基于正交分析的產(chǎn)品設(shè)計要素感性表達評價研究

王海燕　周蕾　張強　薛澄岐

摘要：目的是運用正交分析改善當(dāng)前基于量表分析的用戶感性調(diào)查中普遍存在的過度評價問題。方法以“影響用戶舒適感體驗的座椅設(shè)計要素”為研究對象。首先，運用形態(tài)分析法對產(chǎn)品設(shè)計要素進行提取，建立實體模型對設(shè)計要素進行三維視覺呈現(xiàn)。其次，采用正交實驗法最大限度地減少待評價的樣本數(shù)量和相似度，避免過度評價可能帶來的評估失真。第三，采用相對評價法直觀地體現(xiàn)設(shè)計差異，避免了絕對評價敏感度低的缺陷。結(jié)果正交分析可以確定各個設(shè)計要素在某一感性詞維度上的顯著性，并能夠計算出影響用戶感性的表達因素及其重要性。結(jié)論正交分析方法能夠有效減少實驗的過程和數(shù)據(jù)量，所得結(jié)論能夠準(zhǔn)確呈現(xiàn)感性設(shè)計的評價結(jié)果，是評價設(shè)計元素感性表達效力的實用方法。

關(guān)鍵詞：感性設(shè)計 設(shè)計要素 正交實驗 設(shè)計評價 高速列車座椅

中圖分類號：TB472

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）10-0058-04

當(dāng)代設(shè)計關(guān)注的不僅僅是產(chǎn)品完備的功能，還強調(diào)以用戶的感性需求為根本出發(fā)點。由設(shè)計所引發(fā)的情感體驗正逐漸成為廣大用戶追逐的目標(biāo)。關(guān)于“設(shè)計”與“感性”間的映射關(guān)系，感性工學(xué)理論體系是當(dāng)前使用最廣泛的研究方法之一。感性表達能否通過設(shè)計元素的形態(tài)傳達給消費者，需要通過設(shè)計評價加以了解。但設(shè)計評價的可靠性問題始終困擾著產(chǎn)品感性研究?；诹勘矸治龅挠脩舾行哉{(diào)查大多忽視了研究中普遍存在的過度評價問題。例如，針對m個代表性產(chǎn)品的n個設(shè)計特征進行a類感性評價，實驗一共需要完成m×n×a次設(shè)計評價。多次重復(fù)實驗導(dǎo)致用戶感性體驗的敏銳度下降，影響實驗結(jié)論的真實性。針對這一問題，本文采用正交實驗法最大限度地減少待評價的樣本數(shù)量和相似度，避免過度評價可能帶來的評估失真，并通過運用相對評價法有效彌補絕對評價敏感度低的缺陷。研究采用高速列車座椅作為實驗對象，對影響用戶情感體驗的設(shè)計要素進行了實驗研究，對設(shè)計評價和設(shè)計改良具有指導(dǎo)作用。

1高速列車座椅的感性分析

我國高速鐵路網(wǎng)建設(shè)取得了巨大成就，列車室內(nèi)設(shè)施的市場需求也不NtP大。列車座椅是車載環(huán)境中最重要的人機交互設(shè)施，旅客在車廂內(nèi)旅行的大部分時間實際上都是在座椅上度過的。列車座椅一旦投產(chǎn)一般不存在隨意更換的可能，而乘客（用戶）只是設(shè)計的被動接受者，他們的感受無法通過購買力加以體現(xiàn)。在外觀設(shè)計的過程中極其需要對乘客的視覺感受和心理需求進行全面和系統(tǒng)的把握。因此，開展高速列車座椅的感性特征分析，研究設(shè)計與感性間的關(guān)聯(lián)機制是汲取設(shè)計經(jīng)驗、提高接受度、避免盲目性的有效手段，如何有效評價設(shè)計元素的情感表達是本課題研究的核心問題。

1.1相關(guān)感性詞的搜集與篩選

第一步，感性詞搜集，在各種書刊，雜志，報紙，論文中尋找盡量多的形容座椅的感性詞。最終共搜索到140個感性詞。

第二步，感性詞初步篩選。由于搜集到的感性詞數(shù)量較大，直接做問卷會給參與問卷者極大的工作量，因此需要精簡感性詞數(shù)量，對感性詞的篩選分兩步進行。初步篩選的依據(jù)有以下幾點，去除與座椅形態(tài)感受相差較遠的詞（如謙遜的、深邃的、征服的、理智的等），去除詞義不易理解的詞（如永恒的、幸福的等），去除不同的人理解差異較大的詞（如性感的、野性的等），去除詞義相同或相近的詞（如在華麗的、華貴的、高貴的、豪華的、華美的之中只保留了豪華的）。最終保留了35個初步篩選出的感性詞。

第三步，感性詞進一步篩選。感性詞篩選的第二步，選取20張感覺各異的主流產(chǎn)品作為具有代表性的座椅圖片，附上初步篩選出的35個感性詞發(fā)放感性詞調(diào)查問卷。讓被調(diào)查者觀看20幅圖片過后，在35個感性詞中選取與他們感受一致的詞語。

1.2感性詞數(shù)據(jù)統(tǒng)計

共發(fā)放問卷30份，回收有效問卷30份。根據(jù)回收的問卷進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。從圖中可以清晰地看到各個感性詞出現(xiàn)的頻率，出現(xiàn)頻率大于等于20次的感性詞頻率從高到低依次為舒適的、豪華的、親和的、安全的，選擇“舒適感”作為感性評價對象。

1.3高速列車座椅設(shè)計要素分析

座椅設(shè)計具有較為明顯的形態(tài)區(qū)域分割，運用形態(tài)分析法，可將其大致劃分為頭背部正面曲線（圖2所示1號區(qū)）、頭背部側(cè)面裝飾曲線（圖2所示2號區(qū)）和坐墊部曲線（圖2所示3號區(qū)）三類（暫不考慮扶手部）。研究主要針對這3個構(gòu)成元素，提取常見的特征屬性構(gòu)成座椅特征集合，如表1所示。

2基于正交表的座椅感性樣本設(shè)計

2.1正交試驗設(shè)計

在試驗研究中，對于單因素或兩因素試驗，因其因素少，試驗的設(shè)計、實施與分析都比較簡單。但在實際工作中，常常需要同時考察3個或3個以上的試驗因素，若進行全面試驗，則試驗的規(guī)模很大，往往因試驗條件的限制而難于實施。正交設(shè)計就是安排多因素試驗、尋求最優(yōu)水平組合的一種高效率試驗設(shè)計方法，用部分試驗來代替全面試驗，通過對部分試驗結(jié)果的分析，了解全面試驗的情況。

在試驗安排中，每個因素在研究的范圍內(nèi)選幾個水平，就好比在選優(yōu)區(qū)內(nèi)打上網(wǎng)格，如果網(wǎng)上的每個點都做試驗，就是全面試驗。例如：對于三因素三水平的選優(yōu)區(qū)可以用一個立方體表示（圖3），把立方體劃分成27個格點“.”。若27個網(wǎng)格點都試驗，就是全面試驗。

正交設(shè)計就是從選優(yōu)區(qū)的全面試驗點（水平組合）中挑選出具有代表性的部分試驗點（水平組合）來進行試驗。這樣就可以利用正交表L₉（3⁴）將27個試驗點減少為9個試驗點。圖3中標(biāo)有試驗號的九個“.”。

2.2實驗樣本

結(jié)合正交實驗法對高速列車座椅的感性表達進行研究，考慮到設(shè)計要素間可能存在的交叉效果，依據(jù)L₁₆（4⁵）正交表進行實驗設(shè)計（見表2），A、B、C三要素分別列于1、2、4列。利用Rhinoceros建模軟件建模，依據(jù)正交表設(shè)計16個座椅樣本（圖4）作為實驗對象，16個座椅樣本的扶手部位采用統(tǒng)一風(fēng)格的設(shè)計，以減少對后續(xù)實驗的干擾。

2.3實驗方案

試驗的測試者是年齡在20至24歲之間，東南大學(xué)在校本科生10名（男女各5人），無色盲色弱現(xiàn)象，矯正視力在1.0以上。每次呈現(xiàn)兩張椅子并排顯示在同一張圖片上作為刺激。在感性詞評分問題上，已事先告知被試設(shè)定左邊的椅子在該感性維度上的分值為4分，請被試在該感性詞維度上為右椅子評分，評分標(biāo)準(zhǔn)為李克特七級量表。這種對比方法能夠有效避免被試對座椅的感性評分集中在某一數(shù)值的情況。這種評估方式會使得被試的評分值分布更為均勻，數(shù)據(jù)更為客觀。

圖4中16張座椅按照兩兩比較（比較的順序為隨機排列，不封閉循環(huán)比較）的形式生成15幅座椅圖片（圖5）。通過Rhinoceros軟件將兩個座椅模型放在一起，調(diào)整好位置（Rhinoceros軟件的預(yù)設(shè)工作視窗角度，如圖5a）。15張圖片中的椅子號分別為1-5，2-7，3-2，4-7，4-8，5-3，6-9，8-12，9-14，10-15，11-12，13-10，14-11，15-6，16-13，保證相對比較的樣本之間能夠建立對應(yīng)的數(shù)值關(guān)系。利用keyshot軟件渲染座椅Rhino模型（如圖5b），導(dǎo)出分辨率為1024×768的圖片作為刺激圖片。

3高速列車座椅的感性表達評價

將10位測試用戶對座椅的感性詞評分錄入Excel表格進行計算。由于測試用戶評分時所打的分?jǐn)?shù)都是每張刺激圖片呈現(xiàn)中的右椅子相對于左椅子的分?jǐn)?shù)，結(jié)合圖5所示方法，得到表2舒適度評價結(jié)果。利用minitab軟件對影響用戶感性表達的設(shè)計要素進行方差分析。

由表3均值的方差分析數(shù)據(jù)可以看出，設(shè)計要素B（座椅靠背側(cè)面），C（座椅坐墊正面）的P值均大于0.05，F(xiàn)值都在1左右，說明B、C兩個設(shè)計要素對于舒適度這一感性詞基本無顯著性。而設(shè)計要素A（座椅靠背正面）的P值小于0.05，F(xiàn)值遠大于1，說明座椅靠背正面形態(tài)對舒適度的影響顯著性較強。因此，靠背部的外觀形態(tài)對整個座椅給人的心理感受影響最大，在座椅設(shè)計過程中要著重加以考慮。從用戶的心理評價看來（圖7），最優(yōu)設(shè)計特征組合為：較為方正的頭背部正面曲線（A1），頭枕部相對于背部明顯凸出（B1和B3），坐墊部具有明顯的差異性起伏（C2和C4）。這樣的設(shè)計在感官上能夠給人以舒適、親和的語意體驗。

4結(jié)語

本文對高速列車座椅的主要造型元素建模，進行了舒適度特征評價研究。在設(shè)計元素的感性評價中采用正交實驗法和相對評價法，通過問卷選取目標(biāo)感性詞作為感性評價的維度，采用同時呈現(xiàn)一組兩張椅子，以左椅子為參考基準(zhǔn)，給右椅子評相對分?jǐn)?shù)的方法有效避免了單純地讓被試在某一感性詞上評價單一的椅子可能會出現(xiàn)的難以辨別的問題。最后通過正交試驗方差分析來確定各個設(shè)計要素在某一感性詞維度上的顯著性，并得出了相應(yīng)的結(jié)論。研究結(jié)果表明，評價的方法有效減少了實驗的過程和數(shù)據(jù)量，所得結(jié)論能夠準(zhǔn)確呈現(xiàn)感性設(shè)計的評價結(jié)果，是評價設(shè)計元素感性表達效力的實用方法。

本課題探究的問題是設(shè)計與感性之間的關(guān)系。對于高速列車座椅的“舒適”感官而言，頭背部曲線最為關(guān)鍵，對用戶感官體驗的影響最大，設(shè)計工作應(yīng)主要圍繞這一內(nèi)容展開。研究表明，相對于各種創(chuàng)意型、變化感的頭背部曲線造型，方正、一體化的頭背部造型能夠給用戶更舒適的體驗，與其他次要設(shè)計特征相結(jié)合能夠創(chuàng)造出更符合人類心理需求的感官體驗。

本實驗研究對座椅形態(tài)的分析尚處于初步探討階段。未來研究還將針對以下問題進一步探討：1）本實驗的設(shè)計要素中并沒有涉及到座椅扶手部，因考慮到實驗的復(fù)雜程度和難度，在設(shè)計要素選擇時避開了這一要素，而這一要素對座椅的形態(tài)具有較大的影響。2）由于時間和條件的限制，測試用戶的數(shù)量尚不夠充分。3）實驗設(shè)計有意避免了色彩和材質(zhì)的影響，而這些元素，同樣是感性表達的重要因素。本實驗為此類研究提供了一種較為新穎的方法，在研究用戶認(rèn)知和感知的研究上仍值得進一步研究和探討。