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2023年11月27日发(作者:a6l和e300l哪个档次高)

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20233 PACKAGING ENGINEERING 441

基于感性工学的驾舱座椅CMF研究及中式元素设计应用

石小涛,郭霞,鲁子涵,程宇航,王文丽,沈晔雯

1,211111

1.上海工程技术大学,上海 2016202.同济大学上海国际设计创新研究院,上海 200092

摘要:目的 结合感性工学相关理论,借助眼动仪开展设计研究,实现中式驾舱座椅CMF设计优化,并

为今后的相关设计实践提供借鉴依据。方法 提取所研究产品的意象信息与相应的CMF设计样本,建立

汽车座椅CMF设计实践过程中的感性工学评价模型,通过明确感性意象与选定样本之间的映射关系进

行方案设计;结合眼动追踪技术实验进行汽车座椅CMF方案评价,获得中式汽车座椅CMF设计方案。

结果 将感性工学理论运用到汽车座椅的CMF设计实践中,有利于优化调整座椅CMF的设计思路;通

过眼动试验能够对基于用户感性需求座椅CMF设计方案进行评价优选。结论 在进行汽车驾舱的座椅

CMF设计时,不仅需要从产品本身出发来考虑其设计要素、实用性与合理性,还要从用户的角度入手,

从感性层面对用户进行分析研究,结合感性工学原理构建的设计流程与方法,将CMF设计实践过程中

的颜色遴选、材质、表面处理等环节进行合理化调整,有利于CMF设计方案的优化。

关键词:座椅设计;CMF设计;汽车内饰;感性工学;眼动实验

中图分类号:TB472 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2023)06-0441-08

DOI10.19554/.1001-3563.2023.06.050

CMF Design and Application of Chinese Elements in Cockpit

Seat Based on Kansei Engineering

SHI Xiao-tao, GUO Xia, LU Zi-han, CHENG Yu-hang, WANG Wen-li, SHEN Ye-wen

1,211111

(ai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China; ai International Institute of

Design and Innovation, Tongji University, Shanghai 200092, China)

ABSTRACT: The work aims to conduct design research with the help of eye tracker in combination with the theory of

Kansei engineering, to optimize the CMF design of Chinese cockpit seats, and provide reference for future design prac-

tice. The image information of the studied product and the corresponding CMF design samples were extracted to establish

a Kansei engineering evaluation model in the process of CMF design of automobile seats. The scheme design was carried

out by clarifying the mapping relationship between the perceptual image and the selected sample. Combined with the eye

tracking technology experiment, the CMF scheme of automobile seats was evaluated, and the optimal CMF design scheme

of automobile seats was obtained. The application of Kansei engineering theory to the CMF design practice of automobile

seats was conducive to optimizing and adjusting the CMF design ideas of seats. Through the eye movement experiment,

the CMF design scheme of seats based on the user\'s emotional needs can be evaluated and selected. When designing the

seat CMF of the automobile cockpit, it is not only necessary to consider its design elements, design practicality and ra-

tionality from the product itself, but also to start from the user\'s point of view to analyze and study the user from the per-

ceptual level in combination with the design process and method constructed by the principle of Kansei engineering, and

rationalize and adjust all links in the CMF design practice process, to be conducive to the optimization of the CMF design

scheme.

KEY WORDS: seat design; CMF design; automotive interior; Kansei engineering; eye movement experiment

收稿日期:2022–11–05

基金项目:上海工程技术大学博士单位培育-艺术学院申博学科支撑项目

作者简介:石小涛(1978—),男,博士,副教授,主要研究方向为工业设计。

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442 20233

CMF设计是产品设计实践过程中相当重要的一

环,具体指色彩费者的心理、生理两个层面进行实验验证,有效提升

[1]

、材料以及产品表面处理工艺,设

计师需要将色彩、材料、工艺与设计本身进行最恰当了实验的精确性。研究将CMF设计与感性工学相结

的对应,做到“良材优设”,更好地实现设计价值。

根据国内外已有研究可知,感性工学是工学的研究分处理工艺)形成的对比关系为指导开展设计,将能在

支,它能够在一定程度上将用户的个人体验与主观感

受转换为可参考的数据,从而对人的感性需求进行量椅,提升用户的驾乘体验

化研究,这样便可以较为准确地提炼用户的具体需求

与偏好。因此,本研究以感性工学为理论基础,对中

式汽车座椅CMF设计进行研究,提升设计的精准性,

同时借助眼动实验分析,选择、优化设计方案,为今

后的汽车座椅CMF设计方法提供参考。

和眼动实验相结合,利用SPSS数据分析软件,从消

合,以感性意象与CMF三要素(色彩、材料和表面

更大程度上设计出符合用户主观感性需求的汽车座

[5]

2 基于感性工学的汽车座椅CMF设计分析

结合感性工学设计原理,整个设计研究过程可分

为如下步骤:收集汽车座椅样本;收集、筛选感性意

象词汇;访谈汽车行业专家;分析、收集汽车座椅

CMF设计样本;统计、分析用户感性意象;中式汽

车座椅CMF设计实验。

2.1 汽车座椅典型样本收集与分类

对比近年热门汽车座椅四分之三侧面的图片资

料,如奔驰、特斯拉Modle Y、大众、五菱、比亚迪、

欧拉汽车、理想、蔚来、极氪、Smart公司、凯迪拉

克、小鹏、宝马、飞凡等车型(如图1,从色彩、

材料、表面处理工艺三个角度对汽车座椅方案进行整

理、归纳

[6-7]

。在颜色上,内饰色彩主要有亮色调、

暗色调、灰色调三种类型;在配色上一般分为单色和

多色(以两色和三色为主)两种,多色座椅设计主要

由主体色、辅助色、点缀色三者构成。在材质上,常

见的座椅材质有织物材质、仿皮材质、真皮材质、混

搭材质等类型;常用的表面处理工艺可归纳为打孔、

绗缝、拼缝、刺绣、镭雕、模压、铭牌等。

1 汽车座椅CMF设计与研究现状

对汽车内饰而言,汽车座椅是其中的重要组成部

分。近五年来,随着时代的发展和科技的进步,国内

汽车设计飞速发展,对汽车座椅CMF的研究也更加

深入,由从前单一的表面材料与色彩推敲,转变为注

重用户主观的感性需求。

近年来,国内多位专家学者分别从产品的功能结

构、外观造型、情感化设计等方面进行了研究,利用

产品用户的感性需求来指导设计研究及应用。杜徐

[2]

从现有汽车座椅的产品材料、功能结构、外观造

型等角度入手,在人机工程学的理论基础上进行设计

的突破和优化;张燃燃

[3]

通过调查与分析用户的主观

感知体验,对汽车座椅进行再设计,既符合汽车座椅

设计的标准规范,又兼顾用户对汽车座椅造型要素的

主观评价;陈俊洁

[4]

将产品设计中常见的语义分析法

1 不同车型座椅CMF设计方案对比图

Fig.1 Comparison of CMF design schemes for seats of different models

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44 6石小涛,等:基于感性工学的驾舱座椅CMF研究及中式元素设计应用 443

2.2 感性意象词汇收集与样本分析

通过提取搜集用户视角的感性意象词汇,设计师

能够在一定程度上更好地认知用户内心真正的感性

需求,从而更好地设计出令用户满意的产品。通过搜

索文献专著、小组讨论的方法收集到第一轮感性词

汇,如华丽的、个性的、动感的、大气的、趣味的、

经济的、极简的、环保的、舒适的、亲和的等,共

75个感性词汇。然后,以汽车座椅CMF的实用度、

舒适性、个性化、人性化、品质感作为CMF设计过

程中感性信息的提取原则,对第一轮所收集的75

汽车座椅感性词汇进行第二轮筛选,并且将筛选出的

形容词与其相反意义的形容词搭配起来

[8-9]

,最终整

理筛选出的15对感性词汇如图2所示。

根据筛选结果,完成汽车座椅CMF意象词汇访

谈问卷的制作,进而邀请5名相关专家进行访谈,

终得出10个关于汽车座椅CMF的典型意象词汇,

“乏味的”“个性的”“华丽的”“共性的”“怪诞的”

“趣味的”“商务的”“朴素的”“休闲的”“亲和的”

根据访谈过程中获取的信息进行相关调研,在用

户点击率、好评率较高的汽车类网站中选取汽车座椅

CMF的方案,如汽车之家、懂车帝等,结合用户购

买产品后的相关评论,收集多个近年热门车型座椅之

后,最终筛选出10组最受用户喜爱的方案作为实例

研究样本。样本车型分别为大众朗逸、大众桑塔纳、

五菱宏光MINI EV吉利ICON宝马I3蔚来ET7

蔚来ES6、比亚迪秦PLUS、比亚迪海豚、奥迪Q5

e-tron奥迪Urban sphere和奔驰迈巴赫S(如图3

2 第二轮收集的15对汽车座椅感性词汇

Fig.2 15 pairs of perceptual words of automobile seats

collected in the second round

3 10组汽车座椅CMF研究样本

Fig.3 10 groups of CMF research samples of automobile seats

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444 20233

在常用的色彩搭配中,单色系多为黑色、灰色、棕色、

白色,多色系多以较明显的“主体色+辅助色+点缀色”

的方式呈现;常用的材质有真皮、仿皮、织物等;常

用的表面处理工艺有打孔、绗缝、压花等。

2.3 意象语义与样本的映射关系

挑选20名具有一定美学背景的中青年汽车用户

进行座椅CMF感性评价,将评价之后的数据导入

(如表1

SPSS软件中进行Pearson相关性分析

[10]

1 感性词汇与设计要素对照表

Tab.1 Comparison of perceptual vocabulary and design elements

样本

S

1

S

2

S

3

S

4

S

5

S

6

S

7

S

8

S

9

S

10

意象语义价值(显著性P

乏味的 个性的 华丽的 共性的怪诞的趣味的商务的朴素的 休闲的 亲和的

0.3780.1440.455*0.4050.3650.1130.4150.2020.1780.098

0.092 0.546 0.044 0.0770.1130.6320.0680.393 0.4460.062

0.415

(0.069)

0.0660.1810.574**

0.778 0.444 0.008

0.415

(0.069)

0.1820.578**0.466*0.0680.182

0.4430.0070.038 0.7760.443

0.3080.1440.1610.2720.3840.354–0.1130.3130.1620.109

0.186 0.547 0.498 0.2340.0890.1260.6330.181 0.4970.638

0.1610.4170.464*0.3890.1590.2730.1450.0910.1010.315

0.498 0.066 0.039 0.0860.5010.2330.5460.703 0.6350.179

0.3660.449*0.1680.3790.0650.2970.141

0.119 0.042 0.463 0.0910.7830.1920.549

0.397

(0. 075)

–0.1140.583**

0.6310.006

0.3070.575**0.0620.3090.0640.3570.0670.601**0.3550.598**

0.187 0.008 0.782 0.1860.7850.1230.7760.004 0.1240.005

0.0990.0610.1430.0910.1790.3920.596**0.4160.465*0.404

0.639 0.792 0.547 0.7030.4450.0840.0060.067 0.0380.078

0.623**0.3570.3610.634**0.3770.0580.3010.2970.0550.115

0.005 0.128 0.122 0.0040.0930.7930.1860.191 0.8410.630

0.1030.1190.0910.2980.1820.3880.3850.582**0.3650.464*

0.625 0.628 0.684 0.1910.4430.0860.0880.005 0.1190.039

0.1410.580**0.581**0.1770.1130.449*0.0900.0920.4240.378

0.549 0.005 0.005 0.4470.6320.0420.6880.686 0.0830.092

注:*”表示当0.01<P<0.05时数据间存在比较显著的相关性;**”表示当P<0.01时,相关系数显著相关。

由表1可知,与感性词汇具有1个样本相关或显

著相关的有3个,“乏味的”与样本S其中“华丽的”与“朴素的”是具有相反意义的感

8

相关,数据为

0.623**0.005“趣味的”与样本S

10

相关,数据为

0.449*0.042“休闲的”与样本S

7

相关,数据为

0.465*0.038;与感性词汇具有2个样本相关或显

著相关的有2个,“共性的”与样本S

2862

S相关,数S

据分别是0.574**0.0080.634**0.004“商务

S相关,数据分别是0.578**0.007“朴素的”和“亲和与“个性的”

726

的”与样本S象词显著相关,S

0.596**0.006与感性词汇具有3个样本相关或显

著相关的有4个,“个性的”与样本S素的”显著相关,S

561010

SS相关,与“个性的”和“华丽的”显

数据分别是0.449*0.0420.575**0.0080.580**著相关;双色样本有3个(分别是S

0.005“亲和的”与样本SS

56915

SS相关,数据分与“华丽的”显著相关,S与“亲和的”显著

别是0.583**0.0060.598**0.0050.464*0.039相关,S

SS相关,数据分别是0.455*,其中S与“华S

4101434

“华丽的”与样本S及以上样本有2个(分别为S

0.0440.464*0.0390.581**0.005“朴素丽的”显著相关。由此可见,与单色样品相关的意象

SS相关,数据分别是0.466*0.038

692

的”与样本S词汇较多,与“商务的”“朴素的”意象词显著相关;

0.601**0.0040.582**0.005。根据分析可知,

与感性词汇具有3个样本相关或显著相关的有4个,

性意象,说明各自迎合了特定倾向的用户偏好,“个

性的”与“亲和的”在一定程度上符合多数用户的

共性偏好。

在实验分析中,单色样本有5(分别是S

,其中S与“共性的”和“商务的”意SS

27910

S

的”显著相关,S

79

与“商务的”显著相关。S与“朴

,其SS

158

8

与“乏味的”和“共性的”显著相关;三色

双色和三色的样本则与华丽的感性意象词显著相关。

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44 6石小涛,等:基于感性工学的驾舱座椅CMF研究及中式元素设计应用 445

3 中式汽车座椅CMF设计实验方案

3.1 中式汽车座椅CMF设计方案

结合感性工学原理进行分析,有利于将用户的定

性情感转化为定量数据,为分析出更具倾向性风格的

汽车座椅CMF设计提供了理论依据。基于前文分析

结果,结合中式元素的汽车座椅CMF方案将围绕“个

性的”“亲和的”“华丽的”用户偏好进行设计。通过

不断推进与优化,最终筛选剩下三个方案,分别是:

案一,采用“浅米色-浅橘黄-淡粉色”的色彩搭配

PANTONE 14-1108TCX Wood AshPANTONE

P20-14CPANTONE 9243U亮调)以及织物、绗缝、

打孔和模压的材料工艺;方案二,采用绿色的色彩搭

配(PANTONE P142-1CPANTONE P129-13 U

PANTONE P121-13C,亮调)以及真皮、打孔和模压

的材料与工艺;方案三,采用“米色-灰蓝色-深灰色”

的色彩搭配(PANTONE P23-2CPANTONE 2206U

PANTONE 19-4022TPG Parisian Night灰调)以及仿

皮、绗缝的材料工艺(如图4

中式设计可以理解为“国风+潮流”这是中国文

化内涵与现代潮流审美的融合。而汽车内饰的中式设

计应该符合整体与具体的和谐原则、现实与心理的设

计原则、艺术与文化的传承原则、量产与定制的区分

中式汽车内饰

原则以及需求与设计的相符原则

[11-13]

的整体格调设计应包含设计者对中国文化和艺术的

主观情感,这种情感会在汽车座舱内饰中转化为“中

式情调”的设计。将中国元素应用到汽车内饰座椅的

设计中,这是设计者内心深处对中国文化强烈的认同

感与归属感。中式设计是一种设计方法,也是一种国

家情怀。

4 汽车座椅CMF设计方案

Fig.4 CMF design scheme of automobile seat

中国元素的应用是本次汽车座椅CMF设计方案

的重点。方案一主要采用“行云纹+朵云纹”的设计

元素,其表面处理工艺是绗缝、打孔、模压。方案二

主要采用“朵云纹”的设计元素,其表面主要处理工

艺是打孔、模压。方案三主要采用“行云纹”,其表

面主要处理工艺是绗缝、打孔(如图5

3.2 主观评估

通过对方案的观察,可以得出主观评估:实验方

案中色彩主要为亮调,灰色系作为过渡色,亮色调为

内饰整体营造出简洁明亮的氛围,灰色系让整体更加

和谐,给人一种高级感和品质感;材质方面,实验方

案中大量使用织物材质,使整体非常具有亲和感,也

显得更具个性。

3.3 客观评估——眼动实验法

3.3.1 眼动实验

选择出最符合

根据眼动仪实验数据进行分析

[14]

预定主题的方案(如图6

为了排除实验中外界环境造成的干扰,眼动实验

在安静且灯光恒定的实验室中进行,采用Tobii X120

眼动仪及Tobii Studio数据处理软件进行实验。将准

备好的样本图片导入TOBII STUDIODesign and

Record 区域,素材页面分辨率为1 080 mm*820 mm

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5 汽车座椅 CMF 设计方案中式元素

Fig.5 Chinese elements in CMF design scheme of automobile seats

中,通过对数据的分析可以明确被试者内在意识中的

感性信息,为汽车座椅CMF设计方案提供依据,最

终参与眼动实验的人数为12人。

3.3.2 眼动实验结果分析

眼动热点图主要通过颜色的深浅来判断用户的

注视情况,主要指标反映在注视点的个数与时长等方面。

红色表示注视点最多或注视时间最长的区域

[15-16]

本次实验中,方案中的注视点越多、注视频率越高则

说明该方案更能引起被试者的共鸣。眼动热点图由所

有被试者的数据叠加而成,如图7所示,方案一呈现

的红色区域最大,关注度最高;头枕、靠背区域是注

视热点形成的主要区域,在一定程度上反映了头枕与

靠背区域的颜色变化差异,靠背中部的中式元素引起

了被试者的注视。

从眼动热点图可以看出,被试者对方案一(实验组)

的关注度更高。将眼动数据由眼动仪分析软件BeGaze

采集并输出,再进行数据统计分析,对每组方案的注

视点个数和注视频率进行统计分析(如表2。被试

者对方案一的注视点平均值为3.56注视频率平均值

6 实验验证流程

Fig.6 Validation experiment process

在进行实验之前,主导实验过程人员先向被试者说明

实验目的、实验流程及其注意事项(方案主题和感性

意象形容词等),每人在实验之前会进行五点校准,

使被试者眼睛和屏幕之间的距离为60 cm。被试者在

完成实验后,眼动数据自动保存在TOBII STUDIO

7 眼动热点图(以“亲和个性”为主题)

Fig.7 Eye movement hotspot map (with \"affinity and personality\" as the theme)

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44 6石小涛,等:基于感性工学的驾舱座椅CMF研究及中式元素设计应用 447

2 注视点个数和注视频率数据统计表

Tab.2 Statistics of fixation number and fixation frequency

方案 项目

平均数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

被试者编号

注视点(个) 3 4 5 2 4 3 3 5 4 4 3 5 3.56

注视频率(次) 1.5 2.8 2.5 2.3 2.7 2.1 1.8 2.5 1.6 2.8 2.1 2.2 2.20

注视点(个) 2 1 3 2 1 2 4 4 2 1 1 2 2.00

注视频率(次) 1.8 0.5 0.9 1.2 0.7 0.6 1.1 0.2 0.5 0.4 1.1 2.0 0.89

注视点(个) 2 3 4 2 1 1 2 1 2 1 1 3 1.78

注视频率(次) 0.4 0.9 1.1 1.5 0.9 0.5 1.5 1.3 1.5 1.1 1.0 0.6 0.98

2.20被试者对方案二的注视点平均值为2.00

视频率平均值为0.89被试者对方案三的注视点平均

值为1.78,注视频率平均值为0.98。由此,被试者对

方案一的注视点和注视频率的平均值最大,被试者对

方案一的关注度明显高于方案二和方案三。与图7呈现

的图像结论一致,被试者对方案一的共鸣度更高。

根据眼动热点图和数据统计的综合分析得出,

案一即“浅米色-浅橘黄-淡粉色”的色彩搭配营造出

清新温和的基调,为情绪和视觉带来舒缓、镇定的效

果,“真皮+织物”、绗缝、打孔和模压等材料工艺的

合理应用使方案更具舒适感和亲和感,被试者对中式

元素“行云纹+朵云纹”纹样设计的关注更为集中,

也使被试者产生更多的民族文化认同感与归属感,

富于“华丽、亲和、个性”的感性意象共鸣。方案二,

即绿色的色彩搭配、真皮、打孔和模压的材料与工艺,

其色彩的明度、饱和度较弱,虽然在一定程度上“朵

云纹”的设计元素容易吸引被试者的注意,但是被试

者对其的关注相对分散。方案三是冷暖色结合的色彩

搭配,整体色调缺乏统一性,且色彩的明度、饱和度

略低,“行云纹”设计相对单调,被试者对方案三的

关注也较为分散。

3.4 实验分析及可行性评估

通过分析可知,方案一更能良好体现中式元素在

汽车座椅CMF设计中的应用表达,也更加符合消费

者对“亲和、个性、华丽”主题的感性共鸣需求。实

验结果表明,基于感性工学的设计理论分析,客观地

从消费者感性需求角度进行研究,结合色彩材质关系

图与眼动热点图所设计的实验方案能有效地推进和

实现设计表达,从而验证了CMF设计方法的可行性、

优越性,此方法对中式汽车座椅CMF设计方案的推

进与优化作用效果显著。

开展汽车座椅的中式风格CMF设计。基于感性工学

原理,通过建立感性词汇库,进行感性意象量化分析,

进而结合CMF设计流程与方法,以用户主观的感性

需求为切入点,提取相关感性设计要素,并进行量化;

通过眼动实验法对汽车座椅CMF设计方案进行评

价,对汽车座椅CMF的设计开发、优化具有重要的

参考意义。在后续的研究中,将在现有基础上扩充汽

车内饰座椅的基础样本量,综合考量汽车座椅设计的

其他因素,并结合感性工学理论及其他研究方法,如

模糊综合评价法、灰色关联分析法和PAD情感模型

等,进一步丰富以中式设计为导向的汽车内饰CMF

设计研究。

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4 结语

当今,我国新能源汽车快速发展,具有中国文化

特色的汽车内外饰设计越来越被世界接受和喜爱。

文将传统“云纹”元素结合绗缝、打孔、模压等工艺

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责任编辑:马梦遥

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