（设计艺术学专业论文）产品造型的行为因素研究.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 在设计好用的、易用的和用户期望的产品时，工业设计师需要深入理解用户与产品之间的关系， 并理解这些关系如何影响产品的造型。用户与产品的关系集中体现为用户和产品之间存在的“动态” 行为关系。本文探讨了产品造型的行为因素，包括用户的认知行为因素、使用产品的使用行为因素 和产品给用户带来的行为体验因素。这些因素对产品造型设计至关重要，是设计师组织形态、结构 及材料等造型要素的基础。 设计师在进行产品造型设计时，要定义产品是什么、可以做什么，用户是谁、有怎样的行为特 点，使用什么材料、应用什么结构来实现产品的功能等问题。本文探讨了人与产品之间通过“行为” 这一因素而呈现的关联性，研究了产品造型形态、颜色、质感对认知行为的导向性关系，产品造型 形态尺度、材料、结构与使用行为的人机关系，产品造型需要融入感官、互动行为体验及产品造型 与行为体验的关系。 本文以用户为中心，以用户行为和产品造型的关系为依据，提出了一种基于用户行为的产品造 型设计方法：首先建立用户模型，明确使用目的，接着分析用户的具体行为流程和各阶段的设计要 求，通过对应的行为因素要求转化为产品功能部位上的造型要素，然后对这些造型要素进行整合最 终得到产品的造型设计方案，最后通过造型设计实例演示了该方法的具体应用。 关键词关键词：产品造型，以用户为中心，行为体验，认知行为，使用行为 产品造型的行为因素研究 ii abstract it requires a deep understanding of the relations between products and their users to design usable and adorable products. it has an important effect on product styling. the relations concentrate on dynamic relations existing among products and their users. the behavioral factors of products have been probed into, including users behavioral factors of cognition, using and behavioral experience factors. these factors are essential to product styling. they are the key foundations to generate styling elements such as shape, structure and material, etc. when a product styling is carrying on, the designer should define things such as: what the product is, what it can make, who will use it and the kind of behavioral characteristic what the user has, what material and structure it use to realize product function issue. the following item have been studied through the thesis. the relations between users and products have been studied through the connection by behavior. the aspects of shape, color, and feel direction are related to behavior of cognition. the aspects of shape yardstick, material, and structure are related to using behavior. the aspects of products should be incorporated with the factors of sense organ and interactive behavior experience. the thesis bases on relation of users behaviors to styling of the products, regarding user as the research centre. the thesis puts forward a design method basing on users behavior: setting up users model at first, getting the using purposes clearly, then analyzing users concrete behavioral procedure and the designing requirements of every stage, turning them into the styling key elements of the functional positions of the products through the corresponding behavioral factor requirements, combining the key elements to get the design draft. finally, a case of product styling embodiment has been presented to show how the design method works. key words: product styling, user-centered design, cognizing behavior, using behavior, behavior experience 南京航空航天大学硕士学位论文 v 图、表清单 图清单 图 1.1 人机系统的模型.5 图 1.2 用户行为与以用户为中心的产品设计之间的关系.7 图 1.3 易用的、好用的、希望拥有的产品的设计定位.8 图 1.4 产品、用户行为与需求之间的关系 .8 图 1.5 本文的研究内容和结构 .10 图 2.1 人的认知系统及信息处理流程 .12 图 2.2 用户使用产品的 6 个阶段 .12 图 2.3 披萨剪刀.15 图 2.4 手握产品的语义.16 图 2.5 容器口大小的语义.16 图 2.6 零件大小的语义.17 图 2.7 取暖器与“吃过了”笔系列 .17 图 2.8 色彩分割示意功能.17 图 2.9 牙刷的材质设计.19 图 2.10 电钻手把的把握纹理设计 .19 图 2.11 mp3 的方向性纹理设计 .19 图 3.1 适合握与坐的形态设计 .20 图 3.2 头盔的通风散热孔设计 .20 图 3.3 螺旋电话线和产生足够推力的脚蹼 .21 图 3.4 脊椎曲线与造型曲线的对应关系 .21 图 3.5 机场摆渡车的尺度.23 图 3.6 耐高温炊具.24 图 3.7 女性慢跑鞋.24 图 3.8 舒适室内沙发.25 图 3.9 透明容器.25 图 3.10 满足两种不同操作行为方式的结构 .27 图 3.11 lg chocolate滑盖手机.28 图 3.12 “苍鹭”台灯 .28 图 3.13 纸灯笼.29 产品造型的行为因素研究 vi 图 3.14 活动板房.29 图 3.15 连座桌.30 图 3.16 各种夹子.30 图 3.17 “tohot”盐和胡椒摇罐.31 图 3.18 “灯站”灯具 .31 图 3.19 明式家具.32 图 3.20 满足使用目的的手持电钻设计 .33 图 4.1 收音机的对比.37 图 4.2 只有按钮的车.37 图 4.3 ipod 播放器和消声蓝牙耳机.38 图 4.4 imac 苹果电脑系列.40 图 4.5 love 小对碗 .41 图 4.6 饼干盒.42 图 4.7 开瓶器 anna.43 图 4.8 可口可乐瓶子.44 图 4.9 增强触觉体验的草鞋和钟 .45 图 4.10 水壶设计.46 图 4.11 碟子设计.46 图 4.12 酒杯设计.47 图 4.13 酒杯的行为体验过程 .47 图 4.14 烟斗互动行为体验设计 .48 图 4.15 可触摸的电扇.49 图 5.1 产品造型设计流程.58 图 5.2 用户行为研究内容.59 图 5.3 行为因素整合得到的结果 .60 图 5.4 蒸蛋机设计方案一.65 图 5.5 蒸蛋机设计方案二结构图 .66 图 5.6 蒸蛋机设计方案二方位视图 .66 图 5.7 蒸蛋机设计方案三.67 图 5.8 蒸蛋机设计方案四.68 南京航空航天大学硕士学位论文 vii 表清单 表 2.1 颜色的指示含义.18 表 3.1 产品与用户生理特征的对应关系 .22 表 3.2 连接结构分类一.26 表 3.3 连接结构分类二.27 表 3.4 行为动作与造型设计建议 .33 表 4.1 色彩情感.41 表 5.1 材料属性和产品形态的常见匹配 .52 表 5.2 认知行为因素的造型要素提取 .55 表 5.3 使用行为因素的造型要素提取 .55 表 5.4 行为体验因素造型要素提取 .56 表 5.5 由行为因素得到的常用部位的造型要素 .56 表 5.6 家用蒸蛋机用户特征研究 .61 表 5.7 行为因素确立.62 表 5.8 行为的细分和相应功能部位的选择 .63 表 5.9 行为因素的具体功能部位造型要素整合 .63 ii 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学 位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的 研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论 文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 1.1 研究背景 在 21 世纪，产品设计趋于在功能上是齐全的，在使用上是方便的，在观感上是令人心旷神 怡的。设计除了关注使用功能外，还要关注用户的情感、欲望、情趣等方面的满足。在新世纪、 新形势、新观念的影响下，设计师越来越重视产品对人的生活方式和生活质量的影响；越来越 重视人的因素在产品设计过程诸因素中所起的主导作用。以人为中心成为设计的本源，而产品 的使用过程是一个动态的过程。产品设计的本质可以理解成是一种行为设计，一种生活方式的 设计，它的落点在于用户的行为，是设计师通过设计产品对用户的一种行为预设。 产品造型决定了产品给人的第一印象，同时它也直接影响着产品的结构和功能。因而在进 行产品造型设计时，设计师不能为了单纯的美观而造型，而应在理解和分析用户的动态行为因 素的基础上进行造型设计，这样才能设计出真正满足人们需要，得到用户认可的产品。设计的 最终目的是为了人而不是为物，产品造型设计的本质是为了用户的行为而不是仅仅是流于表面 的修饰。 当今设计，产品造型设计需要寻找正确的方向，认清造型设计究竟是为了什么，以什么为 基础。这样设计的产品才是成熟而为人们所欢迎的，才能顺利地进入流通领域，体现自身的价 值。 1.2 相关学科的研究发展 用户的需要是产品设计的源动力，在“人-机”这个小环境中，这种需要是通过用户与产品 间的相互作用而得到满足的。由于产品也就是“机”是不具有生命特征的物体，所以这种相互 作用主要依靠用户的主观行为来完成。 从这种意义上来说，产品设计并不是单纯的物的设计，它的根本目的是设计动态的用户行 为。因此，设计师的首要任务不是停留在分析产品本身的构成因素上，而是着眼于用户行为的 研究。只有通过对用户与产品之间的行为过程的深谙，才能结合产品分析出具体的产品构成因 素，最终引导用户的行为。这是一个从主观行为到客观物体再到主观行为的过程，也就是动寓 于静，以静制动的过程。也就是说在产品设计之初，用户的行为就已经被设计师定性于产品之 中。 产品造型设计的行为因素研究，会涉及到用户的认知行为研究、使用行为研究和行为体验 的研究，所以需要借鉴已有的相关研究成果。但是由于行为的研究强调的是产品与用户间的动 产品造型的行为因素研究 2 态行为因素所表现出来的综合形式，所以，本文研究的内容并不是这些已有研究成果的叠加， 而是从全新的行为设计的角度综合探讨了产品造型与用户行为相关的各因素之间的关系，探讨 这些因素对产品造型的影响。本文研究借鉴了产品语义学、设计心理学、材料成型原理、人机 交互原理等相关理论研究成果。 研究产品造型与用户行为的关系，需要借助与设计研究相关的专业理论，如研究用户认知 行为的“产品语义学” ，研究使用心理的“设计心理学” ，使用行为的“使用性工程学”等。这 些研究成果可以作为本文研究的理论支撑和借鉴。 1.2.1 产品语义学 产品语义学是研究产品语言的意义的学问 1， 其理论架构始于 1950 年德国乌尔姆造型大学 的“符号运用研究”， 更远可追溯至芝加哥新包豪斯学校的查理斯 莫理斯的记号论。 这一概念 于 1983 年由美国的克里彭多夫、德国的布特教授明确提出，并在 1984 年美国克兰布鲁克艺术 学院由美国工业设计师协会（idsa）所举办的“产品语义学研讨会”中予以定义：产品语义学 乃是研究人造物的形态在使用情境中的象征特性，以及如何应用在工业设计上的学问 1。它突 破了传统设计理论将人的因素都归入人机工程学的简单做法，扩宽了人机工程学的范畴；突破 了传统人机工程学仅对人物理及生理机能的考虑，将设计因素深入至人的心理、精神因素。随 着社会发展与进步、物质的极大丰富、消费层次进一步细化，人们对产品的精神功能需求不断 提高，产品造型除表达其功能性目的以外，还要透过其语义特征来传达产品的文化内涵，体现 特定社会的时代感和价值取向。 产品语义学实际上是借用了语言学的概念，语言学中的语义学研究对象是文字语言，产品 语义学的主要研究对象是视觉图形、图像与形态，与文字语言相对可称之为图形语言。产品的 形态、构造、色彩、材料等因素构成了它所有的符号系统，从整体视觉感受到每个构成局部的 细节。通过这个记号系统，设计师传达出设计意图和设计思想，赋予产品以新的生命：通过这 套符号系统用户了解产品的属性和它的使用操作方法，它是设计师与用户之间沟通的媒介。从 语言学的概念出发，之所以引用语言学的概念说明图形语言，其与文字语言有共同之处：那就 是两者都具有“传情达意”的作用，是传递信息的媒介，担负着将人的头脑中的思维尽量准确 的传递到另外一些头脑中的任务。产品的外部形态实际上就是一系列视觉符号的传达，产品造 型设计的实质也就是对各种造型符号进行编码，综合产品的形态、色彩、肌理等视觉因素，表 达产品的实际功能，说明产品的特征 2。产品造型符号具有一般符号的基本性质，通过对用户 的刺激，激发其与自身以往的生活经验或行为体会相关联的某种联想，诱导其行为，使产品易 懂。 南京航空航天大学硕士学位论文 3 1.2.2 设计心理学 设计心理学是建立在心理学基础上把人们心理的状态，尤其是人们对于需求的心理通过意 识作用于设计的一门科学 3。它同时研究人们在设计创造过程中的心态，以及设计对社会及对 社会个体所产生的心理反应， 反过来再作用于设计,起到使设计更能够反映和满足人们心理的作 用。 设计心理学常用的方法： 1、观察法 观察法是心理学的基本方法之一，所谓的观察法是在自然条件下，有目的、有计划地直接 观察研究对象的言行表现，从而分析其心理活动和行为规律的方法。观察法的核心是按观察的 目的，确定观察的对象、方式和时机，观察记录的内容应该包括观察的目的、对象、时间、被 观察对象言行、表情，动作等的定性和定量参数等，另外还有观察者对观察结果的综合评价。 观察法的优点是自然、真实、可靠、简便易行、花费低廉，缺点是被动的等待，并且事件 发生时只能观察到怎样从事活动，并不能得到从事这样活动的原因。 2、访谈法 访谈法是通过访谈者与受访者之间的交谈，了解受访者的动机、态度、个性和价值观的一 种方法，访谈法分为结构式访谈和无结构式访谈。 3、问卷法 问卷法是事先拟订出所要了解的问题，列出问卷，交用户回答，通过对答案的分析和统计 研究得出相应结论的方法。 1)开放式问卷： 又叫无结构型问卷， 其特点是项目的设置和安排没有严格的结构形式,所调 查的问题是开放式的,被调查者可以根据自己的意愿发表意见和观点。 2)封闭式问卷：封闭式调查问卷，是指答案已经确定，由调查者从中选择答案的调查问卷。 封闭式调查问卷的优点是便于综合，缺点是有时答案可能包括不全。因此，使用封闭式调查问 卷时，必须要把答案给全。 3)混合式问卷： 优点是短时间内能收集大量资料的有效方法,缺点是受文化水平和认真程度 的限制。 4、实验法：有目的地在严格控制的环境中,或创设一定的条件的环境中诱发被试者产生某 种心理现象，从而进行研究的方法。 5、案例研究法：通常以某个行为的抽样为基础，分析研究一个人或一个群体在一定时间内 的许多特点。 6、抽样调查法：揭示用户内在心理活动与行为规律的研究技术。 7、投射法: 投射法就是让被试者通过一定的媒介，建立起自己的想象世界，在无拘束的情 产品造型的行为因素研究 4 景中，显露出其个性特征的一种个性测试方法。 用户研究的一系列研究方法，对于研究用户的行为具有重大参考价值。但是由于用户研究 更为侧重的是用户的价值观、消费心理、生活方式参考等，它的研究结果容易与产品的造型相 脱节。造型行为因素研究与用户研究的不同地方在于：行为因素研究更注重用户的“行为”与 产品造型要素之间的关系，以确保造型的合理性、可用性和期望值。 1.2.3 使用性工程学 使用性工程学是从用户的认知和知觉方面来研究产品的界面设计，以期达到产品简单使用 和愉悦使用的目的。使产品的造型、产品的界面简单愉悦的科学就是使用性工程学。使用性工 程学是 20 世纪 80 年代中期伴随着计算机学科的发展而出现的一门新兴边缘学科。使用性工程 学和人因学(human factors)有着密切的联系。 “人因学”的应用始于二战，它被成功用于改进 武器装备 4。20 世纪 80 年代中期，.bennet 提出使用性工程学这个概念。之后，其逐步发展 成为一门成熟的学科，用于设计可操作、互动的人机界面。依据使用性工程学设计出的、符合 用户使用习惯的产品，能够为企业产品销售带来很大的帮助。 使用性研究可以确保用户使用过程中的可用性，学科研究成果可以作为使用行为研究的支 撑。可用性是产品或服务的用户体验的质量标准，提升可用性的方式包括:缩短操作时间、降低 用户错误、降低培训学习时间、提高用户满意度 5。 对用户来说，可用性的重要在于使用操作是否正确，以及使用操作的效率高低。从对开发 者来说，可用性的重要在于系统开发是否成功。对管理者来说，不好用的产品或服务会降低效 率，甚至比不用更差。总的来说，可用性低劣的产品或服务浪费时间和精力，造成失败，所以 好用、易用的产品或服务更受欢迎。 使用性工程为企业带来的巨大收益，让国内外的大公司纷纷加紧使用性研究步伐。从 80 年代末开始，世界知名的大企业，如微软、ibm、苹果、ge、西门子等纷纷设立使用性研究部门 和使用性试验室，为其产品提供服务，使产品真正做到以人为中心的设计，取得了显著的效果。 微软产品简单易用的界面就是经过无数次试验和再设计得出来的。 中国市场上的竞争也让角逐中国市场的企业在使用性工程方面开始了投入。90 年代初，西 门子在中国建立第一个使用试验室，微软和诺基亚也随后建立了使用性机构，力图使产品符合 本地用户的文化背景和使用习惯 6。 2002 年联合成立了用户研究中心， 并建立了使用性试验室。 在产品开发的过程中引入用户研究和产品原型测试，建立产品开发阶段与用户沟通的渠道。 这些使用性研究机构很快就给企业带来了回报。 海尔于 2003 年与伊飒尔公司在青岛海尔工 业园建立了一个联合使用性试验室，为海尔门类繁多的产品提供国内外市场的用户需求分析、 用户界面设计和使用性评估等方面的服务。 由其提出的高效杀菌消毒概念的 1218 系列滚筒洗衣 南京航空航天大学硕士学位论文 5 机一上市，即在广州、上海、北京、成都、青岛等地引起了购买高潮。据统计，海尔 1218 洗衣 机上市 3 个月，就跃居高端洗衣机市场份额榜首，并且很快取得市场销售额、高档滚筒洗衣机 市场份额、全国最畅销型号市场份额上升速度最快等三项全国第一。 1.2.4 人机界面学 人机界面（human-machine interface）是人与机器之间的对话接口，即用户与机器互相传 递、交换信息的媒介，其中包括信息的输入和输出 7。好的人机界面美观易懂、操作简单且具 有引导功能，使用户感觉愉快、增强兴趣，从而提高使用效率。 图 1.1 人机系统的模型 人机系统（human-machine system）是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的 具有特定功能的有机整体。人机系统包括人、机和环境三个组成部分，它们相互联系构成一个 整体 8。可以用模型来描述人机系统，如图 1.1 所示。 由图 1.1 可见，操作过程的情况由显示器显示出来，作业者首先要感知机器上的指示信号 的变化，然后分析，解释显示的意义并做出相应决策，再通过必要的控制方式实现对操作过程 的调整。这是一个封闭的人机系统，即闭环人机系统。 在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面” ，称为人-机界面，人与机之间 的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机-人信息 传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过人脑的加工、决策，然后做出反应， 实现人-机的信息传递。 人机交互（human computer interaction）是指人与机器之间的信息交互，故可称为人机 对话或人机通信 9。本文的人机交互仅限于人与产品之间的交互，也就是硬件人机界面上的交 互。 硬件人机界面学的发展，以人类社会的三次技术革命作为分水岭，即工业革命、电子技术 信息接受 人的决策 控 制 显示 机器本体 控制器 人机 输入输出 输出输入 人 机 界 面 环 境 环 境 产品造型的行为因素研究 6 的出现以及信息革命。 工业革命前，人造物的设计以手工业为主，并与人们的生产劳动、生活方式息息相关。18 世纪末在英国兴起了工业革命，机器生产逐渐取代了手工生产，改变了人们生产、设计方式。 20 世纪 40 年代末晶体管的发明，电子技术的出现，使得电子装置的小型化成为可能，机器化 大生产逐步向小型化、电子化方向发展 10。此时的设计，结合了越来越多的工程技术、社会学、 心理学、人机工程等多学科知识。 随着计算机技术和网络技术的逐步发展，第三次思潮信息化浪潮迎面而来，信息化改 变了人们的生活方式。此时的设计，逐步从物质化设计，转向信息化、非物质化设计。软件开 发设计层出不穷，虚拟设计、网络化设计、并行工程逐步成为设计的主流。人与机器的交互走 向多通道化、虚拟化。 人机界面设计的基本原则