计算机辅助沙发色彩定制系统的开发

■田泽强 关惠元 黄琼涛 Tian Zeqiang & Guan Huiyuan & Huang Qiongtao

(1.2.南京林业大学，江苏南京 210037；3.宜华生活科技股份有限公司，广东汕头 515834）

沙发是人们日常生活中必不可少的家具之一，并且沙发在营造温馨、舒适的居住环境方面发挥着重要作用。在功能上面，沙发满足了人们休息、娱乐、学习、交流等多种功能。然而现如今人们不仅仅是为了追求沙发给人带来的生理需求，更多的转向了精神上的需要。人们在购买沙发的时候，往往会受到沙发造型要素对于人们喜好的影响，而在造型要素中，色彩是最直观的给人印象最深的要素，其次是形态，最后是材质。所以，沙发的色彩会对消费者的购买行为产生重要影响。

目前，在家具商场中，很多沙发品牌都可以进行色彩定制，但是由于色卡数量较少，并且消费者看不到沙发色彩定制效果，所以色彩定制满意度较差，很难满足现代人的个性化需求。基于这个问题，文章提成一种可以满足不同消费者个体对于沙发色彩的定制需要构想。当然，该系统不仅可以用于沙发专卖店进行使用，同时也可以用于电商，提高了消费者选色的效率和质量，以及提升了沙发定制效果的满意度，进而可以帮助沙发企业和经销商提高效益。

1 计算机辅助色彩设计的相关研究

计算机辅助工业设计(Computer Aided Industrial Design,CAID)包括工业设计的各个方面，涉及到产品的形态设计、色彩设计、人机设计、装饰设计以及设计评价等[1-2]，其中算机辅助色彩设计(Computer Aided Color Design，简称CACD)占有重要的地位，在现代设计当中，扮演着重要的角色，发挥着重大的作用。

宫兴亮等人在文章中提出了基于色彩调和方式的计算机辅助色彩模式，可以实现多色的选取和赋色工作，并构建了系统的框架，最后基于Solidworks2006三维设计平台实现，从选色和赋色两个角度提高了配色的效率和速度，降低了企业成本[3]。

王可等人分析了现有计算机辅助色彩设计系统的研究现状和缺陷。并提出了较完整的色彩设计辅助系统解决策略。文章中还用模糊综合评价法对色彩评价，最后设计出了CAID的色彩设计系统框架[4]。

凌筱在硕士论文中基于感性工学理论对饰品的配色设计进行了研究，并在文章最后构建了计算机辅助配色系统，该系统主要使用VBA编程语言对CORELDRAW软件对应的二次开发接口进行软件的二次开发，系统主要分为协助式配色和托管式配色两大功能，分别针对单色和两色饰品进行配色设计，并且在系统中还增加了纹理和图案供用户进行选择，文章最后用配色方案实例进行了验证[5]。

韩娟在文章中应用可用性工程的方法论，进行了软件使用者的个性特征和任务，并在文章中最后以计算机辅助色彩设计软件为例，总结了提高软件易用性的方法[6]。

赵晖在硕士论文中对色彩智能设计系统进行了论述，阐述了系统的设计目标、功能要求、性能需求以及系统的开发环境等，并根据系统的功能需求对系统的总体功能模块、系统的业务流程等进行了详细的论述，最后实现了系统[7]。

在计算机辅助色彩设计领域的相关研究中，研究人员主要从辅助设计师的角度进行配色设计，旨在提高设计师配色的速度和质量，节约时间。而设计的最终目的应该是满足消费者对于色彩的心理需求，而相关的研究很少从辅助消费者的角度出发。因此，本文将从辅助消费者的角度，对沙发色彩定制系统进行开发，实现色彩的个性化定制，以满足消费者对于沙发色彩的喜好需求。

2 过程开发

2.1 系统中色彩数目的确定

由于色彩十分丰富，如果所有色彩都以色块形式在系统中呈现，由于色彩数目较多和色差较小，导致消费者难以区分色彩间的差别，消费者在选色时，会感到十分困惑，无形之中增加了选色的难度。因此，为了使消费者能够简单、快速、方便的选出自己想要的色彩，在对色彩定制系统进行开发之前，首先需要确定系统中的色彩数目。系统中色彩数目的确定，指的是色彩选择模块下色彩数目的确定，主要确定色相数目、同一色相下的色彩数目（色相相同，明度、纯度不同的色彩数目）、以及无彩色的色彩数目。这些色彩数目确定以后，以色块的形式在系统中予以呈现，供消费者进行选择。

表1 系统中各个材质的物理参数值

■图1 可视化编辑器界面

■图2 沙发形态选择界面

2.1.1 实验设计

①实验目的：针对不同色彩属性的样本，探究受试者对不同色彩数目的分辨情况，确定大多数受试者可以分辨的色彩数目，然后从中选择较大色彩数目的样本用于色彩定制系统的开发。

②样本图片制作及要求：实验样本选择4种不同数目的色相样本，同一色相下4种不同数目的色彩样本以及4种不同数目的无彩色样本。色相样本选择可见光谱中的色彩，其明度和纯度均为最高值，为了保证系统中有较多的色相数目，有选择性的选择一定的色相值进行研究，尽可能使颜色之间的色彩差异容易分辨，分别选择30种、40种、50种、60种色相数目进行调研，共4组色相样本。同一色相下的色彩样本，分别选择16种（明度、纯度色彩值相同，各4种分别组合而成，其它同理），25种，36种，49种色彩数目进行调研，由于色相较多，对每一种色相下的色彩数目进行调研工作量较大，因此对红、橙、黄、绿、蓝、紫六种基本色相下的色彩数目进行调研，其它色相下的色彩数目和其基本色相相同，每种基本色相有4组样本，共24组样本。无彩色样本分别选择8种，12种，16种和20种色彩数目，共4组样本。其中，同一色相的各组色彩样本和无彩色的各组样本均需在各自色彩值范围内按照等差比例均匀分布。

③受试者的选择及要求：受试者共选择120人，其中男性、女性各60人，以随机抽样的方式进行问卷调查。实验时将实验用图片展板与受试者视高处在同一水平高度上，视距保持在90cm左右。

④调查地点及环境：实验地点选择南京林业大学、家具卖场或其它公共场所。选择光照条件适中，相对安静，可以集中注意力以及无其它色彩干扰的环境。

⑤实验过程：实验条件准备充分后，向受试者发放问卷调查表。问卷调查表分为两部分，第一部分为受试者基本信息的填写，第二部分为正式内容填写。受试者首先了解问卷的内容并填写基本信息，然后仔细观察每组色彩样本，由实验人员针对调查表中的问题向受试者逐一提问并记录受试者的回答结果。问卷调查完毕之后，整理每位受试者的问卷，统计每个受试者对不同色彩数目的分辨情况。统计完成后，计算每组色彩样本的可分辨人数和可分辨率（用可以分辨的人数除以总人数），最后总结分析。

2.1.2 实验分析

通过对数据进行统计处理，我们能够确定大多数受试者可以分辨的色彩数目，然后从中选择较大色彩数目的样本用于色彩定制系统的开发。最终，色相选择30种，同一色相下的色彩数目选择25种，无彩色数目选择12种。

2.2 系统开发平台的选择

目前，设计领域三维软件众多，像3ds Max，Rhino，Pro/E，SolidWorks，UG，Maya等等，这类软件都具有建模和设计的功能。而在本系统中，要求系统的开发平台既具有建模功能同时还具有渲染功能，因此，3ds Max，Rhino，Maya，C4d等这类软件均可以用于本系统的开发。由于笔者对于3ds Max软件更为熟悉，因此选择该软件平台进行系统的开发，以及采用它的脚本语言MAXScript进行编程实现。

2.3 系统的开发设计

2.3.1 系统功能模块的划分

系统的功能模块主要划分为以下五个：形态选择模块、材质选择模块、色彩选择模块、色彩修改模块、赋色及渲染模块。形态选择模块下选取了10个沙发形态，材质选择模块选择了6个沙发材质，分别为亚麻布、涤纶、帆布、荔枝纹皮、鳄鱼纹皮、亮皮，系统中各个材质的物理参数值如表1所示。色彩选择模块主要以色块的形式呈现，主要包括色相选择、明度和明度选择以及无彩色选择，消费者可以在该模块下选择自己喜欢的色彩。色彩修改模块可以实现色相微调、明度和纯度的微调以及无色彩的微调，直到选出消费者满意的色彩。赋色及渲染模块可以将色彩赋予到沙发上，并能查看沙发色彩定制效果。

2.3.2 系统运行机制的构建

系统运行机制的构建采用了逐步逼近法。从与色彩相关的属性入手，首先选择喜欢的色系，如果选择有彩色系，接下来会选择色相，然后会缩小到消费者最喜欢的色相，最后选择该色相下的明度和纯度。如果是无彩色系，然后逐步缩小到色彩的明度。每一步都可以进行色彩微调，直到选出自己满意的色彩，采用这种一步步逼近的方法，可以逐步逼近到消费者最喜欢的色彩方案。

登陆系统：消费者输入用户名和密码后，方可进入系统。

沙发形态选择：消费者选择自己喜欢的沙发造型。

沙发材质选择：消费者选择自己喜欢的沙发材质，主要有布艺和皮艺两类材质。

色系选择：消费者选择自己喜欢的色系，主要包括有彩色系和无彩色系。

有彩色系选择流程：选择有彩色系之后，首先进行色相的选择，消费者选择相对喜欢的色相，如果消费者对选择的色相不满意，那么，可以对选择的色相进行微调直到满意为止，如果消费者满意，则对该色相下的明度和纯度进行选择。消费者选择完之后，如果对其不满意，同样，可以对明度、纯度进行微调，直到满意为止。如果消费者对其满意，则输出消费者满意的色彩图片及色彩参数，并且可以查看沙发色彩定制效果，然后保存或打印色彩定制方案。当然，如果消费者还有其它喜欢的色彩，则可以返回相应界面继续进行选择，如果没有，则可以退出系统，色彩定制结束。

■图3 沙发材质选择界面

■图4 沙发色彩选择界面

■图5 色相选择界面

■图6 明度和纯度选择界面

■图7 色彩方案呈现界面

无彩色系选择流程：选择无彩色系之后，首先进行明度的选择，消费者选择相对喜欢的明度，如果对其不满意，则可以进行明度的微调，直到满意为止。如果消费者对其满意，则直接输出消费者满意的色彩图片及色彩参数，然后查看色彩定制效果，并保存或打印色彩定制方案。如果消费者还有其它喜欢的色彩，则可以返回相应界面继续进行选择，如果没有，则可以退出系统，色彩定制结束。

2.3.3 系统界面设计

沙发色彩定制系统共包括11个界面，分别为登录界面，沙发形态选择界面，沙发材质选择界面，沙发色彩选择界面，色相选择界面，色相调整界面，明度和纯度选择界面，明度和纯度调整界面，无彩色选择界面，明度调整界面，色彩方案呈现界面。这些界面可以通过3ds Max中的Visual MaxScript可视化编辑器进行大致的排版设计如图1所示，保存后这些操作可以自动生成脚本，然后手工进行细微的修改，就可以运行，节省了大量时间[8]。从图中可以看出，通过Visual MaxScript下方的用户界面控件就可以方便创建出界面，然后修改它的属性就可以完成。

2.4 系统的实现

本系统以3D Studio Max为开发平台，以它的脚本语言Maxscript为编程工具，在Windows XP上编程实现（图2～图7）。

2.5 系统的验证

选择男性、女性各10人，在研究生大楼进行测试，受试者根据系统指示进行相应操作，测试他们是否能选出自己喜欢的色彩，以及对最终的沙发色彩定制效果进行满意度评价。

经过调研测试，发现这20位同学均能从系统中选出他们所喜欢的沙发色彩，然后针对每个人选出的沙发色彩，进行沙发色彩定制效果满意度评价，满意度评价等级分为五级，分别为非常不满意，不满意，一般，满意，非常满意。经过调研测试，认为一般的有1人，占总调研比例的5%，认为满意的有13人，占总调研比例的65%，认为非常满意的有6人，占总调研比例的30%，没有人选择有点不满意和非常不满意。由此可以看出，95%的人对沙发色彩定制效果满意，所以，该系统可以用于沙发的色彩定制。

3 结语

本文首先介绍了计算机辅助色彩设计的相关研究，然后采用问卷调查法，确定了计算机辅助沙发色彩定制系统中的色彩数目；接着进行了色彩定制系统的开发设计，并应用3ds Max软件平台和它的脚本语言MAXScript编程工具，开发了一个面向消费者个体的计算机辅助沙发色彩定制系统；最后对开发出的系统进行了运行验证。经过验证，得出该系统可以用于沙发的色彩定制，并且该系统对无3ds max使用经历、无色彩理论知识的消费者也能操作使用，使用该系统得到的沙发色彩，其满意度高达95%，其中，非常满意为30%，满意为65%。同时，该系统也可以辅助设计师选出他们喜欢的色彩，进行沙发色彩设计。