基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的色彩決策方法研究

摘 要：色彩是一種強(qiáng)有力的語(yǔ)言，能夠激發(fā)情緒，賦予產(chǎn)品獨(dú)特的魅力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的計(jì)算工具，具有處理模糊和不確定性信息的能力。在產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)與決策中，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜色彩特征和關(guān)系的建模和分析。本文旨在探討色彩心理學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)與決策提供新穎的解決方案，為設(shè)計(jì)師和相關(guān)行業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法和決策，同時(shí)也為消費(fèi)者提供個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：色彩；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；決策方法

Abstract： Color is a powerful language that can evoke emotions and lend unique charm to products. Fuzzy neural network， as an emerging computational tool， have the ability to handle fuzzy and uncertain information. In the realm of product color design and decision-making， Fuzzy Neural Network enable modelling and analysis of complex color features and relationships by combining fuzzy logic with neural networks. The aim of this work is to explore the application of color psychology in product design， to provide novel solutions for product color design and decision-making based on fuzzy neural networks， to provide innovative design methods and decision-making strategies for designers and related industries， and also to provide personalized design solutions for consumers.

Keywords： Color；neural network；decision method

0 引言

色彩是激發(fā)人類共同審美、情感表達(dá)最為靈敏的一種要素。在社會(huì)活動(dòng)、自然欣賞等方面，色彩在客觀上是對(duì)人們感官的一種刺激和象征，在主觀上又是心理的一種反應(yīng)與行為。色彩融入人們的日常生活中，通過(guò)視覺(jué)、知覺(jué)影響人們的情緒、記憶、思想、意志等[1]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的諸多要素中，色彩被認(rèn)為是產(chǎn)品最重要價(jià)值之一，設(shè)計(jì)者和消費(fèi)者都極為重視。研究色彩決策與設(shè)計(jì)方法是任何設(shè)計(jì)師在眾多工具中必不可少的重要手段，是設(shè)計(jì)中用戶情感體驗(yàn)影響認(rèn)證的核心元素。在產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)與決策中，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜色彩特征和關(guān)系的建模和分析，進(jìn)而為產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)與決策提供新穎解決方案。

1 色彩設(shè)計(jì)概述

色彩是產(chǎn)生美感和藝術(shù)魅力的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)的諸多要素中，色彩起著極其重要的作用。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功與否極大程度上取決于色彩運(yùn)用的好壞。不同的色彩及其搭配方式，都會(huì)對(duì)人們產(chǎn)生不同的影響。色彩在視覺(jué)上可以增強(qiáng)產(chǎn)品的感染力，吸引用戶的注意力；色彩可以凸顯產(chǎn)品的鮮明個(gè)性，增強(qiáng)產(chǎn)品的記憶性，使產(chǎn)品更容易識(shí)別，可以引起用戶的回憶，令人印象深刻；色彩在知覺(jué)上有明顯的刺激感，可以挑起用戶情緒，通過(guò)視覺(jué)沖擊影響用戶的情緒，產(chǎn)生不同的生理和心理反應(yīng)[2]。

色彩設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要組成部分，它有助于表達(dá)個(gè)人風(fēng)格和產(chǎn)品形象，還可以影響情緒和體驗(yàn)。因此，良好的色彩設(shè)計(jì)是不可或缺的部分。國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)不同的研究方法，如實(shí)驗(yàn)、問(wèn)卷調(diào)查等，探索了色彩對(duì)人們視覺(jué)感知和認(rèn)知的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同的色彩可以引發(fā)不同的情緒和認(rèn)知效果。此外，人們對(duì)色彩的喜愛(ài)程度也受到個(gè)體差異的影響。并且，這些差異可能與個(gè)人的人格特征、文化背景和經(jīng)驗(yàn)等相關(guān)。因此，色彩感知和認(rèn)知是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受到多種因素的影響。

2 色彩與情緒

色彩是一種強(qiáng)有力的語(yǔ)言，能夠激發(fā)情緒，賦予產(chǎn)品獨(dú)特的魅力。色彩與情緒的關(guān)聯(lián)是奇妙的，人的眼睛形成色彩的視覺(jué)信息，反映到大腦，色彩還會(huì)刺激大腦神經(jīng)進(jìn)而引發(fā)人心理情緒的變化，達(dá)到色彩與情緒的共鳴。研究表明，不同色彩可以代表不同的情緒[3]。例如，紅色會(huì)使人興奮，橙色使人沮喪，黃色令人愉悅，藍(lán)色令人治愈。但是，色彩和情緒的關(guān)聯(lián)，既具有普遍性，又具有其特異性和多樣性。單一的色彩可能具有不同的含義，如紅色也可以代表生氣、危險(xiǎn)和憤怒，黃色也可以表示嫉妒。

色彩的三要素指色相、純度和明度。色相指的是色彩的相貌特征和相互區(qū)別，主要體現(xiàn)事物的固有色和冷暖感；純度指的是色相的飽和程度，體現(xiàn)事物的量感；明度指的是色彩的深淺程度，使色彩具有層次感；受社會(huì)環(huán)境和個(gè)人理解的影響，色彩的冷暖、深淺、輕重都會(huì)對(duì)神經(jīng)產(chǎn)生不同程度的刺激，產(chǎn)生不同的情緒。不同的色相具有不同的冷暖感，冷色調(diào)能給人平靜和放松的感覺(jué)，而暖色調(diào)能給人以熱烈、溫暖、活力；不同的純度具有不同的色彩輕重感，而不同的明度又使色彩具有深淺、明暗的層次感，使情緒反應(yīng)也具有不同的程度[4]。

3 色彩設(shè)計(jì)和決策方法

色彩已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不可或缺的要素之一，對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值具有重要的作用。目前，進(jìn)行色彩設(shè)計(jì)和決策的方法有：

直覺(jué)法：設(shè)計(jì)師根據(jù)自己的感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇顏色，這種方法靈活、快速，并且可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行靈活調(diào)整。但是基于主觀的喜好和經(jīng)驗(yàn)，可能無(wú)法準(zhǔn)確地滿足用戶的需求[5]。

色彩搭配工具：這些工具可以提供顏色的相互搭配規(guī)則，提供各種顏色組合的樣本和參考，設(shè)計(jì)根據(jù)需要挑選合適的顏色方案。

數(shù)據(jù)分析法：使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和科學(xué)方法來(lái)確定顏色決策，通過(guò)分析用戶喜好、市場(chǎng)趨勢(shì)等數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)師可以選擇最合適目標(biāo)用戶的顏色方案[6]。

用戶測(cè)試法：通過(guò)讓用戶參與色彩決策過(guò)程，收集他們的反饋和意見(jiàn)。這種方法可以更好地了解用戶的喜好和需求，但是該方法需要時(shí)間和資源，進(jìn)行實(shí)地測(cè)試或在線調(diào)查，可能受到個(gè)體差異、測(cè)試環(huán)境等因素的影響[7]。

將大數(shù)據(jù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[8]相結(jié)合用于色彩設(shè)計(jì)逐漸得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。大數(shù)據(jù)提供海量的色彩設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括市場(chǎng)銷售、用戶喜好、設(shè)計(jì)趨勢(shì)等，通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)到隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和模式，為設(shè)計(jì)師提供更全面、準(zhǔn)確的參考和指導(dǎo)[9]。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分析用戶的歷史喜好和行為數(shù)據(jù)，為每個(gè)用戶提供個(gè)性化的產(chǎn)品色彩推薦，并且可以為不同的用戶群體設(shè)計(jì)出更符合喜好和需求的產(chǎn)品色彩方案。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)，快速迭代和創(chuàng)新，總結(jié)出關(guān)鍵的特征和規(guī)律。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)和識(shí)別不同的產(chǎn)品風(fēng)格和時(shí)尚趨勢(shì)，分析出流行顏色組合和搭配，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力，抓住潮流趨勢(shì)，為顧客提供更具吸引力和時(shí)尚感的產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)[10]。

然而，色彩和諧的感知很難根據(jù)普遍規(guī)律來(lái)定義，可能因個(gè)體差異（年齡、性別等）、文化和社會(huì)差異而有所不同。使用公式化的方法來(lái)產(chǎn)生和諧的色彩方案具有極大的挑戰(zhàn)性。因此，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)和決策具有顯著優(yōu)勢(shì)。

4 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和情緒體驗(yàn)的色彩決策策略

4.1 色彩與情緒關(guān)系的研究方法

色彩和情緒之間的聯(lián)系，會(huì)受到區(qū)域、文化、年齡、性別、時(shí)間等多種因素的影響。對(duì)于各種不同的年齡、性別、社會(huì)環(huán)境、時(shí)間等因素都應(yīng)分別研究色彩和情緒之間的關(guān)系。因此，使用日內(nèi)瓦情緒輪（圖1），對(duì)不同群體現(xiàn)階段對(duì)不同色彩的情緒反應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。日內(nèi)瓦情緒輪是由瑞士的情感科學(xué)中心研發(fā)的，被用來(lái)盡可能精確地測(cè)量個(gè)體所經(jīng)歷的情緒。日內(nèi)瓦情緒輪允許被試者只選擇一種情緒，也可以選擇幾種同時(shí)存在的情緒或混合的情緒，以及在需要對(duì)所有情緒進(jìn)行明確評(píng)級(jí)的情況下，對(duì)轉(zhuǎn)輪中的所有情緒進(jìn)行強(qiáng)制評(píng)級(jí)。以日內(nèi)瓦情S2ON2Bu8LDMxFK/uArYLt27ig76vAkLx0wFt8p3SVlQ=緒論為基礎(chǔ)進(jìn)行社會(huì)調(diào)查，以色彩作為產(chǎn)生情緒的事件。由多種色相、純度和明度都不同的色彩組成調(diào)查問(wèn)卷的色彩集，以獲取色彩及其與20種情緒關(guān)聯(lián)程度組成的集合[11]。

4.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在色彩決策中的應(yīng)用

首先，色彩設(shè)計(jì)是一個(gè)主觀性較強(qiáng)且涉及模糊性的領(lǐng)域，每個(gè)人對(duì)顏色的喜好和理解都存在差異，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒛：摹⒅饔^的顏色要求和目標(biāo)轉(zhuǎn)化為數(shù)值化的計(jì)算，使設(shè)計(jì)師能夠更加科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)和決策；其次，色彩決策設(shè)計(jì)多個(gè)因素的綜合考慮，傳統(tǒng)分析方法可能難以充分表達(dá)和處理這種復(fù)雜關(guān)系，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠更準(zhǔn)確地建立多變量之間的關(guān)系；最后，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)和模式，預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)并推薦合適的顏色方案[12]。

模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)合模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，對(duì)問(wèn)卷采集到的色彩-情緒關(guān)聯(lián)程度的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到不同用戶群體的各種情緒種類及其程度（0～5）所對(duì)應(yīng)的若干種推薦色彩。將各種推薦色轉(zhuǎn)換為HSV色彩，以不同的情緒程度的歸一化值為輸入值，推薦色彩的HSV值為輸出，分別對(duì)各個(gè)用戶群體的數(shù)據(jù)都使用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算輸出與推薦色彩的HSV值的誤差小于0.01時(shí)，結(jié)束訓(xùn)練，輸出模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出連接權(quán)、隸屬函數(shù)中的中心值和寬度。隨后將其置入正向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，以設(shè)計(jì)師所需要的產(chǎn)品情緒為輸入，獲取能反映當(dāng)前情緒的多種推薦顏色。

4.3 色彩決策

色彩搭配是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，色彩搭配工藝是不同色彩的有機(jī)組合。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中色彩搭配原理主要通過(guò)控制顏色的色相、純度和明度來(lái)改變顏色開(kāi)展互相搭配。在設(shè)計(jì)過(guò)程中把不同的色調(diào)巧妙地結(jié)合在一起，能夠?yàn)橛^賞者提供更加良好的視覺(jué)效果[13]。傳統(tǒng)的色彩搭配法則主要包括單色系配色、同類色配色、互補(bǔ)色配色、分裂互補(bǔ)配色、三角配色和四元配色。

設(shè)計(jì)師通過(guò)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以生成多種對(duì)應(yīng)情緒的推薦色彩，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所推薦的色彩作為主色，以配色規(guī)則推薦的色彩作為輔色，可以生成多種推薦色彩組合（圖2）。將推薦色彩填充入產(chǎn)品的各個(gè)區(qū)域，就可以形成多種符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品樣品，供設(shè)計(jì)師選擇。有效地減少設(shè)計(jì)師的主觀性，使設(shè)計(jì)師能夠更加科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)和決策。

女式連衣裙包含豐富的設(shè)計(jì)要素，設(shè)計(jì)要素特征明顯，服裝結(jié)構(gòu)線和版式清晰[14]。因此本文以連衣裙為對(duì)象，展示色彩決策方案的應(yīng)用案例，技術(shù)方法同樣適用于相關(guān)區(qū)塊清晰的產(chǎn)品的色彩決策。

首先，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)出的連衣裙款式（圖3a），以中國(guó)年輕女性為用戶群體，以愛(ài)、快樂(lè)、欽佩為主要情緒，使用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推薦色彩后，采用互補(bǔ)色為配色方式，得到三種連衣裙色彩方案（圖3），供設(shè)計(jì)師挑選和修改。可以觀察到，由該方法推薦的色彩能夠較好反映設(shè)計(jì)師所輸入的情緒。

5 結(jié)語(yǔ)

色彩的正確使用往往可以觸動(dòng)人們的情緒，使產(chǎn)品更加貼合人心。設(shè)計(jì)師通過(guò)了解用戶需求，采用創(chuàng)新性的色彩決策方案，能夠避免自身的主觀性，使產(chǎn)品的色彩滿足用戶情緒。同時(shí)可以通過(guò)多種色彩方案來(lái)滿足不同群體的情感需求。本文從色彩心理學(xué)的角度出發(fā)，闡述了色彩設(shè)計(jì)的重要性以及色彩與情緒的關(guān)聯(lián)。通過(guò)日內(nèi)瓦情緒論的方式調(diào)查現(xiàn)階段不同用戶群體中不同色彩與情緒的關(guān)聯(lián)程度，提出了一種基于用戶情緒和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的色彩決策的新方法。通過(guò)現(xiàn)有的色彩配色規(guī)則，為設(shè)計(jì)師提供了一種高效的、客觀的產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)方案。

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