UŽIVATELSKÉ PREFERENCE PŘI ČTENÍ MAP S TMAVÝM POZADÍM

ÚVOD

V posledních letech se takzvaný tmavý režim (dark mode) stal standardní součástí většiny operačních systémů, mobilních aplikací i webových rozhraní. Uživatelé jej preferují nejen kvůli estetice, ale především pro snížení únavy očí při práci ve špatných světelných podmínkách a pro úsporu energie u moderních typů displejů. Tento trend se přirozeně začíná prosazovat i v oblasti digitální kartografie, kde se stále častěji setkáváme s mapovými portály nebo navigačními systémy, které tmavé podklady využívají jako výchozí volbu.

Ačkoliv je technologický přechod na tmavé rozhraní velmi rychlý, teoretický výzkum v oblasti kartografického vnímání za tímto vývojem v určitých ohledech zaostává. Tradiční kartografická pravidla byla vytvářena pro světlý podklad papíru. U klasických map je uživatel zvyklý, že tmavší nebo sytější barva představuje vyšší hodnotu zobrazeného jevu. V momentě, kdy celou mapu přepneme do tmavého režimu, se však tato zažitá intuice může začít měnit. Není totiž jednoznačně jasné, zda lidský mozek na tmavém pozadí stále hledá „nejtmavší“ barvu jako představitele nejvyšší hodnoty, nebo zda jeho pozornost přirozeně nezačne přitahovat barva nejsvětlejší, která z tmavého okolí vystupuje nejvíce.

Právě tato nejednoznačnost v interpretaci barev představuje pro současnou kartografii zásadní výzvu. Pokud by uživatelé na tmavých mapách vnímali hodnoty opačně, než autor zamýšlel, mohlo by docházet k chybným interpretacím dat, což je u tematických map nežádoucí. Tato bakalářská práce proto vznikla z potřeby prozkoumat uživatelské preference a vnímání barevných stupnic v tmavém režimu. Cílem je zjistit, jakým způsobem barva pozadí ovlivňuje čtení mapy a na základě těchto zjištění navrhnout doporučení, která pomohou tvůrcům map vytvářet srozumitelné a uživatelsky přívětivé výstupy i v tomto moderním vizuálním formátu.

Ukázka světlého a tmavého pozadí u stejné mapy:

CÍLE PRÁCE

Hlavním cílem této bakalářské práce bylo zhodnocení uživatelských preferencí u kartogramů na tmavém pozadí, se zvláštním zřetelem na věkové rozdíly respondentů. Práce reaguje na současný trend rozšiřování tmavých rozhraní v digitálním prostředí a snaží se zaplnit mezeru v teoretických poznatcích o tom, jak tato změna pozadí ovlivňuje vnímání tradičních barevných stupnic. Aby bylo možné tohoto cíle dosáhnout, byla zvolena metodika kombinující kvantitativní a kvalitativní výzkum.

V úvodní fázi bylo cílem vytvořit testovací sadu mapových výstupů, která operovala se čtyřmi barvami: modrou, červenou, zelenou a hnědou. Pro generování barevných stupnic byly využity nástroje ColorBrewer a ArcGIS Pro, doplněné o vlastní návrhy stupnic vycházející z provedené rešerše. Každá barevná varianta byla zpracována ve třech variantách aplikovaných na světlé i tmavé pozadí. Pro účely testování byly dále připraveny varianty map s legendou i bez ní, aby bylo možné zkoumat roli intuice při čtení mapy. Celkový soubor zahrnoval 48 unikátních mapových výstupů (Obr. 1).

Sběr dat byl rozdělen do několika fází. Prvotním cílem bylo získat kvantitativní data formou online dotazníkového šetření realizovaného prostřednictvím nástroje LimeSurvey. Distribuce dotazníku byla cílena výhradně do online prostředí s využitím sociálních sítí Facebook, streamovací platformy Twitch a e-mailové komunikace. Získaná data byla následně statisticky zpracována v prostředí RStudio, přičemž klíčovým aspektem analýzy byla kategorizace respondentů do příslušných věkových skupin a porovnání jejich preferencí.

Vzhledem k tomu, že dotazník pokryl pouze kvantitativní část, bylo dalším cílem práce doplnit výzkum o metodu eye-trackingu a metodu focus groups. V rámci eye-trackingového testování bylo cílem na menším vzorku map, vybraném na základě výsledků z dotazníku, ověřit reálné vizuální chování uživatelů. Metoda focus groups byla zvolena pro hlubší pochopení motivací respondentů, přičemž diskuse byly rozděleny na dvě nezávislé skupiny – kartografy a laiky. Cílem tohoto rozdělení bylo identifikovat rozdíly v uvažování odborníků a běžných uživatelů.

Závěrečným cílem práce byla syntéza všech zjištěných výsledků a následná formulace praktických metodických doporučení pro tvorbu kartogramů v tmavém režimu. Tato doporučení by měla sloužit jako vodítko pro kartografickou praxi při navrhování srozumitelných a uživatelsky přívětivých mapových děl v moderních vizuálních formátech.

BARVY

Červená
Modrá
Zelená
Hnědá

BAREVNÁ
STUPNICE

ColorBrewer
ArcGIS Pro
vlastní tvorba

POZADÍ

Světlé
Tmavé

LEGENDA

S legendou
Bez legendy

Obr. 1: Přehled kombinací mapových výstupů

POSTUP PRÁCE

REŠERŠE LITERATURY

NÁVRH BAREVNÝCH STUPNIC

KVANTITATIVNÍ ŠETŘENÍ (DOTAZNÍK)

STATISTICKÁ ANALÝZA

METODA
EYE‑TRACKING

VIZUALIZACE VÝSLEDKŮ

METODA
FOCUS GROUP

ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDKŮ

Postup práce byl rozdělen do několika fází, od úvodní rešerše až po finální vizualizaci a interpretaci dat získaných kombinací kvantitativních a kvalitativních metod.

Dotazníkové šetření

Souhrnná analýza získaných dat přinesla několik zásadních zjištění ohledně uživatelského vnímání kartografických děl v různých režimech zobrazení. V rámci dotazníkového šetření se potvrdily výrazné generační rozdíly v preferencích. Zatímco první čtyři vymezené věkové kategorie (zahrnující respondenty do 44 let) vykazovaly celkově vyšší preferenci pro zobrazení map na tmavém pozadí, a to primárně z estetických důvodů a snahy o snížení únavy očí, u věkové kategorie nad 45 let se tento trend nepotvrdil. Tito starší respondenti tmavé pozadí nepreferovali a převládalo u nich spíše konzervativnější vnímání, spojené s horší čitelností světlého textu. Tento trend se promítl i do specifického používání mapových aplikací, kde trvalé nastavení tmavého vzhledu uváděli nejčastěji zástupci věkové skupiny 21–24 let.

Obr. 2: Preference pozadí map u jednotlivých věkových kategorií

Klíčovým a nejvýraznějším poznatkem z testování interakcí s mapami byla naprostá dominance intuitivního pravidla „tmavší barva znamená vyšší hodnotu“. Tato intuice se projevila jako takřka neměnná u úloh na světlém pozadí, kde u varianty bez legendy zvolilo v maximu až 98,6 % respondentů tmavší odstín jako nositele vyšší hodnoty. Velmi podobný výsledek (shodně až 98,6 %) byl zaznamenán i u světlého pozadí doplněného legendou, která byla v tomto případě v souladu s intuicí a potvrzovala, že tmavší odstín značí vyšší hodnotu.

Zajímavý posun nastal u map na tmavém pozadí, kde byla testována odolnost této intuice vůči inverzní legendě. Zatímco u verze bez legendy na tmavém pozadí se k pravidlu „tmavší je více“ přiklonilo v maximu až 97,4 % respondentů, po přidání legendy indikující opačný vztah („světlá znamená více“) se k jejímu správnému výkladu přiklonilo až 82,8 % dotázaných. Zbývající část respondentů však i přes přítomnost legendy setrvala u své původní intuice a za dominantní považovala tmavší odstín. Statistické testování metodou Pearsonova chí-kvadrátu následně potvrdilo, že přítomnost legendy fungovala jako silný sjednocující prvek, který efektivně eliminoval rozdíly v intuitivním vnímání barevné hierarchie napříč různými generacemi.

Analýza časové náročnosti úloh s mediánem 6,8 sekundy prokázala, že respondenti věnovali vyhodnocování map dostatečnou pozornost. Zjištěné odchylky v časech pod 4 sekundy, které se objevily u 384 respondentů alespoň u jedné mapy, lze přisoudit spíše momentální ztrátě koncentrace vlivem vysokého počtu testovaných variant (celkem 48 map) než systematickému automatickému klikání. Tento závěr o kolísající pozornosti a vlivu barevných schémat na lidskou intuici byl následně podpořen i doplňujícím testováním pomocí metody eye-tracking.

Metoda Focus group

Výzkumná metoda focus group přinesla cenné srovnání pohledů obou zúčastněných skupin (laiků i kartografů) a odhalila několik klíčových shod i názorových rozdílů. Obě skupiny potvrdily, že tmavý režim u map využívaly primárně v noci pro snížení zrakové zátěže. Jednotný názor panoval také v tom, že mapy v tmavém režimu sice působily vizuálně atraktivně, avšak pro tradiční atlasovou tvorbu byly nevhodné. Podobný postoj se projevil i v celkovém hodnocení hnědé stupnice, kterou obě skupiny vnímaly převážně negativně. Účastníci rovněž shodně vypozorovali, že na tmavém pozadí nejtmavší odstíny často splývaly s podkladem, čímž do popředí naopak výrazně vystupovaly barvy světlé.

Zásadní rozdíly v hodnocení se objevily u konkrétních grafických prvků a samotné struktury barevných stupnic. Zatímco laici kritizovali přílišnou podobnost odstínů (například u červené barvy) a tuto barvu vnímali jako agresivní, odborníci směřovali kritiku k opačnému problému – příliš radikálním barevným skokům uvnitř stupnic. Červenou barvu naopak tolerovali, jelikož na ní nezanikaly linie. Laici dále bez problémů přijímali tmavé hranice polygonů, které kartografové na tmavém pozadí silně kritizovali pro jejich nečitelnost. Skupina odborníků navíc do diskuse vnesla technologické aspekty, jako byla zhoršená čitelnost typografie, větší náchylnost k optickým klamům a celkově vyšší náročnost na navrhování tmavých map. K otázce inverzního pravidla „světlejší znamená více“ se obě skupiny postavily tak, že by bylo akceptovatelné převážně u specifických ordinálních stupnic (např. čistota ovzduší), přičemž kartografové zdůraznili nutnost zachování zavedených konvencí u běžných kvantitativních dat.

Obr. 3: Vybrané mapy pro metodu focus groups

Eye-tracking testování

Na základě provedeného experimentu s využitím eye-trackingu a navazujícího dotazníkového šetření bylo možné formulovat několik závěrů, které doplňovaly zjištění z předchozích fází výzkumu. Pokud šlo o samotnou práci s mapovým výstupem, analýza vizuální pozornosti jasně ukázala, že respondenti nezkoumali legendu u každé mapy se stejnou pečlivostí. Většina participantů si legendu detailně prohlédla převážně u prvních předložených map nebo ve chvíli, kdy zaznamenali výraznou vizuální změnu. Jakmile však získali jistotu, že se testovaná barevná stupnice nemění, jejich potřeba legendu kontrolovat rapidně klesla a při čtení mapy se orientovali spíše podle paměti.

Druhá část zásadních zjištění se týkala uživatelských preferencí a vnímání barev. Velmi překvapivým výsledkem byl obrat v preferenci barvy podkladu. Zatímco v online dotazníku respondenti preferovali tmavé pozadí, v laboratorních podmínkách dominovala u většiny respondentů, a to bez ohledu na věk či oborovou příslušnost, preference světlého pozadí. Tento posun bylo možné pravděpodobně přičíst specifickému složení vzorku, ve kterém převažovali kartografové.

Obr. 4: Preference pozadí u map podle odbornosti a věku

V případě samotného vnímání světlého odstínu v mapě výsledky potvrdily, že klíčovou roli hrála právě barva okolního prostředí. U map na světlém pozadí panovala mezi všemi skupinami naprostá shoda a světlý odstín byl zcela intuitivně vnímán jako reprezentace „nižší hodnoty“. U map na tmavém pozadí však byla situace mnohem složitější a vnímání se zde lišilo. Zatímco laická veřejnost a účastníci starší 30 let nadále volili „nižší hodnotu“, u mladší generace a u kartografů se projevila značná nejednotnost. Tito respondenti na tmavém pozadí mnohem častěji zohledňovali konkrétní použitou barvu, nebo dokonce měnili své původní vnímání a světlému odstínu začali přiřazovat hodnotu „vyšší“. I přes tento posun však v celkovém hodnocení nadále představovala absolutně nejčastěji volenou variantu odpověď „nižší hodnota“.

Obr. 5: Vnímaná hodnota světlého odstínu u map s tmavým a světlým pozadím podle odbornosti

Obr. 6: Vnímaná hodnota světlého odstínu u map s tmavým a světlým pozadím podle věku

ZÁVĚR

Cílem této bakalářské práce bylo zjistit uživatelské preference u map na tmavém pozadí a na základě zjištěných výsledků formulovat doporučení pro kartografickou tvorbu. Tohoto cíle bylo úspěšně dosaženo díky využití tří různých výzkumných metod.

Výsledky práce lze shrnout do několika hlavních bodů:

Laická veřejnost, s výjimkou věkové kategorie nad 45 let, prokazatelně více preferovala mapy na tmavém pozadí.
Přestože při interakci s mapami obecně dominovala intuice „tmavší barva znamená vyšší hodnotu“, aplikace tmavého pozadí toto pravidlo u respondentů oslabovala.
Metoda focus group odhalila rozdíly ve vizuálních preferencích mezi kartografy a nekartografy, čímž se potvrdil vliv odborné praxe na vnímání map.
Eye-trackingové testování pak ukázalo, že pokud uživatelé získají jistotu, že se legenda nemění, nemají potřebu ji dále kontrolovat.
Odborníci i laická veřejnost se shodli v přístupu ke specifickým ordinálním stupnicím. U jevů, jako je například čistota ovzduší, obě skupiny preferovaly, aby logika barev odpovídala podstatě jevu (světlejší odstín pro čistší vzduch).

Práce celkově poukázala na fakt, že vnímání map kartografy se liší od vnímání běžných uživatelů. Právě díky metodě focus group se tyto neshody potvrdily, což usnadnilo stanovení konečných doporučení.

Tato doporučení jsou v rámci práce vztažena především k metodě kartogramů:

Pokud je na mapách s tmavým pozadím znázorňována nejvyšší hodnota světlou barvou, je důležité, aby vizuálně vystupovala oproti ostatním barvám.
Nejtmavší barva by naopak měla být upozaděna a blížit se barvě tmavého pozadí, ale stále tak, aby byla rozlišitelná.
Zelená a modrá barva se pro tento účel ukázaly jako nejvhodnější, mimo jiné i proto, že jejich nejsvětlejší odstíny „září“ více než například u červené stupnice.
I když bílé hranice polygonů bývají atraktivní a moderní, metoda focus group ukázala, že uživatelům může být jejich používání nepříjemné kvůli příliš vysokému kontrastu. Černá hranice naopak v některých případech splývá s tmavým pozadím, a proto se doporučuje využití různých odstínů šedé barvy.
Zcela nevhodné je naopak použití čistě bílé barvy jako nejsvětlejšího odstínu v barevné stupnici. Její kontrast je příliš vysoký a může evokovat místa, pro která chybí data nebo mají nulovou hodnotu (Schiewe 2024).
Přístup „světlejší barva znamená vyšší hodnotu“ lze na tmavém pozadí velmi dobře využít například pro zobrazení čistoty ovzduší, kdy nejčistší oblasti představuje nejsvětlejší odstín. Tmavé pozadí dokáže tento jev podtrhnout mnohem lépe než klasický světlý podklad.
Při tvorbě kartogramů v prostředí ArcGIS Pro se nedoporučuje využívat neupravené výchozí barevné škály, a to zejména z důvodu výrazného kontrastu mezi krajními hodnotami.
Při převodu mapy ze světlého na tmavý podklad je tedy klíčové neřídit se pouze mechanickým zachováním barevných odstínů, ale zajistit, aby nejdůležitější hodnoty byly na daném pozadí dostatečně kontrastní a pro čtenáře přirozeně interpretovatelné.

V kontextu budoucího výzkumu by bylo vhodné navázat na zjištěné poznatky a rozšířit testování například o interaktivní či dynamické mapy, kde se vnímání barevných stupnic může od statických výstupů lišit. Další výzkumný potenciál se nabízí v prověření čitelnosti testovaných barevných palet na různých typech koncových zařízení, jako jsou mobilní telefony či tablety, které disponují odlišnými parametry jasu a kontrastu obrazovek. Přínosná by mohla být rovněž detailnější analýza specifických uživatelských skupin s různou úrovní kartografické gramotnosti.

Závěrem lze konstatovat, že bakalářská práce úspěšně naplnila všechny stanovené cíle. Zvolená metodika, která kombinovala kvantitativní přístup v podobě plošného dotazníkového šetření s kvalitativní diskusí v rámci focus group a měřením pomocí technologie eye-tracking, umožnila zhodnotit problematiku uživatelského vnímání barevných stupnic ze tří různých perspektiv. Získaná data a z nich vyplývající závěry přinášejí empiricky podložené poznatky, které lze využít při navrhování a optimalizaci mapových výstupů, a mohou tak posloužit jako užitečná doporučení pro kartografickou praxi.

SUMMARY

This bachelor's thesis focuses on the use and user perception of color scales in maps with dark backgrounds. The main goal is to evaluate how selected color scales affect user preferences and intuition when interpreting choropleth maps compared to a traditional light background. For this purpose, a testing set of 48 unique maps was created in ArcGIS Pro. These maps use optimized color scales (red, blue, green, and brown) and systematically alternate between dark and light backgrounds, as well as the presence of a map legend.

The research included quantitative testing through a custom questionnaire, which allowed for testing user intuition in assessing the perceived value of colors through direct interaction with the maps. For deeper analysis and verification of these results, qualitative testing using eye-tracking and focus groups was also conducted. Based on the data from both testing phases, specific differences in perceiving dark-background maps were evaluated. The final output provides a comprehensive overview of user preferences and, most importantly, specific recommendations for choosing appropriate color scales when designing maps with dark backgrounds.

KE STAŽENÍ

Zde jsou k dispozici plné verze práce a přílohy ke stažení.