With the widespread use of mobile devices, display color reproduction has become critical. However, the dissatisfaction caused by chromatic adaptation has not yet been investigated sufficiently despite numerous complaints about viewing yellowish or bluish displays. Therefore, this study investigates the user preferred white point adjustment for displays through observing the relationship between the illumination chromaticity and the optimal white points preferred by users. The study involves three procedures. First, in order to describe the typical lighting conditions, the color temperature and illuminance for 350 situations of mobile display usage were collected. The frequency demonstrated that users are most frequently exposed to color temperatures between 2,300 K and 17,900 K, and to illuminances from 30 lx to 52,900 lx. Based on the data, the ranges of color temperatures and illuminances for the user study were determined; these ranges are relevant for everyday use of mobile displays. Second, the effect of the color temperatures and illuminances of ambient lighting on user preferences was observed. For the visual examinations, a total of 100 white points with different color temperatures (2,500 K ~ 19,900 K) and delta uv values (-0.015 ~ +0.015) were presented on an iPad. Using a five point Likert scale, the subjects were asked to evaluate their preference for each of the white points under 20 different illuminations. The illuminations ranged between 2,500 K and 19,800 K in color temperature and from 30 lx to 3,100 lx in illuminance. A positive correlation between the color temperature of the illuminations and that of the user preferred white points was found: this is also supported by previous research on color reproduction. However, this relationship was not linear. The range of the color temperatures for the user preferred white points was much narrower than that for illuminations. The color temperature of the most preferred white point was 7,400 K under the standard illuminant D65. Based on assessments by 56 subjects, a regression equation was derived to predict the user preferred white point adjustment under varying illuminations, as follows: [DisplayT=5140.24*log(IlluminationT)-11989.86; p<0.05, R2=0.94]. Moreover, the influence of the illumination was positively correlated with the illuminance level, which also confirmed the findings of previous studies. Third, user satisfaction of the adjusted white point was tested in order to validate the result of the study by implementing the regression equation on an iPad. In addition, the derived formula was evaluated considering whether it could achieve color constancy or not. As a result, when the equation was implemented on the device, the users significantly preferred the adjusted white point compared with the default white point, and they did not notice a change in the white point. Therefore, it is expected that the findings of this study can be used as the theoretical basis for designers and manufacturers when designing color strategies for their display devices.
모바일 디바이스 산업의 도약적인 발전과 함께, 디스플레이 산업의 경쟁 구도는 고화질 구현 경쟁에서 감성 화질 구현 경쟁으로 그 축이 바뀌고 있다. 그러나 색순응 현상으로 인하여 디스플레이의 색이 부적합하게 보인다는 사용자의 불만족에도 불구하고, 이에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선호색 재현에 초점을 맞추어 조명 색에 따라 사용자에게 가장 적합한 디스플레이 백색점을 탐색하고자 한다. 본 연구에서는 총 3가지 단계로 나누어 평가를 진행하였다. 첫째로, 사용자가 일상생활 속에서 모바일 디바이스를 주로 사용하는 조명 환경 350가지를 수집하여 모바일 디바이스의 실제 사용 환경을 규명하였다. 수집 결과 조명의 색온도는 최소 2,300 K 부터 최대 17,900 K, 조도는 최소 30 lx 부터 최대 52,900 lx 범위로 다양하게 분포되어 있다는 것을 관찰할 수 있었다. 수집된 결과를 바탕으로 실제 모바일 디바이스 사용 환경에 근거하여 사용자 평가 조명 변수를 설계하였다. 둘째로, 사용자 평가를 통해 각 조명 환경에서 사용자가 가장 선호하는 백색점을 탐색하였다. 사용자 평가에서는 서로 다른 색온도 (2,500 K ~ 19,900 K)와 delta uv (-0.015 ~ +0.015) 값의 백색점 자극물 총 100개가 제작되었다. 참여자들은 20가지 조명 환경 아래에서 디스플레이 백색점 자극물 100개를 보고, 각 백색점의 선호도를 리커트 5점 척도로 평가하였다. 사용자 평가에서 제시되는 조명 자극물은 색온도 기준 2,500 K부터 19,800 K, 조도 기준 30 lx부터 3,100 lx 범위에서 제작되었다. 평가 결과 조명의 색온도와 선호 백색점의 색온도 사이에 양의 상관관계를 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 경향성은 디스플레이 백색점 재현에 관한 기존 문헌들과 정성적으로 일치한다. 이때 선호 백색점의 범위는 최소 5,600 K에서 최대 10,000 K 으로 관찰되었는데, 이는 조명의 범위보다 다소 축소되었다는 점을 관찰할 수 있다. 또한, 사용자들이 일상적으로 경험하는 표준광원 D65와 가까운 조명 환경하에서, 사용자는 7,400 K 색온도의 백색점을 가장 선호한다는 점을 관찰할 수 있었다. 평가 결과를 바탕으로 주변 조명의 색온도에 따라 가장 선호되는 백색점의 색온도를 예측하기 위해서 백색점 가변 공식을 도출하였다: [DisplayT=5140.24*log(IlluminantionT)-11989.86; p<0.05, R2=0.94]. 특히 주변 조명이 밝아질수록 색순응의 영향이 커지며, 이에 따라 사용자가 선호하는 백색점이 조명의 색에 가까워지는 현상이 더욱 커진다는 것을 발견하였다. 셋째로, 도출된 백색점 가변 공식을 아이패드에 적용하여 사용자가 이를 기존의 디스플레이에 비교하여 선호하는지, 그리고 디스플레이 백색점의 변화를 지각하는지 평가하였다. 검증 평가 결과, 본 연구 결과의 회귀 공식이 모바일 디바이스에 적용되었을 때, 사용자들의 만족도가 기존의 디스플레이보다 높아진다는 것을 확인할 수 있었다. 그뿐만 아니라, 디스플레이 백색점 가변 공식이 모바일 디바이스에 적용되었을 때, 사용자들은 대체로 디스플레이의 백색점이 변화한다는 사실을 인지하지 못하였다. 이에 본 연구의 결과가 디자이너와 생산자가 디스플레이 제품을 생산하는 과정에서 사용자의 감성적 만족도에 기초한 디스플레이 색채를 구현하는 데 기여할 수 있기를 기대한다.
