汽車造型要素與風(fēng)格語義的映射關(guān)系研究

張志遠(yuǎn)，段齊駿

(南京理工大學(xué)，江蘇 南京 210094)

1 引言

在汽車設(shè)計(jì)流程中的前期概念探索階段，而作為情緒板主題的設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞則是汽車造型要素在風(fēng)格認(rèn)知層面的語義表征。

目前國內(nèi)關(guān)于汽車造型及風(fēng)格語義相關(guān)的研究主要關(guān)注于造型評(píng)價(jià)和造型生成兩個(gè)方面。在造型評(píng)價(jià)研究方面，趙丹華[1]提出了一種在面向設(shè)計(jì)物語義抽取的基礎(chǔ)上，通過文本分塊和結(jié)構(gòu)化的語義表征，獲取和表征品牌風(fēng)格語義的方法；段正潔[2]使用語義評(píng)價(jià)量表對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行量化測(cè)評(píng)，構(gòu)建了一種以風(fēng)格語義為評(píng)價(jià)指標(biāo)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)工具。在造型生成研究方面，姚干勤[3]開發(fā)了基于風(fēng)格認(rèn)知的車輛造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)SC-CAID原型系統(tǒng)，能夠幫助造型設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)前期從客戶造型風(fēng)格需求層面開展設(shè)計(jì)思維；而徐江[4]則提出了一種通過對(duì)造型特征的參數(shù)化表達(dá)進(jìn)行灰色建模分析，推理造型演化過程，預(yù)測(cè)新造型的特征，并采用感性語義回歸分析法修正預(yù)測(cè)造型的設(shè)計(jì)方法。

綜上所述，現(xiàn)有研究存在缺少描述汽車造型特征與風(fēng)格語義間映射關(guān)系的不足。因此，需要形成一套風(fēng)格語義和造型特征的匹配參考，以協(xié)助設(shè)計(jì)師基于特定設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞限定造型特征的探索范圍，指導(dǎo)設(shè)計(jì)師對(duì)與指定設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞存在顯著不匹配的造型特征進(jìn)行規(guī)避，提高設(shè)計(jì)師的工作效率和完善整個(gè)汽車設(shè)計(jì)流程。

2 基于結(jié)構(gòu)描述模式的造型特征分析模型框架提取

對(duì)汽車設(shè)計(jì)而言，造型特征既含有造型元素和造型規(guī)則的內(nèi)容，也包括風(fēng)格意象的內(nèi)容。造型元素是顯性的物理層面的特征，包括特征線、前后懸長度、前后臉及側(cè)窗傾角和基礎(chǔ)形面語言等；而造型規(guī)則則是隱性的物理層面特征，包括視覺重心、滅點(diǎn)平面和加速線等并非直觀存在的特征，而是作為造型評(píng)價(jià)要素存在。風(fēng)格意象如意象感知和體驗(yàn)等則是隱性的精神層面特征，如一款汽車造型所傳遞的動(dòng)感、高貴、有力等風(fēng)格語義。

人們對(duì)外界刺激識(shí)別的過程中，存在一個(gè)“再認(rèn)”的過程，也就是人們將知覺到的信息與記憶中的表征相匹配的過程[5]。因此，在汽車造型特征的認(rèn)知過程中也存在將物理層面的造型特征要素與精神層面的風(fēng)格意象識(shí)別匹配的過程。

心理學(xué)家Biedeman曾對(duì)簡單幾何體的基本特征(Biedeman稱其為“吉綸”)進(jìn)行分析[6]。柳沙則在Biedeman分析思路的基礎(chǔ)上提出了描述產(chǎn)品基本形特征的結(jié)構(gòu)描述模式，并且形成了基本形特征分析表[7]。基于該特征分析表結(jié)構(gòu)描述模式，結(jié)合結(jié)構(gòu)描述模式的基本原理和思路，提取了特征分析表的結(jié)構(gòu)框架。如圖1所示。

圖1 針對(duì)造型特征分析模型的框架提取

產(chǎn)品基本形特征描述表作為特征分析表的參考和前提，為特征分析表提供了參數(shù)規(guī)范。要對(duì)產(chǎn)品基本形進(jìn)行特征描述，首先需要提取關(guān)鍵特征；根據(jù)提取的每個(gè)關(guān)鍵特征列舉其全部形式可能性以實(shí)現(xiàn)特征表達(dá)；最終分別對(duì)各個(gè)關(guān)鍵特征的形式表達(dá)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)基本形特征的參數(shù)化表征。

產(chǎn)品基本形特征分析表在特征描述表提供的規(guī)范支持下，首先將整體造型分解為若干個(gè)特征識(shí)別要素；將特征描述表中的編碼與特征識(shí)別要素進(jìn)行參數(shù)匹配；最后根據(jù)形成的特征分析表對(duì)產(chǎn)品基本形進(jìn)行總結(jié)。

該框架可以為汽車造型特征要素與風(fēng)格語義的匹配提供一套框架基礎(chǔ)。在該框架的基礎(chǔ)上，構(gòu)建面向汽車造型的造型特征描述表，并依據(jù)其構(gòu)建汽車造型特征和風(fēng)格語義的匹配參考，實(shí)現(xiàn)風(fēng)格語義的參數(shù)化表征。

3 汽車造型要素與風(fēng)格語義的映射關(guān)系研究

在語義認(rèn)知的過程中，通過語義形成的概念能激活心智上的鏈接，鏈接的形成能較快的完成造型特征的視覺相似性和記憶中的輔助定位信息的視覺信息加工，實(shí)現(xiàn)新事物的認(rèn)知[8]。因此，風(fēng)格語義在汽車造型設(shè)計(jì)中也扮演者幫助人們?cè)谛闹巧霞せ铒L(fēng)格意象與造型特征的鏈接的角色。而這種鏈接則正是汽車造型要素與風(fēng)格語義之間的映射關(guān)系。

3.1 風(fēng)格語義提取與歸納

首先要對(duì)風(fēng)格語義進(jìn)行提取和歸納，建立面向汽車造型的風(fēng)格語義詞庫，詞庫的建立依據(jù)知網(wǎng)(Hownet)詞匯庫進(jìn)行風(fēng)格語義提取。Hownet詞庫以義原為基本構(gòu)建單位進(jìn)行組織，采用自下而上的歸納方法進(jìn)行建設(shè)[9]。因此，相比于其他詞匯數(shù)據(jù)庫的樹狀結(jié)構(gòu)，Hownet詞庫在結(jié)構(gòu)上基于概念之間和屬性之間的關(guān)系形成了網(wǎng)狀知識(shí)系統(tǒng)，在語義知識(shí)構(gòu)建方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，作為風(fēng)格語義詞的來源參考最具可信性。

提取過程首先從3730個(gè)正面評(píng)價(jià)詞語及836個(gè)正面情感詞語中進(jìn)行初步篩選，篩選規(guī)則以是否可用作事物評(píng)價(jià)作為判斷依據(jù)，初步篩選出111個(gè)正面評(píng)價(jià)詞語及90個(gè)正面情感詞語。對(duì)篩選出的201個(gè)詞語進(jìn)行同義詞聚類，最終形成汽車造型的風(fēng)格語義表。如表1所示。

與輕質(zhì)薄板相比，ALC板、AS裝配式墻板的保溫、隔熱、防火性能較好。對(duì)比ALC板與AS裝配式墻板，ALC板更多地是替代了傳統(tǒng)建筑維護(hù)墻體，其缺點(diǎn)是強(qiáng)度低和本身不具備裝飾性。AS裝配式墻板的各項(xiàng)性能均非常優(yōu)越，外墻板為混凝土清水色飾面，質(zhì)感厚重大氣，可作為墻體和外飾面使用，不需要做額外的外裝飾。由于AS墻板安裝方便，施工周期短和防水防火性能優(yōu)越，也可用于露天防火墻和圍墻。AS墻板全干作業(yè)且施工安裝效率高，耐久性強(qiáng)，維護(hù)成本低，更符合裝配式變電站的發(fā)展趨勢(shì)。

表1 汽車造型的風(fēng)格語義集

3.2 基于汽車造型評(píng)價(jià)模型的造型特征描述表的構(gòu)建

構(gòu)建汽車造型特征描述表，需要對(duì)汽車造型特征進(jìn)行提取。傳統(tǒng)的汽車造型評(píng)價(jià)模型對(duì)于構(gòu)成造型特征的特征線、形面語言及其他隱性要素涵蓋較為全面，可以作為汽車造型特征提取的參考；針對(duì)提取特征的表達(dá)和參數(shù)化表征則可以依據(jù)造型特征分析模型的框架基礎(chǔ)。

3.2.1 汽車造型評(píng)價(jià)模型

汽車造型評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)重點(diǎn)在于側(cè)視圖比例姿態(tài)的評(píng)價(jià)，如圖2所示。汽車造型特征要素主要分為特征線、比例姿態(tài)和形面語言三類。

圖2 汽車造型評(píng)價(jià)模型

汽車造型中對(duì)于姿態(tài)的評(píng)價(jià)使用的多為隱性指標(biāo)，包括視覺重心、滅點(diǎn)平面和加速線等；前后臉傾角和側(cè)窗傾角作為顯性要素也參與到姿態(tài)評(píng)價(jià)的過程中。

汽車造型特征中的特征線自上而下由車頂線、腰線、肩線、裙線和底盤線構(gòu)成，其位置和走勢(shì)對(duì)于汽車造型的認(rèn)知過程具有重要影響。此外，在造型中還存在其他特征線，因不同品牌不同車型的區(qū)分而存在較大不同，是實(shí)現(xiàn)汽車造型品牌認(rèn)知的核心要素。

汽車造型中對(duì)于比例的評(píng)價(jià)常使用被評(píng)價(jià)車型的輪胎直徑作為長度單位。比例評(píng)價(jià)的參與要素包括軸距、前后懸長度、車高、車寬和最小離地間隙。

形面語言是由造型特征要素在整體認(rèn)知上營造的造型語義。包括柔軟、硬朗和強(qiáng)壯等詞匯?；谘芯酷槍?duì)汽車造型風(fēng)格語義表征的前提，在本文中將形面語言限定為幾何和有機(jī)兩類，以便于對(duì)形面語言進(jìn)行編碼。

根據(jù)造型特征分析模型的框架基礎(chǔ)，對(duì)汽車造型評(píng)價(jià)模型中所使用的造型特征要素的顯性和隱性要素進(jìn)行提取與特征表達(dá)。要素最終確定參與構(gòu)建汽車造型特征描述表的特征要素及其表達(dá)，通過對(duì)造型特征要素進(jìn)行編碼，構(gòu)建汽車造型特征描述表，如表2所示。

表2 汽車造型特征描述表

3.3 造型特征要素與風(fēng)格語義的映射分析

從汽車造型的風(fēng)格語義集中隨機(jī)選取三組風(fēng)格語義，第一組為高檔、精致、豪華、尊貴；第二組為分明、鋒利、硬朗、精神；第三組為機(jī)靈、伶俐、靈活、敏捷。并由汽車造型設(shè)計(jì)師為三組風(fēng)格語義各自再選取三輛符合該組語義的典型車型。

第一組典型車型選取結(jié)果為：Mercedes-Benz S-Class Maybach，Bentley Mulsanne和Rolls-Royce Phantom。

第二組典型車型選取結(jié)果為：Volkswagen Arteon，Nissan GT-R和Lamborghini Aventador S。

第二組典型車型選取結(jié)果為：Mini Cooper S，Alfa Romeo MiTo和Smart for two。

依據(jù)汽車造型評(píng)價(jià)模型的方法對(duì)9款典型車型進(jìn)行造型特征提取，并且與汽車造型特征描述表中的相關(guān)特征要素進(jìn)行匹配。最終得出汽車造型特征與風(fēng)格語義之間的映射分析表。如表3所示。

表3 汽車造型特征與風(fēng)格語義映射分析

4 實(shí)例分析

選取30款樣本車型(對(duì)應(yīng)每組風(fēng)格語義各10款)。樣本選取結(jié)果如圖6所示。

圖6 樣本車型選取結(jié)果

依據(jù)汽車造型評(píng)價(jià)模型的方法對(duì)30款樣本車型進(jìn)行造型特征提取，并且分別與汽車造型特征與風(fēng)格語義映射分析表中的對(duì)應(yīng)語義映射參數(shù)進(jìn)行匹配。規(guī)定不匹配的參數(shù)項(xiàng)在3個(gè)以上則該車型與風(fēng)格語義映射匹配失敗。

最終匹配結(jié)果顯示第一組的10個(gè)樣本車型中有2款車型匹配失?。坏诙M的10個(gè)樣本車型中有3款車型匹配失??；第三組的10個(gè)樣本車型中有2款車型匹配失敗。三個(gè)組的匹配成功率最低為70%，最高為80%，總體匹配成功率約為76.7%。匹配結(jié)果如表6.2所示。

表6.2 樣本車型與對(duì)應(yīng)風(fēng)格語義映射參數(shù)匹配結(jié)果

5 結(jié)論

通過實(shí)例分析的結(jié)果可以看出，該映射分析結(jié)果與樣本參數(shù)匹配具有較高的成功率。因此，研究得出的汽車造型特征要素與風(fēng)格語義之間的映射分析表具有一定的參考價(jià)值，可以為汽車造型設(shè)計(jì)師在前期概念探索階段提供參考。

但實(shí)例分析過程中仍然存在不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆矫?，比如在樣本選取的過程中受主觀判斷影響的成分比較大；匹配失敗的樣本的不匹配參數(shù)項(xiàng)較為集中。以及，汽車造型特征描述表中所選取的特征要素也可能存在缺乏參考價(jià)值的問題。

因此，在接下來的研究中，應(yīng)當(dāng)對(duì)特征描述表中的特征要素選取進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，并多次迭代以達(dá)到最優(yōu)效果；在實(shí)例分析中的樣本選取環(huán)節(jié)也可以提出一個(gè)樣本隨機(jī)選取的方法，將主觀判斷對(duì)樣本選取的影響最小化。