女性電動牙刷質感意象認知與設計

李強，黃黎清，李明珠

（江蘇大學，江蘇 鎮江 212013）

在口腔潔護領域，電動牙刷在短期和長期內比手動牙刷更能減少牙菌斑和牙齦炎的產生，因此受到大眾的青睞，經過六十幾年的發展，電動牙刷的功能與造型都日趨同化，產品的價值感和用戶體驗成為銷量提升的重要推動力，優秀的電動牙刷設計不僅能滿足最基本的功能需求，而且能引起消費者的情感共鳴。CMF（色彩、材質、表面處理工藝）是產品影響使用者情感的重要方式，是產品外觀設計的重要組成部分，能夠賦予產品以深層次的情感意境[1]。感性工學是深入挖掘消費者情感并將其轉化為設計要素的技術[2]，筆者在感性工學理論的基礎上，通過對女性電動牙刷CMF 進行深入分析，以顏色、表面紋理及表面光澤度3 個維度來解釋女性電動牙刷質感設計要素，并結合女性電動牙刷的感性意象，利用回歸分析建立女性電動牙刷質感設計要素與感性意象之間的關聯，為女性電動牙刷的質感設計提供參考，從而提高女性電動牙刷的用戶滿意度和產品附加值[3]。

1 感性工學與質感

20 世紀70 年代，廣島大學首先引入了感性工學[4]的概念，這是一種以消費者為導向，并借助心理學與統計學手段，將用戶感性意象轉譯為設計要素的設計研究方法。近年來，消費者審美層次的提高，以及批量化生產下產品個性與創新不足的缺點，使感性工學在我國工業設計界的熱度不斷攀升，并在交通運輸工具設計[5]、電動工具設計[6-7]、陶瓷產品設計[8]、家具設計[9]等領域對用戶感性需求分析、設計評價及產品研發有了顯著的研究成果。感性工學主要是研究用戶意象認知與產品整體或局部造型要素之間的潛在聯系，然而有關產品色彩設計[10-11]、產品材質選擇[12]、表面處理工藝的研究仍處于起步階段。在產品材質的研究中常出現質感概念，例如喬現玲等[13]以透明度、光澤度、粗糙度建立質感調和空間，再通過BP 神經網絡建立質感與意象之間的聯系。質感是指物體表面的視覺效果和觸覺效果。其中視覺效果受光澤度的影響，而觸覺效果則受粗糙度、軟硬度、潮濕感、重量感等影響[14]。筆者認為在女性電動牙刷CMF 設計的研究中可借鑒質感概念，并研究女性電動牙刷質感在視覺效果上的體現，在光澤度的基礎上加入顏色和表面紋理來建立女性電動牙刷質感空間。

2 女性電動牙刷感性意象分析

2.1 女性電動牙刷CMF 分析

目前，市場上流通的電動牙刷主要以中性色和明度較高的淺色系為主，其中白色、黑色及粉色成為電動牙刷最常見的配色。隨著人們對個性的不斷追求，明度較低的深色系在產品上的運用日趨廣泛，與此同時，受手機行業色彩趨勢的影響，同色漸變和異色漸變也被廣泛應用在產品上。

電動牙刷主要由刷頭和機身2 個部分組成。刷頭通常使用具有一定彈性、硬度較強、對人體無害的PC（聚碳酸酯）或PP（聚丙烯）塑料。機身主體的內部支架和手柄外殼由ABS 塑料制成，這種材料韌性好、硬度高，并根據需要包覆的TPE/TPR（熱塑性彈性體）、硅膠來增加柔軟觸感或增強組裝部位的密閉性與彈性，見圖1。

圖1 電動牙刷拆解Fig.1 Disassembly of electric toothbrush

電動牙刷以塑料材質的表面處理工藝為主，一般情況下，企業為了控制成本，通常會對塑料產品表面進行處理，通過模擬成本相對較高的金屬材質的表面質感，以達到降低成本的目的。常用的塑料材質處理工藝主要有用于產品裝飾和防護的噴涂（高光噴涂和啞光噴涂）、模擬金屬表面效果的陽極電鍍、用于表面文字和圖案鐳雕、可以獲得表面紋理效果的咬花，以及廣泛應用于手機外殼和汽車零件領域的可以提高產品耐磨能力的模內飾技術等。

2.2 女性電動牙刷樣本選取

電動牙刷設計趨于無性別化，因此廣泛搜集國內外不同品牌、不同款式、不同顏色的電動牙刷樣本共106 個，結合一段時間內各大網絡銷售平臺的后臺數據，選取銷售額較高的電動牙刷并制成問卷。廣泛邀請女性消費者選出最能代表女性意象的電動牙刷樣本，剔除CMF 設計相似度較高或不明顯的樣本后進行歸納和整理，最終選取11 款女性電動牙刷，通過無標識化處理降低品牌效應后制成樣本片，進行感性意象詞匯調查，見圖2。

圖2 典型女性電動牙刷樣本Fig.2 Sample of a typical female electric toothbrush

2.3 女性電動牙刷語義詞篩選

通過查閱相關文獻，以及用戶訪談（包括電動牙刷使用者和設計專業相關人員）的方式，收集到有關電動牙刷CMF 的感性詞匯共68 組。經初步篩選，剔除語意相近、不具備代表性或者較為籠統的詞匯，最終剩下22 組。結合樣品圖片制作調查問卷，采用李克特五階評價量表，廣泛邀請49 位女性（其中20 人為從事工業設計工作或在校的工業設計學生，剩下的為非設計專業工作者）接受測試，根據個人主觀感受進行評判，最終統計各樣品意象得分均值并建立意象得分矩陣。

由感性詞匯組成的繁雜、晦澀難懂的認知空間，需采用因子分析法對其進行降維，首先根據意象得分矩陣建立因子分析模型[15]如下：

表1 因子分析結果Tab.1 Results of factor analysis

將22 個感性意象詞匯因子負荷代入聚類分析，篩選出最具代表性的感性語義詞匯。聚類分析是指將數據的自身屬性，以某種指標劃分為由類似樣本組成的多個類。根據每個意象詞匯的空間坐標，建立距離分析模型，如下：

其中dij為第i個和第j個意象詞匯的空間距離。將數據帶入SPSS，通過觀察、分析譜系圖發現，自紅線處將感性詞組分為6 類較為合適，見圖3。

圖3 感性意象詞匯聚類分析譜系圖Fig.3 Genealogy of convergence analysis of perceptual image words

指定聚類數目為6 進行K 均值聚類，并保存與聚類中心的距離，求出每個詞匯與其所屬群聚類中心的距離，距離最短的詞匯為該群最具代表性的意象詞匯，見表2。由表2 可知，可以代表女性電動牙刷感性意象的詞匯為“商務的-休閑的、脆弱的-堅韌的、復古的-流行的、大氣的-拘謹的、前衛的-古典的、溫馨的-冷峻的”。

表2 感性意象詞匯聚類分析結果及編碼Tab.2 Results of cluster analysis and coding table of perceptual image words

3 女性電動牙刷感性設計概念模型

3.1 女性電動牙刷的質感要素分析

將女性電動牙刷樣本提供給10 位設計師進行質感分析，對影響女性電動牙刷質感的因素進行打分并統計，文中主要研究電動牙刷質感在產品表面視覺效果的表現，應排除影響產品觸覺效果的因素，最終認為在材質不變的情況下機身顏色、表面修飾和表面粗糙度對女性電動牙刷的影響較大。市面上女性電動牙刷的顏色繁雜，不利于消費者的意象反饋，因此借用日本PCCS 色彩體系[16]，PCCS 色彩體系最大的特點是可以將色彩的明度與飽和度整合為色調。將女性電動牙刷樣本按照PCCS 色彩體系進行整理，樣本可與W（白色）、B（黑色）、P（淡色調）、It（淺色調）、b（明亮色調）、S（強烈色調）、dp（深色調）相匹配，再加上2 種漸變色類型（同色漸變和異色漸變）共同組成機身色彩屬性（X1）的9 個設計要素。女性電動牙刷機身表面紋理可分為表面紋路和表面肌理，進一步可細分為規則化分布的幾何紋路、幾何肌理，以及不規則分布的有機紋路、有機肌理，加上無表面修飾共同組成女性電動牙刷表面修飾屬性（X2）的5 個設計要素。表面光澤度屬性由反射率30%以下的啞光、反射率50%左右的半光和反射率在90%以上的亮光3個設計要素組成，見表3。

表3 女性電動牙刷設計要素分類Tab.3 Classification of design elements of female electric toothbrush

3.2 女性電動牙刷質感樣品制作

在測試過程中，為了降低品牌和造型的影響，尋求樣本一致性，以某款牙刷為基礎，在keyshot 軟件中模擬女性電動牙刷質感，利用色彩RGB 值模擬機身顏色，選用大理石紋和波點紋路作為有機紋路和幾何紋路，荔枝皮紋作為無機肌理，制作11 個與原樣本質感相似的模擬樣本，加上5 個質感要素隨機搭配的樣本，共16 個樣本，見圖4。

圖4 女性電動牙刷樣品Fig.4 Sample of female electric toothbrush

為了獲得質感設計要素與感性意象詞匯的關聯性，需要對質感設計要素參數化，即賦值存在的要素為1，不存在的要素為0，并采用{0,1}賦值的方式來編碼，匯總得出9 個樣本的設計元素編碼表，見表4。

表4 女性電動牙刷質感設計要素編碼表Tab.4 Code table of texture design elements for female electric toothbrush

3.3 感性詞匯與質感設計要素映射關系

為了獲得質感設計要素與被試感性意象具體的映射關系，利用多元線性回歸進行分析[17]。多元線性回歸通過多個自變量的組合來共同預測和估計因變量，假設自變量X為女性電動牙刷質感設計要素，因變量Y（見表5）為感性意象詞匯，此時感性語義詞匯與電動牙刷質感設計要素的關系表示如下：

表5 電動牙刷樣本感性意象詞匯評分均值Tab.5 Average score of emotional image vocabulary of electric toothbrush samples

其中Yi表示第i個感性意象，i= 1,2, … ,n，Xjn表示第j個屬性中第n個設計元素，j= 1,2,… ,n，β0為常數項，β1,β2,…βn為回歸系數。將數據代入SPSS進行線性回歸分析，此時質感設計元素的重要程度能夠由標準回歸系數的絕對值直接反映。

電動牙刷CMF 設計要素標準回歸系數見表6，由表可知，感性意象詞匯（商務的、脆弱的、復古的、大氣的、前衛的、溫馨的）與回歸系數負相關，質感設計要素的絕對值越小越能代表該意象。感性意象詞匯（休閑的、堅韌的、流行的、拘謹的、古典的、冷峻的）與回歸系數正相關，質感設計要素的絕對值越大則越能代表該意象，由此可推斷出相應的質感設計建議。

表6 電動牙刷CMF 設計要素標準回歸系數Tab.6 Standard regression coefficient of CMF design elements for electric toothbrush

產品質感設計較容易受機身顏色的影響，明度較高的淡色調、淺色調及淺色或異色漸變給人以商務的、休閑的、溫馨的感覺，明度較低的黑色及深色調則給人以復古的、大氣的、堅韌的、古典的、冷峻的感覺，強烈色調與明亮色調則給人以前衛的、流行的感覺，適合較為個性的消費群體。其次受機身紋理和機身光澤度的影響，無紋理和半光容易給消費者以脆弱的感覺，而無紋理和亮光的結合給人以古典的感覺，因此在設計時應盡量避免無紋理與半光同時出現。對應感性意象的質感設計建議見表7。

表7 對應感性意象的質感設計建議Tab.7 Suggestions on texture design corresponding to perceptual image

4 女性電動牙刷設計方案與驗證

針對頻繁外出辦公或旅游的女性設計一款便攜式電動牙刷，根據對產品定位及用戶需求的分析，此類用戶傾向于商務化的感性意象，要求產品能夠體現自身知性、優雅的氣質，根據設計要素建議表可知，采用淡色調或淺色調可以滿足此類用戶的需要，因此方案采用偏冷的淡青色及偏暖的淡粉色，表面紋理選用荔枝紋，光澤度選用半光，見圖5。將設計方案混入2 個隨機方案中，邀請30 名滿足要求的年輕女性白領對方案的滿意度及感性意象詞匯進行打分，最終均值見表8。

圖5 便攜式女性電動牙刷設計方案Fig.5 Design of portable female electric toothbrush

由表8 可知，方案1、方案2 和隨機方案2 受女性白領喜愛，她們對產品的感性意象皆傾向于商務的，3 個方案都采用了荔枝皮紋，可見荔枝皮紋能夠增強女性電動牙刷的商務感，淡色調的方案1 和方案2 的受歡迎程度高于深色調的隨機方案2，深色調的堅韌感和復古感高于淡色調，同屬淺色調的方案1 和方案2 受色相影響，青色給人以冷峻感，粉色則給人以溫馨感。由此可見，采用女性電動牙刷質感設計建議生成的設計方案是滿足目標用戶的情感需求的。

表8 女性電動牙刷方案評分表Tab.8 Scoring table of female electric toothbrush program

5 結語

在市場趨勢分析的基礎上，對現有優秀產品的CMF 設計進行解構分析，并轉化為較為確定的女性電動牙刷質感設計要素，通過多元線性回歸深入分析感性意象與電動牙刷質感設計要素之間的關系，建立女性電動牙刷感性意象空間和女性電動牙刷質感設計要素概念優化模型，為女性電動牙刷質感優化設計提供了依據。在后續工作中，需要繼續深入挖掘女性電動牙刷質感設計元素，在制作實體樣本的基礎上進一步擴大樣本量、增加被試人數，結合相關產品CMF的發展趨勢，從而不斷助力女性電動牙刷質感設計。