基于知觉流畅性的动态图形时空运动设计研究

高瞻 李振宇

摘  要：在动态图形时空运动设计中，知觉流畅性越高，动态图形设计的认知效率越快，同时也容易获得轻松愉悦的审美体验。动态图形设计需要分析受众对空间表达的过往经验，减少感知过程中的认知盲区，同时还要明确设计群体需求，并伴随社会审美导向、流行风格及社会人群知识程度的变化而变化，从而达到提升知觉流畅性与审美体验的目的。

关键词：知觉流畅性；信息加工；动态图形设计；图形时空运动

基金项目：本文系江南大学2021年本科教育教学改革研究项目（JG2021175）；江苏艺术基金2022年度资助项目（202202103648）研究成果。

一、引言

新媒体技术的高速发展将视觉传达设计引入新时代，视觉设计无论是静态还是动态，都更加注重受众的认知效率与审美体验，追求信息接收效率与视觉感受的双重流畅。动态图形作为传递信息流载体，多维表现使图形具有时空运动特征，在观看时会产生潜在的知觉流畅性差异，并进一步影响传播实效和对美的评价。知觉是认知的基础，认知是知觉的结果，知觉是多重感觉的综合。因此，从知觉流畅性理论出发研究动态图形设计，可以更好地帮助设计师串联知觉输入与认知输出，即动态图形设计意图与设计成效的关系，还可搭配恰当的构造组合，激发受众更佳的审美体验。

二、知觉流畅性与动态图形设计

（一）知覺流畅性概念

在感知审美和设计对象时，一个中心中介因素是知觉流畅性[1]。知觉流畅性通常被定义为处理感知信息的轻松或速度的主观体验[2]。动物行为学者艾伯尔·艾比斯菲尔德认为，美的对象既不会太复杂，也不会太简单，美的模式应该是在知觉方面更有效率、更能减轻记忆负担的模式[3]。知觉流畅性属于审美加工体验过程中的初级阶段。感知越流畅，审美反应就越积极，美存在于观者的加工经验中，加工经验在某种程度上是客观刺激属性和感知者主观刺激相遇的历史函数[4]。

感觉同知觉结合在一起构成感知，感知是对感觉进行处理，认知是对感知进行处理[5]。知觉流畅性高的信息线索相较于流畅性低的信息线索认知程度更高[6]。通常知觉流畅性受到观者主观心理与过往知觉经验的影响，其信息感知及认知流畅性也不同。知觉流畅性会影响认知加工时间，从而改变认知效率与审美体验。

因此，动态图形的知觉流畅性评价与认知信息的效率，以及审美认知之间存在着重要的联系。

（二）动态图形设计概念

动态图形是指应用动画及影视的创作方法与手段，以视听综合的方式，对文字、图形、图像、色彩等图形元素进行动态演绎，以达到信息传播、形象塑造与情感表达的目的[7]。在动态图形设计中，静帧图形是图形的本体设计，图形时空运动设计是图形静帧间的关系设计。静帧间的关系依赖于动态图形各要素的联系，不同要素变化会引发不同的感觉，不同的感觉综合起来会影响整体的知觉感受。

（三）动态图形设计与流畅性审美

动态图形设计的审美策略随着多领域科技的发展，以及自身创作工具的技术进步，逐渐向流畅性转型。近年来相关研究表明：一方面，逐帧动画连续快速播放追求平滑连接，关键帧图形运动调节曲线追求细腻的速度变化等，直接提升图形信息流畅阅读，从而提升知觉流畅度；另一方面，动力学及运动学仿真运动追求运动细节的质感，动作捕捉运动更加追求流畅逼真的转换效果。结合仿生原理，配合观者过往知觉经验提升知觉流畅性。美的运动形式是相对于前后帧的运动而言的，搭配适当且具有基因记忆的图形运动，知觉更容易被唤醒。计算机编程视觉追求新颖的运动方式等，创造流畅的体验贯穿于动态图形的整体设计中，它是多维度、多感官、多元素间的平衡统一，是创造多重韵律美感的联结纽带。运动方式和知觉感受关联，能带来流畅感的图形运动方式是技术美与艺术美的和谐统一。

由此可见，现阶段动态图形设计相关艺术形式、设计技术等研究与知觉流畅性关联密切。此研究对动态图形认知效率提升、优化审美体验等具有重要意义。

三、知觉流畅性与信息加工流程

知觉流畅性与审美体验的信息加工模型相关，它是指审美过程中涉及的心理机制。包括感知、内隐记忆整合、外显分类、认知解释和评价。其中感知、内隐记忆整合、外显分类是自动加工过程。感知过程处理颜色、视觉对比度、复杂性、对称性、分组和顺序等，内隐记忆整合过程主要依赖知觉经验，熟悉性和原型性都是在这个阶段产生影响；外显分类过程主要处理内容和风格，此阶段比较依赖艺术专业知识；认知解释与评价阶段，是基于认知的审美判断[8]。

综合上述内容，内隐记忆整合阶段更侧重对呈现的内容进行回忆，外显分类阶段主要根据艺术经验对呈现的风格进行判断，二者的加工过程均与知觉经验相关联。在动态图形设计中，内容与风格是不可分割的，内容决定风格倾向，风格影响内容识别。因此，本研究将两个阶段整合，便于分析知觉经验与知觉流畅度之间的联系。同时，动态图形知觉流畅度的效果评价，包括对认知效果的评价，也包括整个信息加工流畅的评价，如图1。

四、感知与动态图形时空运动

人们天生具有喜欢关注动态变化事物的心理，人的视觉对于动起来的图形具有主动和优先关注的倾向。图形作为运动图形的基本元素，其形态变化、大小变化、颜色变化、亮度变化、肌理变化、位置变化都会影响运动的方式。图形在空间及时间变化中，其运动方式与运动方向是影响视觉信息量的主要因素。感知信息数量的多少会直接影响知觉流畅度的高低。

转场是动态图形设计的重要组成部分，它引导着画面空间的切换。空间切换的方式多元，二维、三维、多维等维度切换，以及旋转、拉伸、拼贴等表现手法的切换，直接影响了知觉流畅度的高低，认知效率的快慢。

图形的短时呈现，会起到将信息压缩或省略的效果，反之图形缓动长时呈现则起到强调信息的作用。图形呈现时间对信息的关注程度产生影响，进一步对知觉流畅度的高低产生影响。时间是动态图形感知逻辑的重要体现。

因此，动态图形的知觉流畅度研究是一个多维度协同问题，也是一个时间与空间相结合的时空运动问题。

（一）运动趋势整体性

在相同时间频率下颜色变化的感知要比物体运动快，颜色引导形式（方向）为40ms，运动方向为80ms[9]。知觉流畅性的衡量标准之一为速度，快速变色比快速位移感觉更快。视觉对比与重复相比更具有审美吸引力[10]。颜色变化可以用于协调整体运动方向，增加視觉对比度能够使运动主体更加清晰，促进加工速度，提升审美效果。

图2中，a、b、c表现为汽车驶入隧道、隧道内灯光掠过的远景片段，持续时间约4秒。d、e、f表现为车前立体标志光影变化的近景片段，持续时间约8秒。g、h、i表现为人驾驶汽车，光照在人背后的近景片段，持续时间约2秒。

汽车、立体标志、人均位于画面中央，相对于背景呈静止状态。背景色块从中间向周围进行变色移动，呈快速扩散状态，暗示汽车正快速运动。图形运动整体性较强，知觉特征明显。主要体现在：其一，当主体形态与色彩相对静止，背景形态与色彩快速运动时，运动速度反差大，主体与背景分离清晰，对运动对象与环境的认知加工更为轻松迅速。其二，对称运动使画面更加整体，对称使信息减半，知觉加工难度降低。其三，肌理运动增加光感表现细节，多对象营造光扫过汽车的气氛，速度感与光感特点明显。

因此，图形运动趋势的整体性，需要构图、色彩、细节等多方协调，使运动趋势统一。可通过增加画面对称、提升图-底对比度、添加肌理运动共同强化，协调运动形式与运动方向，提升知觉流畅性，使受众对描绘的场景进行有效的快速认知。

（二）焦点转换连续性

动态图形设计根据叙事需求，常需要进行空间转换，它既是动态图形设计的亮点也是难点。空间转换通常是由转场运动实现的，转场时的运动通常比较强烈，人的视线容易被吸引。焦点的构图位置及运动状态影响人的视线跟踪。视线跟踪连续的焦点运动较为省力，常借助载体实现。

图3中，a、b、c表现为俯视到平视的空间转换。d、e、f表现为三维向二维再向三维的空间转换。g、h、i表现为屏外向屏内的空间转换。图形空间转换流畅，主要体现在：其一，借助电子屏载体实现二维与三维间转换，载体较为熟知，镜头切换顺畅；其二，借助旋转的镜头运动使周围空间不断转变，但焦点始终保持在画面中心，空间衔接自然。

因此，图形空间焦点转换的连续性，可通过调整焦点与环境空间的运动对比进行强化，注重转场载体的合理性，提升画面的流畅度，使受众快速进入对转变空间的认知状态。

图4中，a表现为墙正视空间。b表现为四面墙俯视空间。c表现为小偷与墙共存空间。d表现为两墙拐角空间。e表现为警察与群众共存空间。f表现为墙内外空间。g表现为墙角空间特写。h表现为小偷与警察同一空间。i表现为墙正视的特写。人与墙均位于画面中心，做顺时针或逆时针运动，具有一定规律性。人的运动用于叙事表述，墙的运动用于空间分隔转场。人与墙的运动范围相对稳定，认知加工较为轻松。

因此，当动线和转场在空间方向上近似时，力的方向较为统一，视觉注意力较为集中，对焦点锁定更加省力，有利于运动中心的追踪连续，具有规律性的美感。同时规律的转场方式提供了认知线索，有助于对剧情的推理与理解。

（三）线索层级逻辑性

动态图形的时间属性导致图形表现是转瞬即逝的，时间推移导致新信息出现，旧信息消失。受众需要联系之前与之后图形呈现的变化，寻找信息线索。这时受众的瞬时记忆发挥关键作用，它的形成是通过感觉器官对外部刺激反应，瞬时记忆保持时间一般在0.25～2s[11]。出场顺序与层级，时间的逻辑线决定了思考与反应时间。

图5中，a、b、c表现为基础元素的平面旋转运动。d、e、f表现为局部与整体空间推拉运动。g、h、i表现为横向平移运动。图形的时间层级划分明显，感知视觉运动与理解信息含义均较为轻松。主要体现在：其一，信息层级划分清晰，分为元素演化层级、文化艺术展现层级和标志性建筑展现层级三个主体部分。以画面中心为视觉焦点，三个层级采用不同的运动方式，较为清晰地传达了信息层次。其二，不同的信息层次，辅助线条与图形运动方式保持一致，旋转选用曲线，平移选用直线。辅助速度线有助于运动方向的感知，降低知觉加工成本。

因此，加强图形线索层级逻辑性，区分信息段落，调整同一层级视觉属性及辅助元素，进行动效联动，使受众对信息层次的认知更为准确。增强的秩序感有利于信息的加工，提升知觉流畅感。

五、内隐记忆、外显分类与动态图形

动态图形设计需要根据知觉经验定位内容风格。知觉经验的来源包括人类进化的固有基因、个人受地域文化影响的风俗习惯、自然环境的生活常识等。

原型被认为是针对某种类别的综合性表征， 基于该类别所属事物之间最相似的特征，原型性高的对象通常具有该类别较多的共同特征，并且会引发更高的知觉流畅性[12]。原型性由经验积累慢慢形成，例如鸟类动物间最相似的特征是可以飞翔，具有鸟类一般性和相似性的飞翔动态，就具有较高的原型性。在动态图形设计中，即使是抽象的几何图形，具象的运动表达融合原型性较强的运动特征后，也可以感觉到鸟类在飞翔。

与人类运动相关的知觉经验具有普适性，较易激发联想。研究发现，通过动态可视化学习人类运动技能信息，并不会造成较大认知负担，非人类运动技能知识可能需要扩展认知努力[13]。具有与自然的、类人运动一致的视觉特征线条画易引发审美偏好并与更高的感知流畅度相关[14]。简单的几何图形赋予活力的运动模式，可以传达社交接触的印象[15]。加工具有人类运动特征的图形动态难度较小，对骨骼动势具有基因记忆，抽象几何图形融入具象人类图形运动，通过动态表述降低了静态抽象图形的理解难度，有助于感知流畅，更容易受到观者的青睐。

图6中，a、b、c表现为抽象几何人奔跑场景，持续3秒。头由眼睛放大指代，躯干为锥状几何形，四肢为长方形。人物整体造型写意抽象，但奔跑姿态较为具象，整体融合较为自然。d、e、f表现为几何面部横向运动，持续8秒。人对面部意象通常优先关注，眼睛较易成为引导运动的视觉焦点，眼球方向的转动与图形整体运动方向表现一致，信息加工相对容易，知觉较为流畅。g表现为抽象几何人正面，耳朵由喇叭指代、鼻子由线条表述、眼睛与嘴唇为概括的几何形。h表现为重复的正面嘴唇，位于画面中心。i表现为抽象几何人正侧面结合，增加侧面眼睛与嘴唇。从正面到侧面的叠加过程中，共持续5秒，通过重复嘴唇转场，人的视觉注意力集中在嘴唇，使侧面嘴唇的出现自然过渡。此短片整体采用抽象图形语言，内容表述具象，受众多为爱好爵士乐、设计等艺术相关人士。此类传达方式易发挥较强的审美吸引力。

因此，通过知觉经验定位内容风格，针对不同的艺术专业人士，可选择不同的艺术风格，有助于获得更高的审美评价。

运用动态图形演示品牌标志形象，激活品牌活力已成为一种广泛趋势，流畅自然的图形运动，可以为企业传递良好亲和的形象。图7中，a表现为居家场景，人物碰杯出现清水材质的感叹号。b表现为海边场景，人物击掌出现海水材质的感叹号。c表现為结冰质感的标志，浮于水面。d表现为白日顶楼的场景。e表现为绿色的标志动态。f表现为夜晚楼房的场景，感叹号向上旋转用于转场引出标志。g表现为车站场景，标志融入站牌。h表现为花房场景，花香与感叹号同构。i表现为林中小屋场景，炊烟与感叹号的同构。

版面中心也是视觉中心，字体位置应配合背景，同时美化版面，遮盖版面中的不协调因素[16]。感叹号是OLIFE标志的主要元素，位于画面中心，在短片中反复出现，在不同场景中以相似质感融入环境。采用感叹号旋转的转场方式，多次曝光加深知觉印象，可以增强对品牌符号的熟悉感。此品牌广告面向大众，对场景的塑造多为还原再现，画面场景与心理场景接近时，熟悉感使知觉更加流畅，有利于品牌理念的传播。

因此，当通过知觉经验定位内容风格时，针对非艺术专业人士，这种和现实贴近的艺术风格，有助于获得更佳的审美体验。

六、结语

在动态图形设计中，复杂性高的刺激导致知觉流畅性低，因为加工复杂的刺激更费力。同一时间段内，图形运动数量少、运动方向有秩序、主体与背景运动对比强、重复的运动方式会降低复杂性。复杂性影响核心信息的分辨难度，从而影响知觉流畅性。当图形运动数量多或动势大时，需要降低复杂度，可通过增加对称、减缓速度、减少数量等方法加强整体性，提升秩序感。当图形运动数量少或动势小时，增加细节量如填充变色运动和肌理运动等，有利于丰富画面细节，增强运动感。亮度变化同样可以增加运动细节，如霓虹灯原位闪烁。力的方向与数量不统一会带来分散感，需要调整运动方向的趋同性以及变化方向的规律性，加强运动趋势的整体性。降低单位时间内的图形在时间与空间动态的复杂度，有利于提高知觉流畅性。

知觉加工往往是刺激引导，进行“自下而上”加工；认知加工可以由注意引导，进行“自上而下”加工。在动态图形设计中，重复的图形运动会引起“自下而上”的加工，反复出现有利于加深知觉印象，降低承载信息的加工难度，可以提高知觉流畅性。显著的刺激有利于吸引视觉注意，引发“自上而下”的认知加工，可在多次重复的刺激后放入重要的信息，有利于提升认知效率。

因此，在动态图形设计中，影响知觉流畅性的因素主要为复杂度、原型性，包括与图形视觉相关的图形-背景对比、对称性、信息量，还包括与图形知觉经验相关的的重复性、原型性等。动态图形设计需要分析受众对空间表达的过往经验，减少感知过程中的认知盲区。对于艺术经验较多的受众可采用风格异化提升兴趣，抽象及艺术风格明显的图形运动更易受到艺术专业人士关注。对于艺术经验较少的受众可利用写实风格拉近距离，与现实贴近的运动风格更易产生联想共鸣。

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作者简介：

高瞻，江南大学设计学院硕士研究生。研究方向：视觉传达设计。

李振宇，博士，江南大学设计学院副教授、硕士研究生导师。