基于木材表面视觉特征的分维语义感性评价研究∗

2021-09-26胡茜雯

林产工业 2021年9期

胡茜雯方海万千

（广东工业大学艺术与设计学院，广东广州 510006）

木材作为一种生态资源被广泛应用，以木材为原材料生产的产品种类已超过10 万余种。木材表面视觉特征是人们最先感受到的材料属性，也是最直接和主要满足消费者情感需求的特征[1]。木材表面特征信息作用于人的视觉感观，可以唤醒人们的相关先前经验和认知，并映射到相应的情感体验，进而产生对该木制产品的评价[2-3]。不同木材表面特征能赋予同一造型产品下完全不同的意象，对木材表面视觉特征感性评价的深入研究，有助于设计师合理选材和提高设计效率，带给消费者更好的情感体验[4]。

木材表面特征视觉感观评价体现了产品材质视觉认知的多样性和复杂性。人们在通过视觉途径观察具体木制产品时，通常是对其整体的视觉特征进行感知，木材所具有的颜色、纹理、光泽共同构成了其视觉特征的外在表现[5]。在木质产品配置、规格以及外观设计一定的情况下，颜色、纹理和光泽度的选择能够极大地改变一件产品的调性，对于增强产品特性具有重要作用[6-7]。颜色是木材视觉感观特征中主要的物理属性，根据其来源不同可以分为自然色彩和人造色彩2 种。自然色彩是木材未经过加工处理时所呈现的本色[8-9]，而人造颜色是在木材表面通过染色、涂饰、热处理等方式改变其天然颜色形成的新色彩。纹理特征体现木材的形态属性，也表现出木材的质感，在视觉层面上可作为木材表面的不同图案。木材纹理主要为弦向纹理和径向纹理，弦向纹理呈U形抛物线或V字形线条，径切纹理则呈直线形的平行线条。光泽是木材表面反射光的二维形式呈现[10]，光泽度与木材表面的粗糙度有关，是评价木材表面反射光强弱的一项指标[11-12]。人们在观察木材时同时获得色彩、纹理、光泽这3 个木材表面视觉特征信息，它们之间相互作用、相互影响，共同构成木制产品表面特征的视觉感观。

消费者对材料的评价受到材料特性、功能性、生产工艺等多方面影响[13]。已有研究表明，材料的功能性是消费者最看重的品质之一[14-15]，实用性与经济效益也是评价材料的重要指标，同时材料的应用还应与社会发展与文化背景相适应[16]。通过对木材不同色彩、纹理和光泽度的多维度视觉感观评价，设计师可以有效把握木材表面特征的视觉感观意象，进而在产品设计时有针对性地选材，设计出满足消费者情感需求的产品。本研究采用分维语义感性评价，通过仿真图像结合主观量表获取相关问卷数据，对不同颜色、纹理和光泽度的木材表面特征在不同维度中人们产生的视觉感观评价进行研究，旨在探索不同群体与木材表面特征对多维度视觉感观评价的影响。

1 材料与方法

1.1 参试者

参与本次试验的共103 人（44 名男性，59 名女性），其中具有设计专业背景的设计师54 名，无设计背景的普通消费者49 名，平均年龄为20.45 岁，标准差（SD）= 2.22。所有参试人员身体健康，且视力或矫正视力均在1.0 以上，无色盲、色弱者。

1.2 试验材料与样本制备

选取3 种颜色的木材：白蜡木（Fraxinus chinensis）（浅色）、柚木（Tectcma grandis）（中间色）、黑胡桃木（Juglans nigra）（深色）。从市场购买同一批次的白蜡木、柚木和黑胡桃木锯材，以消除不同批次同种木材材色差异的影响。每种木材分别选取2 种纹理（径向纹理和弦向纹理），通过锯切、平刨与打磨砂光工序，制成 150 mm × 200 mm × 25 mm试件。对试件进行3 种光泽度处理：显孔水性亮光涂饰（亮光）、木蜡油涂饰（亚光）与不涂饰（素板）。水性亮光漆选用紫荆花牌水性透明木器漆[紫荆花涂料（上海）有限公司]，木蜡油选用哈里斯牌蜂蜡油（英国伦敦W.S. JENKINS＆CO LTD）。

由于3 种木材各有2 种纹理和3 类光泽度，因此制得试件共计18 个。为使试件最大限度接近市场上木制产品的实际状态，同时控制光照环境对评价的影响，利用高精度扫描仪获取样本表面视觉特征作为制作仿真数字样本的贴图。在木制产品制造中经过拼板后的木材表面呈现的往往是重复且连续的纹理，为使参试者评价更贴近真实情况，对18 张木材贴图进行镜像拼图处理，得到最终的数字仿真贴图（300 mm × 200 mm）。采用3D建模软件（3Dmax2014）制作与拼板处理后样本图片同样规格大小的3D模型，为获得真实的材料纹理质感，使用渲染插件（Vary3.0）以扫描贴图纹理相同的黑白图片为3D模型进行凹凸贴图，以固定45°入射角的片状光源照射材料表面。最终输出经过统一处理的18 件数字仿真正视图样本（1 200 × 1 600 px,300 dpi），如图1 所示。

图1 样本处理Fig. 1 Sample processing

1.3 分维语义感性评价

将木材视觉感观评价指标划分为五个维度，即实用感、美观感、环保感、经济感和文化感[17]。对木材表面特征分维视觉感观进行评价，以获得人们对木材在不同视觉感观维度下的评价结果。运用语义差异法可以将难以解释的评价问题转换为通过形容词描述的评价量表，有助于缺乏评价经验的人群进行理解[18]。

本试验评价采用的分维语义感性评价量表，参考了木材感性语汇的相关量表[19-21]，并采用专家筛选与用户调研的方法，在其充分了解试验目的和内容后，对感性词汇进行筛选和修正，最终得到五个维度下各2对褒贬词汇对构建量表，如表1 所示。试验采用7 点李克特量表（1，完全同意消极描述；7，完全同意积极描述）。由于每对形容词都有较强的偏好判断倾向，样本得分越高说明参试者对形容词的视觉偏好越高[22]。将属于该维度的2 对感性形容词的得分求平均数，即可得到各维度的木材表面视觉感观偏好得分。将色彩、纹理和光泽度在五个维度方面的得分求平均数，即可得到木材各表面特征的视觉感观偏好得分。

表1 材料视觉感观评价量表Tab.1 Evaluation scale of material visual perceptual

1.4 数据采集与处理

试验在安静且光照一致的环境下进行。让参试者坐在座椅上保持舒适的坐姿，在参试者充分理解试验流程的情况下进行测试。参试者依次观看随机出现在屏幕上的图片，并在观看每张图片后填写对应顺序的分维语义感性评价量表。

采用多因素试验，自变量性别（G）为两水平（G1男，G2女），专业背景（M）为两水平（M1设计背景，M2无设计背景），颜色（C）为三水平（C1浅色，C2中间色，C3深色），纹理（T）为两水平（T1径向，T2弦向），光泽度（L）为三水平（L1亮光，L2亚光，L3素板）。因变量为视觉感观评价，视觉感观评价指标包括使用感、美观感、环保感、经济感、文化感。采用SPSS22.0 统计软件分析数据，通过方差分析，计量资料以均方、平均值表示，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果与分析

不同性别与不同专业背景的参试者对木材表面特征的评价结果如表2 所示。对其结果中呈显著差异（p<0.05）指标进行进一步均值对比，如图2 所示。

2.1 颜色

由表2 可知，参试者对不同颜色木材表面特征所作的各维度以及综合评价均呈显著差异（p<0.05）。从图2 可以看出，在实用感维度上，参试者对深色（黑胡桃木）的视觉感观评价显著高于浅色（白蜡木）和中间色（柚木）。在美观感和环保感维度上，参试者对中间色（柚木）的视觉感观评价均显著低于浅色（白蜡木）和深色（黑胡桃木）。在经济感维度上，参试者对深色（黑胡桃木）的视觉感观评价显著高于浅色（白蜡木）和中间色（柚木）。在文化感维度上，参试者对浅色（白蜡木）的视觉感观评价最高，显著大于中间色（柚木）和深色（黑胡桃木）,且对深色（黑胡桃木）的视觉感观评价显著高于中间色（柚木）。从综合评价来看，参试者对深色（黑胡桃木）的综合评价高于浅色（白蜡木）和中间色（柚木）,对浅色（白蜡木）的视觉感观评价要显著高于中间色（柚木）。

图2 各维度与综合评价分析中显著差异指标均值对比Fig. 2 Comparison of the mean values of significant indicators in each dimension and comprehensive evaluation analysis

表2 各维度以及综合评价分析Tab.2 All dimensions and comprehensive evaluation analysis

综合以上分析，人们对深色（黑胡桃木）的视觉感观评价在各维度中都处于较高数值，尤其在实用感、经济感维度上均较大程度高于其他两类。这可能因为本试验的参与者都是中国人，在我国人们普遍表现出对深色木材的喜爱。以红木为首的深色木材一直是我国高端木材的代表, 因此与红木材色接近的黑胡桃木在各维度都获得了较高的评价。同时深色系给人以稳重、坚硬、耐脏之感，且经过炭化处理后的木材在力学强度、胶合性能以及防虫防腐上更优，蒸煮和炭化这2种处理方式均有利于防止木材虫蛀和霉变，从而延长木材使用寿命，因此深色（黑胡桃木）在实用感和经济感上表现突出。对浅色（白蜡木）的视觉感观评价在文化感维度上表现出一定的优势，而对中间色（柚木）的视觉感观评价普遍比以上2 种颜色的木材低。这可能是因为浅色（白蜡木）通常为未经加工的原木，更接近自然状态下木材的视觉感观。浅色木材表面特征能带给人们清新自然、淳朴亲近、干净清凉的心理感受，更加符合现代人的文化追求。

2.2 纹理

由表2 可知，参试者对不同纹理木材表面特征评价在文化感维度上呈显著差异（p<0.05）。从图2 可以看出，参试者对径向纹理的视觉感观评价要高于弦向纹理。综合对比说明纹理差异对木材表面特征的感观评价影响较小。

2.3 光泽度

参试者对不同光泽度木材表面特征的评价，仅在美观感和文化感上呈显著差异（p<0.05）。从图2 可以看出，素板木材表面特征在美观感和文化感维度上均表现最好，在美观感和文化感维度上，对亚光木材表面特征的视觉感观评价都显著低于亮光和素板木材表面特征。这可能因为素板可以更好地呈现出木材表面的原始状态，木材表面本身有规律的纹理就具有一定的艺术特性和美学价值[23]。同时受禅宗文化影响，未经工业化处理的素板木材表面特征更能满足现代人对简约、质朴的生活追求。

2.4 性别

不同性别的参试者对木材表面特征所作的各维度以及综合评价仅在经济感维度上呈显著差异（p<0.05）。从图2 可以看出，男性对木材表面特征经济感的评价要高于女性。综合对比说明性别差异对木材表面特征的感观评价影响较小。

2.5 专业背景

不同专业背景的参试者对木材表面特征各维度以及综合评价除经济感维度上差异不显著，其他各项均呈显著差异（p<0.05）。由图2 可知，无设计背景的消费者对木材表面特征的感观评价除经济感以外的各个维度和综合评价上均显著高于具有设计专业背景的设计师群体。这表明设计师与消费者对于相同木材表面特征感性认知存在较大差异，因此将木材表面特征应用于设计时，设计师应在设计前期作充分的用户调研，实现与消费者的情感互通，从而使产品设计充分满足消费者的情感需求。

2.6 多变量交互作用

通过分析木材表面特征多变量交互作用对感观评价结果的影响，可明确多个自变量共同作用下对木材表面特征视觉感观评价产生的影响。分析结果发现，仅“颜色×光泽度”交互作用对木材表面特征的视觉感观评价有较大的影响。由表3 可以看出，在颜色和光泽度两因素交互作用下，人们对木材表面特征在各维度和综合评价上均具有显著差异（p<0.05），说明颜色和光泽的共同作用是影响木材表面特征视觉感观评价的重要因素。

表3 颜色×光泽度作用下对木材表面特征的视觉感观评价Tab.3 Visual evaluation of wood surface characteristics under the effect of Color × Gloss

虽然对木材径向和弦向纹理带给人们的心理反应已有不少研究[24-25]，但较少有将木材纹理与颜色、光泽度对人们感观评价的影响进行比较分析。这可能是由于木材的弦、径向纹理在实际应用中很少单独出现，常作为一个整体被感知，因此木材纹理差异对人们的心理感受影响不明显。由试验结果可知，相较于纹理，人们对木材表面颜色和光泽度的区分较为敏感。这也从侧面说明，光泽度与颜色作为表面处理的载体相互影响，因此在利用木材表面特征进行材料设计时，需要着重考虑其颜色以及与之搭配的光泽处理方法。