淺談基于視覺認知的產(chǎn)品設(shè)計方法

劉敬慧

（ 河海大學(xué) 機電工程學(xué)院，江蘇 常州 213000 ）

0 引言

隨科技進步和社會發(fā)展，產(chǎn)品市場的競爭愈加激烈，產(chǎn)品的壽命周期亦在縮短。在對基本物質(zhì)需求標(biāo)準(zhǔn)不變的情況下，消費者傾向于根據(jù)自身的情感需求和潛在的精神需求來選擇[1]。在這種轉(zhuǎn)變下，設(shè)計者應(yīng)順應(yīng)設(shè)計發(fā)展和消費趨勢，從用戶的角度出發(fā)和以人為本的原則，結(jié)合消費者的精神需求去進行設(shè)計活動。因此探索一種科學(xué)的設(shè)計方法顯得尤為重要[2]。與此同時，眼動追蹤技術(shù)也在不斷發(fā)展和進步。設(shè)計經(jīng)常是被看作創(chuàng)造性的思維活動，表達設(shè)計者的主觀意圖，并非一種嚴謹?shù)膶W(xué)科體系。眼動實驗為設(shè)計科學(xué)化和嚴謹化提供了契機。目前視覺追蹤技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，視覺認知在人機交互領(lǐng)域中的應(yīng)用及前景十分廣闊。視覺認識是人接受信息的主要方式，人類從外界得到的信息量80%來源于視覺，承擔(dān)著用戶與信息交互的橋梁作用。許多學(xué)者已將工作重點轉(zhuǎn)移至探索基于視覺認知的科學(xué)的設(shè)計方法。設(shè)計者可以通過眼動數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，以了解用戶針對產(chǎn)品信息群集的認知加工特性，為產(chǎn)品造型設(shè)計提供科學(xué)指導(dǎo)和設(shè)計方法，從而能夠提升產(chǎn)品設(shè)計的品質(zhì)。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 產(chǎn)品形態(tài)與感性意象的關(guān)聯(lián)

產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計涉及形態(tài)線條，色彩等因素，相互作用關(guān)系將影響到產(chǎn)品最終的視覺信息群像。目前研究主要集中在提取產(chǎn)品意象造型運用多尺度刻畫提取關(guān)鍵要素，觀察分析用戶對于不同元素組合的評估并量化。

產(chǎn)品的感性意象是在視覺認知的基礎(chǔ)上，非理性的感性信息群像加工形成的主觀感受，不同消費者的感性意象往往不同。產(chǎn)品的感性意象往往是通過視覺達到較為直觀感受的。因而一開始重點放在感覺認知方面。

在感覺認知上，羅仕鑒研究了用戶和設(shè)計師在產(chǎn)品形態(tài)形成感性意象時的相似點及差異，提出和討論了用戶與設(shè)計師的產(chǎn)品形態(tài)感知意象概念，建立了用戶與設(shè)計師之間的基于視覺認知感性意象的匹配模型[3]。在感性意象的提取中，部分學(xué)者傾向于將情感反應(yīng)數(shù)據(jù)化和參數(shù)化，該方法得到的結(jié)果更為明晰，如陳月芬等運用信號分析采取生理信號特征，探討了建立生理信號與感性關(guān)系的模型實驗，改進建立了可用于情感分類器特征向量的可行性方法[4]，使得用戶情感能夠量化呈現(xiàn)。但是量化數(shù)據(jù)會導(dǎo)致情感意象的個人化屬性增強不夠準(zhǔn)確，部分學(xué)者則采用建立匹配模型或合集的方式，如喬現(xiàn)玲等通過多維尺度分析和聚類分析等方法分析出適合于描述質(zhì)感調(diào)和的代表性感性意象詞匯集[5]。在產(chǎn)品形態(tài)要素與感性意象提取時，情感化意向具有強烈的個人屬性，為了減少此種影響，張云帆等在進行意象提取時利用對目標(biāo)意象詞匯構(gòu)成的對象集采用了模糊評價[6]。Tamirat Abegaza等提出產(chǎn)品的設(shè)計要素如色彩、線條等以及組合可以使用作為視覺情感刺激的潛在替代品，而不是以單獨的產(chǎn)品形態(tài)，以便影響用戶的情感反應(yīng)[7]。除了視覺認知，Joana Vieira等提出了新的“點擊”觸覺量化參數(shù)，其參數(shù)效果優(yōu)于常用的捕捉比，并將該方法作為以用戶為中心的車內(nèi)橡膠鍵盤設(shè)計指導(dǎo)[8]。

初步得到產(chǎn)品形態(tài)要素與感性要素之后，部分學(xué)者將研究重點轉(zhuǎn)移到情感化設(shè)計的評估方法，探討好的情感化設(shè)計作品特點，從而探索科學(xué)的感性設(shè)計方法。夏雅琴針對基于多維感官的產(chǎn)品設(shè)計評估方法進行了研究，內(nèi)容有多重維度感知的評估信息捕捉和預(yù)加工，提出產(chǎn)品設(shè)計評估信息感官來源多樣化原則，建立了一種可用于不同維度感官評估初始數(shù)據(jù)體系案例[9]。蘇建寧等針對用戶對多維意象形態(tài)表達的需求，在分析產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計全過程的基礎(chǔ)上提出產(chǎn)品多維意象形態(tài)的進化設(shè)計模型、實現(xiàn)方法，確定了多圖像目標(biāo)的要求和產(chǎn)品樣本的形態(tài)參數(shù)[10]。此外，蘇建寧等學(xué)者直接使用潛在語義分析法提高評估出形態(tài)的美觀滿意程度的效率，建立了較為高效的形態(tài)美度綜合評價方法[11]，以及產(chǎn)品形態(tài)造型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價系統(tǒng)。圖1列出了基于視覺認知的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計流程。

2.2 優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計

在提取了相應(yīng)的產(chǎn)品形態(tài)與用戶情感反應(yīng)的一定聯(lián)系之后，研究重點是如何進行運用。產(chǎn)品形態(tài)的優(yōu)化設(shè)計呈現(xiàn)出多元化趨勢，不再是簡單地基于視覺認知，而是與感性工學(xué)、情感化設(shè)計結(jié)合在一起。產(chǎn)品形態(tài)作為消費者視覺認知，形成感性意象的重要因素。

2.2.1 感性工學(xué)與情感化設(shè)計

感性工學(xué)是將不同消費者對產(chǎn)品的感覺感性轉(zhuǎn)化為設(shè)計要素，運用到設(shè)計中使得產(chǎn)品更加人性化[12]，有許多學(xué)者將其與情感化設(shè)計結(jié)合起來或用于提取情感化意象。與直接提取感情意象相同，部分學(xué)者采用建立匹配模型的方式，比如Yu-Ming Chang運用人機工程學(xué)以及感性工學(xué)建立了情感識別感知模型[13]，此類方法可用于評估情感設(shè)計產(chǎn)品的模糊界定標(biāo)簽，為產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方法研究時捕捉和分析用戶視覺認知生理反映提供一定基礎(chǔ)；白仁飛以空氣凈化器為實際案例開展相關(guān)設(shè)計及思路，以感性工學(xué)為基礎(chǔ)采集感性詞匯和產(chǎn)品樣本以提取感性意象要素、語義要素、分解產(chǎn)品設(shè)計要素等方法，以提高用戶感性以及精神需求與設(shè)計要素的匹配程度[14]；部分學(xué)者則以感性工學(xué)為基礎(chǔ)將用戶感性體驗參數(shù)化，如熊艷等提出采用感性工學(xué)技術(shù)將用戶對產(chǎn)品的形態(tài)感性認知進行量化，綜合運用語意差異法、因子分析和多元線性回歸等方法處理產(chǎn)品意象數(shù)據(jù)，從而確定意象與特征線之間的關(guān)系，用于符合用戶感性意象的產(chǎn)品造型設(shè)計方案[15]。云軼舟等則以感性工學(xué)為理論基礎(chǔ)對家電產(chǎn)品的點線面體四方面要素進行形態(tài)分析，構(gòu)建了產(chǎn)品形態(tài)要素與用戶感覺意象之間的量化關(guān)系模型，建立語意差分量表[16]。Zhou Yan等以感性工學(xué)理論為基礎(chǔ)，在進行形態(tài)要素提取的基礎(chǔ)上，研究了形態(tài)設(shè)計要素與主觀感受的相關(guān)性，采用多尺度法、類聚類法等建立感情意象評價方法，得到了手機形態(tài)設(shè)計元素與主觀評價值之間的對應(yīng)關(guān)系[17]。

2.2.2 視覺與感性意象關(guān)聯(lián)

由于個體差異和主觀因素，設(shè)計師通過產(chǎn)品形態(tài)傳達的信息無法有效地被用戶獲取，設(shè)計師也無法得到產(chǎn)品形態(tài)與用戶視覺認知之間的關(guān)聯(lián)反饋。眼動數(shù)據(jù)是用戶視覺認知的直觀體現(xiàn)，設(shè)計師從眼動數(shù)據(jù)出發(fā)能夠較為直觀的理解用戶需求，因此將其與用戶的感情意象相結(jié)合能夠有效地降低用戶個體差異和主觀因素帶來的影響，使得設(shè)計方法更為科學(xué)合理。林麗、高云坤等以眼動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將眼動追蹤與視覺理論相結(jié)合得到產(chǎn)品形態(tài)優(yōu)化的設(shè)計方法[18]。方法大體遵循上述基于視覺認知的產(chǎn)品形態(tài)優(yōu)化設(shè)計流程。先進行產(chǎn)品形態(tài)分析，提取意象要素后進行信息預(yù)處理：篩選與形態(tài)高度關(guān)聯(lián)的眼動指標(biāo)。對設(shè)計要素等感性因素進行參數(shù)化，建立眼動追蹤指標(biāo)與設(shè)計要素的關(guān)系模型，從而確定形態(tài)設(shè)計的優(yōu)選方案。丁寅則提出，在對于產(chǎn)品感性意象分析時可分為工學(xué)式和感性式兩種類型，在感性意象設(shè)計方面，運用創(chuàng)新性思維設(shè)計產(chǎn)品造型創(chuàng)新性應(yīng)用流程，并對其方法實施實例運用[19]。在創(chuàng)新設(shè)計方面的工作，蘇建寧等考慮用戶的情感意象和潛在精神需求，將工作重點放在產(chǎn)品意象造型設(shè)計所涉及的感性意象挖掘、造型形態(tài)描述、產(chǎn)品造型設(shè)計要素辨識、產(chǎn)品感性意象與設(shè)計要素的關(guān)聯(lián)及產(chǎn)品的意象形態(tài)設(shè)計等技術(shù)和方法，為產(chǎn)品意象形態(tài)設(shè)計提供了指導(dǎo)依據(jù)和整體思路[20]。針對創(chuàng)新性設(shè)計應(yīng)用，吳通等研究了產(chǎn)品設(shè)計的可拓變換和推理的一般原則，并將機制應(yīng)用于產(chǎn)品的功能設(shè)計和色彩設(shè)計中，為產(chǎn)品設(shè)計提供了創(chuàng)新解決方案[21]。

3 實踐與展望

基于視覺認知的產(chǎn)品設(shè)計方法仍存在著一些問題，目前大多數(shù)研究圍繞感性工學(xué)應(yīng)用。在產(chǎn)品設(shè)計的研究過程中，產(chǎn)品意象的采集處理多依靠較為傳統(tǒng)的方式，缺乏科學(xué)有效的提取處理方法。用戶對于產(chǎn)品感性意象的理解不僅僅存在于眼睛注視，還包括其它生理反映等，除眼動實驗的運用外還應(yīng)當(dāng)加入其它測試方法，以提高研究方法的效率和準(zhǔn)確率。在今后的情感化設(shè)計探究中，不僅僅是視覺認知，還將包括觸覺、聽覺等多通道設(shè)計，從而增強用戶的感官體驗，使得設(shè)計者與用戶之間達成情感交流。

在使用過程中獲得更深層次的情感體驗和反思層次能夠提升用戶對產(chǎn)品的忠誠度。如何將感性意象參數(shù)化，情感體驗客觀性描述是研究的難點，除形態(tài)，色彩等還應(yīng)當(dāng)注重材質(zhì)在產(chǎn)品設(shè)計中的表達的重要作用。

從產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的方法研究和針對產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的研究兩個方面探討基于視覺認知產(chǎn)品設(shè)計的研究現(xiàn)狀。首先是感性認知的研究，研究重點在視覺認知，探究感性認知與視覺之間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)，主要方向是產(chǎn)品感性與形態(tài)要素的提取。

基于視覺認知，感性意象作為產(chǎn)品形態(tài)的一種設(shè)計要素的表達，與消費者潛在精神需求的匹配度受到越來越多的關(guān)注。常用方法有語義詞匯總結(jié)，針對感性意象的模糊性，運用感性工程理論優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計等建立評價體系，以滿足消費者潛在內(nèi)心需求。在運用相關(guān)方法研究時，需要考慮如何降低評估的主觀性，從而獲得較為準(zhǔn)確的產(chǎn)品情感化設(shè)計評價。

針對感性產(chǎn)品造型的設(shè)計方法已經(jīng)趨于明了，流程明確，見圖2。在提取感性意象時，運用到產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方法研究中的分析方法，抽取產(chǎn)品關(guān)鍵的形態(tài)特征以及設(shè)計元素，建立評估標(biāo)準(zhǔn)與評測模型并進行評估測定。在評估測定過程中設(shè)計一定的眼動實驗，捕捉數(shù)據(jù)等。評估模型的建立依靠優(yōu)化設(shè)計研究中相關(guān)參數(shù)化方法，進行評估總結(jié)并運用到實際案例設(shè)計中。在此基礎(chǔ)之上，未來基于視覺認知的產(chǎn)品設(shè)計會更加多元化，更注重情感化設(shè)計并且與服務(wù)體系相結(jié)合。

4 結(jié)語

運用科學(xué)的研究方法進行設(shè)計，最終應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)制造中以提高產(chǎn)品競爭能力，提升經(jīng)濟效益是產(chǎn)品設(shè)計的目的。目前國內(nèi)的設(shè)計的研究方法仍帶有較強的主觀性、抽象性、經(jīng)驗性等人文色彩，缺少針對用戶的人性化、感情化的科學(xué)研究方法。設(shè)計發(fā)展至今不再是簡單的產(chǎn)品自身設(shè)計本身，應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)化，將產(chǎn)品服務(wù)設(shè)計中的情感化設(shè)計考慮在內(nèi)，積極地借鑒其他研究發(fā)展途徑，利用現(xiàn)有的技術(shù)水平以及相關(guān)學(xué)科的研究方法，在理解設(shè)計科學(xué)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上探究設(shè)計規(guī)律。