基于风格特征的汽车造型认知机制研究*

卢兆麟，张 悦，成 波，李升波，Fritz Frenkler

(1.合肥学院设计艺术系，合肥 230601; 2.清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;3.合肥工业大学建筑与艺术学院，合肥 230009; 4.慕尼黑工业大学工业设计系，德国慕尼黑 80805)

2016046

基于风格特征的汽车造型认知机制研究*

卢兆麟1,2，张 悦3，成 波2，李升波2，Fritz Frenkler4

(1.合肥学院设计艺术系，合肥 230601; 2.清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;3.合肥工业大学建筑与艺术学院，合肥 230009; 4.慕尼黑工业大学工业设计系，德国慕尼黑 80805)

本文中对用户的汽车造型认知机制进行研究。首先阐述了基于风格特征的汽车造型知识本体，在此基础上定义了基于特征匹配的汽车造型认知模式，并提出了认知过程模型。选取汽车前部造型为样本，使用Dikablis眼动仪进行眼动跟踪实验，并结合Likert量表问卷调查对若干关键问题进行研究。实验结果表明：(1)“喜好度”和“识别度”呈正相关，识别度越高的车型越能获得更多用户的购买意愿；(2)在对汽车品牌的识别过程中，用户的工作记忆对造型视觉信息进行处理，并提取长时记忆中的车型信息进行分析比对，车辆造型特征设计应兼顾视觉刺激强度和连续性，从而将短时记忆转化为长时记忆；(3)汽车前部造型中的典型性和标志性特征具有重要的识别引导作用，能迅速、有效地建立工作记忆与长时记忆之间的视觉信息通道，在设计中应引起重视；(4)由于“捆绑”机制与格式塔心理学的作用，美感的产生更多地依赖于汽车造型的整体效果。

汽车造型；风格特征；认知机制；眼动跟踪

前言

近年来我国自主汽车企业取得了长足的进步，但在汽车外观造型方面，总体而言尚未形成完整的原创设计能力，不同程度地存在着模仿或是依赖外方设计的问题。为了帮助汽车企业在技术同质化的趋势下赋予产品独特的形态以及意象，以提升消费者的品牌认知并获得市场区分，有关学者对于汽车造型的风格特征问题进行了积极研究。文献[1]和文献[2]中计算了外形基因在各风格意象中的贡献率，提出了偏好驱动的SUV外形基因设计方法；文献[3]中以典型汽车产品风格为例，针对产品风格进化现象与创新设计问题，提出了产品风格历时性与共时性进化模型；文献[4]中提出了一种面向风格创新设计的汽车形态特征识别方法；文献[5]中以汽车造型设计为例，验证了基于产品风格认知模型的计算机辅助概念设计原型系统；文献[6]中总结出别克汽车造型风格的形状文法共63条，将其编码为可重用的设计语言；文献[7]中利用形状溯源和衍生来再现风格类似的产品造型；文献[8]和文献[9]中从语法和语义层面进行了著名汽车品牌的设计风格的转化实验；文献[10]中研究了沃尔沃货车前部正面造型的“遗传”和“变异”的机制；文献[11]中提出了以交互式进化参数的形状文法生成具有连续性风格的产品造型。

总体来看，目前对于风格特征的研究主要包括以下4个方面[12]：(1)基于形状文法的产品风格描述与再现；(2)基于感性工学的产品风格与造型要素关联；(3)基于认知心理学的产品风格认知；(4)基于模式识别理论的产品风格计算模型。其中，认知机制是一个重要研究课题。汽车造型的风格特征认知以用户为中心进行，是用户对企业或产品产生相同或相似认同感的心理过程，那些著名汽车企业在长期的历史发展中大多已形成了特色鲜明的“家族式”造型风格，无论经过多少更新换代，人们总是很容易地将其产品从众多品牌中认出来。在这个过程中，汽车的造型特征如何被识别、用户头脑中的意象如何被“唤起”，现有研究对此尚未涉及。本文中将面向汽车造型，通过眼动跟踪实验和Likert量表问卷对风格特征的认知机制进行研究，为自主企业规划和形成自身的风格特征提供参考依据。

1 基于风格特征的汽车造型认知模型

1.1 基于风格特征的汽车造型知识本体

对于汽车设计而言，风格特征是借由不同的文法将一系列元素加以表现的形式，其中包含了人对物的理解和对美的认知。汽车风格特征既含有造型元素、造型规则的内容，又包括感性意象的内容，由于设计师在进行新车型开发时，会从以往的产品中寻找风格特征，以推理的方式进行新的创意，这就导致了汽车风格特征的继承、再现和创新。

文献[13]中英国著名学者Polanyi根据知识能否被清晰地表述和有效地转移，把知识分为“显性知识(explicit knowledge)”和“隐性知识(implicit knowledge)”。其中，隐性知识又包括两个层面：一是“技术”层面，例如非正式和难以明确的技能或手艺，可以将其称之为“诀窍”(know-how)；另一个是“认知”层面，例如理想、信念、价值观、领悟、情感和心智模式等，这个层面影响人们对周围世界的感受方式[13]。

根据Polanyi的知识理论，本文中将汽车造型风格特征划分为“显性”和“隐性”。几乎所有物理层面的风格特征包括形态、色彩、材质、肌理和它们的构成法则等，可以看作是显性的，如宝马汽车前脸造型的双肾性进气格栅、锐利的前眼大灯、流线造型；而大部分精神层面的风格特征如意象感知、情感体验、品牌内涵等则是隐性的，如宝马汽车所传递的感性意象：动感、高贵、有力、勇往直前等。综上所述，本文对汽车造型领域内的风格特征和相互之间关系的知识本体(ontology)进行形式化表达如下。

定义1.用巴科斯范式(Backus-Naur form, BNF)描述关于汽车的风格特征为

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