공공 환경에서의 시각정보의 효과적인 전달을 위한 디자인전략 = Design Strategies for Enhancing the Effectiveness of Visual Information Communication in Public Environments

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As global urbanization accelerates and the complexity of public spaces increases, the role of visual information in spatial orientation, behavioral decision-making, and user experience has become increasingly significant. Particularly in high-density information environments such as airports, users are required to identify information and locate themselves within a limited time. However, most wayfinding systems still suffer from information redundancy, disorganized hierarchies, and insufficient directional clarity, which considerably increase users’ cognitive load.
Accordingly, this study adopts the S–O–R (Stimulus–Organism–Response) theory as its core framework and integrates the theories of information processing, cognitive load, ergonomics, and visual salience to construct a cognitive model for efficient visual information transmission in public spaces. In the model, external visual design elements are defined as stimuli (S), users’ cognitive load as the organismic response (O), and behavioral outcomes as the response (R). Time pressure is introduced as a moderating variable to simulate high-stress cognitive conditions in complex environments.
A multi-stage research approach combining qualitative exploration, quantitative modeling, and experimental validation was employed. First, twenty-one potential design elements were identified through interviews and affinity diagram analysis. Second, six key variables were extracted using a questionnaire based on a seven-point Likert scale and causal machine-learning methods to construct the SOR causal path model. Finally, eye-tracking experiments were conducted to verify the interaction effects among variables through fixation duration and task-completion efficiency. The results indicate that information density and the combination of text and graphics exert significant effects on cognitive load and information comprehension, with stronger effects under high time pressure. The effects of information hierarchy and path indication follow closely.
Based on these findings, a three-dimensional design strategy for optimizing visual information in public spaces is proposed: (1) the visual expression dimension：enhancing color contrast, reinforcing text-image juxtaposition, and improving aesthetic harmony to strengthen visual salience and reduce perceptual load; (2) the information organization dimension：optimizing the logical structure through hierarchical design and information-density control; and (3) the spatial orientation dimension：enhancing users’ decision confidence through clarity and coherence of path cues. The proposed strategies were applied to the design optimization of the wayfinding system at Tianjin Binhai International Airport, where user evaluations and eye-tracking heat-map analyses confirmed their effectiveness in terms of visual focus and selection efficiency.
The novelty of this study lies in introducing cognitive load and time pressure into the field of visual information design, thereby revealing the influence of design elements on users’ mental processing. Moreover, by integrating the SOR model with causal machine-learning techniques, the study extends the quantitative research paradigm in design studies. The findings are applicable not only to airports but also to other complex public environments such as subways and healthcare institutions, demonstrating substantial theoretical and practical significance.
Keywords:Visual Information Design; Cognitive Load; Time Pressure; S–O–R Model; Wayfinding System

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.1.1 문제 제기와 분석 1
• 1.1.2 연구 목적 5
• 1.2 연구 범위 및 방법 6
• 1.2.1 연구 범위 6
• 1.2.2 연구 방법 9
• 1.3 선행 연구 13
• 1.3.1 정보 디자인과 인지 부하 연구 13
• 1.3.2 시각 디자인과 공간 지각 연구 17
• 1.3.3 방법론 연구 현황 21
• 1.3.4 연구의 한계와 위치 24
• 1.4 연구 구조 25
• 1.4.1 각 장의 내용 25
• 1.4.2 연구의 논리적 프레임워크 및 절차도 27
• 2. 이론 고찰 30
• 2.1 시각 정보 디자인 30
• 2.1.1 정보 디자인의 정의 30
• 2.1.2 시각정보 처리의 인지 구조 36
• 2.1.3 시각 인지 처리의 상황적 조절 41
• 2.2 지각 단계：시각적 표현의 외재적 인지 부하 조절 42
• 2.2.1 시각적 현저성 이론 42
• 2.2.2 주의 분배 메커니즘 46
• 2.2.3 시각 변수의 전환 48
• 2.3 이해 단계：정보 조직과 내재적 인지 부하의 최적화 49
• 2.3.1 정보 통합 이론 51
• 2.3.2 정보 구조의 위계와 인지 효율성 52
• 2.3.3 정보 복잡도의 최적화의 조절 효과 54
• 2.4 의사결정 단계：공간 정보 유도와 경로 인지 구성 56
• 2.4.1 공간 인지 이론 57
• 2.4.2 인간공학 이론 60
• 2.5 소결 62
• 3. 연구 방법및 가설 64
• 3.1 연구 방법의 이론적 논리 64
• 3.1.1 디자인–인지–행동의 관계 64
• 3.1.2 인지 부하의 매개 역할 67
• 3.2 연구 방법 선택 기준 68
• 3.2.1 연구 방법론의 형성과 발전 68
• 3.2.2 정보 처리의 3단계 논리 71
• 3.2.3 인과 추론 방법 도입의 필요성 73
• 3.3 S-O-R 모형 구축 75
• 3.3.1 S-O-R 모형의 이론적 기초 75
• 3.3.2 변수의 구성및 정의 77
• 3.3.3 연구의 프레임워크 81
• 3.4 연구의 종합 가설 84
• 3.5 소결 85
• 4. 공간 시각 정보 디자인의 인과 검증과 실험 분석 87
• 4.1 1단계: 디자인 변수 구성 87
• 4.1.1 실험 목적 87
• 4.1.2 연구 프로세스 88
• 4.1.3 결과 분석 91
• 4.2 2단계: 탐색적 변수 중요도 분석 97
• 4.2.1 실험 목적 97
• 4.2.2 변수 선별 분석 99
• 4.2.3 매개 메커니즘 가설 경로 구축 101
• 4.3 3단계: 검증적 실험 연구 105
• 4.3.1 실험 목적 106
• 4.3.2 연구 가설 설정 108
• 4.3.3 실험 프로세스 109
• 4.3.4 결과 분석 115
• 4.4 가설 검증 및 메커니즘 구축 120
• 4.4.1 정보 밀도와 도형–문자 결합 효과의 작용 효과 120
• 4.4.2 시간 압력의 조절 효과: 상황 변수가 사용자 인지 처리 과정에 미치는 작용 121
• 4.4.3 인지 부하의 매개 메커니즘: '디자인–처리–신뢰'의 연쇄 경로 구축 122
• 4.5 소결 123
• 5. 디자인 전략 제시 125
• 5.1 S-O-R 이론에 기반한 디자인 전략 분석 125
• 5.2 시각 표현 차원의 최적화와 텍스트 해독력 향상 128
• 5.2.1 색채 대비도를 통한 시각적 현저성 제고 128
• 5.2.2 도형–문자 결합의 인지 부하 조절 효과 131
• 5.2.3 시각적 표현 차원의 디자인 원칙 모델 133
• 5.3 정보 조직 차원을 통한 인지 해독력 향상 134
• 5.3.1 정보 위계화를 통한 인지 구조 구축 135
• 5.3.2 정보 밀도 조절을 통한 인지 처리 효율의 최적화 138
• 5.3.3 정보 조직 차원의 설계 원칙 모델 140
• 5.4 공간 지향 차원을 통한 경로 해독력 향상 141
• 5.4.1 경로 지시 명확성을 통한 공간 인지 강화 142
• 5.4.2 미학적 조화성이 공간 인지의 유동성을 강화함 144
• 5.4.3 공간 유도성 설계 원칙 모델 146
• 5.5 소결 147
• 6. 디자인 실천 148
• 6.1 검증 전 공간 및 사용자 분석 148
• 6.1.1 톈진공항 개요 148
• 6.1.2 사용자 동선 분석 150
• 6.2 전략 지향의 검증적 최적화 디자인 154
• 6.2.1 시각 표현 차원의 최적화 디자인 154
• 6.2.2 정보 조직 차원의 최적화 디자인 160
• 6.2.3 공간 유도 차원의 최적화 디자인 164
• 6.3 디자인 최적화 결과 및 디자인 평가 166
• 6.3.1 디자인 적용 전시 166
• 6.3.2 사용자 주관적 인식 평가 168
• 6.3.3 시선추적 행위 검증 평가 173
• 6.4 소결 177
• 7. 결론 및 논의 179
• 7.1 연구 결론 179
• 7.2 연구 시사점 184
• 7.3 연구의 한계와 후속 연구 방향 185
• 참고 문헌 187
• 영문 초록 194
• 부 록 197