榫卯结构的文化感性量化研究

刘子建　高彤

摘要：以传统榫卯结构的功能、形式为研究对象来探讨其文化因素，先运用統计学方法做相关文献的汇集，通过E-prime软件进行试验，调查分析的基础构件样本图片。再运用KMO与Bartlett检定方法进行因素分析适合度检测，以确立实际感性形容词样本。然后通过专家访谈，对榫卯结构的造型形式设计因素进行提取，并运用数量化理论，探讨用户的感性词汇与榫卯结构设计要素的关系，建立榫卯结构感性特征相应的数学分析模型，为设计师掌握用户的感性需求提供可参考有效的方法，使消费者对产品产生心理认同并注入熟悉的情感因素。

关键词：传统木结构；榫卯接合形式；感性认知

榫卯因结构功能而产生，其接合形式反映了木结构因素中的主要特点，并直接或间接地影响了木构件的功用、美感与经济等因素，本文主要运用感性工学方法，透过对传统木构造的解析，将木结构的设计要素加以量化，即通过对榫卯接合形式的文化探讨以理解榫卯的技术哲学与设计思维，以增强民族优秀文化的传承及运用创新。

1.榫卯结构典型样本的获取

1.1样本初步筛选与评价

依收集的文献（文本、图例）、实物数据，根据形态设计及相关结构的分类基础（榫卯接合的结构形式、榫头形状及结合方式、榫卯构造行为及结构行为的功能），选择了具有代表性的1 50张榫卯造型图片，运用E-prime软件对受测者（30名受测者均具有木工制作经验）进行试验，试验者在第一时间按下键盘中的任意键选取自己认为该结构具有典型性的图片，最终试验结果选择0.9秒以内的选取频次超过90次的图片作为代表性的图片，最终选取了包括各类的30张具有代表性的图片。

1.2榫卯结构设计要素

在前期工作的基础上，我们获得十字榫造型的8个设计要素，选取30位专家，让其在8个设计要素中选取具有决定性作用的核心要素。通过试验并进行帕累托图分析，最终得到3个设计要素，为叙述方便，文中以十字榫为例说明，分别为十字榫相互接合时的细部特征（X1）、接合构件的方式（X2）、接合后的整体型态特征《X3）。根据十字榫样本，对应获取的3个核心设计要素，分类如表1所示。

2榫卯结构感性词汇的获取及主成分因素分析

2.1榫卯结构感性词汇的获取

通过KJ法进行调研，运用“频率统计分析”、“加权统计分析”的方式对数据进行初步筛选，得到最高30个形容词。将筛选所得30个形容词语汇依序搭配适合形容描述的各个样本，并将每一个形容词语汇配合一组李克特量表供试验者进行测试，分为5个等级，分别为“没有感觉”数值1、“稍有感觉”数值2、“有感觉”数值3、“颇有感觉”数值4、“强烈感觉”数值5，感性评分问卷的分析方法将采用“因素分析”与“集群分析”两种统计方法为主。

2.2形容诃语汇感性的成分因素分析

在将所得十字榫的感性数据进行因素分析前，运用SPSS软件，先以因素分析中的KMO取样适当性检定以及巴氏球形检定来确认其数据是否适用于因素分析（0.9>KMO>0.8适合做因子分析），如表2所示检定的数值显示，KMO=0.855、巴氏球形检定值1880.032，显著性=0.000，从检定的结果看来十字榫的感性数据适合进行因素分析，并且分析的效果是具有价值的。

通过检定后，继续以因素分析中的主成分分析得到共同因素，依据特征值大于1作为选取共同因素个数的原则，应用SPSS软件进行分析，结果如表3所示，其中5个主要因素可以解释为全部的73.592%，说明此30个形容词汇可以归类为5个感性因素。

为获得具体的这5个主要感性因素，分析采用varimax方法，对选出的因素运用转轴分析其感性成分，使各个因素的代表意义更明显且更易于解释，经由转轴后可以归纳出其5个主要因素中各有对30个感性形容词语汇因素的贡献度。当某个感性形容词对于某个主要因素的因素贡献度的绝对值大于0.45时，则表示此感性语汇应被归类于此项主要因素的成分中，如表4所示（因素量大于0.45者以底纹加深表示的）。通过数据因素分析的结果，十字榫的五个主要感性因素为，“艺术与趣味因素”、“伶俐与创新因素”、“相辅相依与契合因素”、“规律与安全因素”、“简明扼要与利落因素”。

3十字榫设计要素与感性模型建立

3.1十字榫感性评价矩阵

为实现设计要素与感性词汇的量化，针对获取的十字榫感性词汇主因素，通过李克特量表，对具有代表性的十字榫造型进行感性词汇评价，将具有代表性的十字榫图片制作问卷，选择30个试验者进行测试，对每个样本的感，性词汇进行打分，采用5级李克特量表法，并将打分数据统计取平均值，将得到的平均值与设计要素——对应，整理出的感性评价矩阵，如表5所示。

3.2设计要素与感性词汇主因素模型建立

在进行十字榫要素研究时，研究要素可以由几个类型构成，以感性评价值为因变量，各个类型为自变量，建立如下的关联方程，最后可求的要素的贡献度。

（i=1.2……n）

公式中——依赖于j项目的k要素的待定系数

通过数量化理论，构建感性词汇要素与设计要素类型之间大的线性回归方程，得到“伶俐与创新因素”与各个结构要素的函数关系：=-0.134C11+0.982C22+0.786C21+1.998C22-O.130C23+0.034C31+0.018C32-0.067C33+1.123。运用SPSS软件进行线性回归分析，得到各个设计要素与感性因素之间的偏相关系数，如表6所示。

3.3结果分析

根据模型可以得到设计要素对感性词汇的影响，偏相关系数[～]可以得到具体的设计项目对各感性因素的贡献度，对“伶俐与创新因素”为例进行分析，由表6可知，对于十字榫相互接合时的细部特征（x1）项目来讲，十字榫圆形结合（C12）偏向于“伶俐与创新”，其他方形（C11）偏向于“不具伶俐与创新”由表7可知接合构件的方式（X2）对“伶俐与创新”的贡献度较大。为了验证其可靠程度，选择新的样本，重新进行感性打分评价，对其结果进行T检验，得到其显著性水平>0.05，无明显显著性差异，证明此分析结果是可信的。

4结语

运用感性工学方法，通过对榫卯结构的形态分析，以量化的方式得到其特定的设计核心要素与对应的文化意象，其结果将为当今的产品创新能提供一种设计思维，为传统的技艺提供一种阅读方式。根据结果可知每个感性词汇要素对应的主要设计要素，以便在后续的设计中针对每个感性因素的主要设计因素进行设计，让设计更具有目标性。