融入動態圖形和視覺感知的平面設計系統研究*

程 睿

（上海電子信息職業技術學院 上海 201411）

1 引言

近年來，新媒體環境的變化，使得數字媒體技術與計算機技術得到了大力的發展，以此為支撐的應用程序也開始應用于各個領域。在平面設計行業，發展重心為應用技術方面，例如界面設計、軟件設計等，致力于為受眾帶來新穎的感官體驗與良好的用戶體驗［1］。

在現今信息碎片化的時代，如何快速吸引受眾并讓其理解信息是目前平面設計的最大需求。與此同時，網絡化發展為平面設計提供了新的傳播媒介，受眾接收和感知信息的方式發生了較大的變化。受眾希望與接收信息產生一定的互動與交流，并能夠調動自身的視覺、聽覺等多個感官的體驗，同時參與信息的傳播［2］。在多種技術的結合下，平面設計作品也加入了多種元素，例如圖形、色彩等，增強了作品的視覺沖擊力與感染力。在新媒體環境背景下，為了促進平面設計行業多維化、可持續發展，將動態圖形與視覺感知應用到平面設計中，提升受眾的體驗感，因此提出融入動態圖形和視覺感知的平面本文系統。

2 融入動態圖形和視覺感知的平面本文系統硬件

平面本文系統硬件裝置關鍵為計算機，由于本文系統融入了動態圖形與視覺感知，對計算機的性能要求較高，需要對計算機關鍵器件進行相應的選型，為平面設計提供可靠的支撐［1］。

2.1 DSP選型單元

根據平面本文系統對計算機性能的需求，在DSP 選型過程中需要考慮計算精度、計算速度、功耗、開發程度等因素［3］。現今，DSP 供應廠商較多，在綜合分析其性能、價格等多方面信息，本文系統選取TM320C6713B 作為計算機DSP 處理器，其性能特點如表1所示。

表1 TM320C6713B性能特點表

2.2 CPLD選型單元

在計算機中，CPLD 承擔著管理與邏輯控制功能，該功能需要與DSP配合才能完成。雖然DSP是主要功能實施器件，但CPLD 也需要具備較高的運行速度，以免對DSP運行速度產生不利的影響。本文系統TM320C6713B 型號的DSP 運行速度為300MHz，外設訪問周期為10ns～500ns，為了提升接口訪問效率，CPLD 譯碼延遲需要與DSP 接口時鐘保持在同一個數量級，故本文系統選取XC95144型號CPLD［4］。XC95144接口電路如圖1所示。另外，XC95144具備密度高、速度快、靈活性強、抗干擾性好等優勢，能夠很好地配合DSP完成計算機管理與邏輯控制功能。通過調查研究發現，市場上存在著與XC95144 封裝一致的寬溫級器件，能夠對XC95144溫度進行適當的控制，保障XC95144芯片的功能發揮。

圖1 XC95144接口電路示意圖

2.3 串口擴展芯片選型單元

計算機DSP芯片上具備的串行通信接口資源，無法滿足平面設計串行通信接口數量需求，故需要選取適當的串口擴展芯片［5］。平面本文系統中，TM320C6713B（DSP）與串口擴展芯片采用串行方式進行數據傳輸，通信效率比較低，也會消耗系統時間。特別是在同一時間，多個串口同時發生通信請求時，系統消耗時間更多，會影響平面設計的實時性［6］。為了避免上述事件的發生，本文系統選取TL16C554A串口擴展芯片［7］。

2.4 ARINC429接口芯片選型

ARINC429總線標準對本文系統信息傳輸提出了相應的要求，使得不同廠家生產的硬件設備能夠統一到一個平臺中。ARINC429 總線具備性能穩定、抗干擾性強、結構簡單、可靠性高等特征。該總線調制方式采用的是三態碼，此種調制方式高電平與負電平分別對應邏輯1 與0，而零電平被當做信息傳輸的位同步時鐘［8］。常規情況下，ARINC429發送速率存在兩種類型，分別為高速與低速，對應速率分別為100Kb/s 與12.5Kb/s，需要注意的是，兩種速率不能同時出現在一條傳輸總線上［9］。

3 融入動態圖形和視覺感知的平面本文系統軟件

平面本文系統軟件為動態圖形信息編碼模塊、動態圖形視覺語言表達方式選取模塊與信息視覺傳播加工模塊。

3.1 動態圖形信息編碼模塊

動態圖形是現今平面設計的主要形式，也是一種視覺與聽覺綜合的信息載體，故在本文系統中，應該將動態圖形信息編碼放在首位［10］。動態圖形信息編碼指的是將平面設計信息與動態圖形進行有效的結合，應用語言與圖形符號進行編碼，形成完整的動態圖形，將信息傳遞給受眾。在動態圖形信息編碼過程中，首要任務是對動態圖形結構特征進行分解與分析，以此為基礎，對其進行有效編碼與呈現。動態圖形結構特征分解情況如圖2所示。

圖2 動態圖形結構特征分解示意圖

動態圖形設計的三條主線為圖形設計、空間動態與時間節奏，是動態圖形信息編碼的基礎，因此，對其進行詳細分析，具體如下所示。

1）圖形設計。圖形基本構成元素為點、線、面，形式特征為形狀、大小、顏色、質感，是圖形“能指”狀態，是受眾視覺表征的形式特征。圖形“所指”表示的是符號自身的意義［11］。而動態圖形信息解碼是通過“能指”與“所指”映射關系完成的。另外，符號與設計物體之間的相似性，為動態圖形增加了視覺修辭［12］。

2）空間動態。圖形空間動態主要展示的是圖形在空間中運動的方法，包括變形、位移、變質等。其中，變形指的是圖形大小、形狀、輪廓的變化；位移指的是圖形在一個位置移動到另一個位置的過程；變質指的是圖形屬性發生變化，例如質感變化、色調變化等［13］。需要注意的是，圖形空間動態主要建立在符號關聯性與視覺感知基礎上。

3）時間節奏。圖形時間節奏中，“時”描述的是物質運動過程；“間”描述的是物質人為劃分情況。時間指的是思維對物質運動過程的劃分。在動態圖形信息編碼過程中，時間能夠將設計元素與時間軌跡有機的結合起來，通過操控時間軸上的圖形符號的節奏，再現事件的全過程，構成完整的敘事，從而實現受眾理解動態圖形意義的目的［14］。

3.2 動態圖形視覺語言表達方式選取模塊

平面設計作品要想達到吸引受眾的效果，則需要對其動態圖形視覺語言表達方式進行適當地選取，以此來提升受眾的視覺感知［15］。經過調查研究發現，動態圖形視覺語言表達方式主要分為兩大類，每種類別又細分為多種子類別，具體如表2 所示。表2 中，每種視覺語言表達方式傳達的思想、情感等均不相同，這也是平面設計的一個細節，也是保障平面設計作品成功的關鍵。

表2 動態圖形視覺語言表達方式表

3.3 信息視覺傳播加工模塊

為了將受眾視覺感知引入到本文系統內，對平面設計信息進行視覺傳播加工。視覺是人類認識世界的關鍵感官。視覺將初級視皮層劃分為兩個平行路徑：一個是與顏色、表層、形式相關的腹側通路；一個是與方向、深度、運動等相關的背側通路［16］。結合人類視覺感知特性，平面設計中的動態圖形信息能夠進入人體大腦中進行相應的加工。信息視覺傳播加工流程如圖3 所示。受眾在觀看平面設計作品時，信息在人腦中的加工過程為：感覺→知覺→記憶→知識表征→思維，從而實現平面設計信息的視覺傳播與加工。

圖3 信息視覺傳播加工流程示意圖

通過上述硬件單元及其軟件模塊的設計，實現了融入動態圖形和視覺感知的平面本文系統的運行，為平面設計行業的可持續發展提供支撐，為提升受眾體驗感提供新的手段，也為平面本文系統研究提供一定的參考與借鑒。

4 對比與測試

4.1 主觀視覺效果對比

選取某保健品外觀包裝平面設計作為實驗對象采用應用文獻［17］進行對比測試，結果如圖4 所示，本文系統能夠通過虛擬現實顯示界面將平面設計效果圖顯示給受眾，直觀地展示設計創意，設計平面作品色彩更加鮮明，生動性較強。

圖4 某保健品外觀包裝平面設計結果圖

4.2 客觀評價

在平面設計過程中，存在著數據包丟失情況，數據包丟失越多，則平面設計效果越差，反之，則平面設計效果越好。將某保健品外觀包裝平面設計過程劃分為多個時段，分別為元素設計時段、圖形設計時段、色彩設計時段、形態設計時段、位移設計時段、空間結構設計時段、時間構成設計時段與信息表述設計時段。丟包率如表3 所示。在每個平面設計時段，本文系統丟包率均低于對比系統，表明本文系統平面設計作品更加完整。

表3 平面設計過程丟包率（%）結果表

以上述丟包率計算結果為基礎，衡量平面設計作品聯動系數與視覺色差匹配度，計算公式為

式中，ω(X，Y)表示的是平面設計作品聯動系數；ux與uy分別表示的是平面設計作品的定位行幀與列幀；G1表示的是平面設計作品的三維音效；M表示的是平面設計作品視覺色差匹配度；xr表示的是原始顏色識別率；表示的是搭配顏色識別率；Krp表示的是搭配色差使用變化率。則平面設計效果指標計算結果為

式中，I（x）表示平面設計效果指標；H（x）是平面設計作品音頻結合率；f（x）是平面設計作品區域內視覺色澤分布函數；Qf（x）表示的是平面設計作品視覺呈現值；t（x）表示的是平面設計時段函數。通過研究可知，由式（1）與式（2）即可得到平面設計效果指標，該指標取值范圍為［0～7］。一般情況下，I（x）取值越大，表明平面設計效果更好。依據式（2）對平面設計每個時段的設計效果指標進行計算，獲得指標數值變化情況如圖5 所示。本文系統隨著時段的不斷增加，平面設計效果指標也呈現為逐漸遞增的趨勢，而對比系統平面設計效果指標變化較為混亂，導致最終平面設計效果指標數值遠低于本文系統。

圖5 平面設計效果指標示意圖

通過上述實驗結果分析可知，與文獻［17］進行比較，應用本文系統后，丟包率更低，平面設計效果指標數值更大，充分證實本文系統應用性能更佳。

5 結語

本文在平面本文系統中融入了動態圖形設計與視覺感知理論，經過實驗驗證發現，本文系統丟包率降低，平面設計效果指標數值增大，能夠為平面設計行業帶來更加有效的幫助，也為平面設計行業的可持續發展提供動力與支撐。