紡織服裝色彩搭配主客觀量化及智能推薦的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

文 | 王 雪 周立亞

在紡織服裝設(shè)計(jì)中，色彩、肌理、手感和風(fēng)格是設(shè)計(jì)師和消費(fèi)者通過產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)審美表達(dá)、理念認(rèn)同和情感共通的重要因素，其中色彩尤為重要。國際流行色協(xié)會(huì)調(diào)查結(jié)果表明，合適的色彩搭配關(guān)系設(shè)計(jì)可以給產(chǎn)品帶來10% ～ 25%的附加值。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的消費(fèi)者選擇線上選購商品，在線上采購模式下，服裝色彩和色彩搭配的重要性尤其突出。此外，消費(fèi)者在面對大量產(chǎn)品信息難以抉擇時(shí)，可以通過有效的色彩搭配推薦，提升產(chǎn)品或品牌忠誠度，刺激消費(fèi)。隨著智能推薦算法的發(fā)展，基于搭配理論的色彩搭配智能推薦成為色彩研究領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。

色彩空間中的色相、明度和飽和度作為色彩屬性指標(biāo)，任一指標(biāo)的變化均會(huì)導(dǎo)致色彩變化。此外，色彩搭配效果涉及到色彩心理學(xué)、色彩搭配偏好和色彩感性意象等相對主觀方面，上述原因使色彩搭配的數(shù)字量化表征及其智能推薦具有相當(dāng)?shù)碾y度，關(guān)鍵技術(shù)問題突出表現(xiàn)在如何建立色彩數(shù)值屬性和主觀心理感受之間的關(guān)聯(lián)以及尋找合適的智能算法模型進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練和驗(yàn)證。本文以色彩搭配理論為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展，以及色彩空間理論，對色彩搭配主客觀量化表征、紡織服裝色彩搭配智能推薦等相關(guān)研究內(nèi)容進(jìn)行了深入分析和討論，總結(jié)研究進(jìn)展，并進(jìn)行展望。

1 紡織服裝色彩搭配的客觀量化表征

1.1 色彩及色彩空間

色彩是可見光、人眼和物體綜合作用的產(chǎn)物。色彩本身并不具有任何主客觀情感特點(diǎn)，但是由于不同個(gè)體在生理、心理等方面存在諸多差異，使其對色彩的感覺，既存在主觀性，又具有一定的客觀性。

色彩學(xué)中基于RGB、CIE、HSV等坐標(biāo)系統(tǒng)所能定義的色彩范圍即色彩空間，確定具體色彩的三維坐標(biāo)數(shù)值，進(jìn)行色彩的量化表征，并為不同色彩之間的色差分析和色彩搭配提供量化基礎(chǔ)。其中HSV色彩空間（圖 1）因?yàn)楦臃先搜蹖ι实母兄?，可以在視覺上更好地體現(xiàn)色彩和亮度的區(qū)別，在色彩圖像數(shù)字分析等相關(guān)研究領(lǐng)域中被廣泛運(yùn)用。

圖1 HSV色彩空間

1.2 紡織服裝色彩搭配關(guān)系的客觀量化表征

紡織服裝中的色彩搭配主要是指產(chǎn)品中或產(chǎn)品間兩種或多種色彩并置時(shí)，因其性質(zhì)等的不同而呈現(xiàn)出的色彩差別現(xiàn)象。色彩搭配雖存在主觀感受差異，但同時(shí)也是客觀存在的，目前客觀的色彩測量和數(shù)字量化方法主要分為以下兩種。

1.2.1 基于光譜功率分布的色彩量化法

傳統(tǒng)的紡織服裝色彩研究大多集中在色彩設(shè)計(jì)和色彩搭配等感性層面，或從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過程中的色彩質(zhì)量控制等技術(shù)層面。其中，色彩的準(zhǔn)確表征作為色彩溝通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前主要是通過高測試精度的分光光度計(jì)測定物體反射光譜分布（圖 2），計(jì)算色彩的三刺激值，進(jìn)而獲得各種色彩屬性值，實(shí)現(xiàn)具體色彩的精確量化。但是目前DataColor、DigiEye等儀器的測試范圍比較局限，難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)、多色、多點(diǎn)的色彩數(shù)值提取，進(jìn)而無法快速完成多色搭配的紡織服裝產(chǎn)品整體布局的色彩量化。此外，該類方法僅能實(shí)現(xiàn)對具體色彩的精確測量，并通過色差表征色彩之間的差異。但是，在需大量提取色彩信息，并進(jìn)行色彩搭配關(guān)系判別等方面具有一定的局限性。

圖2 分光光度計(jì)分光光路

1.2.2 基于計(jì)算機(jī)圖像處理的色彩量化法

基于圖像的色彩提取和數(shù)字分析技術(shù)近年來有長足的發(fā)展，如利用MATLAB程序等進(jìn)行色彩數(shù)字量化表征，其在一定程度上彌補(bǔ)了儀器測色量化取樣不足、分析不全等問題，另外也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)、多色、多點(diǎn)的色彩數(shù)值提取，有效提高色彩量化效率。當(dāng)圖像存在多個(gè)色彩搭配時(shí)，可以通過算法提取每種色彩具體的HSV值，計(jì)算色彩之間的△H、△S、△V，對比分析不同色彩屬性差異，實(shí)現(xiàn)色彩搭配的數(shù)字量化表征。陶晨等在考慮色彩面積影響的基礎(chǔ)上，通過服裝主色調(diào)判斷，建立了色相、明度和飽和度對比公式，實(shí)現(xiàn)了色彩量化以及搭配類型判斷。李俞霏等借助HSV色彩空間，從色相、飽和度、明度三方面對蟒袍底色及紋樣色彩進(jìn)行量化和分析，對比了不同朝代服裝的色彩特征及差異。該方法雖然可實(shí)現(xiàn)對同一圖像整體色彩數(shù)據(jù)的收集和量化，但仍無法準(zhǔn)確判別色彩搭配關(guān)系。另外，圖像在成像的過程中受到光源、采集設(shè)備等因素的影響，與實(shí)際色彩存在一定差異，因此在進(jìn)行色彩量化之前往往需要進(jìn)行色差校正。相對于光譜功率分布色彩量化法，該方法在大量色彩信息提取、色彩搭配關(guān)系判別、色彩智能推薦等方面更具優(yōu)勢。

另外，設(shè)計(jì)師通常會(huì)在明確搭配色彩種類的基礎(chǔ)上，結(jié)合Munsell、PCCS等色彩體系進(jìn)行搭配方案合理性的主觀判斷、評估和調(diào)整。該過程的實(shí)現(xiàn)目前主要依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，具有一定的局限性，并且缺乏明確的數(shù)值化表達(dá)。另外，色彩搭配是否合理美觀的判斷依據(jù)，在很大程度上也會(huì)受到個(gè)人主觀感受的影響，因此在進(jìn)行色彩搭配設(shè)計(jì)時(shí)，除了需要考慮是否符合客觀的色彩搭配形式美學(xué)要求之外，還要滿足用戶的主觀情感需求。

2 紡織服裝色彩搭配主觀意象表征

人們對色彩的心理感受即色彩意象，是決定消費(fèi)行為的隱形情感需求。確切了解色彩搭配產(chǎn)生的主觀意象，將其與用戶情感需求相結(jié)合，既可以有效地提高設(shè)計(jì)效率，也能在一定程度上確保設(shè)計(jì)的有效性。因此，紡織服裝色彩搭配量化的表征不僅需要包括上述客觀色彩屬性值的提取，同時(shí)也需要強(qiáng)調(diào)人的主觀感受。

2.1 基于主觀實(shí)驗(yàn)的色彩意象坐標(biāo)體系

雖然客觀的色彩屬性值提取可以較為精確地表達(dá)色彩，但是無法反映出人對色彩及色彩搭配的主觀意象，而色彩主觀意象對于確定用戶情感需求以及購買意向有很重要的關(guān)系，因此不少學(xué)者通過構(gòu)建色彩語義空間對色彩主觀意象進(jìn)行研究。其中比較典型的是日本色彩研究所提出的色彩意象坐標(biāo)體系，該坐標(biāo)以孟塞爾色彩體系為基礎(chǔ)，將色彩意象進(jìn)一步系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化，選取冷暖、軟硬、純濁 3 個(gè)心理軸向構(gòu)建較為統(tǒng)一的色彩意象尺度標(biāo)準(zhǔn)，如圖 3 所示。由于該意象尺度不受主觀感受差異的影響，可以作為配色方案意象評估的有效客觀標(biāo)準(zhǔn)，因此廣泛應(yīng)用于紡織服裝、色彩設(shè)計(jì)、色彩營銷等領(lǐng)域。

圖3 色彩意象尺度示意圖

而在紡織服裝實(shí)際的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，既需考慮消費(fèi)者的主觀意象需求，也需進(jìn)行色彩的精確溝通，因此這就需要建立紡織服裝色彩搭配的客觀屬性值與主觀意象之間的關(guān)聯(lián)，在色彩意象科學(xué)表達(dá)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分析建立冷暖、軟硬和純濁 3 個(gè)心理軸向與H、S、V值的對應(yīng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)主觀意象與色彩量化指標(biāo)的映射，并通過智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，建立基于主觀意象的色彩搭配量化模型。

趙江洪等以意象坐標(biāo)體系為依據(jù)，通過因子分析、色彩語義分析等方法建立了累計(jì)特征值為73.3%的產(chǎn)品二維色彩意象認(rèn)知空間，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建色彩設(shè)計(jì)模型。吳志明等以CIELAB色彩空間為基礎(chǔ)，將色彩數(shù)值與PCCS色彩體系相對應(yīng)，結(jié)合單色色彩意象量表，建立清爽、現(xiàn)代和時(shí)髦 3 個(gè)意象群與色調(diào)的映射關(guān)系；但是該映射關(guān)系的建立僅針對單色和 3 種情感意象，沒有考慮多色搭配與多種情感意象之間的聯(lián)系，在實(shí)際的應(yīng)用過程中具一定的局限性。

2.2 色彩意象定量分析

對于色彩意象的研究，主要是在確定設(shè)計(jì)目標(biāo)之后，使用感性工學(xué)的測量方法進(jìn)行市場調(diào)研，然后根據(jù)最終確定的代表性詞匯和樣本進(jìn)行產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)定位，結(jié)合情感意象量化方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立用戶主觀意象與設(shè)計(jì)要素之間的聯(lián)系，完成色彩意象的分析。目前定量研究用戶情感意象的方法主要有語義差異分析法和聯(lián)合分析法兩種，其中語義差異分析法也稱SD法，是研究用戶對色彩主觀情感意象的重要研究方法。該方法主要是結(jié)合 5 點(diǎn)或 7 點(diǎn)心理評價(jià)量表，通過主觀實(shí)驗(yàn)獲取色彩與相關(guān)色彩意象詞匯之間的關(guān)聯(lián)值，將用戶的色彩情感需求轉(zhuǎn)化為可供分析的評價(jià)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)主觀情感的定量分析。

王歡結(jié)合SD法，對選定的 5 個(gè)意象詞匯與52組色彩實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行主觀實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析主觀評價(jià)值獲取主觀評價(jià)量表，并以此量表為基礎(chǔ)，通過色彩意象多元回歸模型建立色彩屬性值與主觀意象之間的聯(lián)系。張琳等為提高色彩設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及效率，對125個(gè)基本色彩樣本進(jìn)行語義差分實(shí)驗(yàn)，獲取色彩主觀意象評價(jià)值，并以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立色彩搭配與主觀意象之間的聯(lián)系，構(gòu)建鄧氏關(guān)聯(lián)度數(shù)學(xué)模型，通過與美度評價(jià)計(jì)算方法對比，鄧氏關(guān)聯(lián)法對于產(chǎn)品色彩意象評價(jià)更加有效。

3 紡織服裝色彩搭配智能推薦

隨著人們消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)變以及智能推薦算法的不斷發(fā)展，基于色彩搭配理論的智能推薦等技術(shù)在紡織服裝行業(yè)成為新的研究熱點(diǎn)。通過大數(shù)據(jù)處理建立智能推薦網(wǎng)絡(luò)模型，輸入色彩搭配數(shù)字量化結(jié)果及主觀意象主題，結(jié)合流行趨勢輸出符合用戶情感需求的色彩搭配設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)色彩搭配的智能推薦。目前智能推薦系統(tǒng)中常用的算法不僅可以有效處理復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化對象，而且部分推薦算法還可以考慮用戶需求，并將其映射到產(chǎn)品上。但同時(shí)也存在諸多問題，如蟻群、粒子群等算法存在收斂速度過快和易陷入局部最優(yōu)等問題，對解決色彩搭配的多維表征優(yōu)化問題具有一定的局限性，因此在構(gòu)建智能推薦模型之前，需要綜合考慮實(shí)驗(yàn)的影響因素進(jìn)行智能推薦算法篩選。

與傳統(tǒng)的紡織服裝色彩搭配推薦方法相比，國內(nèi)外學(xué)者針對于色彩設(shè)計(jì)智能推薦方法做了很多相關(guān)研究。李雪瑞等基于Ostwald色彩理論和色相對比原理，利用配色衍生算法針對輸入的實(shí)例配色查找色彩的同類色、鄰近色、對比色和互補(bǔ)色等，以此產(chǎn)生新的色彩，并可以將其組合在一起，得到新的配色方案。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了色彩搭配方案的衍生，但未對新的配色方案進(jìn)行風(fēng)格意象等方面的評價(jià)，未來可以引入一定的評價(jià)算法，對新配色方案進(jìn)行評價(jià)并根據(jù)評價(jià)結(jié)果更改色彩方案。趙暉以SVM分類結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù)，通過粒子群算法構(gòu)建了色彩設(shè)計(jì)智能推薦系統(tǒng)，通過驗(yàn)證，該系統(tǒng)可在大多數(shù)情況下為用戶提供符合其主觀情感的色彩。趙黎等通過調(diào)查問卷的方式獲取色彩意象評價(jià)數(shù)據(jù)，并將其作為評價(jià)模型輸入值，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建色彩設(shè)計(jì)評價(jià)模型，并利用分層蜂群優(yōu)化算法構(gòu)建色彩智能推薦模型，獲取評價(jià)較好的色彩搭配組合。通過問卷獲取的色彩評價(jià)數(shù)據(jù)，帶有一定的主觀性和隨機(jī)性，后續(xù)可考慮使用較客觀的意象評價(jià)體系進(jìn)行意象評價(jià)數(shù)據(jù)的提取。

4 總結(jié)與展望

目前具體色彩的客觀測量和數(shù)字量化技術(shù)已經(jīng)比較成熟，可以準(zhǔn)確提取相關(guān)屬性值，但是色彩搭配主客觀量化表征的相關(guān)研究相對較少。在設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)的過程中，設(shè)計(jì)師或生產(chǎn)者仍主要依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行色彩搭配和調(diào)整，缺乏客觀準(zhǔn)確的色彩搭配指導(dǎo)和推薦。另外，在進(jìn)行紡織服裝色彩設(shè)計(jì)時(shí)，首先是基于品牌形象和流行色，在色彩心理意象層面進(jìn)行配色概念的梳理，之后確定配色調(diào)色盤，進(jìn)行配色方案的制作和選擇。但是目前該過程仍處于相對感性的層面，對色彩的選擇難以解釋，而且其精度有限，難以量化。

為有效解決目前存在的色彩搭配主客觀量化及其智能推薦問題，通過前期大量的紡織服裝色彩搭配調(diào)研以及流行趨勢分析，結(jié)合色彩搭配理論及其在紡織服裝中的應(yīng)用，建議通過以下方式實(shí)現(xiàn)色彩的智能推薦。

（1）基于色相和色調(diào)兩種配色方法進(jìn)行色彩搭配的數(shù)字量化分析，明確色彩搭配關(guān)系。

（2）建立意象坐標(biāo)體系與色彩量化值（HSV）之間的關(guān)聯(lián)，具體包括結(jié)合色彩意象標(biāo)準(zhǔn)樣本建立色彩意象和H、S、V值的映射關(guān)系，并基于智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，構(gòu)建色彩意象判斷評估模型，以把握整體的配色意象。

（3）結(jié)合流行趨勢進(jìn)行色彩搭配的智能推薦：在對現(xiàn)有的色彩搭配方案進(jìn)行主客觀量化表征的基礎(chǔ)上，結(jié)合流行趨勢進(jìn)行色彩搭配方案的推薦，構(gòu)建智能推薦模型，隨之在不斷的學(xué)習(xí)反饋與自適應(yīng)中進(jìn)行模型的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)色彩搭配推薦方案的精確有效。