王毅 史盟 許亞松 師雨欣

摘要：將用戶對(duì)產(chǎn)品CMF的綜合感性信息極早地映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，減少設(shè)計(jì)師的工作量和配色對(duì)設(shè)計(jì)師的主觀依賴性，以提高產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)方法的實(shí)用性。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)感性信息“轉(zhuǎn)嫁一映射”概念的基礎(chǔ)上，利用加權(quán)漢明距離分析了基于用戶感知的CMF意象圖、提取色塊、配色示意圖與產(chǎn)品CMF的綜合意象感知的相關(guān)性。在此基礎(chǔ)上提出利用“CMF意象圖、配色示意圖”作為用戶感性信息的轉(zhuǎn)嫁媒介，設(shè)計(jì)師根據(jù)用戶感性選擇獲得的配色示意圖完成產(chǎn)品CMF的情感化設(shè)計(jì)方法，并以個(gè)人電動(dòng)車設(shè)計(jì)為例進(jìn)行了驗(yàn)證。通過用戶對(duì)CMF意象圖的選擇可以很好地將用戶對(duì)產(chǎn)品CMF模糊的感知需求視覺化，配色示意圖作為CMF意象信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”工具，可以方便、直觀地將CMF意象感知信息映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：CMF設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)嫁一映射 感性需求 情感化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB47

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069 （2020） 04-0090-04

引言

產(chǎn)品CMF （color，material，finishing）（色彩、材質(zhì)、表面處理工藝）設(shè)計(jì)前，如何將質(zhì)感、色彩隱含的情感表現(xiàn)出來，并映射用戶感性信息是產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)研究的熱點(diǎn)[1]。用戶對(duì)產(chǎn)品CMF感知判斷及情感偏好的表述，是一種模糊的、非量化的感性信息。針對(duì)用戶情感偏好來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品CMF意象設(shè)計(jì)，減少主觀判斷，提高色彩情感化設(shè)計(jì)越來越受到企業(yè)的重視[2]?！癈MF意象”是指人們看到產(chǎn)品的色彩極其質(zhì)感后，結(jié)合自身的文化背景、經(jīng)驗(yàn)，在頭腦中產(chǎn)生對(duì)產(chǎn)品CMF的綜合感知形象，是色彩的物理屬性和抽象的色彩文化屬性綜合產(chǎn)生的意象和心理形象[3]。CMF設(shè)計(jì)時(shí)，色彩的物理、幾何屬性等顯性信息下蘊(yùn)含著更深層次的色彩情感、意象等隱性信息[4]。

無論用戶直接參與還是間接參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，都需要將用戶的感性需求理性、直觀地表達(dá)出來。文中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)感性信息“轉(zhuǎn)嫁一映射”概念的基礎(chǔ)上，利用“CMF意象圖、配色示意圖”作為用戶感性信息的轉(zhuǎn)嫁媒介，通過用戶對(duì)CMF意象圖的選擇將自己對(duì)產(chǎn)品CMF模糊的感知需求視覺化，然后通過配色示意圖作為CMF意象信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”工具，方便、直觀地將CMF意象感知信息映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案當(dāng)中。

一、產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)中感性信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”

（一）CMF感性信息的“轉(zhuǎn)嫁媒介”

1.產(chǎn)品CMF意象圖：目前，基于案例的色彩設(shè)計(jì)采用從圖像和現(xiàn)有產(chǎn)品中提取色彩的辦法[5]，將提取的色彩作為色彩來源用于產(chǎn)品配色，是一種物理信息的獲取與轉(zhuǎn)移，并不能實(shí)現(xiàn)色彩情感信息的轉(zhuǎn)化。文獻(xiàn)[6]提出了用現(xiàn)有的軟件對(duì)圖像色彩進(jìn)行合并與提取，并通過提取色彩隨機(jī)組合生成色彩方案后通過評(píng)價(jià)來獲取最優(yōu)設(shè)計(jì)。該方法較好地模擬了色彩設(shè)計(jì)由靈感來源到方案的步驟，較好地獲取了色彩物理、幾何屬性等顯性信息。對(duì)產(chǎn)品而言，不能把色彩孤立看待。好的色彩一定是和材料、工藝一起作用于產(chǎn)品，形成的一種不僅僅只通過視覺感知的形式美感，而是更加蘊(yùn)含了品質(zhì)感、品牌感、文化感的存在[7]，所以，CMF是當(dāng)前產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。在包豪斯建校之際就一直“重視材料及其質(zhì)感對(duì)設(shè)計(jì)影響的研究”，巧妙利用材質(zhì)美感、色彩美感的關(guān)系，并與產(chǎn)品形態(tài)形成自然的結(jié)合，塑造產(chǎn)品形態(tài)的簡約之美，是產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)的完整表達(dá)。但如何把用戶傾向的質(zhì)感、色彩的情感等多種難以量化的信息獲取，并映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中仍需要深入研究。產(chǎn)品的CMF設(shè)計(jì)也進(jìn)一步要求產(chǎn)品能夠用顯性的物理要素承載用戶感性的需求。將用戶隱含的、難以客觀描述的感性信息與造型的特征直接轉(zhuǎn)化是產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)研究的熱點(diǎn)。

現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，專業(yè)的色彩樣板以一種直觀的、可觸、可感的形式被廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)當(dāng)中。但這種CMF樣板并不能給用戶以直觀的產(chǎn)品CMF的風(fēng)格感知。因此可以利用一種帶有色彩、質(zhì)感的圖片組合來塑造產(chǎn)品的CMF的感知意象，讓用戶較為直觀地把自己的感性需求與這些意象圖對(duì)應(yīng)起來，把這種組合圖定義為“CMF意象圖”，如表1中的CMF意象圖樣本。CMF意象圖以二維圖片的形式將產(chǎn)品配色的面積、材質(zhì)紋理，光澤度等多種信息直觀地表達(dá)出來，并結(jié)合圖片中的圖形風(fēng)格，將原先模糊的感性需求信息有效地視覺化。因此，CMF意象圖作為用戶感性需求的轉(zhuǎn)嫁媒介，有效地傳遞了用戶對(duì)產(chǎn)品內(nèi)在風(fēng)格的感性需求。

2.配色示意圖：產(chǎn)品色彩依附產(chǎn)品形態(tài)的幾何約束，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮色彩面積與配色之間的對(duì)比與調(diào)和。當(dāng)前設(shè)計(jì)師常使用一些能夠展現(xiàn)不同面積組合的色彩搭配圖來作為產(chǎn)品配色或者色彩交流的參考，以更加直觀地展現(xiàn)產(chǎn)品色彩搭配形象，傳達(dá)產(chǎn)品色彩意象信息[8]。把這種色彩搭配的二維圖形定義為“配色示意圖（ ColorMatching Map）”，如圖1所示。但是由于產(chǎn)品的品類不同，其造型風(fēng)格也不盡相同。所以，配色示意圖可以用不同的色彩面積組合、圖形形狀來貼近的產(chǎn)品特征，如三角形、圓形、正方形、矩形條紋等組合可代表不同的產(chǎn)品形象，如圖1。矩形條紋圖是當(dāng)前產(chǎn)品色彩二維配色常用的圖形。Pantone在2013年發(fā)布的工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品色彩趨勢中[9]，選擇矩形條紋色彩組合圖1中的（c）來展現(xiàn)產(chǎn)品色彩的配色關(guān)系和色彩形象，以符合多數(shù)產(chǎn)品的適應(yīng)性。

色彩CMF意象圖和配色示意圖可以將設(shè)計(jì)師或用戶所想的色彩和情感需求綜合直觀地表達(dá)出來，是一種能夠很好地將設(shè)計(jì)思維中的色彩信息視覺化，很好地提高配色效率的“轉(zhuǎn)嫁媒介”。

（二）CMF感性信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”：產(chǎn)品CMF感性信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”概念，是指通過一種媒介，將用戶模糊的、不確定的，甚至隱含的感性信息以可視、可觸等物理要素呈現(xiàn)出來，進(jìn)而較為準(zhǔn)確地映射到產(chǎn)品的CMF設(shè)計(jì)當(dāng)中。文中提出的CMF感性信息的“轉(zhuǎn)嫁一映射”首先通過用戶對(duì)CMF轉(zhuǎn)嫁媒介（CMF意象圖）的感知評(píng)價(jià)，建立可通過語義檢索的“CMF特征原型庫”。其次，用戶在參與產(chǎn)品的CMF設(shè)計(jì)時(shí)，用戶根據(jù)自己的感性需求通過語義檢索調(diào)出“造型特征原型庫”中的CMF意象圖原型[C，M，F(xiàn)]，將自己對(duì)產(chǎn)品CMF的感性需求信息“轉(zhuǎn)嫁”到CMF意象圖中，然后設(shè)計(jì)師根據(jù)“意象圖”中析出的配色示意圖完成產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)，從而將用戶的感性需求信息“映射”到產(chǎn)品CMF的設(shè)計(jì)特征中，實(shí)現(xiàn)用戶參與的產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)，如圖2所示。

二、產(chǎn)品CMF意象圖、配色示意圖與產(chǎn)品色彩感知的相關(guān)性分析方法

（一）驗(yàn)證算法：用戶心理對(duì)色彩的意象感知和評(píng)價(jià)通常是定性的表述，缺少明顯的界限來區(qū)分[10]。這些評(píng)價(jià)信息組成的集合是典型的模糊集合。所以判定這些意象圖、配色示意圖是否和產(chǎn)品配色形成一定的相關(guān)性，是提高用戶感知信息通過“轉(zhuǎn)嫁媒介”、“映射”到產(chǎn)品色彩方案程度的關(guān)鍵。文中用模糊集合之間的距離來度量產(chǎn)品CMF意象圖、色塊、配色示意圖、產(chǎn)品配色方案的感知信息模糊集合的相關(guān)性，以此來確定各個(gè)集合間色彩意象信息的轉(zhuǎn)嫁、映射程度。距離的大小則反映出判定對(duì)象之間關(guān)系的相似程度[11]，距離近地說明映射程度好，感知信息獲取的更加準(zhǔn)確。

設(shè)X=（x1，x2，…，xn），AEF（X），則A=（A（x1），A（x2），…，A（xn）），（A（x1），（A（X2），…，A（xn））可解釋為n維歐氏空間中的點(diǎn)，用歐氏空間距離定義模糊集之間的距離。當(dāng)X=[a，b]時(shí)，A（x）可解釋為[a，b]上的有界函數(shù)。

定義1設(shè)X=（X1，X2，…，xn）或X=[a，b]，A，BEF（X），p為正實(shí)數(shù)。

則稱dm（A，B）為A，B之間的閔科夫斯基（Minkowski）距離llll。

P=l時(shí)，dm （A，B）成為模糊集A，B之間的漢明距離（Hamming）。當(dāng)P=2時(shí)，成為模糊集A，B之間的歐幾里得距離（Euclid）如果設(shè)定模糊距離為[O，1]中的數(shù)，閔科夫斯基距離表達(dá)為：

則dMw （A，B）為模糊集A，B之間的加權(quán)閔科夫斯基距離[11]。

用戶對(duì)產(chǎn)品CMF的感知表現(xiàn)出多元的、多層次的感性需求。以用戶為核心的產(chǎn)品的CMF個(gè)性化設(shè)計(jì)，會(huì)因?yàn)槟繕?biāo)用戶特征差異采取不同的定位。采用加權(quán)方法處理，可以使產(chǎn)品的CMF的情感化設(shè)計(jì)符合產(chǎn)品的定位。文中采用了加權(quán)漢明距離來證明用戶對(duì)圖像的色彩、提取色塊的色彩、配色示意圖的色彩以及產(chǎn)品色彩的意象感性信息集合之間的相關(guān)性。

（二）實(shí)驗(yàn)：文中以一款新型單人代步工具的配色設(shè)計(jì)為例。第一步根據(jù)產(chǎn)品的特征確立產(chǎn)品色彩感性需求的主要關(guān)鍵詞。本次實(shí)驗(yàn)確定配色方案時(shí)針對(duì)產(chǎn)品特征著重考慮“性別（男性的一女性的）”需求差異，所以把色彩的性別也作為色彩形象中的關(guān)鍵詞之一，性別感知度分值為0.1表示非常男性，而0.9為非常女性的色彩，0.5則表示中性色彩。設(shè)定產(chǎn)品CMF意象感知的關(guān)鍵詞為“時(shí)尚、新穎、動(dòng)感（色彩對(duì)比強(qiáng)烈）”，將每一個(gè)意象“感知度”判定分值設(shè)為：“0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9”，分值越高則表示越時(shí)尚，動(dòng)感強(qiáng)，越新穎。然后由設(shè)計(jì)師根據(jù)產(chǎn)品定位的傾向性分別設(shè)性別、時(shí)尚、新穎、動(dòng)感的權(quán)重系數(shù)為ω=（0.1，0.3，0.4，0.2）。

第二步制作樣本。首先在產(chǎn)品意象關(guān)鍵詞確定的基礎(chǔ)上，確定能夠展現(xiàn)產(chǎn)品CMF的圖像（CMF意象圖）。由于實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象是一款單人電動(dòng)車，所以研究中確立了6款CMF意象圖。由設(shè)計(jì)師根據(jù)產(chǎn)品的用色面積感覺來調(diào)整配色組合的面積關(guān)系，生成配色示意圖，并完成產(chǎn)品CMF配色效果圖，見表1實(shí)驗(yàn)樣本信息。將圖像、提取色塊、配色示意圖、產(chǎn)品色彩意象感知情況表示為論域x={Xi（性別），X2（時(shí)尚），X3（新穎），X4（動(dòng)感））上的模糊集，完整的測試樣本如圖3。

第三步相關(guān)性實(shí)驗(yàn)測試。研究中找來30名工業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生分別對(duì)CMF意象圖、提取色塊，配色示意圖、產(chǎn)品配色進(jìn)行了打分，求得平均分，表1列出了產(chǎn)品意象感知評(píng)價(jià)值，表2詳細(xì)列出了樣本的意象感知評(píng)價(jià)值。

以樣本2#為例，其圖像、提取色塊、配色示意圖、產(chǎn)品色彩意象感知論域?yàn)椋?/p>

G2={ （X1， 0.525）， （X2， 0.5875）， （X3， 0.6）， （X4， 0.65）}， C2={ （X1，0.595）， （X2， 0.525）， （X3， 0.5375）， （X4， 0.6）），

M2={ （x1， 0.5875），（X2， 0.5625）， （X3， 0.535）， （X4， 0.575）}，P2={ （X1， 0.65）， （X2， 0.54）， （X3， 0.5125）， （X4， 0.575）}。

由于CMF意象圖能夠直觀地表現(xiàn)出產(chǎn)品配色的色彩感、質(zhì)感，所以，文中分別計(jì)算CMF意象圖和提取色塊的色彩意象感知之間的模糊集加權(quán)漢明距離dHω（G2，C2），CMF意象圖和配色示意圖的色彩意象感知之間的模糊集加權(quán)漢明距離dHω（G2，M2）、CMF意象圖和產(chǎn)品配色的色彩意象感知之間的模糊集加權(quán)漢明距離dHo （G2，P2），提取色塊和產(chǎn)品配色的色彩意象感知之間的模糊集加權(quán)漢明距離dHω（C2，P2），配色示意圖和產(chǎn)品配色的色彩感知之間的模糊集加權(quán)漢明距離dHω（M2，P2）。根據(jù)式（1）和式（2），當(dāng)P=l時(shí)，計(jì)算得到：

同樣方法可得其他樣本的意象感知模糊集距離，表3羅列了六個(gè)樣本之間的意象感知評(píng)價(jià)信息集合的模糊距離。

通過折線圖4，可以直觀地看到各樣本之間的意象感知評(píng)價(jià)信息集合的模糊距離的走勢，圖5，通過模糊距離計(jì)算求出各樣本之間的意象感性信息集合的平均模糊距離。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

用加權(quán)的漢明距離計(jì)算值可以看出，dHω（G，M）

當(dāng)意象感知信息集合的模糊距離較大時(shí)，說明二者的意象感知差距較大，可以通過替換CMF意象圖的方法以滿足設(shè)計(jì)需求，也可以在后期配色圖生成時(shí)通過用戶評(píng)價(jià)，對(duì)配色示意圖進(jìn)行修改，這樣也就能進(jìn)一步保證輸出方案滿足用戶的需求，提高產(chǎn)品配色效率。雖然測試樣本較少，但實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明研究提出的方法可行。

三、感性信息“轉(zhuǎn)嫁一映射”下的產(chǎn)品色彩情感化設(shè)計(jì)應(yīng)用

由于含有色彩面積且具有一定質(zhì)感的圖像具有較好的CMF直觀效果，可以讓用戶對(duì)自己青睞的產(chǎn)品感知更加清晰。所以，感性信息“轉(zhuǎn)嫁-映射”下的產(chǎn)品色彩情感化設(shè)計(jì)步驟如下：

步驟1確定產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)定位的語義關(guān)鍵詞。

步驟2根據(jù)語義關(guān)鍵詞確立能夠體現(xiàn)或反映產(chǎn)品不同感性需求的CMF意象圖，用集合G表示，即G={G1，G2，…，Gn}。

步驟3完成CMF意象圖對(duì)應(yīng)的配色示意圖，用集合M表示，M={M1，M2，…，Mn}。

步驟4用戶選擇自己傾向的CMF意象圖。

步驟5針對(duì)所選CMF意象圖的配色示意圖完成新產(chǎn)品的色彩方案集合P，P={Pl，P2，…，Pn}。

文中同樣以一款個(gè)人電動(dòng)車的CMF情感化設(shè)計(jì)為例，首先，收集了具有典型代表的色彩圖片作為配色的“意象圖源”，如圖6;然后完成對(duì)應(yīng)的矩形條紋配色示意圖，如圖7;假設(shè)用戶首選“清新的一沉悶的（F-D）”作為用戶對(duì)電動(dòng)車色彩意向感知評(píng)價(jià)的關(guān)鍵語義詞組，讓10名學(xué)生對(duì)24種意象圖和配色示意圖通過打分實(shí)驗(yàn)完成色彩“清新的一沉悶的”意向感知評(píng)價(jià)，這些色彩樣本的感知值‖ F-D‖，見表4。將清新感強(qiáng)的前三種配色示意圖作為個(gè)人電動(dòng)車的配色方案參考，設(shè)計(jì)過程如圖8。

由于用戶根據(jù)自己的感性需求在“意象圖源”中選擇自己傾向的CMF意象圖，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CMF綜合感性需求的“轉(zhuǎn)嫁”。設(shè)計(jì)師根據(jù)所選CMF意象圖對(duì)應(yīng)的配色示意圖完成產(chǎn)品配色方案。這樣就比較清晰地將用戶對(duì)色彩的多維感知信息映射到了產(chǎn)品方案當(dāng)中。

結(jié)論

產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)是建立在用戶對(duì)產(chǎn)品的色彩、材質(zhì)、表面處理工藝綜合感知基礎(chǔ)上的。文中提出了利用“CMF意象圖”與“配色示意圖”作為產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)中，用戶綜合感性需求的“轉(zhuǎn)嫁媒介”，很好地將CMF意象所涵蓋的用戶綜合感性信息進(jìn)行了視覺呈現(xiàn)。通過用戶對(duì)CMF意象圖的感知評(píng)價(jià)或選擇，將自己的感性需求傾向轉(zhuǎn)嫁到配色示意圖當(dāng)中，設(shè)計(jì)師則通過將符合用戶感性需求的配色示意圖作為產(chǎn)品的配色來源和參照工具，所完成的設(shè)計(jì)方案則“映射”出了用戶對(duì)產(chǎn)品CMF情感傾向。這樣，在產(chǎn)生產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)前，通過對(duì)CMF意象圖、配色示意圖的“兩級(jí)評(píng)價(jià)”，與產(chǎn)品情感化設(shè)計(jì)定位配合，既縮小了用戶對(duì)產(chǎn)品配色的感知差異，又縮減色彩組合的參照樣本，大大縮減設(shè)計(jì)工作量，既是提高設(shè)計(jì)色彩輸出方案效率的一種設(shè)計(jì)方法，也是一種能夠反映用戶CMF情感偏好的設(shè)計(jì)方法。

研究中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品形象是多樣的，為了能夠更好地使配色示意圖的“形式”能夠表現(xiàn)產(chǎn)品的綜合形象感，后期研究工作還將進(jìn)一步研究配色示意圖的“形式”與不同的產(chǎn)品形象的匹配性。產(chǎn)品的情感化設(shè)計(jì)是解決用戶模糊的感性需求，利用數(shù)學(xué)算法來處理這些感性的信息，提高了產(chǎn)品模糊評(píng)價(jià)的科學(xué)依據(jù)。文中提出的方法如果能夠建立在更多測試數(shù)據(jù)上，CMF意象圖源和配色示意圖的語義描述的普適性會(huì)大大增強(qiáng)，為產(chǎn)品CMF情感化設(shè)計(jì)奠定應(yīng)用基礎(chǔ)。

基金項(xiàng)目：國家社科基金藝術(shù)學(xué)項(xiàng)目（18BG132）

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