梁玲琳 王菲 許冉冉

摘要：探究觸覺代償介入下的視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)設計，創(chuàng)新視障兒童的繪畫體驗。通過文獻研究法得出當前國內外觸覺代償相關研究現(xiàn)狀，基于文獻及市場調研分析得到視障兒童玩具設計的現(xiàn)狀分析，進而得出當前視障兒童玩具對于觸覺代償?shù)脑O計需求，并歸納出視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)的設計路徑及框架。以使視障兒童繪畫行為形成正向有益的良性循環(huán)為目標，基于前期研究得出的設計路徑及框架，進行視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)設計實踐。觸覺代償指導下的視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)能夠改善并提升視障兒童繪畫歷程中的綜合體驗，同時為視障兒童提供了一個新的感知世界和表達自我的視角。

關鍵詞：觸覺代償；視障兒童；軟硬件結合；繪畫玩具；系統(tǒng)設計

中圖分類號：J044 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2024）07-0016-03

Abstract：Explore the design of painting toy system for visually impaired children under the intervention of tactile compensation，and innovate the painting experience of visually impaired children. Through literature and market research，the current research on tactile compensation at home and abroad and the present situation of visually impaired childrens toy design are obtained，and then the design requirements of visually impaired childrens toys for tactile compensation are obtained，and the design path and framework of visually impaired childrens painting toy system are summarized. Based on the design path and framework obtained from the previous research，the design practice of painting toy system for visually impaired children is carried out. The painting toy system for visually impaired children under the guidance of tactile compensation can improve and enhance the comprehensive experience of visually impaired children in the painting process，and at the same time provide a new perspective for visually impaired children to perceive the world and express themselves.

Keywords：Tactile substitution；Visually impaired children；Hardware and software combination；Drawing toys；System design

引言

引言：全球1.61 億視力障礙人群中有600萬視覺障礙兒童，其中發(fā)展中國家占八成以上，中國作為最大的發(fā)展中國家，現(xiàn)有視障兒童的數(shù)量是相對龐大的[1]。視覺障礙不僅會使兒童日常行為活動受到一定限制，也會使其同外界交流，感知世界以及探索新事物的能力下降，進而影響性格發(fā)育[2]。在兒童的成長過程中，玩具有著非常重要的作用，玩具是廣義的綜合輔助型工具，常常集娛樂、教育、科技性于一體，能夠幫助兒童開發(fā)智力和動手操作能力、提高思想道德素質、培養(yǎng)良好生活及學習習慣，而其中的繪畫玩具更是兒童表達情緒情感和對事物理解感知的好工具。然而當前針對視障兒童玩具市場近乎空白，繪畫玩具更是寥寥無幾，視障兒童群體正被動接受著現(xiàn)有玩具體驗感缺乏及使用不暢等問題[3]。

本文依據(jù)感官代償理論中的觸覺代償理論，結合視障兒童自身獨特的感知覺特征和情感特征，以觸覺代償為主，其他感官為輔的方式介入視障兒童繪畫玩具的設計，豐富和提升視障兒童繪畫玩具的使用體驗，補償其視覺層面上信息和體驗的缺失，也提供了一種感知和表達的新途徑。

一、觸覺代償概述

（一）感官代償-觸覺代償

感官代償?shù)纳眢w機能是指，某個感官功能性缺失影響到綜合感官體驗時身體會進行自適應互補，進而會相應增強其他感官的功能。身體各個感覺器官之間的互補關系體現(xiàn)在各個感官功能之間可以相互延伸并補充受損感官本應該接受的外界信息 [4]。在人體的各個感覺器官當中。觸覺是主體認知者與客體被認知對象之間的物理性接觸，是一種具有雙向信息傳遞能力的不同于其他感官的獨特感官通道，也是人類五大感官中唯一的直接接觸形式 [5]。研究表明，視障兒童通過觸覺感官進行辨別物體大小的正確率可達80%以上，而視覺正常兒童的正確率僅為50%左右，視覺正常群體手指兩點閾平均為 1.97 mm，視障群體手指兩點閾平均為 1.02 mm [3]。

（二）觸覺代償研究及應用現(xiàn)狀

觸覺代償領域的研究目的主要有以下兩方面，一方面是對視障群體喪失或受損的視覺感官進行代償，以彌補視障群體視覺體驗和信息訪問途徑的缺失；另一方面是在視覺正常群體視覺被占用情況下，以觸覺代替視覺接收外界信息。當前對于觸覺反饋的研究，已經從實體產品端拓展到了智能和虛擬產品端，觸摸屏端的觸覺反饋形式也從單一地振動拓展到了多種觸覺反饋方式。觸覺反饋技術及應用現(xiàn)狀如表1所示，目前已有許多學者針對如何實現(xiàn)觸摸屏內虛擬物的形態(tài)，紋理等觸覺要素的再現(xiàn)和感知進行研究。技術的發(fā)展已經可以實現(xiàn)觸摸屏內虛擬物的二維、三維特征再現(xiàn)，并在用戶與觸摸屏進行交互的時候給予用戶觸覺的反饋，實現(xiàn)用戶與屏內事物的觸覺交互。

二、觸覺替代視覺，提升視障兒童信息訪問能力

（一）信息訪問的重要性

在當今的知識密集型社會中，信息訪問變得越來越重要，不僅是為了進行日?；顒?，也是為了接受教育和就業(yè)。視力喪失不可避免地會削弱獲取信息和完成日常任務的能力。對于視障群體來說，許多輔助技術的一個關鍵功能就是提供信息訪問的途徑和方式。因此，在視障兒童繪畫玩具設計過程中，研究基于觸覺的信息呈現(xiàn)方式和方法，以替代傳統(tǒng)視覺信息功能，提高視覺障礙者的信息可訪問性和有效性尤其重要。

（一）觸覺代償介入視障兒童繪畫玩具的思路

1.繪畫體驗的系統(tǒng)性建構：通過文獻查閱和市場調研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的針對視障兒童的玩具相當有限。針對視障兒童的繪畫玩具更是寥寥可數(shù)。研究主要側重于視障兒童知識認知及感知能力的訓練，但在研究過程中繪畫相關的研究與實踐很少受到關注，而且缺乏利用現(xiàn)代交互技術手段的感官補償介入研究并開拓，繪畫玩具的多感官體驗與反饋急需有新的思路。

繪畫有著獨特的特點，與學習和使用其他領域的知識不同，繪畫是繪畫者表達和表現(xiàn)自我的藝術，他們通過繪制場景畫面表現(xiàn)自己所擁有的知識經驗，表達其所思所想所愿。然而，兒童通過繪畫進行自我表現(xiàn)的前提是他們對世界已經有了一定的認知 ，感知庫中已經完成了對事物的初步建構，而視障兒童群體因視覺感官存在障礙，難以避免對世界的認知有一定缺失，對事物認知的建構也存在一定阻礙。

因此，視障兒童繪畫的體驗建構不能只針對繪畫工具進行創(chuàng)新，而應當系統(tǒng)性考量。由繪畫行為本身為中心，向前和向后延展形成體驗鏈路。在繪畫行為前，為視障兒童提供機會利用其余的感官來學習探索世界，接觸更多的對象、環(huán)境或情境，從而使視障兒童獲得多種概念，豐富經驗，進而得到認知的發(fā)展，為之后的繪畫表達奠定基礎。在繪畫行為進行時，利用觸覺以及其他感官要素高效地進行信息傳遞，引導兒童進行繪畫。在繪畫行為發(fā)生之后，引導視障兒童分享自己的繪畫作品。最終促使視障兒童的繪畫行為形成有益的良性循環(huán)。

2.新興技術豐富及提升觸覺體驗：當前科技在不斷滲透入我們的生活，許多的產品甚至是日常生活的方方面面都被集成在一個個大大小小的屏幕里，這在很大程度上便利和豐富了我們的生活。

國內外現(xiàn)有的視障兒童玩具主要以硬件產品的形式存在，雖然硬件產品可實現(xiàn)與視障兒童的直接接觸交互，但是其產品的外觀及功能特性具有強穩(wěn)定性，視障兒童在與此類玩具進行交互所能獲得的體驗和信息是有上限的，無法持續(xù)給予兒童新鮮感。而軟件產品具有可迭代、拓展、變更的特性，同時其也有著虛擬仿真和自然交互的發(fā)展趨勢，能夠為用戶持續(xù)帶來新的感知體驗途徑和刺激。通過前期研究發(fā)現(xiàn)，當前觸覺代償技術的發(fā)展，已經能夠實現(xiàn)在針對視障兒童產品的設計中加入虛擬軟件端的設計來豐富視障兒童的使用方式，提供新的使用體驗。因此，在針對視障兒童進行玩具設計之時，引入新興技術和形式，拓寬視障兒童提升兒童在整個流程中的使用體驗是具備必要性和可行性的。

3.多感官介入輔助觸覺代償：觸覺感官不是獨立于其他感官單獨運作的，不同的感官之間可以相互聯(lián)通，人體的多感官聯(lián)覺反應是各個感官在單一接受某種刺激時所能接收的信息量的數(shù)倍。另外，單一過多的觸覺要素堆積可能會造成視障兒童的觸覺感受負擔。因此，在視障兒童繪畫玩具設計過程中應考慮到五感的互通，在以觸覺反饋為主的基礎上適當加入聽覺嗅覺等其他感官的反饋，實現(xiàn)觸聽結合，觸嗅結合等的多感官聯(lián)動。既能夠減輕觸覺感受系統(tǒng)處理信息的負擔并提升信息傳遞的效率，也能夠給予視障兒童多重感官刺激，促進視障兒童多感官能力的發(fā)展。

三、視障兒童繪畫玩具的觸覺代償設計路徑研究

依托于觸覺代償技術的發(fā)展，以使視障兒童獲得良好的繪畫體驗為目標，得出針對視障兒童繪畫玩具的系統(tǒng)化設計思路如圖1：從強化系統(tǒng)性的增多視障兒童感知庫信息的輸入入手，前期給予兒童足夠的事物知識的經驗儲備，然后通過硬件繪畫產品端的設置給予視障兒童及時清晰的繪畫反饋，進而快速地引導其進行繪畫輸出以及與外界的交流分享。

（一）在繪畫行為開始之前，增加視障兒童感知庫信息存儲，為后續(xù)的繪畫表達做儲備。在針對視障兒童玩具的設計中，可嘗試介入力觸覺反饋等新興技術，綜合軟硬件產品各自的優(yōu)勢，進行軟硬件結合的繪畫玩具系統(tǒng)的設計。充分利用虛擬軟件端受時間空間等客觀因素限制小的特點，利用軟件端實現(xiàn)對視障兒童感知庫信息的輸入。

（二）在繪畫行為進行時，以產品清晰及時的反饋設置輔助視障兒童進行信息處理并引導兒童繪畫行為。視障兒童的認知和行為之間往往存在一定的偏差。因此，在虛擬軟件端配套的硬件端的設計過程中，應當考慮到在視障兒童對繪畫玩具進行選擇并操作時，及時給予視障兒童簡潔直接的反饋，減少視障兒童行為與獲得反饋之間的時間延遲，便于其識別理解，并繼續(xù)進行繪畫操作。

（三）在繪畫行為結束之后，引導兒童以繪畫為媒介與外界進行線上線下的信息交流。視障兒童群體因其自身視覺的缺失較易產生恥感，畏懼與外界進行交流溝通。因此，在繪畫完成之后，以作品分享為契機，借助繪畫這一橋梁和媒介，增強其與外界之間的交流，打破其與正常兒童之間的壁壘，獲得正向的反饋和激勵。

（四）在整個繪畫玩具系統(tǒng)的設計中，將觸覺代償延展至多感官代償，增強多感聯(lián)動，提升信息獲取及處理的效率。在視障兒童玩具的設計中，以觸覺反饋的介入為主，合理增加其他感官的體驗設計，減輕視障兒童觸覺反饋系統(tǒng)的壓力，提升信息處理及訪問的效率以及使用玩具過程中的綜合體驗。

四、基于觸覺代償?shù)囊曊蟽和婢咴O計實踐

本產品在設計之初，綜合考慮視障兒童與各類繪畫的特點，最終選擇繪畫反饋，展現(xiàn)效果，體驗感都較強的版畫為切入點，針對6-10歲的視障兒童群體，以觸覺代償為理論基礎，設計一套軟硬件結合的視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)。

（一）繪畫玩具設計系統(tǒng)的組成部分（梳理補充了設計部分的論述）

依據(jù)前文視障兒童繪畫玩具的觸覺代償設計框架研究得出，視障兒童繪畫玩具系統(tǒng)的組成部分由線上軟件端以及線下硬件端共同組成，線上端負責兒童繪畫行為進行之前感知覺信息的輸入，以及繪畫行為完成之后，繪畫作品的保存分享和交流。線下硬件端為視障兒童繪畫行為進行時使用的繪畫工具盒。

1.視障兒童可在進行繪畫之前在線上軟件端選擇自己感興趣的內容主題和分類，進行信息訪問和獲取，以補充和豐富自己的感知庫。

軟件端結合力觸覺反饋再現(xiàn)技術，分階段、分類別、系統(tǒng)性地對視障兒童的感知庫進行信息輸入，使視障兒童感知更多的事物，情景和環(huán)境，豐富和完善視障兒童的感知庫。幫助視障兒童更好地建立對世界的認知，為其后續(xù)進行自我知識經驗，情感情緒的輸出做準備。App信息架構及部分頁面展示如圖2所示。視障兒童在軟件端通過觸覺及聽覺，感知點線面、建筑、交通工具、植物、動物、果蔬、人物的二維輪廓以及三維特征信息，這項練習雖然沒有讓孩子畫圖，但卻是學畫畫的前期準備，通過小手的觸摸，耳朵的聆聽感受并了解了如何描繪特定的輪廓，也為繪畫做了準備，增添了繪畫元素庫內的知識經驗儲備。

2.在繪畫過程中，視障兒童利用前期在軟件端獲得的感知庫內信息輸入使用版畫工具盒并接收來自工具的信息反饋，進行創(chuàng)意構思和繪畫。

視障兒童在軟件端接受信息輸入后進行方案構思，進入到創(chuàng)意表達的階段。如圖3所示，通過造型的推敲與測試對版畫的繪畫工具進行推敲測試。在設計過程中注重繪畫工具能夠通過多種觸覺要素清晰及時地反饋設置輔助視障兒童進行信息處理，進而無障礙地選擇不同的工具來進行繪畫。注重視障兒童行為與反饋之間的邏輯關系，對不同的觸覺感知行為設計針對性的反饋效果。

用于勾線的竹筆設計總體采用盲文筆的外觀，以直觀的形態(tài)區(qū)別設置有兩種不同的尖度的竹筆，以貼合視障兒童的使用習慣，減少視障兒童使用學習成本，便于視障兒童快速區(qū)分選擇粗竹筆用于繪畫大致輪廓，細竹筆塑造線稿細節(jié)增加畫面豐富度。視障兒童完成線稿之后對齊黑卡和吹塑版用夾子夾好，可按壓頂端語音按鈕或觸摸側面盲文，選擇不同色彩的顏料筆，在紙上進行滾動上色。最后合上黑卡紙選擇木蘑菇工具進行壓印，木蘑菇表面設計有突出的木質紋理，以輔助視障兒童識別工具類別同時增添用戶的觸覺體驗。

3.在繪畫作品完成之后，視障兒童可將完成的繪畫作品在軟件端上傳分享，參與交流，獲得反饋 ，以改進和增強繪畫技藝和積極性。

視障兒童在繪畫行為結束之后，將作品晾干后拍照上傳進行分享，同時也可在線上欣賞其他兒童的繪畫作品，并進行點贊評論收藏等交流互動。在交流的過程中打開自己，與外部世界進行互動，獲得外界的正向反饋，促進其繪畫行為的再次發(fā)生，最終形成繪畫行為進行良性循環(huán)，促進視障兒童行為和認知的發(fā)展，同時減弱其孤獨感和恥感。

4.在整個繪畫過程當中，視障兒童可接收除觸覺反饋之外來自多感官的反饋，感受多感聯(lián)動下的繪畫體驗。

繪畫玩具本身就是多色彩的，軟件及硬件端使用色彩鮮艷的色彩搭配適當?shù)卮碳ひ曊先后w殘存的視覺。在虛擬軟件端運用觸聽相容，在觸覺再現(xiàn)的基礎上加入聲音的要素來輔助視障兒童對事物進行認知，分擔觸覺感官的任務并提升綜合使用體驗。在版畫玩具使用過程中的顏料色彩識別過程中，除了以盲文來提示視障兒童色彩之外，加入聽覺因素，視障兒童按動頂部按鈕得到語音色彩提示，輔助視障兒童對色彩的辨別和記憶。

（二）測試階段

我們選擇了21位不同學院的同學，設置了5種盲畫主題，以角色扮演的形式來模擬視障兒童繪畫，對此系統(tǒng)進行測試，進一步觀察其在使用該系統(tǒng)過程中用戶的行為、心理、參與繪畫等特征需求，并以此測試驗證深海魚視障兒童繪畫服務系統(tǒng)各部分設置的合理性。測試過程及版畫作品部分產出如圖4所示。接下來，將根據(jù)測試結果對系統(tǒng)進行調整，并計劃至浙江省盲校進行實踐，進一步深入了解視障兒童使用繪畫玩具時的行為與偏好，從而提出更為完善的視障兒童繪畫玩具設計的設計策略 ，并成果切實地應用于視障兒童繪畫活動中去，為他們帶來更多彩多樣的體驗。

結語

設計師設計的邊界和科技的發(fā)展應當擴展延伸，惠及至每一個有需要的人群。視障兒童因其視覺的缺失而產生的恥感，對于外界的排斥和恐懼，我們難以切身體會。我們設計師能做的就是利用自己學習的專業(yè)知識以設計為工具為視障兒童帶來更多、更廣泛的體驗，為他們盡可能多地提供接觸和感知世界的方式和途徑，盡最大努力為他們的世界帶來一抹又一抹的光亮。

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