基于信息冗余的产品信息编码设计研究

周乐芳　张莉立

摘要：研究信息冗余对产品设计中的有效指导意义，提出基于信息冗余的产品信息设计方法。确定产品中的必要信息构成，利用冗余信息对必要信息进行辅助设计，使产品信息能够完整地传达；通过确定产品外观造型中的信息冗余的设计方法，采用实证的方法对该设计方法进行印证，以确定该方法对产品设计具有指导意义。冗余信息来辅助产品信息编码，有助于克服信道中的噪音，对产品功能进行补充说明；帮助用户进行快速准确的信息解码；确保信息传递的统一性：减轻多余信息对用户的干扰。

关键词：产品设计 信息设计 信息冗余

中图分类号：TB47 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2018）04-0057-03

引言

设计师作是产品信息的编码方，通过对产品进行编码，使产品能够作为信息的载体，人们通过接收产品所传递的信息来对产品进行解码并正确地进行操作。在这一过程中，如何对产品信息进行编码成为了关键的一环，它决定了产品能否成功地被用户所使用。在产品信息的构成中，冗余信息是除去必要信息外的輔助性信息，是为了使主要功能信息能够成功传递的辅助性信息，为主要功能信息的传递提供保驾护航的作用。

一、信息冗余与信息构成

信息论是一门应用概率统计方法来研究信息的传输、存储和处理的学科，它对现代科学技术的发展产生了重大影响，随着信息技术革命的展开，人类对信息认识、信息处理和信息传播等方面有了突破性的发展。

信息冗余是Shannon在1948年提出的，“把信息传播过程中为克服噪音而必须重复的信息称作冗余信息”，信息冗余则是指在信息中出现冗余信息的这一现象。根据信息论中，信息在传递过程中，会受到环境中噪音的影响，出现不可避免的损耗，造成接受者接收到的是缺损信息，导致信息传递出错，因此信息编码者需要在编码时加入一定的冗余信息，来为必要信息保驾护航。

信息冗余理论作为信息论中重要的组成部分，也被各个学科所重视，例如传播学、语言学和设计学科中都有所运用。在广告传播中，利用冗余信息来强调广告的主旨内容，使受众对该广告能够印象深刻；在语言翻译中，由于受国家和文化风俗的影响，在翻译中添加部分冗余信息，能够使读者更好地接收外来文化；在公共导向识别设计中，通过掌握人们已知的识别符号，将多个重复的符号应用到公共导向识别中，能够帮助人们快速地对符号进行解码，作出正确的选择。

（一）信源中的冗余信息

在信息系统中，信源是产生信息的机构，是信息的载体。在信源中，为了使信息能够有效地传递和被用户所理解，就必须对信源中的信息进行处理，这种以提高信息传输效率为目的处理称为信源编码。信源上的熵指的是信源中所含平均信息量的度量。传信率是指信源中符号所携带的信息量，当信源的传信率大于熵值，就说明这种表示方法的效率不是最优的，有冗余信息的存在，也就是说，冗余信息越小信息的传递效率越高，信源编码的目的是尽可能多地去除冗余度，提高信源的表示和描述效率。

（二）信道中的冗余信息

信道是信息传输和存储的媒介。在信道中存在着各种的噪音干扰，使信息在传递过程中出现信息丢失和可靠性降低，为了减少对传输信息的干扰和影响，需要对信息进行加工处理，这种以提高信道上信息传递可靠性为目的的信号处理称为信道编码。在保证信息传递的可靠性前提下，信道的传输率是有限的，提高传输的可靠性就需要对信息进行处理，也就是引入冗余信息，使之能够抵抗信道中的干扰，提高信息可靠性和传输效率，这就是信道编码。

由于冗余信息在信源与信道中作用的不同，在对信息进行编码时就应该有区别的设计信息与冗余度的考量，以保证信息的传递效率。在产品设计中，需要分别对信源和信道中的信息进行设计。信源是产品所要传递的功能信息，在设计产品时，不是对各种功能的叠加，造成无效的冗余信息，使用户难以对接收到的信息进行解码；在对功能进行设计时，需要以用户为中心，通过调研，掌握用户的主要需求，以该需求作为产品主要功能设计的出发点，而额外的附加功能是对主功能的辅助和强调，需要保证不会影响到主功能的使用，在进行产品设计时，需要减少无效的冗余信息，来强调产品的主要功能，并利用有效的冗余信息来区分各个功能。

产品的外观造型是产品传递信息的载体，是信息的传播路径——信道。产品的外观造型体现了产品的功能特性和产品品牌定位，用户通过对产品外观造型的信息解读，即可以了解到该产品的功能定位、目标人群、使用环境等。在对外观造型的设计中，需要通过增加一定量的冗余信息来辅助功能信息的传播，避免在传播过程中产品的主要功能信息受到噪音的干扰，导致用户无法掌握产品的使用方法。同时设计师需要利用冗余信息来对产品的功能和品牌定位进行突出强调。

二、产品造型编码中的信息冗余设计方法

在产品的信息传递系统中，设计师对产品信息进行编码，并通过产品这一信息载体传递给用户，用户即为产品信息的接收者和解码方。在产品信息系统中，信息传递的载体有多种形式，它可以通过产品造型这一有形载体进行传递，也可通过无形的载体进行传递，例如声、光等。外观造型这一载体是传达产品功能信息的主要方式，设计师通过设计产品的外观造型中的形态、色彩和材质来传达其功能信息。

在产品造型信息的构成中，包括产品的必要信息和冗余信息，必要信息指的是传达产品主要功能的造型信息，而冗余信息是作为辅助信息存在的，用来帮助必要信息更好地进行传递。在产品的造型信息中包括形态信息、色彩信息和材质信息。形态信息由点、线、面、体组成，面和体根据产品的功能需求，构成了产品的主要功能形态，而点和线的存在，则是根据产品定位对产品功能信息进行辅助和强调；色彩信息是奠定产品整体感受和风格特点的一个重要层面，在色彩信息中包括主体色、功能色和辅助色等，色彩信息通过与材质信息的配合来对产品信息共同起作用；材质信息包括两种形式，对产品功能信息的表达和为用户营造心理感受。

通过这三种造型信息的冗余信息设计方法进行探索，对产品造型信息设计具有很好的指导作用。

（一）產品形态编码中的冗余信息设计

在产品外观形态的设计中，需要根据产品的功能特性来进行产品形态中的冗余信息设计，即利用冗余信息来帮助功能信息进行有效传递。

在对产品中的多个功能模块进行设计时，需要将主要的功能模块作为整个产品的重心，作为产品视觉的中心点，产品的整体造型要围绕着主要功能进行设计，同时产品的主要功能决定了产品的主要形态，用户通过对产品形态的解码即可以得知产品的主要功能特性。

对产品形态中的冗余信息进行设计，主要是针对形态中的点、线和面的设计，通过对这三方面的设计来对形态中的“体”进行造型的补充和功能的强调。“体”的设计是根据产品的功能结构进行设计的，是对产品功能信息的传达，为了使产品的功能信息能够快速准确地传达给用户，需要考虑产品的功能特性和用户的心理情感来对冗余信息进行设计。

例如，在电钻的抓握部分的设计中，根据人机工程学的理论，需要将抓握部分设计成圆柱体，符合使用者的抓握习惯和人体尺寸j在体的确定后，需要冗余信息来对这一抓握功能进行强调，利用“面”将其分为了两个部分，分别是手掌和手指的接触面，根据人的知觉经验，为了给用户营造舒适的抓握体验，利用柔和的曲线来对该需求进行设计，柔和的曲线有利于使用者的抓握，增加抓握功能的舒适感（如图1）。

在产品的设计中需要重点突出产品的主要功能，因此产品的整体形态需要着重强调功能部分，而细节的形态设计即冗余信息则是为了用户能够更好地识别产品功能而设计的，通过造型的叠加，面与面之间的排布和线条的曲直变化来进行突出强调。

（二）产品色彩编码中的冗余信息设计

色彩信息在设计上需考虑产品的功能和目标用户，色合理的色彩运用能够对产品功能起到突出强调的作用；同时色彩还能为人们带来生理和心理上的影响。在对色彩信息进行编码时，需要着重考虑到的产品的功能特性，以此来确定产品的主体色。例如在医疗产品中，多使用白色为产品的主体色，强调产品的干净无菌。

对于产品色彩编码中的冗余信息来说，其主要作用体现在强调产品的功能；为不同功能模块做区分；满足用户使用心理；强调产品的品牌。在对作为冗余信息的色彩进行设计时，需要采用相似色对功能进行强调；而作为区分功能的信息部分，需要采用和主体色对比鲜明的色彩；在对某些特别强调的部分，可采用其专有的色彩，例如采用红色的急停按键。

（三）产品材质编码中的冗余信息设计

人对材质的知觉心理影响是不可否认的，而肌理本身又是一种艺术形式。在产品设计中，材料的选择需根据产品的功能特性来选择，而作为冗余信息的肌理能够很好地对其起到补充说明的作用。例如在电动工具的抓握部分，采用了防滑的塑胶材质，塑胶材质由于坚硬度不高，能够产生高阻力，使作业者能够抓握牢固，橡胶的采用体现其抓握的功能需求，为了强调其摩擦性能，在材料上会添加一些重复的肌理来进行强调。

对于产品色彩编码中的冗余信息来说，其主要作用在于对产品功能的强调，以及符合用户使用心理，在设计上主要体现在对材质肌理的设计。

在产品造型设计中通过对冗余信息的设计，保证了产品功能信息传递的完整性和快速性。在经过噪音损耗时，通过多种冗余信息来对主体功能信息进行保护，避免主体功能信息的缺失；符合用户的知觉经验和情感心理特性，保证了用户能够对产品进行快速解码。

三、信息冗余在产品信息编码中的作用

在产品设计中，信息冗余是用来更好的传达其功能信息的，使用户能够快速高效地接收信息并完成解码，在信道编码中，有效的冗余信息能够对产品功能信息起到辅助作用，增加信息传递的可靠性，减少信息在信道传递中的噪音干扰，帮助用户对产品进行快速解码，有效地使用产品。

通过对基于信息冗余的产品造型编码的设计方法的研究，提出了该方法对产品设计的功能作用。

（一）有助于克服信道中的噪音，对产品功能进行补充说明，对其进行强调

信道中的噪音会对信息产生损耗，影响信息传递的准确定，使信息在传递过程中出现误差，影响用户对完整功能信息的接收和解码，导致产品不能正常使用。在用户使用产品时，首先会根据已有的知觉经验来对产品进行信息处理，根据其外观造型来搜寻以往使用过的产品，根据以往的使用经验来对产品进行解码。这是一种快速解码的尝试，如果产品与以往的经验有出入，用户则会对产品进行深度解码，来尝试使用产品。

冗余信息能够强调产品的功能信息，帮助用户快速地对产品进行解码，成功地使用产品。冗余信息的设计需要有效减少信息的损耗，通过外观造型等信道编码，对产品功能进行功能的重复性指示，起到突出和强调的作用，保证功能信息的传递。

（二）以用户为中心，帮助用户进行信息解码

对信息冗余进行设计需要以用户为中心来进行，信息冗余的设计充分体现了“以人为本”的设计思想。通过对产品功能信息的分析来考虑目标用户的使用需求、知觉经验以及用户使用产品时的心理和情感。通过对用户的分析来进行冗余信息的设计，能够确保用户对产品解码的及时性与有效性，同时对于用户来说，方便用户运用已有的知识体系对产品进行解码，帮助用户快速掌握产品的使用方法。

（三）确保信息传递的统一性

同一产品会有不同的使用用户，由于不同用户会有不同的知识构成，因此在产品信息设计时，为了使功能信息能够有效传达，在对同一功能信息进行设计时，会设计多种冗余信息，以确保功能信息在传播中减少缺损，保证能够完整高效地传递给用户，不同冗余信息的设计确保了功能信息传递的统一性，使这些模块能够同时传达相同的信息意图，来保证主要功能信息的传递有效。

同时设计师能够根据冗余信息的设计能够强调产品品牌信息。人的信息接收能力是有限的，在对一款产品进行信息处理时，会对重复的信息印象深刻，因此采用重复的信息元素能够抓住用户的注意力，强化用户对该元素的印象。

（四）减轻多余信息对用户的干扰

随着技术的发展，多功能的产品系统成为了發展趋势，在整个产品系统中，是由多个不同功能的产品模块所组成。在用户的使用过程中，需要对不同功能模块的信息进行区分并强调主体功能信息。信息冗余的设计能够帮助用户区分功能信息，使用户能够快速甄别，高效的使用产品。

有效的信息冗余能够帮助用户快速解码，识别信息传达的主要目的，而无效的冗余信息，严重阻碍了用户的解码效率。在使用一款产品系统时，信息的巨大与复杂，给用户带来了繁重的解码压力，怎样识别信息，获取有效的信息成为了用户使用产品时面临的主要问题。

四、信息冗余在婴儿培养箱产品设计中的应用

通过对婴儿培养箱进行造型信息编码，将冗余信息应用于产品造型设计中，方便医护人员对产品功能信息快速解码。

婴儿培养箱主要功能在于辅助医护人员对婴儿进行看护，为早产儿提供一个适宜的生存环境，对婴儿进行恒温培养体温复苏和观察等作用。婴儿培养箱由婴儿舱、环境控制器和移动滑轮所组成。

婴儿培养箱主要用来看护婴儿，因此在产品的功能设计中，应减少无效冗余信息对主要功能信息的干扰。在产品功能信息的设计中，重点考虑怎样有效地对婴儿进行看护，婴儿的看护方式是将婴儿放进保护的环境中，通过调节各种环境指数为其营造舒适的生存环境，同时也要对婴儿的各项身体指数进行检测，保证环境的安全适宜。通过对产品功能的分析，将产品的主要功能分为了看护仓和控制器两个部分，主要针对婴儿和医护人员。

婴儿看护舱是这对婴儿所设计，为了强调其保护性功能信息，因此在造型上采用封闭的舱体，为用户传达其保护性的功能信息；而控制面板主要由医护人员进行操作，是对婴儿生存环境的调节与检测的功能，因此在设计中需要突出其检测数值的信息展示与各项功能的调节方式，因此在设计中，将操作面板与检测数值展示屏进行了区分设计，操作面板需要强调其精密和严谨性，而检测数值需要保证其清晰的展现（如图2）。

（一）产品形态信息设计

在婴儿箱的设计部分，其主要功能是将婴儿放置其中，来对婴儿进行看护，因此在形态设计中采用了长方体作为其主要形态。为体现其作用人群是婴儿，利用冗余信息对其进行强调，通在外观设计上将箱体设计成柔和的曲面，避免菱角和锋利的直线对婴儿造成伤害，为用户传递其安全性，柔和的曲面体现了产品的柔和和安全感。

由于早产儿的生命指征不稳定，需要医护人员随时对其进行检查和安抚，因此在产品侧面设计了多个舱门，方便医护人员将手通过舱门，对婴儿进行操作。舱门的设计体现了其功能特性，为了强调舱门的便利性和安全性，在舱门的设计采用了椭圆形的形状，方便手部的通过，避免通过时造成意外的伤害；舱门的开关方式为扣式，该方式与人们日常用的水杯相似，将按扣扣开即可打开，用户可以根据自己的知觉经验快速对该操作方式进行掌握。箭头在日常生活中起到了指引的作用，当人们看到箭头的符号信息，会下意识地往箭头所指的方向去观察，将箱门的开关设计成箭头的方式，抓住用户的视觉重心，引导用户对其进行开关操作。

（二）产品色彩信息设计

产品整体采用白色为主体色，体现了医疗产品的严谨与干净卫生的特性，而在婴儿箱的色彩使用上，采用黄色作为辅助色，作为冗余信息，既不影响产品的主体色传达的功能特性，又能够强调产品的适用人群为婴儿。

在对婴儿看护时，需要准确地设置环境参数，并对婴儿的身体指数进行检测，为了强调该产品的科学严谨性，对操作面板的设计需要与传统的医疗器械相一致，体现其专业性。

黑色代表了沉稳与严谨，产品整体采用白色为主体色，因此用黑色来对操作面板和产品整体进行区分，利用强烈的色彩对比来对操作面板进行强调，来突出产品操作区域的功能信息。由于婴儿生存环境的复杂性，操作区域会有多项操作按钮，信息内容比较复杂，为使用户能够方便地识别信息并进行操作，对操作面板中的信息进行了分类，利用相似的色彩和边框对各个区域做区分，既保证了操作面板的整体性，又能够很好地对各项操作按钮作区分。

（三）产品材质信息设计

将婴儿箱的材质选用为透明的PvC材质，方便医护人员对婴儿进行观察，突出了其观察的功能特性，在冗余信息的设计上，利用磨砂的肌理来传递其温和的产品情感。

在对婴儿培养箱的设计中，通过对目标用户的分析，确定了产品的主要功能信息，减少了无效冗余信息对用户的干扰。为了强调产品功能，并能够使用户快速地解码并使用产品，对产品造型信息中的冗余信息进行了设计。通过对冗余信息的设计，强调了产品的功能为看护婴儿的医疗器械，并通过柔和的曲线，温和的色彩和材质，体现了该产品的适用人群为婴儿。通过该案例的分析，能够成功的印证在产品造型编码中信息冗余的作用，保证了产品功能信息传递的完整性和统一性，同时能够使用户对产品信息进行快速解码。

结语

文章对产品设计中的信息冗余进行了探讨，从理论和实践上证明了信息冗余对于产品造型编码中的指导意义。在产品设计中利用有效的冗余信息能够保证产品信息传递的有效性和可靠性，使用户能够正确地对产品进行解码，快速地掌握产品所要传达的功能和使用方式，为用户和产品之间建立健康完善的信息系统。在对产品中的信息冗余进行设计时，要以产品的功能为出发点，利用冗余信息来为其保驾护航，确保产品信息的传达能够被用户成功接收并解码，保证产品能够得到有效使用。