產品設計評價中實驗評價方法研究現狀

張新月 / 上海電機學院

產品設計評價中實驗評價方法研究現狀

張新月 / 上海電機學院

產品設計評價是設計流程中的重要環節，隨著實驗測量技術的發展，彌補了主觀性評價方法的不足。文章對產品設計評價方法進行梳理，主要介紹了眼動、腦電測試方法的基本原理及在產品設計評價中的應用，并提出展望。

設計評價；實驗評價；眼動；腦電

產品設計是企業保持發展的動力。在產品設計流程中，設計方案評選處于關鍵一環，而產品設計評價是對設計方案進行選擇與優化的主要手段，因此在設計評價中首先要選擇適當的設計評價方法，確立評價標準。

1.產品設計評價方法介紹

設計評價包含兩方面內容，一是針對同一產品的多個設計方案的評價，二是針對同類產品已有樣品的評價分析。前者將設計方案與評價標準相比較，以接近程度評價設計方案的優缺點，后者通過提煉樣本的優缺點為產品的再設計提供參考。評價方法主要有經驗性評價法、數學分析類評價法和試驗評價法[1]。經驗性評價法，如淘汰法、點評法等，評價者依據自身經驗，采用簡單的評價方法對方案做出定性地粗略分析和評價，適用于方案不多、問題不太復雜的情況。數學分析類評價法，如評分法、模糊評價法等，是運用數學工具進行分析、推導和計算，得到定量的評價參數的方法。采用數學分析類評價方法能夠對所涉及的問題進行定量化，但是在實際評價過程中，產品的造型美感、舒適度等因素難以準確量化表達。對較為重要的方案環節采用試驗評價法，如模擬試驗和樣機試驗，能夠得到準確的評價參數但代價較高。

后工業時代，設計由“以產品為中心”轉向“以用戶為中心”，圍繞產品的最終用戶展開設計與評價，用戶對產品的體驗受到重視。而無論是專家打分、領導決策、采用經驗性評價法或數學分析類評價法，在設計評價中無法剝離人的主觀因素（如不同的審美、設計經驗、使用經驗等）對設計評價的影響。

為彌補主觀性評價的不足，心理機制與神經機制領域的測量方法被引入用戶研究中，以客觀數據增強設計評價的可靠性。實驗評價法，通過實驗測量評價人員在實驗過程中的生理和心理反應指標來判斷其偏好。眼動跟蹤和腦電作為實驗測量手段，發展相對成熟且應用廣泛，為用戶研究與產品評價提供了新方向。文中主要介紹了眼動、腦電測試方法的基本原理和在用戶研究與設計評價中的應用。

2.眼動測試

在人的信息加工過程中，80%以上的外界信息來自視覺。眼動測試能夠客觀地反映出用戶的認知處理過程。眼動主要測量指標有總注視次數、興趣區域內注視次數、注視持續時間、首次進入時間、掃描路徑長度和持續時間等。總注視次數越多，表明搜索效率越低；在一個興趣區內注視次數越多，表明該區域對觀察者來說更為重要或更能引起注意；注視持續時間越長表明提取信息越困難或該目標更吸引人；首次進入時間指被試用了多長時間第一次注視到一個興趣區；掃描路徑越長意味著搜索效率越低，掃描持續時間越長，表明搜索效率越低。

眼動測試具有客觀性與實時性的特點。通過眼動實驗設計，確定眼動指標，收集并分析用戶眼動數據，從而了解用戶真實的內部情感與思維活動。如采用眼動追蹤技術研究產品列表頁面的設計對用戶消費決策的影響、對網站界面進行用戶體驗測試、對工業設計方案進行用戶體驗評選等。劉青等人[2]將眼動追蹤技術運用于界面可用性評估，以定量實驗法評估新舊界面的優劣；盧兆麟等人[3]以眼動熱點圖為基礎構建車型評價指標體系并建立函數模型，為汽車造型評價提供了一種可行的技術途徑。胡偉峰等人[4]利用眼動試驗與主觀評價相結合的方法，對壓裂車外觀設計進行評估研究，得出將產品造型主要特征表現在最受關注的區域及配色應有層次感的結論，為機械產品外觀設計中的品牌特征表現提供參考。

3.腦電測試

用戶的認識過程是接收信息并處理信息的過程，而大腦控制著人的認知與行為發生，神經生理學的發展及測量方法的成熟使從腦認知的角度研究用戶體驗成為可能。腦生理信號可反映出人真實的心理活動。

腦電測試通過對被試認知過程中腦電信號的測量，能夠了解被試行為所處的認知階段，也可以在被試無外在行為時實時獲取腦電數據。腦電圖（EEG）與事件相關電位技術（ERPs）是兩種主要應用的技術方法。EEG是指以腦電活動的電位為縱軸，時間為橫軸，記錄下來的電位與時間相互關系的平面圖。ERPs基于腦電提取，指當外加一種特定的刺激，作用于感覺系統或腦的某一部位，在給予刺激或撤銷刺激時，在腦區引起的電位變化。

腦電可對產品或服務進行精確評估，在產品的舒適性評價、用戶決策中有較廣泛的應用，如服裝情感學研究、工業設計方案評價等。陳東升等人[5]總結了腦電技術在服裝舒適性各方面的研究應用情況，提出以腦波指標與服裝感覺之間的定量關系為方向，用客觀量值對人的主觀舒適性認識進行評價；唐幫備等人[6]以用戶客觀數據支撐汽車設計方案評選，采集用戶在不同設計方案效果圖體驗評價過程中的眼動和腦電數據，同時進行主觀打分，對眼動、腦電數據與主觀評價值進行相關性分析，建立結合心理和生理評價指標的綜合評價模型，使評價結果更加客觀。

4.展望

實驗評價法通過收集相關生理和心理反應指標，有助于理解用戶行為、判斷用戶偏好，彌補了主觀性評價方法的不足。然而，每一評價方法都有其有效的適用環境，結合多種方法優勢的綜合性評價方法將得到進一步發展，主觀與客觀評價相結合在設計評價中相互驗證，為產品設計評價提供客觀的數據支持。

[1]簡召全,馮明.工業設計方法學:2版（修訂版〕[M].北京理工大學出版社,2000:184.

[2]劉青,薛澄岐,Falk Hoehn.基于眼動跟蹤技術的界面可用性評估[J].東南大學學報(自然科學版),2010,40(02):331-334.

[3]盧兆麟,李升波,徐少兵,成波.基于眼動跟蹤特征的汽車造型評價方法[J].清華大學學報(自然科學版),2015,55(07):775-781.

[4]胡偉峰,張坤,張忠亞.基于眼動追蹤技術的壓裂車外觀設計評估研究[J].機械設計,2015,32(06):109-112.

[5]陳東生,劉運娟.腦電在服裝舒適性評價中的應用[J].服裝學報,2016,1(01):21-25.

[6]唐幫備,郭鋼,王凱,林立,周婧,樊軒,許娜,郭小燕.聯合眼動和腦電的汽車工業設計用戶體驗評選[J/OL].計算機集成制造系統,2015,21(06):1449-1459.

張新月：（1991—），女，碩士，上海電機學院助教，主要從事產品設計、服務設計方面的研究。

上海市教委“晨光計劃”項目（16CG79）；上海高校青年教師培養資助計劃（ZZSDJ17013）；上海市2015年度“科技創新行動計劃”生物醫藥領域產學研醫合作項目(15DZ1942702、15DZ1940103)。