計算機輔助沙發色彩定制系統的開發

■田澤強 關惠元 黃瓊濤 Tian Zeqiang & Guan Huiyuan & Huang Qiongtao

(1.2.南京林業大學，江蘇南京 210037；3.宜華生活科技股份有限公司，廣東汕頭 515834）

沙發是人們日常生活中必不可少的家具之一，并且沙發在營造溫馨、舒適的居住環境方面發揮著重要作用。在功能上面，沙發滿足了人們休息、娛樂、學習、交流等多種功能。然而現如今人們不僅僅是為了追求沙發給人帶來的生理需求，更多的轉向了精神上的需要。人們在購買沙發的時候，往往會受到沙發造型要素對于人們喜好的影響，而在造型要素中，色彩是最直觀的給人印象最深的要素，其次是形態，最后是材質。所以，沙發的色彩會對消費者的購買行為產生重要影響。

目前，在家具商場中，很多沙發品牌都可以進行色彩定制，但是由于色卡數量較少，并且消費者看不到沙發色彩定制效果，所以色彩定制滿意度較差，很難滿足現代人的個性化需求。基于這個問題，文章提成一種可以滿足不同消費者個體對于沙發色彩的定制需要構想。當然，該系統不僅可以用于沙發專賣店進行使用，同時也可以用于電商，提高了消費者選色的效率和質量，以及提升了沙發定制效果的滿意度，進而可以幫助沙發企業和經銷商提高效益。

1 計算機輔助色彩設計的相關研究

計算機輔助工業設計(Computer Aided Industrial Design,CAID)包括工業設計的各個方面，涉及到產品的形態設計、色彩設計、人機設計、裝飾設計以及設計評價等[1-2]，其中算機輔助色彩設計(Computer Aided Color Design，簡稱CACD)占有重要的地位，在現代設計當中，扮演著重要的角色，發揮著重大的作用。

宮興亮等人在文章中提出了基于色彩調和方式的計算機輔助色彩模式，可以實現多色的選取和賦色工作，并構建了系統的框架，最后基于Solidworks2006三維設計平臺實現，從選色和賦色兩個角度提高了配色的效率和速度，降低了企業成本[3]。

王可等人分析了現有計算機輔助色彩設計系統的研究現狀和缺陷。并提出了較完整的色彩設計輔助系統解決策略。文章中還用模糊綜合評價法對色彩評價，最后設計出了CAID的色彩設計系統框架[4]。

凌筱在碩士論文中基于感性工學理論對飾品的配色設計進行了研究，并在文章最后構建了計算機輔助配色系統，該系統主要使用VBA編程語言對CORELDRAW軟件對應的二次開發接口進行軟件的二次開發，系統主要分為協助式配色和托管式配色兩大功能，分別針對單色和兩色飾品進行配色設計，并且在系統中還增加了紋理和圖案供用戶進行選擇，文章最后用配色方案實例進行了驗證[5]。

韓娟在文章中應用可用性工程的方法論，進行了軟件使用者的個性特征和任務，并在文章中最后以計算機輔助色彩設計軟件為例，總結了提高軟件易用性的方法[6]。

趙暉在碩士論文中對色彩智能設計系統進行了論述，闡述了系統的設計目標、功能要求、性能需求以及系統的開發環境等，并根據系統的功能需求對系統的總體功能模塊、系統的業務流程等進行了詳細的論述，最后實現了系統[7]。

在計算機輔助色彩設計領域的相關研究中，研究人員主要從輔助設計師的角度進行配色設計，旨在提高設計師配色的速度和質量，節約時間。而設計的最終目的應該是滿足消費者對于色彩的心理需求，而相關的研究很少從輔助消費者的角度出發。因此，本文將從輔助消費者的角度，對沙發色彩定制系統進行開發，實現色彩的個性化定制，以滿足消費者對于沙發色彩的喜好需求。

2 過程開發

2.1 系統中色彩數目的確定

由于色彩十分豐富，如果所有色彩都以色塊形式在系統中呈現，由于色彩數目較多和色差較小，導致消費者難以區分色彩間的差別，消費者在選色時，會感到十分困惑，無形之中增加了選色的難度。因此，為了使消費者能夠簡單、快速、方便的選出自己想要的色彩，在對色彩定制系統進行開發之前，首先需要確定系統中的色彩數目。系統中色彩數目的確定，指的是色彩選擇模塊下色彩數目的確定，主要確定色相數目、同一色相下的色彩數目（色相相同，明度、純度不同的色彩數目）、以及無彩色的色彩數目。這些色彩數目確定以后，以色塊的形式在系統中予以呈現，供消費者進行選擇。

表1 系統中各個材質的物理參數值

■圖1 可視化編輯器界面

■圖2 沙發形態選擇界面

2.1.1 實驗設計

①實驗目的：針對不同色彩屬性的樣本，探究受試者對不同色彩數目的分辨情況，確定大多數受試者可以分辨的色彩數目，然后從中選擇較大色彩數目的樣本用于色彩定制系統的開發。

②樣本圖片制作及要求：實驗樣本選擇4種不同數目的色相樣本，同一色相下4種不同數目的色彩樣本以及4種不同數目的無彩色樣本。色相樣本選擇可見光譜中的色彩，其明度和純度均為最高值，為了保證系統中有較多的色相數目，有選擇性的選擇一定的色相值進行研究，盡可能使顏色之間的色彩差異容易分辨，分別選擇30種、40種、50種、60種色相數目進行調研，共4組色相樣本。同一色相下的色彩樣本，分別選擇16種（明度、純度色彩值相同，各4種分別組合而成，其它同理），25種，36種，49種色彩數目進行調研，由于色相較多，對每一種色相下的色彩數目進行調研工作量較大，因此對紅、橙、黃、綠、藍、紫六種基本色相下的色彩數目進行調研，其它色相下的色彩數目和其基本色相相同，每種基本色相有4組樣本，共24組樣本。無彩色樣本分別選擇8種，12種，16種和20種色彩數目，共4組樣本。其中，同一色相的各組色彩樣本和無彩色的各組樣本均需在各自色彩值范圍內按照等差比例均勻分布。

③受試者的選擇及要求：受試者共選擇120人，其中男性、女性各60人，以隨機抽樣的方式進行問卷調查。實驗時將實驗用圖片展板與受試者視高處在同一水平高度上，視距保持在90cm左右。

④調查地點及環境：實驗地點選擇南京林業大學、家具賣場或其它公共場所。選擇光照條件適中，相對安靜，可以集中注意力以及無其它色彩干擾的環境。

⑤實驗過程：實驗條件準備充分后，向受試者發放問卷調查表。問卷調查表分為兩部分，第一部分為受試者基本信息的填寫，第二部分為正式內容填寫。受試者首先了解問卷的內容并填寫基本信息，然后仔細觀察每組色彩樣本，由實驗人員針對調查表中的問題向受試者逐一提問并記錄受試者的回答結果。問卷調查完畢之后，整理每位受試者的問卷，統計每個受試者對不同色彩數目的分辨情況。統計完成后，計算每組色彩樣本的可分辨人數和可分辨率（用可以分辨的人數除以總人數），最后總結分析。

2.1.2 實驗分析

通過對數據進行統計處理，我們能夠確定大多數受試者可以分辨的色彩數目，然后從中選擇較大色彩數目的樣本用于色彩定制系統的開發。最終，色相選擇30種，同一色相下的色彩數目選擇25種，無彩色數目選擇12種。

2.2 系統開發平臺的選擇

目前，設計領域三維軟件眾多，像3ds Max，Rhino，Pro/E，SolidWorks，UG，Maya等等，這類軟件都具有建模和設計的功能。而在本系統中，要求系統的開發平臺既具有建模功能同時還具有渲染功能，因此，3ds Max，Rhino，Maya，C4d等這類軟件均可以用于本系統的開發。由于筆者對于3ds Max軟件更為熟悉，因此選擇該軟件平臺進行系統的開發，以及采用它的腳本語言MAXScript進行編程實現。

2.3 系統的開發設計

2.3.1 系統功能模塊的劃分

系統的功能模塊主要劃分為以下五個：形態選擇模塊、材質選擇模塊、色彩選擇模塊、色彩修改模塊、賦色及渲染模塊。形態選擇模塊下選取了10個沙發形態，材質選擇模塊選擇了6個沙發材質，分別為亞麻布、滌綸、帆布、荔枝紋皮、鱷魚紋皮、亮皮，系統中各個材質的物理參數值如表1所示。色彩選擇模塊主要以色塊的形式呈現，主要包括色相選擇、明度和明度選擇以及無彩色選擇，消費者可以在該模塊下選擇自己喜歡的色彩。色彩修改模塊可以實現色相微調、明度和純度的微調以及無色彩的微調，直到選出消費者滿意的色彩。賦色及渲染模塊可以將色彩賦予到沙發上，并能查看沙發色彩定制效果。

2.3.2 系統運行機制的構建

系統運行機制的構建采用了逐步逼近法。從與色彩相關的屬性入手，首先選擇喜歡的色系，如果選擇有彩色系，接下來會選擇色相，然后會縮小到消費者最喜歡的色相，最后選擇該色相下的明度和純度。如果是無彩色系，然后逐步縮小到色彩的明度。每一步都可以進行色彩微調，直到選出自己滿意的色彩，采用這種一步步逼近的方法，可以逐步逼近到消費者最喜歡的色彩方案。

登陸系統：消費者輸入用戶名和密碼后，方可進入系統。

沙發形態選擇：消費者選擇自己喜歡的沙發造型。

沙發材質選擇：消費者選擇自己喜歡的沙發材質，主要有布藝和皮藝兩類材質。

色系選擇：消費者選擇自己喜歡的色系，主要包括有彩色系和無彩色系。

有彩色系選擇流程：選擇有彩色系之后，首先進行色相的選擇，消費者選擇相對喜歡的色相，如果消費者對選擇的色相不滿意，那么，可以對選擇的色相進行微調直到滿意為止，如果消費者滿意，則對該色相下的明度和純度進行選擇。消費者選擇完之后，如果對其不滿意，同樣，可以對明度、純度進行微調，直到滿意為止。如果消費者對其滿意，則輸出消費者滿意的色彩圖片及色彩參數，并且可以查看沙發色彩定制效果，然后保存或打印色彩定制方案。當然，如果消費者還有其它喜歡的色彩，則可以返回相應界面繼續進行選擇，如果沒有，則可以退出系統，色彩定制結束。

■圖3 沙發材質選擇界面

■圖4 沙發色彩選擇界面

■圖5 色相選擇界面

■圖6 明度和純度選擇界面

■圖7 色彩方案呈現界面

無彩色系選擇流程：選擇無彩色系之后，首先進行明度的選擇，消費者選擇相對喜歡的明度，如果對其不滿意，則可以進行明度的微調，直到滿意為止。如果消費者對其滿意，則直接輸出消費者滿意的色彩圖片及色彩參數，然后查看色彩定制效果，并保存或打印色彩定制方案。如果消費者還有其它喜歡的色彩，則可以返回相應界面繼續進行選擇，如果沒有，則可以退出系統，色彩定制結束。

2.3.3 系統界面設計

沙發色彩定制系統共包括11個界面，分別為登錄界面，沙發形態選擇界面，沙發材質選擇界面，沙發色彩選擇界面，色相選擇界面，色相調整界面，明度和純度選擇界面，明度和純度調整界面，無彩色選擇界面，明度調整界面，色彩方案呈現界面。這些界面可以通過3ds Max中的Visual MaxScript可視化編輯器進行大致的排版設計如圖1所示，保存后這些操作可以自動生成腳本，然后手工進行細微的修改，就可以運行，節省了大量時間[8]。從圖中可以看出，通過Visual MaxScript下方的用戶界面控件就可以方便創建出界面，然后修改它的屬性就可以完成。

2.4 系統的實現

本系統以3D Studio Max為開發平臺，以它的腳本語言Maxscript為編程工具，在Windows XP上編程實現（圖2～圖7）。

2.5 系統的驗證

選擇男性、女性各10人，在研究生大樓進行測試，受試者根據系統指示進行相應操作，測試他們是否能選出自己喜歡的色彩，以及對最終的沙發色彩定制效果進行滿意度評價。

經過調研測試，發現這20位同學均能從系統中選出他們所喜歡的沙發色彩，然后針對每個人選出的沙發色彩，進行沙發色彩定制效果滿意度評價，滿意度評價等級分為五級，分別為非常不滿意，不滿意，一般，滿意，非常滿意。經過調研測試，認為一般的有1人，占總調研比例的5%，認為滿意的有13人，占總調研比例的65%，認為非常滿意的有6人，占總調研比例的30%，沒有人選擇有點不滿意和非常不滿意。由此可以看出，95%的人對沙發色彩定制效果滿意，所以，該系統可以用于沙發的色彩定制。

3 結語

本文首先介紹了計算機輔助色彩設計的相關研究，然后采用問卷調查法，確定了計算機輔助沙發色彩定制系統中的色彩數目；接著進行了色彩定制系統的開發設計，并應用3ds Max軟件平臺和它的腳本語言MAXScript編程工具，開發了一個面向消費者個體的計算機輔助沙發色彩定制系統；最后對開發出的系統進行了運行驗證。經過驗證，得出該系統可以用于沙發的色彩定制，并且該系統對無3ds max使用經歷、無色彩理論知識的消費者也能操作使用，使用該系統得到的沙發色彩，其滿意度高達95%，其中，非常滿意為30%，滿意為65%。同時，該系統也可以輔助設計師選出他們喜歡的色彩，進行沙發色彩設計。