры шрифта

Задачи ПИ

72 респондента (из 95, выбравших verdana) выбрали черный текст на светло-бежевом фоне, 22 респондента- черный текст на белом фоне, 1 – зеленый текст на оранжевом фоне.

После проведенного перед пилотным экспериментом исследования было принято решение тестировать оба варианта текста: на белом фоне и на кремовом.

Для черного текста на белом фоне – интерлиньяж: 17 пт. при кегле 14 пт., трекинг: -20.

Аналогичным образом были выбраны интерлиньяж и трекинг: для черного на кремовом: интерлиньяж 17 пт. при 14 кегле шрифта и трекинг 10.

У респондентов было 4 варианта выбора цветов фона и текста:

Результаты опроса показали, что наибольшей популярностью среди респондентов пользуется гарнитура verdana, его выбрали 95 респондентов, arial выбрали 51 респондент, roboto - 14.

В исследовании приняли участие 160 респондентов с подтвержденными диагнозами РАС и СДВГ, из которых 30 – мужчин, 130 женщин в возрасте от 18 до 35 лет и зрением, близким к единице

Результаты подготовительного исследования

Цветовые сочетания текста и фона, исследованные в ПЭ

Гарнитуры шрифтов, исследованные в ПЭ

Зрение респондентов

Возраст респондентов

Подтвержденные диагнозы респондентов

В качестве текста выбрана статья о работе Вальтера Скотта. Респонденты читали вслух оба текста в случайном порядке.

Измеряемые переменные:

Экспериментальные данные для черного текста на белом фоне

Таким образом, черный текст на бежевом фоне является более удобочитаемым с экрана для нейротипичных людей относительно текста на белом фоне по следующим показателям: время чтения, кол-во ошибок при чтении и кол-во ошибок в тексте после прочтения текста. В основном эксперименте будет использован черный текст на бежевом фоне с интерлиньяжем 17пт и трекингом 10.

Количество ошибок в тесте после прочтения текста на бежевом фоне меньше и в среднем составляет 1,2 в то время, как для черного текста на белом фоне – 2,28.

Количество ошибок при чтении текста на кремовом фоне меньше и в среднем составляет 5 в то время, как для черного текста на белом фоне – 5,5.

Время чтения респондентами текста на кремовом фоне меньше и в среднем составляет 3 минуты 52 секунды в то время, как черного текста на белом фоне – 4 минуты 5 секунд (время на диаграмме указано в секундах).

Аналогичным образом «ящики с усами», построенные по количеству ошибок в тесте после текстов 1 и 2 показывают, что после 2 текста показатели хуже (количество ошибок больше).

Также был построен «ящик с усами» по количеству ошибок при чтении 1 и 2 текстов. Диаграмма показывает, что во втором тексте ошибок при чтении больше как в среднем, так и наибольшее количество ошибок, что говорит о том, что респондент устает после прочтения первого текста.

Был построен «ящик с усами» по времени чтения текстов. Отталкиваясь от их очередности, без внимания на цвет текста и фона. Текстов поровну для чтения и в первую, и во вторую очередь. Таким образом, видно, что среднее время чтения и общая продолжительность больше у второго текста.

В пилотном эксперименте приняло участие 14 респондентов.
Респондентам предлагалось прочитать поочередно (в рандомном порядке) отрывки текста длиной ≈3300 символов (около 330 слов), в это время замерялось время чтения и количество ошибок при чтении, затем они выполняли тест из 5 вопросов по тексту, время теста было неограниченно, но в среднем все респонденты справлялись за 2,5 минуты. Оба отрывка текста являлись частями искусствоведческой статьи.
Данные, собранные в ходе эксперимента: результаты для черного текста на кремовом фоне и для черного текста на белом фоне.

В данном эксперименте было принято решение изучить, какой из составленных респондентами сет графических настроек шрифта обеспечивает лучшую удобочитаемость текста.

Пилотный эксперимент

Внешние факторы

Также был подсчитан коэффициент корреляции по Пирсону для корреляционной гипотезы 3 для черного текста на белом фоне, который составил 0,560, что говорит об умеренной корреляции.

Для корреляционной гипотезы 3 о том, что существует корреляция между временем чтения и количеством ошибок в тесте после прочтения текста был посчитан коэффициент корреляции по Пирсону для черного текста на кремовом фоне, который составил -0,228, что говорит о слабой корреляции.

Таким же образом был посчитан коэффициент корреляции по Пирсону для черного текста на белом фоне для корреляционной гипотезы 2, который составил 0, 693, что говорит о том, что есть положительная корреляция.

Коэффициент корреляции по Пирсону для черного текста на кремовом фоне для корреляционной гипотезы 2 о том, что существует корреляция между временем чтения и количеством ошибок во время чтения текста, который составил 0,386, что говорит о слабой корреляции.

Также для черного текста на белом фоне был посчитан коэффициент корреляции Пирсона, который составил -0,343, что говорит о слабой отрицательной корреляции между очередностью чтения текста на белом фоне и временем чтения.

На основе полученных в эксперименте данных и корреляционной гипотезы 1 о том, что существует корреляция между очередностью чтения текста и временем чтения, был посчитан коэффициент корреляции Пирсона для черного текста на кремовом фоне, который составил 0,22, что говорит о слабой корреляции между очередностью чтения текста на кремевом фоне и временем чтения.

Анализ корреляционных данных

Целевые показатели

Корреляционные гипотезы

Экспериментальные гипотезы

Пилотный эксперимент

Экспериментальные данные для черного текста на кремовом фоне

План основного эесперимента: респондентам с РАС и СДВГ аналогичным образом, как в пилотном эксперименте, будут даваться тексты аналогичные тексты и идентичными пилотному эксперименту графическими настройками. Аналогичным образом будут измерены показатели: время чтения текста вслух, количество ошибок при чтении и количество ошибок в опроснике после прочтения текстов.

Для корреляционной гипотезы о сравнении количества ошибок в тесте также был применен тест знаков. Была посчитана корреляция по Спирмену = 0,65, по Фишеру, 0,78. За уровень значимости было принято решение взять 5%, желаемая мощность – 90%, beta=10%. z_alpha/2 = -1,96, z_beta = -1,28. Z = -3,24. N (количество респондентов для основного эксперимента) = 22. Для основного эксперимента по этой гипотезе нужно 22 респондента.

Опросники, которые респонденты заполняли после прочтения текстов

Образцы текстов, предложенные респондентам для чтения.

Возраст респондентов

Точечная диаграмма для параметров «время» и «количество ошибок при чтении» для текста на белом фоне.

Точечная диаграмма для параметров «время» и «количество ошибок при чтении» для текста на кремовом фоне

Кроме того, была построена точечная диаграмма, отражающая корреляцию между временем чтения и количеством ошибок при чтении на кремовом фоне и на белом фоне.

Медиана, построенная по количеству ошибок в тесте ниже в тексте на кремовом фоне.

У текста на кремовом фоне ниже общее и среднее время чтения, а также меньше выбросов на диаграмме «ящик с усами».

Доверительные интервалы для корреляции

Доверительный интервал долей успеха

Поправка Холма-Бонферони

Длительность чтения текстов у текста на кремовом фоне ниже общее и среднее время чтения. P-value=0,005%, фактическая мощность=97,79%. Гипотеза подтвердилась. Длительность чтения текста на кремовом фоне меньше, чем на белом.

Фактическая мощность для этой гипотезы, рассчитанная методом бутстрапа, т. к. использовался тест Уилкоксона. Размер выборки в бутстрапе = 10000, из которых 9779 - статистически значимы, соответственно фактическая мощность = 97,79%. Это значение больше, чем запланированное (мощность в пилотном эксперименте = 90% по тесту знаков), что с большей вероятностью отбрасывает возможность ошибки благодаря использованию метода Уилсона.

Также были рассчитаны границы доверительных интервалов по методу подбора для успехов (за успех были взяты нетипичные разности) долей разностей. Доля успешных разностей = 8%, а ДИ находится в пределах 0,001 – 0,26.

z=(w+0.5)/КОРЕНЬ((n*(n+1)*(2n+1)/6);
p-value=НОРМРАСП(z);
т. е. результат статистически значимый на уровне α = 0,125% при односторонней проверке (c поправкой Холма-Бонферрони).

Количество ошибок в опроснике после чтения текста на кремовом фоне меньше, чем на белом. P-value=2,8%, фактическая мощность=63,96%. Гипотеза не подтвердилась.

Фактическая мощность для этой гипотезы, рассчитанная методом бутстрапа, т. к. использовался тест Уилкоксона. Размер выборки в бутстрапе = 10000, из которых 6396 - статистически значимы, соответственно фактическая мощность = 63,96%. Это значение меньше, чем запланированное (мощность в пилотном эксперименте = 99% по тесту знаков).

Также были рассчитаны границы доверительных интервалов на уровне доверия 98% по методу подбора для успехов (за успех были взяты нетипичные разности) долей разностей. Доля успешных разностей = 32%, а ДИ находится в пределах 0,15–0,53.

z=(w-0.5)/КОРЕНЬ((n*(n+1)*(2n+1)/6);
p-value=НОРМРАСП(z);
т.е. результат статистически незначимый на уровне α = 0,167% при односторонней проверке (c поправкой Холма-Бонферрони).

Фактическая мощность, равна 72% при двухсторонней проверке, при n = 22 для конкурирующей гипотезы r = 0,65 при α = 1,667%. Запланированная мощность должна быть равна 90%, фактическая же имеет меньшее значение, что может быть связано с ненормальным распределением данных.

Полученные результаты говорят о том, что настройки текста на кремовом фоне лучше, чем на белом, подходят для чтения с экрана людьми с СДВГ и/или РАС. В дальнейших исследованиях планируется проверить каждый параметр выявленного текста (кегль, интерлиньяж, трекинг), чтобы найти лучшее сочетание и доказать его результативность для людей с данными диагнозами.

Гипотеза о корреляции между временем, затраченным на чтение, и количеством ошибок при чтении не получила подтверждения, уровень значимости α = 1,667% с поправкой Холма-Бонферрони, p-value=0,14% и фактической мощностью= 78.1% для текста на белом фоне и p-value = 0,02% и фактической мощностью = 82% для текста на кремовом фоне. Запланированная мощность – 90%. Данная гипотеза проверялась по тесту Пирсона, направление проверки было двухстороннее для количества респондентов n=22.

Гипотеза №2 о количестве ошибок в тесте не подтвердилась. Она проверялась по тесту Уилкоксона, направление проверки - правостороннее для количества респондентов n=25, α = 0,0167%, p-value =2,816%, фактическая мощность– 64,45%, запланированная мощность – 99%.

Данная гипотеза проверялась по тесту Уилкоксона, направление проверки было левостороннее для количества респондентов n=25, α = 0,0125%, p-value =0,005%, фактическая мощность = 97,690%, запланированная мощность – 90%.

Текст, напечатанный шрифтом verdana 14 кегля черного цвета на кремовом фоне с интерлиньяжем 19 и трекингом 10, читается респондентами с РАС и/или СДВГ быстрее, чем текст на белом фоне напечатанный шрифтом arial 14 кегля черного цвета на белом фоне с интерлиньяжем 15 и трекингом 0.

При проведении экспериментов были выбраны респонденты от 18 до 35 лет с различными диагнозами спектра РАС. Стоит учитывать, что эксперимент проходил удаленно, тест немодерируемый. Респонденты читали тексты со своих экранов, которые не были откалиброваны.
Также ввиду различности диагнозов спектра РАС некоторым респондентам было сложнее читать числа и имена собственные, а также географические названия, но, поскольку, числа, имена и географические названия могут встретиться в любом тексте, их необходимо было включить в эксперимент.

Респондентам было предложено прочитать 2 текста (в случайном порядке), а затем заполнить опросник на знание и понимание текста. Замеряемые переменные: время чтения, количество ошибок при чтении и количество ошибок в тесте.

Для гипотезы о сравнении количества ошибок в тесте был применен тест знаков. Сначала была рассчитана разность количеством. 9 разностей ненулевых, 5 нулевые, 9 отрицательных. Был найден p1=1. За уровень значимости было принято решение взять 5%, желаемая мощность =99%, beta=1%. z alpha/2 = -1,96, z beta = -2,33. Z = -4,28.
N (количество респондентов для основного эксперимента) = 19 (таб. 8). Для основного эксперимента по этой гипотезе нужно 19 респондентов.

Экспериментальная гипотеза 2

В итоге для проверки этих 3 гипотез нужно не менее 22 респондентов.

Результаты эксперимента

Коэффициент контраста цветов текста и фона, измеренный в wave.

В выведенной экспериментальным путем формуле графических параметров текста можно выделить следующие, отличающиеся от стандартных в программе для верстки текста (adobe InDesign) настройки:

Сформулированные рекомендации и принципы для инклюзивного дизайна текста для людей с РАС и СДВГ

Рекомендации для инклюзивного дизайна текста в интерфейсах для людей с РАС и СДВГ

В результате основного (доказательного) эксперимента подтвердилась гипотеза №1:

Корреляция между временем чтения и количеством ошибок (0,2) во время чтения не значима при уровне α = 0,1667%: r (25) = 0,2, z = 0,86, z=(ФИШЕР(r)*КОРЕНЬ(n-3));
p-value = 0,02% при двухсторонней проверке. Доверительный интервал находится в границах от -0,28 до 0,6, т. к. фактическая мощность 82%.

Для проверки гипотезы использовался тест Уилкоксона. Были найдены разности между временем чтения текста на кремовом и на белом фонах. Направление проверки - левостороннее. В выборке из 25 тестов, не было нулевых разностей, а количество нетипичных разностей (положительных) составило k=2, остальные 23 – отрицательные, так доля нетипичных составила 8%. Далее значения были проранжированы, и, после «возвращения» им знаков, был найден W-критерий (-289) по которому был найден z-критерий и p-value (p-value = 0,005%):

Статистическая обработка экспериментальной гипотезы 2

Для проверки гипотезы использовался тест Уилкоксона. Были найдены разности между временем чтения текста на кремовом и на белом фонах. Направление проверки - левостороннее. В выборке из 25 тестов, не было нулевых разностей, а количество нетипичных разностей (положительных) составило k=2, остальные 23 – отрицательные, так доля нетипичных составила 8%. Далее значения были проранжированы, и, после «возвращения» им знаков, был найден W-критерий (-289) по которому был найден z-критерий и p-value (p-value = 0,005%):

Статистическая обработка экспериментальной гипотезы 1

В эксперименте приняли участие 25 респондентов с подтвержденными диагнозами РАС и/или СДВГ от 18 до 35 лет 6 мужчин и 19 женщин, средний возраст респондентов – 28 лет.

Эксперимент

Дизайн эксперимента

Корреляционная гипотеза

Экспериментальная гипотеза 1

Гипотезы

Для гипотезы 1 о сравнении времени чтения двух текстов был применен тест знаков. Сначала была рассчитана разность между временем чтения текстов на белом и бежевом фонах. Все разности ненулевые, 2 отрицательные. Был найден p1=0,857. За уровень значимости было принято решение взять 1%, желаемая мощность = 90%, beta = 10%. z alpha/2 = -1,96, z beta = -1,29. Z=-3,24. N (количество респондентов для основного эксперимента) = 21. Для основного эксперимента по этой гипотезе нужен 21 респондент.

В рамках исследования было сформулировано 3 гипотезы: 2 основные и 1 гипотеза о корреляции. Направление проверки для всех гипотез - двухстороннее.

Расчет выборки

Доказательный эксперимент

Подтвержденные диагнозы распондентов

Доверительные интервалы для корреляции

Фактическая мощность, рассчитанная равна 78,1% при двухсторонней проверке, при n=22 для конкурирующей гипотезы r = 0,65 при α = 1,667%. Запланированная мощность должна быть равна 80%, фактическая же имеет меньшее значение, что может быть связано с ненормальным распределением данных.

Корреляция между временем чтения и количеством ошибок (r=0,34) во время чтения - статистически незначима на уровне α = 1,667% r (25) = 0,34, z = 1,49 ,
z=(ФИШЕР(r)*КОРЕНЬ(n-3)); p-value = 0,14%. Доверительный интервал находится в границах от -0,14 до 0,69.

Фрагмент из таблицы бутстрап для расчета фактической мощности по тесту Уилкоксона

Фрагмент из таблицы бутстрап для расчета фактической мощности по тесту Уилкоксона

Доверительный интервал долей успеха

Доверительный интервал для гипотезы о количестве ошибок в тесте

Доверительный интервал для гипотезы о времени чтения