基于响应曲面分析的连体泳装结构情绪测量

陈弈菲，刘 驰，杨 萌

(西安工程大学 服装与艺术设计学院，陕西 西安 710048)

泳装是指在水中或在海滩活动时穿着的专用服装。女式连体式泳衣最早出现于20世纪中叶[1]。随着人民生活水平和审美能力的提高，关注泳装运动性的同时，越来越多的人开始关注泳装的欣赏性和娱乐性[2]。泳装的穿着场所也从泳池、海滩等游泳场所发展到水上乐园、温泉SPA中心等娱乐场所。随着内衣外穿的流行，泳装的个性化需求与日俱增[3]，这也对泳装结构与款式的情感设计与产品开发提出了新的要求。目前，有关泳装的研究主要集中于以下几个方面：从舒适性角度出发探究不同结构、不同面料连体泳装的压力舒适性[4-5]、女式泳装的生理舒适性[6]等；从消费市场角度探究消费者购买泳装意愿的影响因素[7]、泳装的销售价格策略及营销策略[8]等；而从消费者心理出发探究泳装带给人的心理感受及情感变化的研究并不多见。岳新维和鲁丹丹等[3,9]分别探究了女式连体泳装款式和泳装衣领造型的感性评价，周捷等[10]探究了不同几何图案应用于泳装的感性评价。以上泳装感性评价研究均采用常见感性工学语义差异法(SD法)，属于离散词汇表述法，评价较为主观，试验设计受设计者个人设计水平的影响。本文将采用连续情感空间表述的多维情绪测量方法[11]，探究泳装结构与用户情感之间的关联，为实现满足用户情感偏好的泳装提供建议。

1 泳装款式的选择

连体泳装基础样板：参考文献[12]，按比例法绘制160/84 A中间体体型女性的合体连体泳装样板，如图1所示。其中：胸围70 cm，腰围62 cm，臀围72 cm，侧缝长25 cm，前中55.5 cm，后中53 cm，浪骨14 cm，后领口深10.5 cm，前领口深15.5 cm，领宽19 cm。该比例对应的连体泳装基础款式图如图2所示。

图1 基础连体泳装样板

图2 基础连体泳装款式图

通过市场调研80件连体泳装的结构差异及关键部位尺寸，结合文献分析法，选取连体泳装的前领口、后领口、脚口变化作为情绪测量试验的结构变量，采用前领口深取值、后领口深取值、侧缝长取值作为试验数据进行定量试验。

通过测量20名160/84A体型女性人体尺寸数据，结合文献分析及市场连体泳装结构数据调研，确定前领口深的3个试验水平分别为13、15.5、18 cm，后领口深的3个试验水平分别为10.5、23、35.5 cm，侧缝长的3个试验水平分别为15、30、45 cm。

2 泳装情绪测量试验

2.1 试验样本的制作

根据选取的结构变量及响应曲面法试验设计要求，设计用于情绪测量试验的泳装结构。中心点分别为前领口深15.5 cm、后领口深23 cm、侧缝长 30 cm，并以前领口深、后领口深、侧缝长三因素为自变量设计三因素三水平的响应面试验，试验因素与水平编码见表1。

表1 试验因素及水平编码

根据响应曲面试验设计，需进行17组试验，分别设定试验序号为1～17，其中试验序号为1、5、

9、13、17的5组试验为5次零点重复试验，其余12次试验的自变量取值在各水平三维顶点上，试验设计见表2。

表2 响应曲面试验设计

参考连体泳装基础样板，使用富怡服装CAD制版软件绘制试验所需的13款泳装样板，编号为 a～m，如图3所示。

图3 连体泳装样板

利用CLO3D虚拟试衣软件，进行泳装试衣虚拟仿真。首先建立160/84A中间体体型虚拟模特，身高160 cm，胸围84 cm，腰围68 cm，臀围 90 cm，腿根围54 cm，肩宽38 cm，前胸宽32 cm，后背宽33 cm，乳间距18 cm[13]。将泳装样板导入CLO3D软件中并实现虚拟缝合效果[14-15]，通过查阅近5年热销的连体泳装产品300件，其中163件为黑色系，占比54.33%，为减少颜色对连体泳装感性意象的影响，本文选取最常见的黑色系，制作三维仿真连体泳装的刺激视频，编号为a～m，视频截图如图4所示。

图4 连体泳装三维仿真刺激视频截图

2.2 情绪测量方法

最经典的情感连续空间模型为三维情感模型，即PAD情感模型，将一种情绪映射到连续三维空间中，分别为愉悦度(P)，代表个体的情绪起伏；激活度(A)，代表个体的神经激活水平；优势度(D)，代表个体对情景和他人的控制状态[16-17]。

该量表采用9分制评价方法，采用“不愉悦的-愉悦的”“平静的-兴奋的”“有压迫感的-轻松的”3对测量愉悦度、激活度、优势度的情绪描述词[18]测量各连体泳装对应的情绪维度。

2.3 试验流程

连体泳装刺激视频的情绪测量在安装有E-prime 试验程序的计算机上完成。设置连体泳装刺激视频的展示时间为25 s，视频内容为连体泳装水平方向旋转2周，采用随机呈现的方式。

2.4 试验对象选择

根据心理学试验要求，E-prime心理学试验被试人数达到32人以上，实验数据则真实可靠[19]，本试验选择35名内衣专业的女大学生作为调查对象，该类用户审美完善，是女式连体泳装产品的主要消费群体，年龄范围在19～23岁，平均年龄20.71岁，标准偏差1.16岁。

3 试验结果与分析

3.1 试验结果

根据响应曲面试验设计及情绪测量方法，测定了每位被试者在不同款式连体泳装刺激图下对应的愉悦度值P、激活度值A、优势度值D，取其平均值作为试验结果，试验结果见表3。

表3 响应曲面试验结果

3.2 模型建立与显著性分析

使用Design expert软件对数据进行二次多项式回归拟合，可得到愉悦度(P)、激活度(A)、优势度(D)与前领口深(X)、后领口深(Y)、侧缝长(Z)之间的二次多项回归模型。

P、A、D值二次多项式回归模型的方差分析结果见表4～6。表中“**”表示该项极显著(显著性小于0.01)；“*”表示该项显著(显著性小于0.05)。

表4 P值二次多项式模型的方差分析

在Design expert软件通过方差分析(ANOVA)评价上述模型的准确性和可靠性，可知3个回归模型的愉悦度P值均小于0.005，表明回归模型高度显著；3个模拟失拟项的显著性均大于0.05，说明模拟失拟性不显著，回归模型拟合程度高。由前领口深、后领口深、侧缝长的的显著性可判断3个结构设计因素对愉悦度P值、激活度A值、优势度D值都有显著影响，3个结构设计因素对愉悦度P值的影响从大到小依次为侧缝长、后领口深、前领口深，对激活度A值的影响从大到小依次为侧缝长、后领口深、前领口深，对优势度D值的影响从大到小依次为后领口深、侧缝长、前领口深。

表5 A值二次多项式模型的方差分析

表6 D值二次多项式模型的方差分析

3.3 各因素交互作用对情绪的影响

通过Design expert软件分析前领口深、后领口深、侧缝长3个因素两两交互对情绪的影响，模型预测结构变化对情绪影响的三维响应面如图5～7所示。

图5 3种结构设计要素对愉悦度的响应分析

3.3.1 各因素对愉悦度的影响

前领口深与后领口深对愉悦度P值的影响曲如图5(a)所示。在前领口深由18 cm减小至 13 cm 过程中，愉悦度P值不断减小，后领口深由35.5 cm减小至10.5 cm过程中，愉悦度P值不断减小；前领口深与后领口深同时减小时，愉悦度P值降低显著；前领口高且后领口高的设计会使用户愉悦度降低，前领口高后领口低、前领口低后领口高、前领口低后领口低均会使用户愉悦度较高且差异不大。

前领口深与侧缝长对愉悦度P值的影响曲面如图5(b)所示。在前领口由18 cm减小至13 cm过程中，愉悦度P值不断减小，侧缝长由15 cm增加至45 cm的过程中，愉悦度P值不断减小；前领口增高并且侧缝长加长时，愉悦度P值降低显著；前领口高且侧缝长的设计会使用户愉悦度降低，前领口低且侧缝短的设计会使用户愉悦度增高，侧缝长度对愉悦度的影响显著于前领口高度。

后领口深与侧缝长对愉悦度P值的影响曲面如图5(c)所示。在后领口由35.5 cm减小至15.5 cm过程中，愉悦度P值不断减小，侧缝长由15 cm 增加至45 cm过程中，愉悦度P值不断减小；后领口增高并且侧缝长加长时，愉悦度P值降低显著；后领口高且侧缝长的设计会使用户愉悦度降低，后领口低且侧缝短的设计会显著提高用户愉悦度。

3.3.2 各因素对激活度的影响

前领口深与后领口深对激活度A值的影响曲面如图6(a)所示。在前领口深由18 cm减小至 13 cm 的过程中，激活度A值不断减小，后领口深由35.5 cm减小至10.5 cm的过程中，激活度A值减小明显；前领口深与后领口深同时减小时，激活度A值降低显著；前领口高且后领口高的设计会使用户激活度降低，前领口高后领口低、前领口低后领口高、前领口低后领口低均会使用户激活度较高且差异不大。

图6 3种结构设计要素对激活度的响应分析

前领口深与侧缝长对激活度A值的影响曲面如图6(b)所示。在前领口由18 cm减小至13 cm的过程中，激活度A值不断减小，侧缝长由15 cm增加至45 cm的过程中，激活度A值不断减小；侧缝短时，前领口高度对激活度影响较明显，侧缝长时，前领口高度对激活度影响非常小；前领口低时，侧缝长度对激活度影响非常大，前领口低侧缝短的设计会显著提高用户激活度。

后领口深与侧缝长对激活度A值的影响曲面如图6(c)所示。在后领口由35.5 cm减小至15.5 cm的过程中，激活度A值不断减小，侧缝长由15 cm 增加至45 cm的过程中，激活度A值不断减小；后领口增高并且侧缝长加长时，激活度A值降低显著；后领口高时，侧缝对激活度的影响更显著，后领口高且侧缝长的设计会使用户激活度降低，侧缝长度对激活度的影响较显著于后领口高度。

3.3.3 各因素对优势度的影响

前领口深与后领口深对优势度D值的影响曲面如图7(a)所示。在前领口深由18 cm减小至 13 cm 的过程中，优势度D值平稳减小，后领口深由35.5 cm减小至10.5 cm的过程中，优势度D值平稳减小；前领口高度和后领口高度的交互影响较小，前领口高且后领口高的设计会使用户优势度降低，前领口低后领口低的设计会使用户优势感提高。

图7 3种结构设计要素对优势度的响应分析

前领口深与侧缝长对优势度D值的影响曲面如图7(b)所示。在前领口由18 cm减小至13 cm的过程中，优势度D值不断减小，侧缝长由15 cm增加至45 cm的过程中，优势度D值不断减小；侧缝短时，前领口高度对优势度影响微小，侧缝长时，前领口高度对优势度影响渐显。

后领口深与侧缝长对优势度D值的影响曲面如图7(c)所示。在后领口由35.5 cm减小至 15.5 cm 的过程中，优势度D值平稳减小，侧缝长由15 cm 增加至45 cm的过程中，优势度D值平稳减小；后领口高度和侧缝长的交互影响较小，后领口增高并且侧缝长加长时，优势度D值降低显著。

3.4 最佳工艺参数优化

通过Design expert软件中Optimization功能分析可进行特定愉悦度P、激活度A、优势度D值的泳装结构预测。认知情感评价(OCC)模型是一种认知情感评价模型，OCC情感模型向PAD情感空间的映射表[20]可将OCC情感词同PAD空间之中具体的点相互映射，如OCC情感词满足在PAD空间中映射的点的坐标为：P值为0.6、A值为0.5、D值为0.4。本文选取部分泳装易带给用户的情绪作为代表，代表性OCC情感词及与PAD模型的映射关系如表7所示。将代表性OCC情感词对应的愉悦度P、激活度A、优势度D值作为条件，并对情绪测量区间进行归一化处理，可知代表性OCC情感词对应的结构设计要素。其中，预测得到的结构设计数据差距为0.5以内的按愉悦度P、激活度A、优势度D值拟合度最好的为准。

表7 OCC情感词与PAD模型的映射关系(部分)及泳装结构预测结果

其中，前领口深15.5 cm、后领口深13 cm、侧缝长21 cm和前领口深13.5 cm、后领口深33.5 cm、侧缝长39.5 cm的连体泳装会给用户带来满足的情绪；前领口深13 cm、后领口深30.5 cm、侧缝长 45 cm，前领口深15.5 cm、后领口深10.5 cm、侧缝长23 cm的连体泳装会给用户带来喜欢的情绪等。

4 结 论

1)利用响应曲面分析法，以前领口深、后领口深、侧缝长3个因素为自变量，愉悦度P、激活度A、优势度D为响应值，设计三因素三水平试验并进行回归分析，得到3个自变量对愉悦度P值的影响从大到小依次为侧缝长、后领口深、前领口深，对激活度A值的影响从大到小依次为侧缝长、后领口深、前领口深，对优势度D值的影响从大到小依次为后领口深、侧缝长、前领口深。

2)通过曲面分析可得，前领口深和后领口深的交互作用对愉悦度P值的影响较为显著，前领口深和后领口深、后领口深和侧缝长的交互作用均对激活度A值的影响较为显著，前领口深和后领口深的交互作用对优势度D值的影响非常显著。

3)根据OCC情感词与PAD模型的映射关系，以不同情绪为导向进行连体泳装款式预测得到，各情绪对应的连体泳装结构设计，为泳装设计提供指导。