产品CMF设计审美评价模型研究

王柳凤，覃芳圆

产品CMF设计审美评价模型研究

王柳凤1，覃芳圆2*

（1.桂林信息科技学院，广西 桂林 451000；2.桂林电子科技大学，广西 桂林 451000）

对产品外观设计的审美偏好本质与规律进行分析，探索产品外观设计的审美评价方式与评估方法，建立产品CMF设计的审美评价模型。首先，基于产品美学研究文献梳理产品CMF设计的审美评价维度；其次，结合问卷调查和人物访谈进行消费者审美偏好要素调研，探索审美评价指标并进行权重分析；最后，依据模糊评价法进行评价模型的构建，完善评价模型界面。提出产品CMF设计的感知、认知和社交3个审美评价维度，多样性、统一性、典型性、新颖性、独特性、连通性6个要素，以及25个评价指标，并根据评价指标权重分析构建产品CMF设计的“Aesthetics-PCS”评价模型。通过评价模型助力产品设计的方案筛选过程，设计师能更好地理解消费者的审美偏好并做出相应的设计，从而提高产品的市场竞争力。

产品CMF设计；审美偏好；审美评价维度；评价模型

新消费时代下，颜值、功能、创新和情感与“产品力”紧密关联。随着消费者的审美品位与审美力的提升，实用性已经不能满足消费者的需求，年轻群体更在意产品的“高颜值”。产品CMF设计的兴起就是这一现象很好的诠释[1]。CMF概念是工业设计的细分，是三个单词的缩写：色彩（Color）、材料（Material）和表面处理（Finishing）。在家电行业，还要再加一个图案（Pattern）。对产品CMF的研究俨然已成为设计师关注的重点，在众多同类产品可供选择的市场中，产品需要更多差异化的视觉感观来提升其在市场的竞争力[2]。大型公司的设计部门纷纷设立了专门的CMF设计师岗位，然而更多中小型公司的产品CMF设计是由设计师凭借个人经验而非基于消费者偏好进行的，容易导致设计结果与消费者真实偏好不相符的情况[3]。因此，要通过对产品外观视觉所体现出的审美偏好进行分析研究，构建产品CMF设计的审美评价模型，从而帮助设计师设计出更符合消费者审美偏好的产品。

1 产品审美愉悦和审美评价维度

1.1 产品审美愉悦与审美评价

审美作为一个信息处理的过程，是指事物进入人感官的感知范围内所产生的判断，进而触发相关心理层面的标准决断后得到的一个结果。哲学家康德在《判断力批判》一书中对“审美愉悦”下了定义：审美是来自感觉运动所理解的愉悦或不愉悦。人们通过感觉运动系统和大脑来理解周围的世界，当人们感觉到物体或情形的特性时，能马上判断出是否喜欢[4]。具有审美吸引力的产品可以让消费者体验到良好的审美感受，激发愉悦的情感。越来越多的设计注重产品的形式美，旨在引起审美的愉悦，促进消费者对产品的购买欲望[5]。

在设计、市场营销、艺术和心理学对产品设计的美学研究文献中，对产品外观审美评价的研究主要从主观与客观两个角度展开：客观评价主要依据各种形式的调查所得出的基础数据，或者依据专家为评价项目赋予的权重数据来构建综合评价模型；主观评价则是对设计的审美愉悦进行测量，使用“吸引力”“美丽”“愉快”“喜欢”之类的描述作为衡量审美愉悦的选项，类似于“美的就是好的”的评价原则也出现在对各种产品的评价中。感性工学在设计评价中的应用就是一个很好的例子。Leder等[6]提出美学体验模型的五个维度：视觉感知、内隐记忆整合、外显记忆分类、认知领会及评估。赫克特[7]列出了产品特性在审美上令人愉悦的功能并提出了包含感知（Percep­tual）、认知（Cognitive）、社交（Social）的审美偏好模型，见图1。李东进等[8]归纳了产品设计领域的消费者审美体验。马宏宇[9]提出产品美学价值及其设计创新维度。周爱民等[10]运用CVPA量表测定文创产品审美反应与购买意愿的关系，同时根据博弈论组合赋权法研究产品形态审美评价模型。陈祖建[11]运用产品感性意象进行模型研究。

图1 审美偏好模型

1.2 产品CMF设计的审美评价维度

CMF设计就是利用色彩、材料、表面处理、图案纹理等元素进行产品创新，广泛应用于汽车、家电、消费电子等行业。产品CMF设计中的色彩是最为敏感、最具有表现力的形式要素，是消费者决定购买与否的、十分具有影响力的因素之一[12]；材料是构成产品形态的物质基础，是产品功能和结构的载体[13]；表面处理、图案纹理则是产品外观效果实现的重要手段，如图2所示。

图2 产品CMF设计

在现代产品造型设计受到功能制约的影响下，CMF设计重点关注的是产品外表与消费者心理认同的美学价值。产品美学价值是产品的无形属性，意味着产品的主要目的是满足消费者的审美需求。消费者对产品美学价值的认知和理解，主要建立在感知觉层、品位体验层，以及领悟判断层三个层面。产品外观通过视觉、触觉、嗅觉等感知觉传输到大脑，从而形成对产品的进一步认知，激起消费者的审美反应并引起审美愉悦。若感知觉不能感受到愉悦，则会对消费者的购买决策产生负面影响。在一般消费行为的影响下，消费者会继续关注产品的细节、功能，以及使用体验，在这个过程中大脑会联想和对比相关原型、经典作品，对需求和期望进行匹配分析进而产生情感共鸣。此外，消费者对品牌、身份、情感等产品内在属性所带来的特殊意义也极为重视[9]。

在产品CMF研究文献中，Jo等[14]提出产品CMF设计的趋势是自然和环保的设计。Na 等[15]研究了CMF对白色家电产品感性特性的影响。Kim等[16]提出在设计创新的每个重要时期，时代的标志性产品都与当时的CMF创新密切相关。Ha等[17]提出了CMF在设计中适用的具体框架，以及CMF的各种特性分类、造型表现、加工方法、构思技法等。综合上述，本文基于赫克特[7]的审美偏好模型，将产品CMF设计的审美评价维度分为：感知（直观感观）、认知（情感思维），以及社交（功能意义），见图3。

图3 产品CMF设计的审美评价维度

1.2.1 产品CMF的感知维度

人类使用感觉器官感知外部世界，产生诸如视觉、味觉、嗅觉、听觉和触觉等感觉。产品CMF感知维度是指通过视觉、触觉，以及听觉等感官接收到产品特征。这些特征指产品外观所表现出来的颜色、形状、纹理、图案等物理特征，包括：色彩的明度、纯度、种类；触感是粗糙或细腻；光泽度是高或低；纹理内容。但审美很难有统一的标准，审美偏好也会受到如环境、形势、个人情感、体验及经历等多种因素的干扰与影响，只是单一地从感官属性去判断产品表面CMF的美观程度是不足的。因此在产品美学的发展中提出了诸如“形式美”这样的美学规律，将一些无法进行描述或定义的感性内容统一为具有规律性的内容，用以衡量事物是否符合美学的特性。针对感知维度的感官特征设计分为多样性与统一性。多样性能激发感官愉悦进而产生兴趣，因此通常在设计中使用多样性的设计手法与方式，形成琳琅满目、形形色色的各类产品设计。在产品CMF的审美评价中不仅有多样的感官特征，也需要对这些感官特征进行统一性处理，形成感官特征多样的统一。

1.2.2 产品CMF的认知维度

认知过程就是从人脑接收信息、进行加工处理、心理活动转化到行为支配的过程[18]。认知维度是感官接收信息之后传入大脑进行加工并形成认知的内容，属于心理特征，包含了典型性和新颖性。典型性与原型相关，通过情感、经验、隐喻手法设计的内容让用户或消费者产生对原型的理解与靠近，形成相关的心理感受或情感感受，激发共感。典型或熟悉度会让这些感知和认知处理更简单、更流畅，这种流畅本质上就是愉快的，这就是原型偏好。与此同时，人们又经常被新鲜的、不寻常的和富有创新性的产品所吸引，这类产品通常具有新颖性，而新颖性则是设计创新的体现。设计创新是现代设计中的重要内容。通常在产品外观设计上的创新是通过对不同材料的表面装饰、纹理的创意设计来完成的。产品设计效果的实现与提升都是要靠装饰技术做最直观的呈现，包括色彩、纹理图案及表面处理等，其水平高低直接影响整款产品的美观性及档次。

1.2.3 产品CMF的社交维度

社交维度是产品CMF更上一个层次的内容，是其代表的功能或者意义，属于精神层面。这个维度的内容包含了独特性与连通性，也是产品与人、社会环境关联的体现。人们在社会交往的过程中有自主的需求及对自我的表达，因此独特性需求指的是消费者通过购买与他人不同的商品来表达自己独特形象的需求。在如今产品功能与造型日趋同化的情况下，产品的CMF如同商品的包装一样，个性化是拉开产品形象差距以保持独特性，从而满足消费者需求的重要手段。而独具匠心、非大众、避免相似性的个性化CMF设计是常用方式。另一方面，人们又需要通过与他人的联系来建立亲密感，以便在社交世界中感受到安全。社交维度中的连通性指的是消费者想要得到与他人相互关心和照顾的心理需求，这也是马斯洛的需求层次理论提及的“爱与归属需求”，其包括爱他人、被他人爱，以及归属于某个群体中。也就是说，个体会强烈地渴望与他人建立一种感情深厚的关系，渴望在团体和家庭中有自己的位置。

2 产品CMF设计的审美评价要素

2.1 基于访谈法的要素挖掘

设置访谈的目的，一方面是对设计师及专业人员进行关于产品CMF设计审美特征的收集，另一方面是针对消费者面对产品时的审美偏好及审美愉悦进行深入了解。将访谈对象定为设计师和消费者两组。第一组以6名设计专业人员为对象进行深入访谈，他们具有至少10年以上从事设计领域的工作经验，其身份分别是设计公司的前端设计人员、设计教育工作者、设计工厂的技术员工等。产品设计师经过专业的学习与工作经验，与普通消费者相比，会具有更高的审美水平，对产品CMF设计的审美特征具有较为有效的见解。第二组以6名年轻一代女性消费者为对象进行深入访谈，被访谈者喜欢购买消费电子产品且具有较多购买经验，其身份分别是在校大学生、银行职员、互联网从业者，以及家庭主妇等。由于女性的感性思维方式、天生的审美心理与天赋，她们容易被好看漂亮的外形、颜色或细节等吸引，凭借感觉或直觉来选择饰品、产品或家具，而男性则更注重实用性和功能性[19]。以这两组为对象，通过一对一深度电话访谈的方法，以“什么是‘好看’的产品CMF设计？”为主题，通过自由讨论的方式对产品的外观美观性进行访谈，调查他们对产品外观美观性的看法。最终将提及的内容进行分析与整理，提出了25个产品CMF设计美观性评价要素，如表1所示。

表1 产品CMF设计美观性评价要素具体内容

Tab.1 Specific contents of aesthetic evaluation elements or product CMF design

2.2 基于问卷法的要素调查

本研究的调查问卷以访谈结果的25个评价要素作为测量项进行数据的收集与分析。问卷设计由三个部分组成：第一部分是样本人口特征调查、第二部分是看图问答题、第三部分是文字问答题，并运用5级量表进行作答。为了确保测试结果更加准确可靠，调研所选择的产品受形态的约束，在功能及形态设计上基本已经定型，更多的是注重造型之外的CMF设计，移动充电宝电源是符合这一要求的样本。为避免品牌所带来的固化效应，这些调研图片（如图4所示）全部由三维建模软件Rhinoceros建模后通过KeyShot渲染制作。通过实地发放问卷的方式，对18～40岁女性消费者进行调查，最终收回329份样本以进行权重分析。

2.3 基于熵值法的权重计算

为了能得到较为客观的权重，在本研究中对指标的客观权重采用熵值法进行计算，熵值法的计算如下。

图4 部分问卷测试产品效果图

1）每个指标的量纲和单位是不同的，无法直接比较、计算，所以在进行各指标权重计算前，须将其标准化处理，见式（1）。

2）一些指标数值在进行标准化处理后，可能会出现数值较小或负值的情况，为了计算的统一与方便，将标准化后的数值进行平移处理，从而消除上述情况，计算见式（2）。

式中：为指标平移的幅度，一般取1。

3）利用比重法对数据进行无量纲化，见式（3）。

4）计算第个指标的熵值，见式（4）。

最终得出产品CMF设计审美评价权重体系，见表2。

将产品CMF设计审美评价要素分为3个维度及6个要素，共包含25项评价指标。其中，6个要素的权重值分别是：多样性（16.306%）、统一性（11.718%）、典型性（23.084%）、新颖性（8.399%）、独特性（17.116%）、连通性（23.378%）。他们的权重排序为：连通性要素＞典型性要素＞独特性要素＞多样性要素＞统一性要素＞新颖性要素，并依此权重为基础构建评价模型。

3 构建“Aesthetics-PCS”评价模型

广泛运用在产品设计评价中的几种方法，例如人工神经网络、产品生命周期评价、感性工学结合定量分析法、虚拟系统评价法和模糊评价法等。也有学者基于交互式遗传算法，利用感性意象和BP神经网络进行产品CMF决策模型研究。模糊评价法是用模糊的、非精确的语言来描述那些难以用精确数字表达或进行清晰定义的事物或概念。为了客观、全面地对产品CMF设计美学性进行评价，本研究采用模糊评价法构建审美评价模型，对CMF设计中的多个因素根据模糊的、主观的判断来做决策，从感知（Percep­tual）、认知（Cognitive）、社交（Social）三个维度对产品CMF设计进行综合评价，构建产品CMF设计的“Aesthetics-PCS”评价模型（如图5所示）。

表2 权重体系

Tab.2 Weight system

图5 “Aesthetics-PCS”评价模型结构

3.1 评价模型框架

本研究提出产品CMF设计审美评价框架（如图 6所示），构建评价模型的过程主要有输入、运算、输出三个部分。评价模型中的输入是指将方案特征进行读取并录入评价系统。为了让使用评价模型的设计人员更明晰、更具针对性地了解产品表面设计特征，将特征要素分为3个部分进行评价。对设计方案由浅到深、由表象层到意象层地进行特征评价，从感知维度到认知维度，再到社交维度对其进行评价。

图6 评价模型框架

在评价中选用划分等级的方式进行各个指标的评分，根据设计方案进行评价。将特征属性程度分为三个等级：1级是方案设计的表面特征基本具有此属性；2级是方案设计的表面特征较好地体现此属性；3级是方案设计的表面特征明显地表现了此属性。这三个等级的排序依次为：1级（基本具有）＜2级（比较明显）＜3级（非常明显）。

基于产品CMF设计审美评价指标及权重体系，制作产品设计方案的评价模型，需要建立计算公式。审美评分公式见式（7）～（10）。

3.2 评价系统界面布局

本研究选用JavaScript的两个开源项目Layui和Apache ECharts进行系统样本的制作。“Aesthetics- PCS”评价模型的样本系统结构分为：界面显示模块、设计评价模块、评价结果模块，以及方案评价结果对比四个部分。界面显示模块是设计师对CMF设计方案进行选择和对话的界面。设计评价模块是产品CMF设计内容评估的界面，其包含了感知维度、认知维度与社交维度的25个评价指标设计特征要素数据。评价结果模块为结合权重系数运算的评价结果显示界面。方案评价结果对比是将临时储存的几个方案评价结果进行对比，以便挑选最佳的设计方案。图7a是评价系统样本的界面布局；图7b展示了进入评价界面后出现对应的评价指标，用户可以直接点击设计程度进行评打分；图7c是评价系统样本的评价结果布局，结果出现了分数与雷达图；图7d是评价系统样本的方案评价结果布局，可将评价结果临时存储以便与其他方案进行对比。

3.3 “Aesthetics-PCS”评价模型的价值

评价模型的意义在于丰富和发展产品CMF设计审美评价理论体系，应对现有理论的局限性。针对目前产品CMF设计评价，本文建立的“Aesthetics-PCS”评价模型综合了指标、方法和形式，为全面、系统、科学地开展产品CMF设计方案的评价提供理论支撑。深入产品CMF设计评价内容要素，促进产品CMF设计评价的精细化。传统的产品评价过多地关注技术价值、生产价值，往往由设计师、管理者、客户在特定的阶段凭主观判断进行方案的评价，使得评价活动粗放、不科学。“Aesthetics-PCS”评价模型的内容和要素对产品CMF设计进行细致的研究和分类，并建立起这些内容要素之间的联系，在此基础上开发出相应的评价标准、方法体系，为产品CMF设计审美评价的精细化提供理论指导。持续优化产品CMF设计方案，提高产品CMF设计方案的质量。通过对产品CMF设计评价过程、内容、指标、方法的深入研究，将产品CMF设计审美评价引入到概念方案、初步方案、详细方案等多个设计阶段并进行评价。从多个维度、多个方面开展的评价活动能够对产品CMF设计方案的状况有深入、细致的了解，从而为设计过程中对设计方案保留好的创意并不断改进提供了准确、可靠的依据。

图7 评价系统样本的界面布局

4 结论

通过本研究的描述，对产品外表美观性维度和产品CMF设计美观性要素进行探索，提出产品CMF设计审美评价的3个维度（感知、认知和社交）、6个要素，以及25个评价指标，并对评价指标进行重要程度的分析。提出了对产品开发过程中方案筛选的方法，并构建了“Aesthetics-PCS”评价模型。基于消费者审美偏好，结合数据分析及计算机辅助设计，构建审美评价模型与系统原型，辅助完成设计方案的评价与筛选。这一方法对产品设计过程的研究进行了补充和贡献，研究结果对微小型设计公司或者设计学习人员具有一定的参考价值，具有较强的实践意义。在设计学习过程中，学习人员对产品外观设计的表现能力还比较弱，缺乏丰富的设计经验及对消费者审美偏好的把握能力，此评价模型对该情况具有适用性。

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Aesthetic Evaluation Model of Product CMF Design

WANG Liufeng1, QIN Fangyuan2*

(1. Guilin Institute of Information Technology, Guangxi Guilin 451000, China; 2. Guilin University of Electronic Technology, Guangxi Guilin 451000, China)

The work aims to delve into the intrinsic nature and principles of aesthetic preferences in product design, explore the methods and approaches for evaluating the aesthetic aspects of product design and establish an aesthetic evaluation model of CMF design for products. First, based on the research literature of product aesthetics, the aesthetic evaluation dimensions of product CMF design were outlined. Second, consumer aesthetic preference elements were investigated through questionnaire surveys and interviews to explore aesthetic evaluation indicators and conduct a weight analysis. Finally, an evaluation model was constructed based on fuzzy evaluation method, and the evaluation model interface was improved. Three aesthetic evaluation dimensions (perception, cognition, and social interaction), six elements (diversity, unity, typicality, novelty, uniqueness, connectivity) and 25 evaluation indicators of product CMF design were proposed. Based on the weight analysis of the evaluation indicators, the "Aesthetics-PCS" evaluation model for product CMF design was constructed. This evaluation model can assist in the product design selection process, enabling designers to better understand the aesthetic preferences of consumers and make corresponding designs, and enhance the market competitiveness of products.

product CMF design; aesthetic preferences; aesthetic evaluation dimension; evaluation model

TB472

A

1001-3563(2024)08-0106-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.012

2023-11-14

广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划人文社会科学类立项课题（2020QGRW037）；2021 年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2021KY1643）；桂林信息科技学院2021年度科研启动基金项目（XJ202109）

通信作者