基于感性工學(xué)的微型電動(dòng)車前臉造型設(shè)計(jì)

崔宜若，申晉憲，尹 歡

(1.太原理工大學(xué) 機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院，太原 030024；2.山西大運(yùn)汽車制造有限公司，山西 運(yùn)城 044000)

根據(jù)2017年威爾森統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，相對于傳統(tǒng)汽車而言，電動(dòng)汽車消費(fèi)者的女性比例在逐年提高。這就意味著女性正在成為一個(gè)重要的電動(dòng)汽車消費(fèi)群體。與此同時(shí)隨著微型電動(dòng)汽車市場的競爭日趨激烈，青年女性作為電動(dòng)汽車市場上一股新的購買力，市場潛力不可忽視。要想一個(gè)新產(chǎn)品受到青年女性市場歡迎，不能只是單單考慮產(chǎn)品的實(shí)際功能和價(jià)格，更應(yīng)該全面地考慮到消費(fèi)者的情感消費(fèi)，獲取消費(fèi)者內(nèi)心深處最主要的感性需求。在目前的工業(yè)設(shè)計(jì)研究中，主要將設(shè)計(jì)師對產(chǎn)品美的理解和自我市場預(yù)測后所得出的造型特點(diǎn)賦予在產(chǎn)品上，并沒有真正地考慮到消費(fèi)者內(nèi)心真實(shí)的需求。一件合格的產(chǎn)品，它的外觀形態(tài)一定是設(shè)計(jì)師在與消費(fèi)者進(jìn)行溝通后所設(shè)計(jì)出來的，反映出消費(fèi)者心理和情感的需求，并影響消費(fèi)者的心理感知和判斷。為了能實(shí)現(xiàn)這些目的，需要將感性工學(xué)運(yùn)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中。本文的研究目的是以微型電動(dòng)汽車為實(shí)際案例進(jìn)行設(shè)計(jì)探討，最終將感性工學(xué)和模糊評價(jià)法相結(jié)合應(yīng)用到微型電動(dòng)汽車造型設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)出一款滿足青年女性感性需求的微型電動(dòng)汽車。

1 感性工學(xué)與模糊評價(jià)法

1.1 感性工學(xué)

感性工學(xué)是一門綜合性交叉學(xué)科，主張用理性的思維來處理非理性的情感[1]。與傳統(tǒng)人機(jī)工程學(xué)不同，感性工學(xué)更關(guān)注的是產(chǎn)品給消費(fèi)者所帶來的情感享受愉悅程度等感性特征[2]。不同設(shè)計(jì)師對感性工學(xué)有不同的理解，也會(huì)從產(chǎn)品的造型、材質(zhì)、色彩、人機(jī)等方面入手，設(shè)計(jì)出符合消費(fèi)者感性期望的產(chǎn)品[3]。

1.2 模糊評價(jià)法

模糊評價(jià)法是一種以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)的綜合評價(jià)方法。模糊數(shù)學(xué)突破經(jīng)典數(shù)學(xué)二元值理論，用集合的理論描述，從只能選擇0和1變?yōu)榭蓮?和1之間任意取值。利用模糊綜合評價(jià)法可對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面評價(jià)，以處理在產(chǎn)品造型中涉及到多種因素難以客觀評價(jià)的問題，并實(shí)現(xiàn)最佳方案的評選[4]。

2 設(shè)計(jì)前的分析準(zhǔn)備

2.1 消費(fèi)群體定位與分析

隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，女性消費(fèi)者不僅在食品、日用品、家居等消費(fèi)領(lǐng)域成為主導(dǎo)力量，也在汽車消費(fèi)領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。其中青年女性作為一個(gè)特殊群體，有著顯著的特點(diǎn)：1) 相比少女而言多了一份經(jīng)濟(jì)保證；2) 相對中老年女性而言，她們擁有更旺盛的購買動(dòng)機(jī)和需求。結(jié)合上述特點(diǎn)，本文將研究對象設(shè)定為25～35歲的青年女性。

根據(jù)心理學(xué)家馬斯洛需求層次理論，可以將消費(fèi)者對于微型電動(dòng)汽車的感性認(rèn)知精煉地劃分為生理、心理、精神3大需求。所謂生理需求就是滿足人類最基本的、原始的、本能的需求；心理需求是當(dāng)人的生理需求達(dá)到一定程度時(shí)，所追求的心理需求，即以消費(fèi)者為中心滿足人們對產(chǎn)品的審美需求；而精神需求是更進(jìn)一步的心理需求，即自我價(jià)值的肯定與實(shí)現(xiàn)。以感性工程設(shè)計(jì)方法來指導(dǎo)微型電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)，最重要的是把青年女性的生理、心理與精神需求3個(gè)層次相結(jié)合，分析青年女性的感性需求。

相比同齡男性更多地關(guān)注汽車的動(dòng)力性能、操控性能等實(shí)際問題，青年女性更關(guān)注汽車的外形、色彩、涂料。所以除了滿足最基本的生理需求外，在心理需求方面，現(xiàn)代青年女性接收新鮮事物的能力非常強(qiáng)，對個(gè)性、時(shí)尚的事物有著極大的興趣和強(qiáng)烈的嘗試欲望，有較高的審美。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該提供更多的涂料色彩給用戶選擇，不止局限于傳統(tǒng)的色彩和材質(zhì)。讓設(shè)計(jì)與消費(fèi)者的需求進(jìn)行匹配，從而達(dá)到最佳狀態(tài)。青年女性希望通過購買某些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)對自我價(jià)值的肯定，汽車算其中之一。在精神需求方面，應(yīng)該賦予產(chǎn)品一定的文化與價(jià)值觀。設(shè)計(jì)師可以通過肌理狀態(tài)、圖案紋飾等設(shè)計(jì)要素表達(dá)特殊的意境、概念或情感，激發(fā)消費(fèi)者對設(shè)計(jì)的想象與思考，使他們聯(lián)想到超越產(chǎn)品形象的意象和涵義，從而產(chǎn)生某種積極的情感[5]。例如吉利汽車的新博瑞系列，采用大量的包括回紋圖案、云紋、梯田在內(nèi)的中國元素，都是在汲取中華文化的營養(yǎng)，滿足人們對自我實(shí)現(xiàn)的需求以及對群體認(rèn)同感的需求，幫助他們肯定自我。圖1中前臉使用了“漣漪式回字形”中網(wǎng)造型，后保險(xiǎn)杠下使用了中國元素回紋圖案。

圖1 新博瑞中國元素Fig.1 New Burry Chinese elements

2.2 電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車的前臉造型區(qū)別

與傳統(tǒng)汽車相比，電動(dòng)汽車車身形式變化較小，但是設(shè)計(jì)表達(dá)有別于傳統(tǒng)汽車，喜歡用少量的特征突出汽車造型的獨(dú)特性，主要體現(xiàn)在：

1) 去格柵化。傳統(tǒng)汽車的進(jìn)氣格柵主要是為了進(jìn)氣和冷卻，而電動(dòng)汽車并不會(huì)產(chǎn)生大量的熱能。因此對于電動(dòng)汽車而言，進(jìn)氣格柵失去了其本身的功能。逐漸減少進(jìn)氣格柵是電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢。如圖2所示特斯拉在MODEL S車型系列中直接取消了進(jìn)氣格柵設(shè)計(jì)，造型有較大創(chuàng)新，前臉看起來更加簡潔充滿“未來感”。

圖2 特斯拉MODEL S車型Fig.2 Tesla Inc MODEL S

2) 整體化。車燈和格柵常采用嵌入式或一體式，整體特征明顯，視覺上橫向拉寬。

3) 細(xì)節(jié)參數(shù)化。細(xì)節(jié)規(guī)律化處理，提高作品的視覺沖擊力，常出現(xiàn)于概念電動(dòng)汽車中。

4) 前臉簡潔擬人化。車燈常采用線性化、符號化、一體化設(shè)計(jì)，讓電動(dòng)汽車前臉更加簡潔利落。與此同時(shí)，賦予電動(dòng)汽車更多的情感特征，可以增進(jìn)消費(fèi)者與產(chǎn)品之間的信任，滿足消費(fèi)者日益增長的個(gè)性化需求。

5) 涂料環(huán)保化。常采用綠色無污染的汽車涂料，符合電動(dòng)汽車低碳又環(huán)保的特點(diǎn)。

6) 造型輕量化。采用新型輕量化材料，讓電動(dòng)汽車在視覺上更輕盈、靈活。

隨著生活質(zhì)量的提高，人們的需求已經(jīng)不僅僅局限于維持生存，為了滿足青年女性的多層次感性需求，應(yīng)提高產(chǎn)品的使用性能和體驗(yàn)感。本文結(jié)合上述3大層次需求分析，以感性工學(xué)為研究基礎(chǔ)，將模糊評價(jià)法和感性工學(xué)相結(jié)合對微型電動(dòng)汽車的前臉造型進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)計(jì)，為微型電動(dòng)汽車前臉造型設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和理論依據(jù)，幫助生產(chǎn)企業(yè)更精準(zhǔn)地捕捉市場需求。

3 設(shè)計(jì)基本步驟

3.1 收集感性詞匯

客觀事物都不是孤立存在的，與人們的感性認(rèn)知有著千絲萬縷的聯(lián)系。人們對于產(chǎn)品形態(tài)的心理期望會(huì)通過形容詞進(jìn)行描述表達(dá)，而這種心理期望實(shí)際就是用戶對產(chǎn)品造型的感性需求[6]。收集感性詞匯主要采用以下4個(gè)步驟：

1) 首先通過商品廣告、書籍、各大網(wǎng)站、廠商及用戶評價(jià)等多種渠道廣泛地收集人們對于微型電動(dòng)汽車的評價(jià)詞匯，共200個(gè)。

2) 把收集到的所有詞匯進(jìn)行整理與分析。將生僻詞與相似詞挑出來進(jìn)行篩選整合、與剩下的詞匯重新整合并分組，最大程度上精簡所收集到的詞匯。例如：可以將單一、簡陋、容易等詞匯合并為簡單，這樣可以更有效、更全面地分析不同類型的感性詞匯。

3) 通過6位專業(yè)人士和設(shè)計(jì)者共同分析、討論并結(jié)合消費(fèi)者的3大層次需求，從200個(gè)感性詞匯中選取6對詞義相反的形容詞匯，見表1。

4) 最后通過問卷調(diào)查、訪談方式，請25～35歲青年女性消費(fèi)者對這6組詞進(jìn)行投票，選出前3組他們最關(guān)注的的感性詞匯，即“可愛—沉穩(wěn)”“安全—危險(xiǎn)”“復(fù)雜—簡單”。

表1 保留的感性詞組Table 1 Retention of Kansei phrases

3.2 收集樣本圖片

1) 利用網(wǎng)絡(luò)、雜志、實(shí)體店參觀等方式來廣泛地收集樣本圖片，不局限于上市產(chǎn)品，概念建模作品都可以作為參考。擴(kuò)大收集范圍，有助于后期的分組挑選。

2) 將收集到的大量圖片進(jìn)行多次分析和篩選，最終將微型電動(dòng)汽車造型依照不同風(fēng)格分為3組，并在每組中挑選出一款最具有代表性的產(chǎn)品，如圖3，4所示。

3) 由于色彩、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等方面亦可以決定一個(gè)產(chǎn)品的好壞，這里主要從產(chǎn)品造型的角度來分析[7]。汽車前臉造型是汽車主要的形態(tài)表達(dá)面，對汽車品牌風(fēng)格的認(rèn)知，主要從前臉造型而來。前臉輪廓、大燈、霧燈、格柵、擋風(fēng)玻璃作為汽車前臉最為顯著的設(shè)計(jì)要素，其形態(tài)可以影響整車的顏值并體現(xiàn)汽車前臉造型的特點(diǎn)，例如起亞的“虎嘯”進(jìn)氣格柵，奧迪的“大嘴”進(jìn)氣格柵，寶馬的“天使眼”大燈等。汽車造型設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，若直接從整體出發(fā)，不易把握，且局部設(shè)計(jì)元素對汽車前臉整體造型影響較大。其中黃琦等[8]驗(yàn)證了關(guān)鍵造型特征是影響汽車造型意象的重要因素；李少波等[1]運(yùn)用關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素對汽車前臉造型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了減少原始觀點(diǎn)之間的距離以及后續(xù)設(shè)計(jì)中色彩對于汽車造型的影響，需要對產(chǎn)品進(jìn)行去色處理并提取關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，如圖5所示。

圖3 部分電動(dòng)汽車樣本案例Fig.3 Sample cases of some electric vehicles

圖4 3組樣本圖片分類提取Fig.4 Classification and extraction of three groups of samples

圖5 樣本圖片設(shè)計(jì)要素提取及去色處理Fig.5 Extraction of design elements of sample picture and decolorization treatment

3.3 建立語義意象空間

1) 利用SD法，結(jié)合李克特7點(diǎn)量表，建立分值為-3～3的語意軸來制作問卷調(diào)查表，如圖6所示。兩端分別是兩個(gè)意義相對的形容詞，數(shù)值越接近某一邊就越接近某一個(gè)形容詞。為了保證調(diào)查的準(zhǔn)確性，要求調(diào)查對象在對前臉造型打分時(shí)完全憑借第一感覺[9]。由于調(diào)查對象的背景和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)的不同，他們的認(rèn)知中一定存在著不一致性。為了提高調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性，挑選職業(yè)不同、學(xué)歷不同的120名青年女性進(jìn)行問卷調(diào)研。將3組圖片隨機(jī)發(fā)放給調(diào)查對象，請他們對這些圖片進(jìn)行主觀評價(jià)。

圖6 李克特7點(diǎn)量表Fig.6 Likte 7 point scale

2) 調(diào)查結(jié)束，共回收116份問卷調(diào)查表。利用電腦將調(diào)查對象打分的結(jié)果進(jìn)行求取平均值，以前臉大燈、格柵調(diào)查結(jié)果為例，如表2，3所示。

3) 從表2分析可知，對于“可愛”這一詞語，CX3的大燈給人印象最差，BX2的格柵最可愛；對于“安全”這一感性詞語，AX3的大燈最個(gè)性安全，寶馬i3大燈并沒有沿用天使眼造型，而是采用了新的設(shè)計(jì)，

表2 大燈和格柵打分后平均結(jié)果Table 2 Average results after grid scoring

表3 大燈打分后平均結(jié)果Table 3 Average results after headlight

并在LED大燈四周用了U型的LED日間行車燈進(jìn)行裝飾，大燈與前臉整體比例很舒服，使車頭看起來更寬，讓用戶很有安全感。反之CX2的格柵給人安全感最差；對于“簡單”這一詞匯，在大燈方面三者給人簡潔的感性認(rèn)知相差不大，其中CX3的大燈給人印象最簡潔。CX2拋棄了進(jìn)氣格柵造型，前中網(wǎng)改成一塊LED屏幕，并且與兩側(cè)的前大燈相連，使前臉的整體感非常強(qiáng)，造型簡潔。重復(fù)上述流程，分別對前臉輪廓、霧燈、擋風(fēng)玻璃進(jìn)行分析。綜合考慮樣本造型要素的比例、大小、輪廓線，進(jìn)行變量分析，可以發(fā)現(xiàn)某種聯(lián)系與規(guī)律：大燈，格柵造型圓潤擬人化更容易讓人感到“可愛”；“簡單”的微型電動(dòng)汽車，不需要過多夸張的線條和造型，大燈、格柵、霧燈與前臉整體造型比例要適中，過大或過小都會(huì)給人不舒服、不協(xié)調(diào)的感覺?！鞍踩钡奈⑿碗妱?dòng)汽車車頭看起來更寬更飽滿，這樣做可以提升前臉的視覺效果，使消費(fèi)者更有安全感。相對于CX2的LED格柵設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)格柵設(shè)計(jì)更容易給消費(fèi)者安全感。

3.4 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

根據(jù)前面的感性工學(xué)分析，再結(jié)合消費(fèi)者的3大感性需求。運(yùn)用三維軟件設(shè)計(jì)出兩款面向25～35歲青年女性的微型電動(dòng)汽車前臉造型，如圖7所示。

圖7 設(shè)計(jì)方案展示Fig.7 Design scheme display

兩款方案基于滿足用戶感性需求的設(shè)計(jì)理念，從3個(gè)需求層次對微型電動(dòng)汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1) 從上述分析可知消費(fèi)者生理需求的設(shè)計(jì)主要是產(chǎn)品的造型，對于青年女性而言，更喜歡簡潔安全的產(chǎn)品，安全感主要從車頭輪廓而來，所以前臉的大燈采用橫向設(shè)計(jì)(參照AX3和BX3)，使車頭看起來更寬，讓用戶很有安全感。目前電動(dòng)汽車發(fā)展的趨勢是去格柵化，但是由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)更容易使大眾產(chǎn)生共鳴，所以此次設(shè)計(jì)保留格柵。格柵作為汽車前臉的“嘴”可以表達(dá)出“可愛”的意象，方案1對BX2格柵進(jìn)行形變再設(shè)計(jì)，霧燈選擇純粹的圓形。方案2格柵造型采用簡潔擬人化的設(shè)計(jì)思路(參照BX2)，使前臉造型有微笑的感覺，雖然霧燈也是圓形設(shè)計(jì)，但是其比例和大小與方案一不同。兩款方案為了體現(xiàn)“簡潔感”都沒有使用夸張的線條和造型。

2) 心理需求主要是滿足用戶對色彩與材質(zhì)方面的需求，優(yōu)秀的汽車色彩設(shè)計(jì)不僅會(huì)影響人們的心理感受，還會(huì)為企業(yè)贏得更多市場認(rèn)可度[10]。所以兩款方案在色彩上采用橙白搭配，白色為主色調(diào)。其優(yōu)點(diǎn)有：a.白色車室內(nèi)溫度比深色車低；b.白色與自然環(huán)境色差加大，目標(biāo)明顯，屬于安全色。相對其他顏色而言，事故率減少50%.白色汽車給青年女性一種年輕、現(xiàn)代、安全的視覺感受，搭配橙色同時(shí)又給用戶一種熱情的感受，使得產(chǎn)品看起來不是冰冷的交通工具。產(chǎn)品的涂料選擇了水性實(shí)色白面漆，此材料環(huán)保、外觀效果佳。符合微型電動(dòng)汽車低碳又環(huán)保的特點(diǎn)。

3) 兩款方案都在進(jìn)氣格柵條上運(yùn)用了中國祥云文化元素，祥云紋寓意祥瑞之云氣，表達(dá)了吉祥、喜慶、幸福的愿望以及對生命的美好向往，如圖8所示，使得微型電動(dòng)汽車具備一定的文化精神內(nèi)涵和造型認(rèn)知度，滿足用戶精神最高層次的需求——民族自豪感。從而幫助他們肯定自我，間接獲得幸福感和安全感。

圖8 格柵條特寫展示Fig.8 Grille feature display

如果只是將調(diào)查者偏好和意見簡單地聚集在一起，不考慮他們在評價(jià)過程中的一致意見，可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品可接受度較低。所以需要通過模糊評價(jià)法，盡量減少原始觀點(diǎn)之間的距離，最大程度的達(dá)成共識(shí)，達(dá)到消費(fèi)者理想的偏好值[11]。為了驗(yàn)證這兩套方案是否可行，運(yùn)用模糊評價(jià)法對前臉整體造型進(jìn)行評估，進(jìn)而將抽象語義轉(zhuǎn)化為數(shù)值。評估過程如下：

1) 確定評價(jià)對象的因素集，用U={u1,u2,u3}表示，因素分別為“可愛、簡潔、安全”。

2) 確定評語等級為：V={V1,V2,V3,V4,V5}={優(yōu)秀，良好，一般，較差，很差}={100，75，50，25，0}.

3) 邀請6名專業(yè)設(shè)計(jì)師在不受外界干擾的前提下獨(dú)立的給出各項(xiàng)評論指標(biāo)的權(quán)數(shù)值，如表4所示。

權(quán)重分配結(jié)果如下：“可愛”0.3、“簡單”0.3、“安全”0.4，從而得到權(quán)重矩陣：

表4 問卷分值統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 4 Statistical results of questionnaire scores

4) 邀請30位評論員對上述兩種方案進(jìn)行評價(jià)，將權(quán)重矩陣與評價(jià)員對該方案獲得的評價(jià)值矩陣相乘，得出方案1，2的決策矩陣。B1,B2分別為方案1，2的決策矩陣，計(jì)算結(jié)果如下：

5) 計(jì)算語義設(shè)計(jì)綜合評價(jià)分值，得出方案百分制評價(jià)結(jié)果：

S1=B1·VT=71.90,
S2=B2·VT=78.95 .

由上述評價(jià)結(jié)果可知，方案2語義分在良好范疇，為最佳方案。更符合微型電動(dòng)汽車“可愛、簡潔、安全”的造型需求。

4 結(jié)束語

本文運(yùn)用感性工學(xué)對微型電動(dòng)汽車的前臉造型及消費(fèi)者感性需求進(jìn)行了相關(guān)分析，通過感性工學(xué)實(shí)驗(yàn)將消費(fèi)者感性語義量化，建立起感性意象與設(shè)計(jì)要素之間的關(guān)聯(lián)，例如“安全”的微型電動(dòng)汽車車頭看起來更寬更飽滿，大燈、格柵造型圓潤擬人化更容易讓人感到“可愛”。這些關(guān)聯(lián)可以幫助設(shè)計(jì)師確定產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方向。然后結(jié)合模糊評價(jià)法對兩款設(shè)計(jì)方案進(jìn)行理性評價(jià)，選出最優(yōu)方案，為微型電動(dòng)汽車的前臉造型設(shè)計(jì)提供參考性建議。將消費(fèi)者感性需求融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可以減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，降低市場風(fēng)險(xiǎn)，提升消費(fèi)者的認(rèn)同感。此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果仍受到評分專家的主觀影響，這一問題將在后續(xù)研究中加以改進(jìn)。