基于眼動(dòng)分析的玩具視覺(jué)感知形式研究

周冰潔

摘要：玩具設(shè)計(jì)需要關(guān)注兒童對(duì)玩具的視覺(jué)感知。為探索“以兒童為中心的”玩具需求，將眼動(dòng)跟蹤技術(shù)運(yùn)用于玩具形式要素測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到注視點(diǎn)、注視時(shí)間、熱點(diǎn)圖、興趣區(qū)數(shù)據(jù)等眼動(dòng)指標(biāo)，結(jié)合視知覺(jué)相關(guān)理論，提煉了玩具中符合兒童需求的視覺(jué)感知形式，以此作為玩具設(shè)計(jì)的重要參考。

關(guān)鍵詞：眼動(dòng)分析;玩具設(shè)計(jì);視知覺(jué)

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672—7053（2019）05—0071—02

Abstract：Toy design needs to pay attention to children's visual perception of toys. To explore the need for“child-centered" toys， eye tracking technology was applied to toy form factor testing. Eye movement indicators such as fixation points， fixation time， heat maps， and interest area data were obtained through experiments.Combined with the theory of visual perception， the visual perception form of the toy that meets the children's needs is refined， which is used as an important reference for toy design.

Key Words：Eye movement analysis; Toy design; Visual perception

兒童處在認(rèn)知的發(fā)展階段，玩具是他們的生活好伴侶。在感覺(jué)對(duì)象中，人腦獲得的全部信息中大約有80%—90%來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)[1]。兒童的視知覺(jué)能力在其能力發(fā)展的過(guò)程中具有重要的意義，是兒童獲得審美意象的前提。如何使玩具滿足“以兒童為中心”的理念，如何使形式與兒童的意象認(rèn)知相吻合，是擺在玩具設(shè)計(jì)師面前的嚴(yán)峻任務(wù)。

1 眼動(dòng)追蹤技術(shù)

眼動(dòng)研究被認(rèn)為是視覺(jué)信息加工研究中最有效的手段之一，眼動(dòng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、航天科學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)展開(kāi)了較為成熟的應(yīng)用，而在玩具設(shè)計(jì)領(lǐng)域仍留有很大的探索空間[2]。眼動(dòng)儀可以通過(guò)眼動(dòng)追蹤監(jiān)視器記錄每只眼睛的運(yùn)動(dòng)軌跡及在可視點(diǎn)上的活躍區(qū)域。眼動(dòng)儀的DV系統(tǒng)，可將被試對(duì)界面的參數(shù)進(jìn)行記錄、測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)量化的數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)人們對(duì)測(cè)評(píng)樣本的視覺(jué)認(rèn)知規(guī)律[3]。文中將眼動(dòng)分析應(yīng)用于玩具視覺(jué)感知形式測(cè)試中，分析引起兒童注意的玩具造型特征，進(jìn)而分析其興趣點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有助于設(shè)計(jì)者把握兒童視知覺(jué)規(guī)律，展開(kāi)有效的玩具產(chǎn)品形式創(chuàng)新。

2 玩具視覺(jué)感知形式的眼動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及設(shè)備

10名被試為4—7歲兒童，其中男童5人、女童5人，無(wú)視力方面問(wèn)題。眼動(dòng)測(cè)試采用Eyelink 1000+桌面眼動(dòng)儀及ViewPonit EyeTracker頭戴式眼動(dòng)儀共兩種儀器，分別用于進(jìn)行靜態(tài)圖面測(cè)試及場(chǎng)景測(cè)試。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)主要目的是測(cè)試在兒童眼中最容易接受和理解的形式特征。在玩具素材的選取中注意變量因素的設(shè)定，有利于比對(duì)其視覺(jué)評(píng)價(jià)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)提供的所有圖像素材均采用統(tǒng)一的尺寸和分辨率，圖像中主體對(duì)象所占整個(gè)篇幅的位置和大小比例也基本相同。桌面靜態(tài)圖測(cè)試環(huán)節(jié)將進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)。

第一組材料選用同主題異形相玩具，選取6張不同風(fēng)格的“小豬”毛絨玩具圖片，包含寫實(shí)型、抽象型及卡通型（如小豬佩奇等）。為避免圖片順序?qū)y(cè)試結(jié)果的影響，6張圖片為單張隨機(jī)顯示。

第二組強(qiáng)化對(duì)比因素，選用同源異風(fēng)格玩具，選取4個(gè)不同表現(xiàn)效果的白雪公主玩具，其服裝色彩、發(fā)型樣式都保持一致，但形式與頭身比例設(shè)計(jì)有所差異。4個(gè)玩具排列在同一張圖片中，同時(shí)呈現(xiàn)給被試。實(shí)驗(yàn)特別對(duì)4個(gè)白雪設(shè)定了興趣區(qū)（InterestArea、IA），通過(guò)比對(duì)四個(gè)興趣區(qū)的數(shù)據(jù)，結(jié)合熱點(diǎn)圖可以進(jìn)行要素的梳理。

動(dòng)態(tài)場(chǎng)景測(cè)試實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了同系列的不同顏色建構(gòu)積木玩具素材，包括紅黃藍(lán)橙綠白玫紅色及原木色，在場(chǎng)地內(nèi)按顏色分堆擺放，由兒童自由選擇和建構(gòu)。

2.3 實(shí)驗(yàn)進(jìn)程

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，先向兒童說(shuō)明一些注意事項(xiàng)，同時(shí)由特定的指導(dǎo)語(yǔ)增加實(shí)驗(yàn)的針對(duì)性和準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)流程為：桌面眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)一——桌面眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)二——頭戴式眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)——被試接受訪談——數(shù)據(jù)處理。

被試完成全部測(cè)試大約需要30min左右。在桌面眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)一，要求被試瀏覽一組小豬玩具，通過(guò)按動(dòng)空格鍵space切換至下一張直至瀏覽完6張樣本圖片，并選擇最喜歡的一個(gè);在桌面眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)二，要求被試瀏覽同一圖片中的4個(gè)白雪公主玩偶，并選擇最喜歡的一個(gè);頭戴式眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)要求被試在3分鐘內(nèi)選擇積木完成搭建，著重觀察其對(duì)玩具色彩、質(zhì)感等變量因素的反應(yīng);訪談部分是被試對(duì)兩次實(shí)驗(yàn)里的圖片展開(kāi)熟悉度、美觀性、安全感等方面的主觀評(píng)價(jià)，用以進(jìn)一步印證眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

3 玩具視覺(jué)感知形式的眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 眼動(dòng)指標(biāo)

眼動(dòng)儀采集被試相關(guān)視覺(jué)信息，包括視點(diǎn)數(shù)據(jù)、興趣區(qū)域數(shù)據(jù)、綜合眼動(dòng)數(shù)據(jù)以及熱點(diǎn)圖、視點(diǎn)圖、視頻等，選擇視覺(jué)信息可建立相關(guān)視覺(jué)評(píng)級(jí)指標(biāo)。

總注視次數(shù)（Number fixations）是界面吸引力或感知認(rèn)同程度主要的指標(biāo)之一;駐留時(shí)間（Duration）是被試在該樣本的停留時(shí)間，由于實(shí)驗(yàn)一中樣本切換受被試控制，因此，該實(shí)驗(yàn)中駐留時(shí)間等同于樣本的注視時(shí)間，觀察駐留時(shí)間可作為被試對(duì)樣本興趣度的指標(biāo)之一;興趣區(qū)的注視點(diǎn)數(shù)量（IA fixation count）反映了同一樣本中不同區(qū)域的重要性;同一樣本中注視IA區(qū)域的時(shí)間比例（IA dwell time %）也是反映區(qū)域形態(tài)特征的重要指標(biāo)，駐留時(shí)間越長(zhǎng)，顯示區(qū)域就越重要;首視點(diǎn)個(gè)數(shù)（IA first run fixation count）是根據(jù)興趣區(qū)的有效視點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)受試者開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)眼動(dòng)行為中視點(diǎn)分布狀況的反映，主要用于確定表現(xiàn)形式吸弓人關(guān)注的優(yōu)先級(jí)。結(jié)合10名被試的眼動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，分析玩具形式要素與眼動(dòng)指標(biāo)的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表1所示。

表中實(shí)驗(yàn)數(shù)值為10名被試在圖片呈現(xiàn)過(guò)程對(duì)樣本注視數(shù)據(jù)的平均值。一般試驗(yàn)研究表明，總注視次數(shù)和時(shí)間與被試的關(guān)注度成正比。需要指出的是，單獨(dú)的數(shù)據(jù)高值并不能作為吸引力的判斷。

頭戴眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出視頻文件，通過(guò)回播視頻觀察到實(shí)驗(yàn)中被試自由選擇積木玩具，首選次數(shù)最多的為紅色積木、黃色積木，原木色、白色、綠色積木未被首次選擇;統(tǒng)計(jì)整體情況，實(shí)驗(yàn)測(cè)試的3分鐘時(shí)間內(nèi)，原木色玩具被注視次數(shù)最多，紅色玩具的注視時(shí)間最長(zhǎng)。

3.2 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)一主要驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)原型形相偏移的興趣度排序。由表1可知，注視時(shí)間隨樣本形式的變形夸張和個(gè)性化設(shè)計(jì)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但脫離原型的樣本（樣本1）所獲注視時(shí)間明顯降低。結(jié)合視覺(jué)心理學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)受試者感到厭惡或不耐煩時(shí)會(huì)出現(xiàn)總注視時(shí)間短或平均注視時(shí)間和次數(shù)不統(tǒng)一的混亂模式，反之則數(shù)據(jù)較為統(tǒng)一[4]。在隨后的訪談過(guò)程中得知，兒童對(duì)于完全寫實(shí)的形象（樣本4）容易識(shí)別，但興趣度不大;另一方面，若形式過(guò)于簡(jiǎn)化抽象的時(shí)候（樣本1），將會(huì)導(dǎo)致令人不滿的乏味，兒童不容易確認(rèn)其形象;大多數(shù)兒童表示對(duì)卡通形象（樣本3）認(rèn)同度高。

由表2的首視點(diǎn)個(gè)數(shù)綜合統(tǒng)計(jì)樣本的吸引度優(yōu)先級(jí)，白雪3位列第一。根據(jù)視覺(jué)心理學(xué)相關(guān)理論可知，觀察順序不僅受到人的視覺(jué)次序定勢(shì)的影響，還受到造型的引導(dǎo)作用[5]。隨著玩偶頭身比的減小，其注視時(shí)間和首視點(diǎn)個(gè)數(shù)增加，幼態(tài)的形象更受偏愛(ài)。結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)，兒童對(duì)事物認(rèn)知還不成熟，視覺(jué)感知路徑比較直觀，喜歡熟悉的、符合自身年齡特點(diǎn)的形象。

圖1為實(shí)驗(yàn)二的綜合熱點(diǎn)圖（hot spot plot）。由此圖可知，觀察點(diǎn)集中于玩具臉部區(qū)域，同時(shí)對(duì)于3、4號(hào)白雪的關(guān)注更強(qiáng)，觀看區(qū)域從其臉部延伸至身體及服飾，呈現(xiàn)整體觀察的趨勢(shì)。結(jié)合訪談情況，喜愛(ài)白雪3、白雪4的被試共計(jì)7名，占70%，其結(jié)果共同印證了表2的結(jié)論。

4 結(jié)論

視知覺(jué)理論曾提出，主體面對(duì)一個(gè)對(duì)象都是在以往的經(jīng)驗(yàn)心理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去判斷和評(píng)價(jià)它，當(dāng)對(duì)象合乎經(jīng)驗(yàn)的心理結(jié)構(gòu)時(shí)，便出現(xiàn)“同化”的心理現(xiàn)象[6]。綜合本次的眼動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，學(xué)齡前兒童已能進(jìn)行形式的區(qū)分與判斷，但其認(rèn)知度有限。玩具的形態(tài)要引起兒童的興趣，必須對(duì)人的視覺(jué)形成一種有效的刺激，在形態(tài)和視知覺(jué)之間建立一種有效的互動(dòng)[7]。因此，玩具設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮以下要素：（1）主題玩具的形式不能缺失經(jīng)驗(yàn)中的特征。針對(duì)年齡較小的兒童，玩具造型復(fù)雜時(shí)會(huì)使得兒童無(wú)所適從，增加挫敗感，因此設(shè)計(jì)中注意精簡(jiǎn)提煉，并以圓潤(rùn)造型滿足兒童安全性需求。在形式創(chuàng)意中可以將玩具“萌態(tài)化”處理，包括比例的變化、特征的強(qiáng)調(diào)等，以幼齡形態(tài)引起兒童情感上的共鳴;（2）兒童更易接受自己熟悉的形式，卡通是一種典型的熟知形象素材，可以借經(jīng)典的表情和造型引起兒童興趣，增強(qiáng)認(rèn)同感;（3）色彩方面，4歲以上兒童已經(jīng)能夠分辨玫紅、原木色等混合色，但其色彩反應(yīng)相對(duì)單純，玩具中的色彩設(shè)計(jì)應(yīng)該著重考慮個(gè)性化的顏色和清晰、明朗的色調(diào)，最大程度地符合兒童的認(rèn)知審美。

本文系2017年湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：17C0112）。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇揚(yáng).視知覺(jué)理論下的幼兒園建筑設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2010（6）：23-24.

[2]孟春寧.人眼檢測(cè)與跟蹤的方法及應(yīng)用研究[D].天津：南開(kāi)大學(xué)，2013.

[3]戚彬，余隋懷，王淼，王文軍.基于眼動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品形態(tài)仿生設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2014（6）：125-128.

[4]陳玉霞，周毅，郭勇，方菲.眼動(dòng)技術(shù)在現(xiàn)代家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（2）：306-310.

[5]王艷群，張丙辰，宋麗姝，基于互動(dòng)體驗(yàn)的學(xué)齡前兒童玩具設(shè)計(jì)研究[J].設(shè)計(jì)，2018（12）.[6]曹暉.視覺(jué)形式的美學(xué)研究一基于西方視覺(jué)藝術(shù)的視覺(jué)形式考察[M].人民出版社，2009.[7]（美）阿恩海姆.藝術(shù)與視知覺(jué)[M].湖南美術(shù)出版社，2008.