1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 时代背景
工业设计是多种学科交叉的产物，是将科学技术与文化艺术紧密结合起来的学科。工业设计在中国正式成为一种职业是起始于 80 年代的中国轻工产品的高速发展时期，那时中国出口国外的轻工产品很大一部分都是粗制滥造的地摊货，这种现象触发了国内市场对于工业设计的需求。时至今日，工业设计已经延伸至各行各业，得到了长足有效的发展，政府及企业对工业设计的重视程度也与日俱增。根据目前的市场现状分析，由于人们生活水平的提高以及生活节奏的加快，促使工业产品的换代更新速率正在不断地加快。这是机遇也是挑战，机遇将会给予工业设计更大的市场空间，但是也预示着产品设计周期的加速缩短。因此，“如何在急剧缩短的设计周期内创造客户满意的产品”，已经成为工业设计从业者必须要面对并解决的问题。目前，国内很多大中院校都开设了工业设计专业，已经为竞争激烈的市场培养了很大一批优秀的工业设计师。但是，如何解决设计师创意水平和设计水平良莠不齐的现象也是工业设计行业必须要面对的问题。众所周知，草图绘制是工业设计创意过程中的起始阶段。草图是工业设计师通过图解思考进行自我交流并最终形成设计概念的工具[2]。Tersky 认为草图可以将设计师的想法外化，从而降低遗忘的可能性，并且可以为设计师的创意构思减轻负担[3][4]。因此，在工业设计的起始阶段即概念草图阶段引入创新方法进行分析研究，其结果将会直接影响到工业设计的整个创意流程，从而影响到工业设计是否能更好、更快捷地为企业服务。
1.1.2 学术背景
a 工业设计 DS 草图的概念及背景
DS(Digital Screen)平台，即数位屏平台，是目前国内外工业设计师进行草图创意时普遍应用的一种设计工具。工业设计 DS 草图是工业设计师在进行创作或设计构思时，将灵感记录在 DS 平台上的图像。目前，计算机技术的发展，使工业设计师“纸上谈兵”的传统设计思路发生了变革，其中 DS 平台的应用普及，为工业设计师的创意草图过程提供了极大的便利。根据 WACOM 公司做过的调查可以看出：现阶段专业设计公司中 DS 平台的普及率已经达到了 70%以上。本研究将借助 DS 平台进行工业设计师草图的研究，以迎合目前的设计现状。近年来，草图的功能研究以及设计思维（Design Thinking）研究一直是学术界的热点[5]。在此，澳大利亚的悉尼大学以及美国的斯坦福大学走在众多研究者的前列[6][7][8]。草图具有输入随意性及认知模糊属性，草图的绘制风格也因人而异，尤其是设计师创意草图过程没有固定的模板及固有的形式。这种草图的固有属性给草图的理解造成了很大的困难。因此，到目前为止，国内外针对草图理解技术的研究也大多停留于理论研究层面：
（1）彭彬彬等人运用了基于草图图元和笔划特征的草图识别方法，来解决草图识别过程中的图形识别困难的问题[9]。
（2）孙正兴等对于草图理解技术中的图像识别和语意理解两个方面进行了分类和具体剖析，并对基于草图的人机交互领域的研究进行了归纳总结，同时提出了应用草图的几何特征、用户特征以及草图绘制的过程性来提高草图人机交互的实用性[10][11]。
（3）孙恒、李继军等人利用现有的草图预处理研究和三维曲面生成技术，研究了基于草绘的三维建模技术的可行性[12]。
（4）梁爽等在对草图图像进行预处理的过程中，对草图的结构特征进行了提取，并将草图的结构特征表示成向量模式，从而降低草图的复杂度，并在此基础之上，引入了有偏 SVM 学习机制用于草图检索过程中更有效地获取用户的兴趣[13][14][15]。
从目前的研究现状可以看出，现有的草图研究都趋向于运用计算机图像处理技术和图像检索技术，研究的重点在于消除草图的模糊性和随意性以识别草图的外在视觉特征。但是草图中蕴含着设计师赋予产品的隐性情感，这是草图功能研究中不可忽视的部分，只运用计算机图像处理技术来研究并不能很好地识别草图的内在情感。因此，运用工业设计师特有的感性意象对 DS 草图功能进行研究，也是本课题研究的重点。
2 工业设计师代表性感性意象的获取研究
本章研究的目的在于获取工业设计师的代表性感性意象。首先对感性意象的学术背景进行了阐述；然后通过工业设计师和一般性用户群体的对比实验分析了工业设计师与一般性用户群体的差异性；进而运用头脑风暴法收集了工业设计师 100 组感性意象词汇并通过对 30 位设计师的调研从中筛选出 23 组；最后运用聚类分析法把 23 组感性意象分为 5 群，并求出最能代表每一个群特征的感性意象，最终获取了 5 组工业设计师代表性感性意象。
2.1 感性意象的学术背景
2.1.1 感性意象
“心灵没有意象就永远不能思考”，这是亚里士多德曾表述过的意象[53]。同时，关于意象的表述也存在于中国的古典美学中，诸如《昭昧詹言》中方东树把杜甫的诗词评为“意象大小远近，皆会逼真”[54]。无论国内外，前人都将意象置于很高的地位，认为意象是事物的本质属性。而在现代思维领域方面，学者们往往把人类思维认识分为三个层面，即抽象（逻辑）思维层面、形象（直感）思维层面以及意象（隐性）思维层面[55]。意象也是思维学中最深层次的研究领域。从广义上来讲，感性意象指的是“人”对“物”所拥有的情感，是人类最本质也是最深层次的情感诉求。在工业设计领域中，感性意象的研究主要集中于用户对某一产品的感知方面，间接地反映了用户的情感需求以及心理评价的标准[56] [57]。感性意象的研究涉及到很多学科，诸如设计心理学、情感计算、设计符号学、人机工效学以及感性工学等学科。而不同客体的情感意象的差异性也是客观存在的。情感意象的形成会随着人与人之间不同的阅历、知识层面、生活环境等因素而有所变化，即不同的用户针对同一种产品的感性意象会有所不同。正如无印良品 MUJI 推出的这款壁挂式 CD 音响（如图 2-2 所示），设计师想传递给用户的是理性、自然的使用感受，而不同层次的用户接触到产品后的感性认识也有所不同，如公司白领用户群体认为该 CD 音响有趣味的、可爱的；而工人用户群体价值观偏实用性，他们认为该 CD 音响是宜用的、有型的。
3 DS 草图形态特征样本的提取研究........ 25
3.1 DS 草图的绘制流程及特殊性分析......... 25
3.1.1 DS 草图的绘制流程分析研究...... 25
3.1.2 DS 草图与产品实物图的对比分析.... 27
3.2 现有的草图特征元素的提取方法研究........ 28
3.3 工业设计 DS 草图形态特征样本的提取..... 29
3.3.1 工业设计 DS 草图样本的收集.... 29
3.3.2 工业设计 DS 草图形态元素的分解提取研究.... 29
3.4 所提取的 DS 草图形态特征样本的情感普适性论证......... 34
3.5 建立 DS 草图形态特征样本库......... 39
3.6 本章小结........ 40
4 工业设计 DS 草图的感性量化研究...... 41
4.1 构建轮廓线和特征结构线样本........ 414
4.2 对 DS 草图形态特征样本的感性量化....... 47
4.3 构建工业设计 DS 草图的情感造型法则..... 57
4.4 本章小结........ 58
5 设计应用与有效性论证....... 59
5.1 DS 草图情感造型法则的设计应用......... 59
5.2 DS 草图情感造型法则的有效性论证..... 60
5.3 本章小结 ........ 61
结论
本研究对工业设计师的感性意象进行了深入解读，通过系统的调研，并运用聚类分析法获取了 5 组工业设计师代表性感性意象词汇；然后从 DS 草图特征分析入手，借助DS 平台，寻找草图构造线的线型特点并进行了归类，提取了 29 类草图特征样本（17 类轮廓线和 12 类特征结构线）；进而运用 SD 法和 AHP 层次分析法对 29 类样本进行优化及感性量化研究，建立了 DS 草图特征样本与工业设计师感性意象之间的情感映射，最终构建了 DS 草图的情感造型法则，并进行了设计应用及有效性论证。论文的主要工作及成果如下：
（1）通过对比实验，分析了工业设计师与一般性用户群体的感性意象的差异性。
（2）对工业设计师特定的感性意象语意进行收集筛选。并运用聚类分析法将感性意象进行分群，继而提取出每一群中的代表语意。最后得到了反映工业设计师特殊情感的5 组最具代表性感性意象词汇对。
（3）组建专家组进行实验，结合工业设计师绘制草图的流程分析，借鉴已有的草图特征提取方法，依据产品构造线对产品形态的影响程度及线型特点提取了 17 类轮廓线样本和 12 类特征结构线样本。
（4）通过两个独立的实验论证了所提取的 29 类草图特征样本在不同类别产品中具有良好的情感普适性。
（5）运用语意差分法（SD 法）对 29 类样本进行优化，并构建了优化后的 10 类轮廓线样本和 8 类特征结构线样本对于工业设计师感性意象的差分量图。#p#分页标题#e#
（6）运用层次分析法（AHP 法）对 DS 草图特征样本中所蕴含的工业设计师感性意象进行了深入分析，获取了 DS 草图特征样本的具体感性量化数据，建立了 DS 草图特征样本与工业设计师感性意象之间的情感映射并最终构建了工业设计 DS 草图的情感造型法则。
（7）邀请资深工业设计师运用所构建的情感造型法则进行具体的设计应用，并论证了研究的合理性以及结论的有效性。
参考文献
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[2] Scrivener, S.A.R. The interactive manipulations of unstructured images, InternationalJournal of Man-Machine Studies, 1982, 16: 301-313
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[10]孙正兴，冯桂焕，周若鸿. 基于草图的人机交互技术研究进展[J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2005,17（9）：1889-1899
