基于感性意象的非接觸眼壓計造型設(shè)計研究

孫許方， 任 媛

(中原工學(xué)院 機電學(xué)院， 河南 鄭州 450007)

近年來，醫(yī)療器械作為全球新興貿(mào)易項目而備受關(guān)注，眼科醫(yī)療設(shè)備及耗材在醫(yī)療器械市場中具有重要的地位，其發(fā)展前景可觀，但市場競爭日趨激烈。我國眼科醫(yī)療器械行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)起步較晚，目前仍處于模仿優(yōu)秀品牌的階段。非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型設(shè)計，存在偏重功能形態(tài)而造型風(fēng)格混亂，以及盲目效仿導(dǎo)致的產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象。這也是整個醫(yī)療器械行業(yè)普遍存在且亟待解決的問題。醫(yī)療器械的產(chǎn)品研發(fā)需要對現(xiàn)代技術(shù)、營銷策略及用戶情感需求三方面進行資源整合?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展過程存在的諸多問題和營銷資源的匱乏，導(dǎo)致用戶情感需求逐漸成為提升產(chǎn)品附加值的重要因素。研究人類情感需求的感性因素屬于感性工學(xué)的一個分支，采用感性工學(xué)進行設(shè)計正是達到技術(shù)發(fā)展和情感平衡，實現(xiàn)技術(shù)向情感轉(zhuǎn)變的最佳途徑[1]。為此，本文結(jié)合感性工學(xué)的研究現(xiàn)狀，從感性意象的角度，對非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型提出一套完整的設(shè)計方法，主要從非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型特征和設(shè)計流程、感性詞匯篩選和特征線映射等方面，探討感性因素與產(chǎn)品設(shè)計各環(huán)節(jié)的關(guān)系，為現(xiàn)代醫(yī)療器械的產(chǎn)品造型設(shè)計提供借鑒。

1 非接觸眼壓計產(chǎn)品造型的感性意象

“感性”一詞誕生之初用于闡述哲學(xué)概念，現(xiàn)代多用于白話文。從心理學(xué)方面解釋，“感性”屬于一種心理認(rèn)知，主要表現(xiàn)為人通過感覺器官對事物表象產(chǎn)生的心理感受。這種感性認(rèn)知產(chǎn)生的“意”需要借助“象”來表達，“意”是抽象的感性描述，“象”是有具體形態(tài)的物體[2]。感性意象就是人對物體所形成的感覺，是心理上對物體的期待和感受，是一種高度凝聚的深層次情感活動[3]。產(chǎn)品設(shè)計中“意”集中表現(xiàn)為用戶使用產(chǎn)品時的心理狀態(tài)，如看到產(chǎn)品挺拔的線條而產(chǎn)生的科技感。這里，借意表象，即挺拔的線條是科技感的寄托物。

就醫(yī)療器械而言，其心理因素和設(shè)計因素是影響感性意象設(shè)計的兩大主題。受物質(zhì)、精神和社會層面的影響，人類主觀的心理因素界定寬泛，而用戶所接受的醫(yī)療產(chǎn)品一般具有固定的心理訴求。產(chǎn)品附加信息應(yīng)安全可靠，能達到精準(zhǔn)診斷和治療的目的。設(shè)計因素是設(shè)計師可掌控的部分，具體分為視覺因素(色彩和形態(tài))、聽覺因素(聲音)、觸覺因素(材質(zhì))、味覺因素(味道)以及嗅覺因素(氣味)五部分[4]。這些因素組成了具體的產(chǎn)品形態(tài)，是醫(yī)療器械傳遞產(chǎn)品信息和情感的媒介。

非接觸眼壓計是臨床患者眼內(nèi)壓力檢測、青光眼診斷所用的眼科醫(yī)療器械。非接觸眼壓計以區(qū)別于其他工業(yè)產(chǎn)品的醫(yī)療器械專用性、安全性和人性化設(shè)計為原則，其產(chǎn)品的感性意象設(shè)計受到限定。其專用性原則表現(xiàn)為：由于非接觸眼壓計的測量診斷過程需要醫(yī)生和患者相互配合來完成，為保證產(chǎn)品具有舒適的人機操作性，設(shè)計者必須了解產(chǎn)品使用過程中醫(yī)患雙方的操作動態(tài)，減少動作繁瑣而造成的疲勞。其安全性原則表現(xiàn)為：眼睛是人體較為敏感的器官，眼科測量儀器的各部件均應(yīng)符合醫(yī)療器械的安全標(biāo)準(zhǔn)，避免在使用中對患者造成眼部的健康危害。其人性化原則表現(xiàn)為：在患者就診時，周圍環(huán)境和金屬類醫(yī)療器械都容易讓患者產(chǎn)生焦慮情緒，甚至造成診斷偏差，而具有親和力的醫(yī)療產(chǎn)品能緩解患者接受治療時的不安情緒，讓患者放松心態(tài)?？傊?，從用戶層面透視產(chǎn)品的感性信息，有助于設(shè)計師掌控產(chǎn)品情感指向，縮小其設(shè)計意圖與產(chǎn)品心理模型構(gòu)建的差距，在滿足產(chǎn)品功能要求的同時進一步實現(xiàn)設(shè)計者與用戶的情感互動。

2 非接觸眼壓計的造型特征線

與日本和德國相比，我國的眼科醫(yī)療器械發(fā)展較為落后，市場規(guī)模較小。近年來，電子設(shè)備的普及導(dǎo)致用眼過度、眼疾等問題大量出現(xiàn)，國內(nèi)對眼部疾病的重視程度逐步提高，眼科產(chǎn)品市場得到了迅速發(fā)展[5]。非接觸眼壓計需具有較強的功能及人機操作性，其產(chǎn)品造型需要滿足醫(yī)療器械使用的特殊要求。受醫(yī)療用材質(zhì)制約，目前，非接觸眼壓計相關(guān)產(chǎn)品配色不和諧、造型單一、略顯笨拙，且產(chǎn)品的主觀偏好意象與造型契合程度較低。因此，非接觸眼壓計需要在滿足產(chǎn)品功能要求的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)?shù)母行砸庀筮M行產(chǎn)品造型設(shè)計，以便通過情感溝通撫慰患者的負(fù)面情緒，緩解患者接受檢測的痛苦。

非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型設(shè)計是對其風(fēng)格、輪廓線、細(xì)節(jié)進行處理，甚至是對通用形態(tài)元素等結(jié)構(gòu)和外型全部信息的一種描述。與汽車造型特征線的提取過程類似，非接觸眼壓計也有特定的結(jié)構(gòu)約束和造型內(nèi)涵，其基本構(gòu)造可用側(cè)視輪廓線、正視輪廓線等術(shù)語描述[6]。對產(chǎn)品造型特征線與結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究，是了解產(chǎn)品原型最有效的方式，并且能有針對性地簡化產(chǎn)品復(fù)雜線形的形態(tài)信息。非接觸眼壓計特征線的提取輔助于產(chǎn)品造型意象風(fēng)格的形成，對功能型部件特征(如額托、支架和立柱等)的形態(tài)細(xì)節(jié)優(yōu)化具有導(dǎo)向性作用。

對非接觸眼壓計造型特征線進行解構(gòu)與分類，得出的主要特征線包括：測量頭頂視輪廓線E1，測量頭側(cè)視前后窗輪廓線E2、E13，顯示器側(cè)視輪廓線E3、E10，控制面板側(cè)視輪廓線E4、E5，底座側(cè)視輪廓線E6、E7，額托立柱側(cè)視輪廓線E8、E9，額托支架側(cè)視輪廓線E11、E12；測量頭正視輪廓線E18，顯示屏正視輪廓線E14，打印窗正視輪廓線E17，底座正視輪廓線E15、E16；測量窗罩后視輪廓線E19、E20，額托支架后視內(nèi)外輪廓線E21、E26，頜托立柱后視輪廓線E22，額托立柱后視輪廓線E23，頜托后視輪廓線E24，測量頭后視底邊線E25。非接觸眼壓計的造型特征線如圖1所示。

(a) 側(cè)視輪廓線 (b) 正視輪廓線 (c) 后視輪廓線圖1 非接觸眼壓計的造型特征線

3 非接觸眼壓計感性意象造型的設(shè)計流程

感性工學(xué)用于界定用戶的產(chǎn)品感性信息，是對概念意象、情感需求等模糊感性信息進行量化設(shè)計的研究方法。用前向定量推論式感性工學(xué)程序指導(dǎo)非接觸眼壓計造型設(shè)計的目的，在于構(gòu)建產(chǎn)品感性詞匯與形態(tài)要素的關(guān)系[7]。非接觸眼壓計的感性意象造型設(shè)計流程如圖2所示。

(1) 通過走訪醫(yī)院眼科、查閱互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資料、參觀醫(yī)療設(shè)備展會等渠道，廣泛收集非接觸眼壓計的產(chǎn)品樣本資料。運用KJ(親和圖)法對產(chǎn)品樣本進行匯總并分類，最終挑選出有代表性的產(chǎn)品樣本。

圖2 非接觸眼壓計感性意象造型的設(shè)計流程

(2) 針對來自不同行業(yè)的人員，進行關(guān)于產(chǎn)品樣本外觀描述的形容詞測試，分類整理并量化測試結(jié)果，利用聚類分析法分析測試結(jié)果是否與代表產(chǎn)品樣本的語意匹配，最終確定代表性感性詞匯。

(3) 繪制非接觸眼壓計產(chǎn)品方案的李克特七點量化圖，并測試用戶對產(chǎn)品方案的感性意象傾向，從而提取符合感性詞匯的形態(tài)元素。

(4) 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要素及感性詞匯，篩選最終方案并進行方案的優(yōu)化設(shè)計。

4 非接觸眼壓計的感性詞匯篩選

產(chǎn)品采樣輔助于感性詞匯的收集，數(shù)據(jù)調(diào)研是進行產(chǎn)品感性意象造型設(shè)計的關(guān)鍵。首先，通過多渠道數(shù)據(jù)調(diào)研，對非接觸眼壓計的產(chǎn)品形態(tài)進行多樣化采集，共收集了23個產(chǎn)品樣本，從中選出具有較大差異的7個產(chǎn)品樣本；其次進行產(chǎn)品感性意象描述的測試，邀請不同行業(yè)的測試者對有差異的產(chǎn)品樣本進行感性描述，共收集了45個感性詞匯(如職業(yè)感、科技感、輕巧感等)；然后，采用聚類分析法，用這45個感性詞匯與選出的7個產(chǎn)品樣本進行適用性匹配，剔除語義相似且不適于非接觸眼壓計產(chǎn)品造型的感性詞匯；最后進行測試結(jié)果分類，篩選匹配度較高的10個感性詞匯。感性詞匯的聚類分析結(jié)果如表1所示。

表1 感性詞匯的聚類分析結(jié)果 人

綜合上述測評分析，本文最終確定“親切的、舒適的、穩(wěn)重的”為符合非接觸眼壓計的感性詞匯。

5 非接觸眼壓計感性詞匯的造型特征線映射

通過上述產(chǎn)品樣本收集、造型特征線描述和感性詞匯聚類分析可知，非接觸眼壓計的設(shè)計應(yīng)以“親切的、舒適的、穩(wěn)重的”感性詞匯作為造型特征線映射對象。針對非接觸眼壓計造型特征線，本文選擇3個創(chuàng)新方案，對產(chǎn)品感性詞匯與造型特征線的關(guān)系進行研究，選取3個創(chuàng)新方案中側(cè)視特征線來繪制李克特七點量化圖，并邀請10位測試者對3個創(chuàng)新方案意象詞匯的正負(fù)(很親切—很疏遠)數(shù)軸進行心理評估。李克特感性詞匯心理量化評估結(jié)果如圖3所示。

對圖3分析可知，在非接觸眼壓計的造型特征線中，若測量頭頂視輪廓線E1，測量頭側(cè)視前后窗輪廓線E2、E13，底座側(cè)視輪廓線E6、E7，額托立柱側(cè)視輪廓線E8、E9，額托支架側(cè)視輪廓線E11、E12，這些線條特征蘊含曲線，豐滿且具有動勢，則產(chǎn)品親切、舒適的意象明顯增強。若底座側(cè)視輪廓線E6、E7，額托立柱側(cè)視輪廓線E8、E9，這些線條造型粗短，產(chǎn)品外觀的線條多為直線、斜線，則產(chǎn)品造型呈現(xiàn)“穩(wěn)重的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹备行砸庀?。顯然，在李克特感性詞匯心理量化評估結(jié)果中，方案3比方案1和方案2的產(chǎn)品整體造型曲線特征更為飽滿、穩(wěn)重，產(chǎn)品感性意象更顯親切，其產(chǎn)品造型特征更符合非接觸眼壓計的意象詞匯。

本文結(jié)合感性詞匯的量化評估結(jié)果及方案特征線分析，提取6組形狀(包括正方形、長方形、三角形、正圓形、橢圓形、有機形)特征，進行如下具體分析：長方形具有輪廓明確的特點，這種形態(tài)的產(chǎn)品通常蘊含剛毅、結(jié)實、穩(wěn)重的感性意象；正圓和橢圓是一種包容形狀，更容易呈現(xiàn)可愛、活潑的感性意象；自由曲線構(gòu)成的有機形態(tài)，線形自由無束，更顯輕松感和親和力；正方形顯得古板；三角形代表穩(wěn)定。6組形狀特征的感性意象分析結(jié)果如表2所示。

圖3 李克特感性詞匯心理量化評估結(jié)果

形狀圖樣感性意象正方形專業(yè)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、古板的、理性的、冰冷的長方形理性的、疏遠的、男性的、剛毅的、科技的、安靜的、冰冷的三角形穩(wěn)定的、科技的、尖銳的、時尚的、苛刻的正圓形柔和的、圓潤的、輕松的、可愛的、親切的橢圓形柔和的、細(xì)膩的、年輕的、趣味的、親和的有機形業(yè)余的、自然的、自由的、有趣的、神秘的、感性的、未來的

6 非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型設(shè)計

根據(jù)感性意象詞匯與造型特征線的關(guān)系，按照方案3對非接觸眼壓計進行產(chǎn)品造型特征的優(yōu)化設(shè)計。首先，將非接觸眼壓計的整體機身造型特征線設(shè)計為流暢、變化豐富的曲線，增大線條的曲率，而將測量機身和操作臺底座特征線設(shè)計為曲線，并附加由直線拼接而成的線條，使非接觸眼壓計的整體造型視覺呈現(xiàn)“專業(yè)的、親切的、規(guī)整的、穩(wěn)重的”感性意象；其次，將非接觸眼壓計調(diào)整為符合人機工學(xué)的產(chǎn)品比例，以梯形為基礎(chǔ)形狀設(shè)計測量機身的細(xì)節(jié)形態(tài)，以便增強產(chǎn)品的穩(wěn)定性。按方案3構(gòu)思的非接觸眼壓計設(shè)計草圖如圖4所示。

綜合考慮非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型特征和具體的草圖設(shè)計，本文運用3D建模軟件Rhino來實現(xiàn)產(chǎn)品造型的三維效果。非接觸眼壓計產(chǎn)品造型的三維設(shè)計包括建立產(chǎn)品模型和視覺效果渲染。

產(chǎn)品配色和材質(zhì)選擇是產(chǎn)品外觀構(gòu)成的重要部分。非接觸眼壓計的產(chǎn)品配色選用沉靜的醫(yī)療用色，包括藍色、灰色、白色。這3種顏色均顯潔凈、柔和，有助于醫(yī)療檢測。因為在排查病癥時，患者要與非接觸眼壓計直接接觸，所以該產(chǎn)品的材質(zhì)應(yīng)具有柔軟、光滑的質(zhì)感，以便建立人與器械之間較高的信任度。一般醫(yī)療器械的材質(zhì)選用ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)和PVC(聚氯乙烯)。本文經(jīng)過三維效果分析，設(shè)計的非接觸眼壓計產(chǎn)品造型如圖5所示。

(a) 測量機身造型 (b) 顯示屏造型 (c) 額托立柱造型 圖4 按方案3構(gòu)思的非接觸眼壓計設(shè)計草圖

(a) 側(cè)視造型 (b) 正視造型 (c) 后視造型 圖5 非接觸眼壓計的產(chǎn)品造型

對非接觸眼壓計造型的視覺感分析可知：測量頭頂視輪廓線E1，測量頭側(cè)視前后窗輪廓線E2，顯示器側(cè)視輪廓線E3，額托立柱側(cè)視輪廓線E8、E9，額托支架側(cè)視輪廓線E11、E12等，這些特征線的曲率大、線條圓潤、富有彈性，且對應(yīng)特征面具有很強的飽滿感，更能體現(xiàn)“親切的、舒適的”感性意象；頜托后視輪廓線E24對應(yīng)的特征面為內(nèi)凹弧面，最符合人機工學(xué)的舒適度要求；若測量機身正視輪廓線外凸，則產(chǎn)品整體造型的穩(wěn)定感更強。非接觸眼壓計的產(chǎn)品優(yōu)化造型特征線分析結(jié)果如表3所示。

表3 非接觸眼壓計的產(chǎn)品優(yōu)化造型特征線分析結(jié)果

實踐證明，在產(chǎn)品造型設(shè)計中融入感性意象與量化數(shù)據(jù)，可以為產(chǎn)品研發(fā)建立明確的設(shè)計方向。

7 結(jié)語

本文圍繞產(chǎn)品的感性意象，以感性工學(xué)為理論支撐，結(jié)合聚類分析法，對非接觸眼壓計進行造型設(shè)計，并通過實例分析驗證了基于感性意象的產(chǎn)品造型設(shè)計方法的可行性。非接觸眼壓計產(chǎn)品造型的外觀形態(tài)越圓潤、飽滿，特征線曲率越大，就越符合舒適、親切的感性意象要求。實踐證明，研究產(chǎn)品造型的特征線與形態(tài)，能夠具象產(chǎn)品外觀感性意象的表達，實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。

本文對感性意象進行映射的產(chǎn)品造型設(shè)計方法，僅涉及造型特征線的分析，而醫(yī)療器械的色彩、材質(zhì)、操作方式等其他信息歸納，需在后續(xù)研究中進行補充。