賈耀程，王美超

(1.運城學院 美術(shù)與工藝設(shè)計系，山西 運城 044000； 2.北京網(wǎng)田科技有限公司，北京 100193)

隨著感性體驗概念的發(fā)展，消費者需求已從生理滿足提升為心理感受的滿足，更加重視感性體驗。感性體驗是一種抽象概念，可理解為對周圍事物的感受潛意識地印刻在大腦中形成的印象[1]，并以感性意象呈現(xiàn)。服飾品作為人類必需品，與人類產(chǎn)生不可忽視的互動，其中材質(zhì)、面料、款式、圖案、質(zhì)感等都傳遞著各種信息，影響著用戶的感受及其滿意度。作為民族服飾中重要元素的圖案，是服飾上最醒目的視覺符號[2]，是一種可視靜態(tài)空間形式的造型藝術(shù)[3]，是圖案創(chuàng)新設(shè)計的主要靈感來源之一。因此，站在用戶感性體驗的視角，提出民族服飾圖案及其所傳遞感受(即感性意象)之間的關(guān)聯(lián)研究，尋求與消費者偏好意象相關(guān)聯(lián)的服飾圖案，為符合感性需求的服飾圖案創(chuàng)新設(shè)計提供依據(jù)，為良好感性體驗的創(chuàng)造提供支持。

設(shè)計是一種基于認知過程的有目的的人類活動[4]，而作為一種意識活動的意象是基于認知得以外顯和表達。因此，圖案與感性意象關(guān)聯(lián)的精準性取決于認知的手段。近年來，基于感性認知在服裝中的應(yīng)用成為研究熱點[5]，當前針對設(shè)計對象的感性認知研究主要應(yīng)用語意差異法(SD)[6-8]或訪談法[9]等心理測量方法，這些手法操作簡單、分析快捷，但易受外界干擾，導致認知效果準確度受影響。因此，基于客觀生理測量的腦電技術(shù)成為感性意象認知的新途徑和新趨勢，通過腦電信號準確地體現(xiàn)消費者的認知變化，為理性分析提供數(shù)據(jù)支持。

本文基于腦電技術(shù)展開3個方面的研究：獲取并分析“圖案—感性意象”認知的腦電信號，即腦電圖(EEG)；腦電認知數(shù)據(jù)結(jié)合最大互信息系數(shù)(MIC)的感性意象精簡；基于灰色關(guān)聯(lián)方法的“圖案—感性意象”關(guān)聯(lián)判斷。

1 苗族服飾圖案藝術(shù)特色簡述

為了更好把握苗族服飾圖案帶給人們的心理感受，研究從布局特色、創(chuàng)意特色、表現(xiàn)手法特色及構(gòu)成特色對圖案進行剖析：在布局方面，苗族服飾圖案布局飽滿、均衡、構(gòu)圖主次分明，主要圍繞主體紋樣在不同方向、不同視點上重復及變化，畫面豐滿繁密，但繁而不亂且和諧統(tǒng)一。創(chuàng)意主要來源于生活中一切美好的事物或在苗民思想意識中具有靈性、神力或體現(xiàn)自身美好愿意的形象。表現(xiàn)手法多呈現(xiàn)寫實、寫意、夸張、變形、簡化、組合、重復及近似等手法。構(gòu)成特色有獨立型、適形型、連續(xù)型、重復型、對稱型及綜合型等形式。

對于苗族服飾圖案而言，基本紋樣是苗族服飾圖案形成的核心。本文不考慮其他藝術(shù)特色的影響因素，僅研究獨立型紋樣所構(gòu)成圖案的感性意象。但因苗族服飾圖案常以多種紋樣組合形成，獨立型紋樣的感性意象不能完全代表組合圖案的感性意象，故研究側(cè)重探討由獨立型紋樣形成的圖案與感性意象的關(guān)聯(lián)性排序，而非圖案與感性意象一一對應(yīng)性的探討，以利于獨立型紋樣具有更好的應(yīng)用適應(yīng)性。

2 研究流程

2.1 苗族服飾實驗樣本及意象確定

收集苗族服飾圖案的圖片400張，根據(jù)圖案相似性分類精簡獲得初始的代表性圖片40張。收集200個能較好體現(xiàn)苗族服飾圖案感受的形容詞，按其含義分為10個類別。通過契合評價法精簡至15個初始詞匯。

基于40張初始圖案樣本和15個詞匯，實施基于語義差異法(SD)的意象認知實驗，收集30名不同領(lǐng)域測試者對圖案的主觀評價并計算均值，經(jīng)因子分析和聚類分析獲得反映圖案意象的詞匯：豐富的、流暢的、和諧的、吉祥的、自然的、親切的、寫實的及神秘的。

再次運用SD法實施基于40個樣本和8個意象詞的認知實驗，經(jīng)系統(tǒng)聚類法和K-means聚類法分析后，結(jié)合模糊因子評價和聚類分析確定實驗樣本。為了避免其他因素影響，圖案圖片統(tǒng)一尺寸及背景色，制作為實驗樣本，實驗樣本見圖1。

圖1 實驗樣本(作者自繪)

2.2 基于圖案意象認知的腦電實驗

2.2.1 實驗測試者

測試者15名，其中8名具有設(shè)計專業(yè)背景，7名無設(shè)計專業(yè)背景，年齡在22～26歲。

2.2.2 實驗材料

8個圖案樣本為啟動刺激材料，8個意象詞為目標刺激材料。

2.2.3 實驗設(shè)備及流程

實驗采用Emotive EEG頭戴式裝置EPOC Flex(美國加州舊金山神經(jīng)科技公司)，此設(shè)備共32個電極，采樣率為128 Hz。實驗在安靜且電波影響小的區(qū)域完成。在正式實驗之前先進行4組預(yù)實驗，以熟悉實驗流程。整個腦電實驗流程見圖2。實驗中腦電儀收集測試者實驗過程的腦電生理信息，并讓測試者做主觀評價問卷，問卷中完全不符合、低等符合、中等符合、高等符合、十分符合分別對應(yīng)1～5分值。

圖2 腦電實驗流程

2.3 EEG數(shù)據(jù)分析

2.3.1 時頻分析

應(yīng)用EEGLAB預(yù)處理腦電認知數(shù)據(jù)，截取樣本出現(xiàn)前500 ms到意象詞出現(xiàn)后的5 000 ms，一共5 500 ms的Epoch進行時頻分析，并以樣本出現(xiàn)前500 ms的腦電波作為基線矯正標準。32個電極的腦電信號頻譜圖見圖3，由圖可知，左、右腦前額部分能量集中，即電極Fp1、Fp2、F7及F8所在區(qū)域。

圖3 32個電極的腦電信號頻譜圖

在事件相關(guān)光譜攝動(Event-related spectral perturbation，ERSP)中可知，當樣本出現(xiàn)后，電極Fp1、Fp2、F7及F8對應(yīng)的前額區(qū)能量波動明顯增強，且在樣本出現(xiàn)的0～5 000 ms一直持續(xù)，且能量波動較為規(guī)律。由相位疊加(Inter trail coherence，ITC)可知，高頻部分腦電波在意象詞出現(xiàn)后有明顯能量波動，在樣本消失前1 000 ms左右，高頻和低頻部分均有能量波動。為此，疊加全部試次以獲得時頻圖，并進一步分析事件相關(guān)電位(ERP)。通過分析發(fā)現(xiàn)，在意象詞出現(xiàn)后0～5 000 ms期間，前額部分出現(xiàn)了明顯的ERP成分。

2.3.2 ERP分析

通過進一步分析樣本出現(xiàn)前200 ms到出現(xiàn)后的700 ms間電極Fp1、Fp2、F7及F8上的ERP平均波形圖可知，電極F7在200～450 ms間出現(xiàn)P300和N400成分；電極F8在200～450 ms間出現(xiàn)N300、N400及P200成分；電極Fp1在200～450 ms間出現(xiàn)P300和N400成分，在450 ms后出現(xiàn)P600等晚期成分；電極Fp2在200～450 ms間出現(xiàn)P200、N350及N400成分，在450 ms后出現(xiàn)P600等晚期成分。研究表明N400是指事件相關(guān)電位中峰潛伏期在350～500 ms左右的負向波，N400與人在思考過程中的語義加工以及認知有關(guān)。文獻[10]通過分析不同椅子的風格語意，發(fā)現(xiàn)了意象認知與N400成分具有相關(guān)性。此外，文獻[11]基于腦電的N400成分分析構(gòu)建了產(chǎn)品意象量化推理模型?？梢?，N400作為反應(yīng)一個獨立于刺激格式的語義記憶過程，與意象認知有相關(guān)性。

針對N400成分，設(shè)定額葉部分的腦區(qū)通道為組間因素，意象匹配結(jié)果和一項意象為組內(nèi)因素，進行配對T檢驗，得知意象匹配結(jié)果和電極通道均具有顯著的主效應(yīng)，通過分析各個電極主效應(yīng)顯著性的最高值，可知F8電極信息與意象關(guān)聯(lián)度最高，因此確定出F8電極上的N400成分為圖案—感性意象關(guān)聯(lián)計算的腦電指標。

2.4 腦電認知數(shù)據(jù)結(jié)合MIC的感性意象精簡

為了更好地探究圖案與意象的關(guān)聯(lián)性，運用最大互信息系數(shù)(MIC)進一步精簡意象。將腦電認知數(shù)據(jù)分段后，疊加不同意象下全部試次的數(shù)據(jù)，分析N400潛伏期350～500 ms內(nèi)的波幅變化，并以絕對值表示，N400潛伏期350～500 ms內(nèi)的波幅絕對值如表1所示。

表1 N400潛伏期350～500 ms內(nèi)的波幅絕對值

給定m=8,k=8, 所有的數(shù)值在x—y平面中進行定位，由x—y軸分為4個區(qū)域：左下=LD，左上=LU，右下=RD，右上=RU。歸一化處理后獲得4個區(qū)域的數(shù)據(jù)點頻率，分別為TLD、TLU、TRD、TRU。其中Wij中的i對應(yīng)左右2個值，j對應(yīng)上下2個值。由公式(1)和(2)計算出歸一化的腦電認知的最大互信息系數(shù)值，如表2。通過系數(shù)值識別數(shù)據(jù)集中具有強大關(guān)系的子集，以剔除相關(guān)性較小的意象，即“親切的、寫實的、神秘的”，最終感性意象詞被精簡為“豐富的、流暢的、和諧的、吉祥的、自然的”。

表2 腦電認知的最大互信息系數(shù)值

(1)

式中：i=1,2,…，m;j=1,2,…,k。

(2)

式中：a、b分別為平面中x、y方向的格子數(shù)目，A為變量，A取值范圍為ω(1)

2.5 苗族服飾圖案—感性意象關(guān)聯(lián)判斷

運用灰色關(guān)聯(lián)法判斷8個圖案與精簡后的5個感性意象的關(guān)聯(lián)性，其步驟如下：

①應(yīng)用MIC計算精簡后的5個意象中第i個意象對應(yīng)第j個樣本的腦電認知數(shù)據(jù)的MIC為Wij。將腦電認知的MIC結(jié)果矩陣表示為H，感性意象主觀評價的MIC矩陣表示為HΔ，意象詞順序設(shè)定為豐富的、流暢的、和諧的、吉祥的及自然的，圖案按圖1所示的樣本序號排列。經(jīng)歸一化處理后H的參考數(shù)列值為H=(10 3 5 7 3 11 2 28)，HΔ參考數(shù)列值為HΔ=(3 4 3 4 4 3 4 3)。

②逐個計算圖案與參考序列相應(yīng)元素間的絕對差值。根據(jù)式(3)(4)得出最大值和最小值，min=0，max=1.126 2；minΔ=0，maxΔ=3.676 5。

(3)

(4)

式中：∧為“+”或“-”，g=1,2，…,5;n=1,2,…,8。

③根據(jù)式(5)獲得無量綱化數(shù)據(jù)。根據(jù)式(6)計算得到腦電認知的關(guān)聯(lián)系數(shù)glax和意象主觀評價的關(guān)聯(lián)系數(shù)glaxΔ，并計算每個圖案與各個感性意象的關(guān)聯(lián)系數(shù)均值，即關(guān)聯(lián)序?；疑P(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)序見表3。

表3 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)序

(5)

(6)

式中：ξ為分辨率系數(shù)，其取值范圍為(0，1)，通常取值ξ=0.5。

表3中關(guān)聯(lián)序數(shù)值綜合地反映出各個感性意象與樣本的關(guān)聯(lián)排序，即：6#>1#>5#>4#>3#>7#>8#>2#。關(guān)聯(lián)性越大的樣本能更好地綜合反映豐富、流暢、和諧、吉祥、自然的感性意象。

3 結(jié)束語

通過運用腦電技術(shù)解析用戶認知信息的研究方法，在實施苗族圖案—感性意象認知的腦電實驗后，針對腦電認知數(shù)據(jù)進行時頻分析和事件相關(guān)電位分析，確定出F8電極上的N400成分為后續(xù)腦電認知信息研究的指標。經(jīng)過最大互信息系數(shù)與腦電認知數(shù)據(jù)的結(jié)合再次精簡感性意象，通過灰色關(guān)聯(lián)法將精簡后的感性意象與圖案樣本的腦電認知數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)判斷，獲得苗族圖案樣本與感性意象的關(guān)聯(lián)排序，得出關(guān)聯(lián)性越大的樣本越能更好地綜合反映豐富、流暢、和諧、吉祥及自然的感性意象的結(jié)論。研究為服飾創(chuàng)新設(shè)計中圖案與用戶感性意象需求的高度吻合提供支持，促進服飾感性體驗的用戶滿意度提升，同時對其他民族的圖案的感性意象研究具有參考價值和借鑒意義。