基于腦電探究外觀特征對產(chǎn)品識別的影響

楊 程，曾 靜，陳 辰，王 倩

（1. 浙江大學(xué)城市學(xué)院，浙江杭州310011；2. 浙江大學(xué)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計研究所，浙江杭州310012）

產(chǎn)品設(shè)計從過去以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)向以市場為中心，繼而轉(zhuǎn)到以用戶為中心［1］。為了使產(chǎn)品在設(shè)計競爭中脫穎而出，進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計時需要充分考慮用戶的需求偏好［2］。消費者的消費沖動，很大一部分是由色彩、造型、質(zhì)感等諸多外在因素帶來的直覺感受所決定的［3］。消費者對產(chǎn)品外觀的偏好大于對性能的偏好［4］，產(chǎn)品的外觀設(shè)計對產(chǎn)品購買有很大影響，識別度高的產(chǎn)品易于從平庸中脫穎而出。產(chǎn)品識別通常有兩種定義，一種是從企業(yè)形象角度定義產(chǎn)品識別［5］，另一種是從產(chǎn)品屬性與用戶感受角度定義產(chǎn)品識別。

在消費者購物過程中，有識別度的產(chǎn)品往往會給消費者留下更深的印象。一些研究基于用戶體驗，利用各類計算模型來研究產(chǎn)品識別［6］。另外，有研究提出視覺識別可以通過產(chǎn)品意象以及特征映射進行構(gòu)建［7］。還有研究者通過分析用戶認知過程的特征提出了產(chǎn)品識別設(shè)計原型的構(gòu)建方法以提高企業(yè)在市場中的競爭力［8］。以上方法給產(chǎn)品識別研究提供了有價值的思路，但是研究手段主要集中在主觀評價和行為實驗，缺乏定量的生理數(shù)據(jù)分析。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于人體生理信號特別是腦信號的研究手段開始應(yīng)用。事件相關(guān)電位（ERP）是人們對客觀事物進行認知加工時，通過平均疊加法從頭顱表面記錄到的腦電位，是一種特殊的腦誘發(fā)電位［9］。基于ERP的產(chǎn)品設(shè)計認知研究也開始逐漸普及。陳默等［10］通過ERP 研究了用戶對產(chǎn)品意象與語義匹配的評價反饋，認為ERP能客觀且有效地獲取用戶對產(chǎn)品意象認知的內(nèi)隱反饋，為建立產(chǎn)品意象的精確評估模型提供了量化指標(biāo)。Sylcott等［11］從腦認知的角度研究產(chǎn)品造型和功能對用戶評價的影響，通過改變汽車輪廓造型和對應(yīng)的功能參數(shù)分析用戶決策的差異。Nittono［12］采用ERP 研究了不同商品外觀吸引度下的用戶腦認知，發(fā)現(xiàn)前額電極出現(xiàn)的晚期正電位（LPP）能夠用于評價商品外觀的吸引度。Yang 等［13］用腦電數(shù)據(jù)量化用戶的感性認知，探求消費者認知過程腦電與產(chǎn)品意象的對應(yīng)關(guān)系。Guo等［14］提出了一個美學(xué)量化方法，可以幫助設(shè)計師衡量產(chǎn)品的視覺美感。Fitri等［15］用腦電技術(shù)研究了產(chǎn)品顏色對消費者選擇的影響。王雪霜等［16］通過ERP 測量用戶對不同產(chǎn)品原型的情感偏好水平，從而獲取在外觀上相對更符合用戶需求的產(chǎn)品，為整體用戶體驗的提升奠定基礎(chǔ)。

已有研究表明，ERP 成分與設(shè)計認知加工過程有關(guān)。P300 與認知、理解和判斷有關(guān)，還與記憶更新等認知功能有關(guān)［17］。N400與語義加工有關(guān)，在產(chǎn)品設(shè)計中可以作為產(chǎn)品意象［10］和語義評估［18］的指標(biāo)。N200反映視覺皮質(zhì)對刺激的加工［19］，被認為與決策認知過程有關(guān)［20］。在再認過程中，舊刺激（學(xué)習(xí)階段出現(xiàn)過的椅子圖片）比新刺激（學(xué)習(xí)階段未出現(xiàn)過的椅子圖片）誘發(fā)出更正性化的ERP 波形，稱為再認的新舊效應(yīng)［21］，該效應(yīng)一般出現(xiàn)于刺激出現(xiàn)后的300～500 ms，持續(xù)300～600 ms。根據(jù)主要的ERP 成分和腦區(qū)分布可將新舊效應(yīng)分為FN400 額區(qū)新舊效應(yīng)與晚期正成分（LPC）頂區(qū)新舊效應(yīng)［22］。FN400 反映的是早期額區(qū)效應(yīng)（300～500 ms），LPC則反映晚期頂區(qū)效應(yīng)（500～800 ms）。再認的雙加工理論模型［23］認為，再認包含了兩種加工，即熟悉感和回憶。額區(qū)新舊效應(yīng)300～500 ms 出現(xiàn)在雙側(cè)額葉電極，與熟悉感有關(guān)。頂區(qū)新舊效應(yīng)500～800 ms對記憶痕跡的強度敏感，反映了外顯記憶中對刺激的成功檢索和回憶。綜上所述，腦電實驗和對再認新舊效應(yīng)的分析，能夠作為產(chǎn)品識別度的一種度量手段。

產(chǎn)品識別的基礎(chǔ)是產(chǎn)品特征。從產(chǎn)品外觀特征出發(fā)，通過ERP研究外觀特征元素及其熟悉度對產(chǎn)品整體識別度的影響，對今后的產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新實踐有指導(dǎo)意義。

1 研究假設(shè)

選擇椅子作為研究載體。椅子是具有代表性的日常產(chǎn)品。在生活中，它被廣泛使用，可以讓實驗過程更貼近真實的消費環(huán)境，也更容易對熟悉度分級。產(chǎn)品熟悉度是產(chǎn)品知識的一個維度，表示消費者積累的產(chǎn)品相關(guān)經(jīng)驗的數(shù)量［24］。另外，椅子的外觀特征明顯，易于對外觀特征元素進行分解與提取；椅子的功能比較一致，針對椅子外觀的評價可以在較公平的基礎(chǔ)上進行。

1.1 事前問卷及分析

在腦電實驗前，被試通過問卷評價各特征元素（形狀、顏色、材質(zhì)）對產(chǎn)品整體識別度的影響。采用“1～9 標(biāo)度方法”，評價特征元素對椅子整體識別貢獻度的兩兩對比標(biāo)度，含義如表1 所示。被試首先閱讀問卷填寫說明，瀏覽需要填寫的表格并熟悉打分要求，利用九分位標(biāo)度，為這三個特征元素對產(chǎn)品整體識別的貢獻度進行兩兩對比打分。對24 名被試的問卷數(shù)據(jù)進行幾何平均，得到三種特征元素對椅子的整體識別貢獻度的判斷矩陣A，如表2 所示。采用和積法計算判斷矩陣A的特征向量，對A的每一列元素進行歸一化，將歸一化矩陣按行相加得到向量M，再對M作歸一化處理，得到特征向量，即各特征元素的貢獻度權(quán)重。對于椅子整體識別度的貢獻中，顏色占39.62%，形狀占37.65%，材料占22.73%。因此，各特征元素在椅子整體識別貢獻度上的排序為顏色>形狀>材質(zhì)。

對被試的判斷進行一致性檢驗，一致性指標(biāo)CI=0.000 129，檢驗系數(shù)CR=0.000 223<0.1，可以認為被試的判斷具有滿意的一致性。

表1 打分標(biāo)度Tab.1 Scoring scale

1.2 提出假設(shè)

研究目的是探索產(chǎn)品外觀特征元素及其熟悉度對產(chǎn)品識別的影響。根據(jù)事前問卷的結(jié)果，提出假設(shè)一：不同特征元素（形狀、顏色、材質(zhì)）對產(chǎn)品識別的貢獻度不同，且為顏色>形狀>材質(zhì)。熟悉感與認知加工過程相關(guān)［25］，據(jù)此提出假設(shè)二：同一特征元素組中，不同熟悉度對用戶產(chǎn)品識別有影響。

表2 三種特征對椅子識別貢獻度的判斷矩陣及其權(quán)重Tab.2 Judgment matrix of three characteristics for chair recognition contribution and its weight

2 腦電實驗

2.1 被試

本次實驗招募了24 名被試參加，年齡在21～27周歲之間，平均年齡為24 周歲，學(xué)歷均為本科及以上，均無腦損傷史，均為右利手，視力正常或矯正視力正常，色覺正常。實驗獲得的19份有效腦電數(shù)據(jù)中，來自男性被試9 名，女性被試10 名。5 份無效數(shù)據(jù)中，1名被試的數(shù)據(jù)因該被試在實驗過程中過度頻繁眨眼而被排除，4 名被試的數(shù)據(jù)因經(jīng)過腦電（EEG）數(shù)據(jù)分析后有效片段太少而被排除。

2.2 設(shè)備

實驗在光線柔和，無電磁干擾的隔離室內(nèi)進行，被試用的顯示屏被安置在一面空白墻的前面。實驗設(shè)備為Brain Products GmbH 制造的Brain Vision actiCAP 電極帽，32通道。電極位于標(biāo)準位置，電極位置分布如圖1 所示。Fz 為采集數(shù)據(jù)時的參考電極。GND 為接地電極，置于前額發(fā)際線下1 cm 左右。頭皮與電極之間的阻抗≤5 kΩ，采樣率為500 Hz。數(shù)據(jù)預(yù)處理時，設(shè)置濾波帶通0.05～40.00 Hz，設(shè)置雙側(cè)乳突TP9 和TP10 為轉(zhuǎn)換后的參考電極，設(shè)置Fp1為垂直眼電（VEOG）。

2.3 材料

對椅子的造型、顏色、材質(zhì)進行篩選和總結(jié)，得到較具代表性的63種椅子形狀、32種椅子顏色和12種材質(zhì)。產(chǎn)品熟悉度的測量借鑒相關(guān)研究［25］，通過專家小組分別對形狀、顏色、材質(zhì)的熟悉度進行打分，剔除差異較大的材料后，得到每類特征元素的熟悉度高中低分組。根據(jù)組別將不同熟悉度的特征重組，如形狀組由不同熟悉度的形狀特征與高熟悉度的材質(zhì)和顏色特征重組后得到。最終獲得90張經(jīng)過特征重組的椅子圖片，采用3（特征元素：形狀、顏色、材質(zhì)）×3（熟悉度：低、中、高）混合設(shè)計，形狀組、顏色組、材質(zhì)組椅子圖片各30張，每組30張圖片中，低、中、高熟悉度各占10張，如圖2所示。為排除不相關(guān)因素的影響，所有圖片均經(jīng)過統(tǒng)一尺寸處理，背景均為白色，椅子均朝同一方向（45°）置于屏幕中央。在學(xué)習(xí)階段，從90張椅子圖片中隨機選取45張作為刺激材料；在再認階段，90張椅子圖片隨機全部呈現(xiàn)。

圖1 32 個導(dǎo)電極位置分布Fig.1 32-electrode position distribution

圖2 形狀組、顏色組、材質(zhì)組不同熟悉度的實驗材料舉例Fig.2 Examples of experimental materials with different familiarities in shape, color and material groups

2.4 實驗程序

腦電實驗采用經(jīng)典的“學(xué)習(xí)?再認”［26］實驗范式，分為學(xué)習(xí)階段、休息階段和再認階段三部分，流程如圖3所示。

圖3 腦電實驗流程Fig.3 EEG experimental procedure

實驗開始前，告知被試實驗?zāi)康?、實驗流程以及實驗過程中的注意事項。將電極帽以從前往后的方式佩戴在被試的頭上，在電極和對應(yīng)頭皮位置打上導(dǎo)電膏后將電極插入電極帽，調(diào)整電極和頭皮的接觸直到頭皮與電極之間的阻抗≤5 kΩ，即記錄軟件界面相應(yīng)位置電極顏色顯示為綠色。被試坐在屏幕前，距離、姿勢等調(diào)整至舒適狀態(tài)，眼睛與屏幕的距離約為62～68 cm。

學(xué)習(xí)階段，從90張實驗材料中隨機自動呈現(xiàn)45張，要求被試盡量記住所看到的椅子圖片但不做任何反應(yīng)。每次測試首先在屏幕中央呈現(xiàn)引導(dǎo)被試注意的“+”，呈現(xiàn)時間為500 ms，然后隨機呈現(xiàn)椅子圖片，呈現(xiàn)時間為2 000 ms。學(xué)習(xí)階段完成后，進入休息階段。

在休息階段，被試首先需要完成兩道算術(shù)題，算術(shù)時大腦進行邏輯推理和數(shù)學(xué)計算，這是與學(xué)習(xí)階段視覺識別和記憶差異較大的大腦活動，可以強制被試不去回憶之前看過的圖片，以保證再認階段的有效性。算術(shù)題完成后，屏幕呈現(xiàn)白屏1 min，1 min后自動進入再認階段。

再認階段，隨機自動呈現(xiàn)90 張椅子圖片，其中包括學(xué)習(xí)階段出現(xiàn)過的45張，被試被明確要求回憶之前看過的椅子圖片，并做出判斷反應(yīng)：若在學(xué)習(xí)階段見過則按“←”鍵，沒有則按“→”鍵。做出判斷反應(yīng)后自動呈現(xiàn)下一刺激，每次測試首先在屏幕中央呈現(xiàn)引導(dǎo)被試注意的“+”，呈現(xiàn)時間為500 ms，然后隨機呈現(xiàn)刺激圖片，呈現(xiàn)時間最多為2 000 ms。

3 實驗結(jié)果

3.1 行為數(shù)據(jù)

E?prime 程序記錄了再認階段被試做出的判斷和反應(yīng)時間。各個特征組的平均正確率和平均反應(yīng)時間計算結(jié)果如表3所示。

表3 被試的平均正確率與平均反應(yīng)時間（均值±方差）Tab.3 Average correct rate and average reaction time

在反應(yīng)時間上，形狀組、顏色組和材質(zhì)組均呈現(xiàn)低熟悉度下反應(yīng)時間最短的現(xiàn)象。進一步觀察，在低、中熟悉度下，材質(zhì)組反應(yīng)時間最短；高熟悉度下，顏色組反應(yīng)時間最短。對反應(yīng)時間進行3（特征元素：形狀、顏色、材質(zhì)）×3（熟悉度：低、中、高）兩因素重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)特征元素主效應(yīng)不顯著；熟悉度主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，36）=3.308，p=0.048<0.05。特征元素與熟悉度交互效應(yīng)不顯著。

在再認正確率上，形狀組與顏色組呈現(xiàn)組內(nèi)特征熟悉度越低，正確率越高的現(xiàn)象；而材質(zhì)組在不同熟悉度下的正確率無較大差別。低熟悉度下，形狀組和顏色組的正確率高于材質(zhì)組；中熟悉度下，三組正確率無較大差別；高熟悉度下，形狀組正確率明顯低于顏色組和材質(zhì)組。對正確率進行3（特征元素：形狀、顏色、材質(zhì)）×3（熟悉度：低、中、高）兩因素重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)特征元素主效應(yīng)不顯著；熟悉度主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，36）=8.915，p=0.001<0.05。特征元素與熟悉度交互作用顯著，F(xiàn)（4，72）=4.893，p=0.002<0.05。兩者交互作用如圖4所示。

圖4 特征元素和熟悉度在正確率上的交互作用Fig.4 Interaction of feature element and familiarity on correct rate

3.2 腦電數(shù)據(jù)

用分析軟件Brain Vision Analyzer 2.1對采集到的原始數(shù)據(jù)進行一系列處理，如濾波、參考電極設(shè)置、眼電糾正、偽跡去除、基線矯正等，對相應(yīng)的時頻圖、波形圖和平均波幅等進行分析。

3.2.1 時頻分析

分析時程為刺激呈現(xiàn)前200 ms 到刺激呈現(xiàn)后800 ms。通過快速傅里葉變換（FFT）獲得EEG 數(shù)據(jù)的頻譜圖。α 波（7.5～12.5 Hz）被證明與想象有關(guān)［27］，β波（12.5～30.0 Hz）與注意以及思維有關(guān)［28］，因此將α波和β波的頭皮功率分布圖作為依據(jù)，如圖5 所示。紅色表示功率較高，綠色表示功率較低，可知前額區(qū)和中央?yún)^(qū)的腦電信號最強。額區(qū)紅色區(qū)域主要覆蓋電極Fp1 和Fp2，這兩個電極靠近眼皮，偽跡較大，因此選擇中央?yún)^(qū)的Cz電極做進一步分析。

圖5 α和β波的頭皮功率分布圖Fig.5 Power distribution diagram of α-wave and βwave

通過小波變換（WT）得到不同特征元素和不同熟悉度下各個通道的時頻分析圖，Cz通道時頻分析圖如圖6所示。在認知的早期階段即刺激材料出現(xiàn)后的0～400 ms，形狀組低、高熟悉度和材質(zhì)組高熟悉度出現(xiàn)了明顯的高頻波段（β波）能量提高，形狀組低熟悉度和材質(zhì)組高熟悉度出現(xiàn)了明顯的低頻波段（α 波）能量提高。在認知的晚期階段即刺激材料出現(xiàn)后的500～800 ms，形狀組低熟悉度、顏色組中熟悉度和材質(zhì)組低、中熟悉度出現(xiàn)明顯的高頻波段（β波）能量提高，形狀組低、高熟悉度和顏色組低熟悉度以及材質(zhì)組低、高熟悉度出現(xiàn)了明顯的低頻波段（α 波）能量提高。能量提高說明大腦動用了更多的認知資源對刺激材料進行信息加工。

3.2.2 ERP分析

分析時程為刺激呈現(xiàn)后800 ms，基線為刺激前200 ms。在再認過程中，不同特征元素組不同腦區(qū)新舊刺激的ERPs平均波形如圖7所示，不同熟悉度下不同腦區(qū)新舊刺激的ERPs平均波形圖如圖8所示。

比較不同特征元素組不同腦區(qū)的新舊刺激（見圖7）發(fā)現(xiàn)：在額區(qū)（F3）、中央位置（Cz）均誘發(fā)出了N200、P300、N400 和LPC，在頂區(qū)（Pz）誘發(fā)出了P300 和N400。形狀組位于額區(qū)（F3）、中央?yún)^(qū)（Cz）和頂區(qū)（Pz）的舊刺激，均在刺激產(chǎn)生后300～800 ms時間段內(nèi)比新刺激誘發(fā)出更正向的ERP波形，初步認為反映了FN400額區(qū)新舊效應(yīng)和LPC新舊效應(yīng)。比較不同熟悉度下不同腦區(qū)的新舊刺激（見圖8）發(fā)現(xiàn)：在額區(qū)（F3）、中央?yún)^(qū)（Cz）均誘發(fā)出了N200、P300、N400 和LPC，在頂區(qū)（Pz）誘發(fā)出了P300 和N400。低熟悉度下位于中央?yún)^(qū)（Cz）的舊刺激，在刺激產(chǎn)生后420～580 ms 時間段內(nèi)比新刺激誘發(fā)出更正向的ERP 波形，初步認為反映了LPC 新舊效應(yīng)；中熟悉度下位于額區(qū)（F3）、中央?yún)^(qū)（Cz）和頂區(qū)（Pz）的舊刺激，均在刺激產(chǎn)生后0～800 ms時間段內(nèi)比新刺激誘發(fā)出更正向的ERP 波形，初步認為反映了FN400 額區(qū)新舊效應(yīng)和LPC 新舊效應(yīng)。行為學(xué)指標(biāo)正確率和反應(yīng)時間的分析結(jié)果顯示，熟悉度的主效應(yīng)均為顯著，不同熟悉度下的正確率為低熟悉度>中熟悉度>高熟悉度，反應(yīng)時間為低熟悉度<中熟悉度<高熟悉度。結(jié)合圖8 來看，對于不同熟悉度的額區(qū)（F3）波形圖，呈現(xiàn)熟悉度越高，ERP 成分的波幅越大。波幅大說明注意資源增大［9］，大腦動用更多的資源來加工信息，從而花費更多的時間，這與行為數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一致性。

圖6 不同特征元素及其熟悉度下的時頻圖（Cz通道）Fig.6 Time-frequency diagram for different feature elements and their familiarities (Cz channel)

對再認階段的平均波幅進行2（新舊刺激：新刺激、舊刺激）×3（特征元素：形狀、顏色、材質(zhì)）×3（熟悉度：低、中、高）×5（腦區(qū)電極：額區(qū)F3、F4，中央?yún)^(qū)Cz，頂區(qū)Pz，枕區(qū)Oz）四因素重復(fù)測量方差分析，對于交互作用顯著的因素再進行簡單效應(yīng)檢驗。根據(jù)相關(guān)文獻［22］的新舊效應(yīng)以及對ERP 平均波形圖新舊效應(yīng)出現(xiàn)時間的觀察，選取測量的時間窗口為200～350 ms、350～500 ms、500～800 ms。

在時窗200～350 ms 內(nèi)，電極位置主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1.58，28.49）=9.524，p=0.001<0.05。新舊刺激與特征元素存在交互效應(yīng)，F(xiàn)（2，36）=3.466，p=0.042<0.05。新舊刺激與熟悉度存在交互效應(yīng)，F(xiàn)（2，36）=3.924，p=0.029<0.05。新舊刺激、熟悉度、電極位置與特征元素四者存在交互作用，F(xiàn)（6.84，123.19）=2.096，p=0.05。進行簡單效應(yīng)檢驗，僅展示交互效應(yīng)顯著的結(jié)果，如表4所示。在顏色組低熟悉度和中熟悉度下，左前額葉（F3）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在顏色組高熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）和中央?yún)^(qū)（Cz）均出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在材質(zhì)組高熟悉度下，枕區(qū)（Oz）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在形狀組低熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）出現(xiàn)新舊效應(yīng)。

在時窗350～500 ms 內(nèi)，特征元素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，36）=5.704，p=0.007<0.05。電極位置主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1.67，30.12）=13.542，p=0.000<0.05。新舊刺激與特征元素存在交互效應(yīng)，F(xiàn)（2，36）=6.635，p=0.004<0.05。進行簡單效應(yīng)檢驗，僅展示交互效應(yīng)顯著的結(jié)果，如表5 所示。在顏色組低熟悉度下，左前額葉（F3）出現(xiàn)新舊效應(yīng)；在顏色組高熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）、中央?yún)^(qū)（Cz）和枕區(qū)（Oz）均出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在材質(zhì)組高熟悉度下，枕區(qū)（Oz）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在形狀組低熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)。

圖7 不同特征元素下再認的ERPs平均波形（F3、Cz、Pz）Fig.7 Average waveform of ERPs recognized for different feature elements (F3,Cz,Pz)

在時窗500～800 ms 內(nèi)，特征元素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，36）=4.769，p=0.015<0.05；腦區(qū)電極主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2.04，36.64）=8.610，p=0.001<0.05。電極位置與熟悉度存在交互效應(yīng)，F(xiàn)（4.43，79.73）=2.780，p=0.028<0.05。新舊刺激與特征元素存在交 互 效 應(yīng) ，F(xiàn)（1.50，27.03）=3.919，p=0.043<0.05。進行簡單效應(yīng)檢驗，僅展示交互效應(yīng)顯著的結(jié)果，如表6所示。在顏色組高熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）、中央?yún)^(qū)（Cz）、頂區(qū)（Pz）和枕區(qū)（Oz）均出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在材質(zhì)組低熟悉度下，左前額區(qū)（F3）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)；在材質(zhì)組高熟悉度下，枕區(qū)（Oz）出現(xiàn)新舊效應(yīng)；在形狀組低熟悉度下，額區(qū)（F3、F4）出現(xiàn)明顯新舊效應(yīng)。

4 討論

4.1 從行為數(shù)據(jù)結(jié)果驗證假設(shè)

假設(shè)一部分成立。同一熟悉度下，不同特征元素的識別正確率和反應(yīng)時間不同，正確率高和反應(yīng)時間短都是識別度高的表現(xiàn)。因此，不同特征元素對產(chǎn)品識別的貢獻度不同，但不為顏色>形狀>材質(zhì)。具體分析，低熟悉度下，正確率為形狀>顏色>材質(zhì)，反應(yīng)時間無較大差別；中熟悉度下，正確率無較大差別，反應(yīng)時間為顏色>形狀>材質(zhì)；高熟悉度下，正確率為材質(zhì)>顏色>形狀，反應(yīng)時間為材質(zhì)>形狀>顏色。

假設(shè)二成立。因為同一特征元素組中，不同熟悉度下正確率和反應(yīng)時間不同。在形狀組，熟悉度越低，正確率越高，反應(yīng)時間越短；在顏色組，熟悉度越低，正確率越高，反應(yīng)時間呈現(xiàn)低熟悉度<高熟悉度<中熟悉度；在材質(zhì)組，熟悉度越低，反應(yīng)時間越短，正確率無較大差別。

圖8 不同熟悉度下再認的ERPs平均波形（F3、Cz、Pz）Fig.8 Average waveform of ERPs recognized for different familiarities (F3,Cz,Pz)

表4 時窗200～350 ms簡單效應(yīng)檢驗后交互顯著的結(jié)果Tab.4 Interaction significant results after time window 200～350 ms simple effect test

表5 時窗350～500 ms簡單效應(yīng)檢驗后交互顯著的結(jié)果Tab.5 Interaction significant results after time window 350～500 ms simple effect test

4.2 從腦電數(shù)據(jù)結(jié)果驗證假設(shè)

假設(shè)一部分成立。根據(jù)時頻圖，形狀組和材質(zhì)組較顏色組出現(xiàn)更明顯的能量提高。進一步根據(jù)ERP分析，不同特征元素產(chǎn)生的新舊效應(yīng)不同，因此對產(chǎn)品識別的貢獻度不同，但不為顏色>形狀>材質(zhì)。整體上來看，顏色組產(chǎn)生更普遍的新舊效應(yīng)，但材質(zhì)組和形狀組的新舊效應(yīng)普遍程度差別不大。

假設(shè)二成立。根據(jù)時頻圖，低、高熟悉度較中熟悉度出現(xiàn)更明顯的能量提高。進一步根據(jù)ERP 分析，因為同一特征元素組中，不同熟悉度下產(chǎn)生的新舊效應(yīng)不同。結(jié)合熟悉度來看，形狀組低熟悉度、材質(zhì)組高熟悉度和顏色組低、高熟悉度產(chǎn)生更普遍的新舊效應(yīng)。從不同腦區(qū)上看，額葉在低、高熟悉度下均可產(chǎn)生新舊效應(yīng)，中央?yún)^(qū)、頂葉和枕葉只在高熟悉度下產(chǎn)生新舊效應(yīng)；顏色組在各個腦區(qū)都會產(chǎn)生新舊效應(yīng)，材質(zhì)組主要在枕區(qū)產(chǎn)生新舊效應(yīng)，形狀組主要在額區(qū)產(chǎn)生新舊效應(yīng)。

表6 時窗500～800 ms簡單效應(yīng)檢驗后交互顯著的結(jié)果Tab.6 Interaction significant results after time window 500～800 ms simple effect test

結(jié)合時間來看，在再認階段的早期和晚期，顏色組高熟悉度、形狀組低熟悉度和材質(zhì)組高熟悉度均產(chǎn)生了新舊效應(yīng)。再認的雙加工理論模型［23］認為，再認包含了兩種加工：熟悉感和回憶。腦成像記錄表明，空間視覺的認知過程是從枕葉開始，完成對外界表象信息的整合。這些信息可能包括物體的形狀、顏色、質(zhì)感和空間位置，然后傳至頂葉，最后進入額葉完成最后視覺的認知和聯(lián)想［29］。

在再認早期階段（200～500 ms），顏色組低熟悉度和形狀組低熟悉度均產(chǎn)生早期額葉新舊效應(yīng)，早期額葉新舊效應(yīng)與熟悉度相關(guān)，即在未回憶起任何細節(jié)時，對舊刺激的單純直覺反應(yīng)，這說明低熟悉度的顏色和形狀由于特殊和視覺刺激強等原因讓人印象深刻，在再認時讓人有熟悉感。顏色組高熟悉度早期在中央?yún)^(qū)、頂葉和枕葉均產(chǎn)生新舊效應(yīng)，在認知的早期激活了大部分的腦區(qū)。另外，材質(zhì)組高熟悉度早期在枕葉產(chǎn)生了新舊效應(yīng)，這說明熟悉度高的顏色和材質(zhì)在日常生活中隨處可見，原有的記憶深入人心，并且顏色比材質(zhì)更容易讓人有熟悉感。

在再認晚期階段（500～800 ms），只有顏色組高熟悉度產(chǎn)生了晚期頂區(qū)新舊效應(yīng)，晚期頂區(qū)新舊效應(yīng)對記憶痕跡的強度敏感反映了刺激的成功檢索和回憶。顏色組高熟悉度晚期在額葉、中央?yún)^(qū)、頂葉和枕葉均產(chǎn)生了新舊效應(yīng)，在認知的晚期也激活了大部分的腦區(qū)。另外，材質(zhì)組高熟悉度晚期在枕葉產(chǎn)生了新舊效應(yīng)，這說明高熟悉度的顏色和材質(zhì)有利于記憶，并且顏色比材質(zhì)更有利于記憶。形狀組低熟悉度和材質(zhì)組低熟悉度晚期在額葉產(chǎn)生了新舊效應(yīng)，這說明低熟悉度的形狀和材質(zhì)由于傳達了特殊的意象有利于記憶。材質(zhì)組高熟悉度在枕葉也產(chǎn)生了廣泛的新舊效應(yīng)，通過觀察材質(zhì)組高熟悉度的刺激材料，發(fā)現(xiàn)包含塑料、絨布等較為熟悉的材料。

5 結(jié)語

在顏色組中，低和高熟悉度對產(chǎn)品識別的貢獻很大，尤其是高熟悉度，而中熟悉度的貢獻不明顯。同時，形狀組中的低熟悉度和材質(zhì)組中的高熟悉度對產(chǎn)品識別的貢獻也較大。

在產(chǎn)品外觀設(shè)計過程中，可以選擇低熟悉度或高熟悉度的顏色特征，同時選擇低熟悉度的形狀或者高熟悉度的材質(zhì)，這樣能夠有效提高產(chǎn)品整體識別度。從設(shè)計實踐的角度考慮，也不可為了追求產(chǎn)品的高識別度而選擇不符合產(chǎn)品定位和用戶需求的外觀特征。設(shè)計師在實際產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程中，應(yīng)在綜合考慮用戶需求、產(chǎn)品功能和使用環(huán)境等重要因素的情況下，提高產(chǎn)品的整體識別度。

作者貢獻聲明

楊 程：提出論文選題和設(shè)計構(gòu)思，修訂論文。

曾 靜：參與實驗設(shè)計，進行實驗數(shù)據(jù)采集和分析，進行論文寫作和修訂。

陳 辰：參與實驗設(shè)計和論文寫作。

王 倩：參與實驗設(shè)計和修訂論文。