漢字設計的容錯性研究
——以黑體字為例

李剛 楊思晴

1.漢字設計容錯的“度”

“度”是什么？其本質概念應當屬于哲學范疇。西方著名哲學家黑格爾在其著作《小邏輯》中從存在論角度出發，將“度”定義為較為抽象的“有質的定量。”[1]認為“度”（Maass)是事物“質”與“量”的結合統一，“質”與“量”的概念都是因為“度”而存在。在我國，自古就有“過猶不及”“差之毫厘，失之千里”的民間傳統說法，也有著“樂而不淫，哀而不傷”等遵循著適度原則的中庸觀念，這些無不關乎著度。李澤厚先生將古人的樸素經驗主義觀點與看法上升到現代哲學認識論的高度，認為“‘度’就是人類為了達到生存目的而必須‘掌握分寸，恰到好處’”[2]，“‘度’就是技術或藝術，即技進乎道，‘度’關乎人類存在的本體性質。”[3]而先秦古人所倡導的“‘中’‘和’就是‘度’的實現和對象化（客觀化）”[4]，其中實質上包含了對美的追求與創造。雖然上述對度的闡釋不盡相同，但是無論從哪一角度分析，其中都包含著一定尺度與標準的界限。

本文的“度”實際上就是關于具體限度的界定，是指在字體設計中，對字體形變后依然能被識別的字形可變程度，即字體的可錯范圍。漢字雖然是在各個構形元素的基礎上運用六種造字方法將其元素按照一定的架構組合形成的，但是由于這些構件并非完全不同，其中有很多都會反復使用。比如形聲字、指事字、會意字等造字方法本身就是以象形字為基礎進行變形而生成，字形間有著極大的相似性。以指示字“本”為例，其構形基于象形字“木”，就不能將“本”字的“橫”筆畫進行減省處理，否則很容易被識別為“木”字。而對于造字方法內部而言，也有許多局限性。比如“園、圓”均為形聲字，有著相似的聲旁、相同的形旁，倘若處理不得當，很容易造成字的誤讀或者不可識，這些構字規律無疑給漢字的形變可錯程度產生了許多隱性的規范與要求，所以，對漢字的設計變形并不能隨心所欲，而需要遵循一定的章法。

2.影響漢字容錯的因素及成因

漢字的容錯主要涉及到兩方面的因素。其一，是基于人類視覺識別習慣。在視知覺“完形”心理與視覺經驗的影響下，人們能夠在腦海中將已知圖像的不完整狀態自動補齊，從而實現對圖像原型的辨別與確認。這種“完形”是德國心理學派“格式塔”（Gestalt）理念的內涵。此處的“形”是經由知覺活動組成的經驗中的整體，是對事物“結構特征”的自身組織和把握。格式塔原理也正是通過對知覺的深入研究，歸納總結了相關組織原則，并被廣泛地運用在視覺藝術中。其中的完整閉合傾向及相似性規律是確保漢字容錯的重要前提。例如圖1 所示，在圖中間首先看到的是三角形或四邊形，而不是缺角的圓或圓環，即便三角形與四邊形的線條并不實際存在，但我們確實看到了它們。圖1 告訴我們，當人們“看見”不完全的事物時，會趨向于先簡單抽取一個輪廓或用部分形成一個簡單的主題，然后對事物進行區別判斷把握其本質，從而達到辨識，自動補齊缺少的信息或形狀，看到實際不存在的部分，構成一個完整的圖像，實現對對象形態的“完形”。

圖1 （圖片來源：筆者自制）

其二，是基于漢字識別的認知心理規律。自上世紀30 年代以來，認知心理學關于對漢字的識別作出大量研究。特別是語言學者對漢字進行各種識別研究，并多集中在漢字的文字學方面。表意漢字不同于表音文字符號，是兼具聲、形、意三位一體的文字。關于漢字的認知心理的理論研究，多以字形識別為主，主要集中在漢字的構造特征與漢字識讀的關系，字音、字意次之。由于字的識別始于形的識別，且漢字的字形是本文研究的重點，所以本文主要是針對漢字字形屬性的識別作出分析。

漢字字形識別的研究主要集中在漢字構造特征與漢字識讀的相關性上。前者認為在漢字識別中是以整字為單元，這也是由視覺感知上的完形性所決定的，“字頻效應”“結構方式效應”等證明了整體識別的存在。后者則持有先對特征進行識別，再進行整體識別的觀點，并以“筆畫數效應”“部件效應”等漢字識別的規律作為支撐。學者喻柏林于1992 年在《漢字識別中的筆畫數效應新探——兼論字頻效應》論證了漢字識別兼具整體性與特征性，提出了單字的識別經歷兩類平行加工的過程。一類是整字識別，即人們對字整體識別，而不分析結構方式與表音特點等，這種情形主要體現在對高頻字及筆畫數較少的字的識別。另一類是特征識別，即在加工整字的同時也在加工筆畫及組合。特征識別主要是針對于低頻字或者是筆畫數較多且組合較多的漢字。在圖2 中，海報字形的處理有些被完全的輪廓化，但是有些卻保留了部分筆畫結構特征，便是設計師基于字形識別特征處理的結果。

圖2 字體海報設計

綜上可知，由于既定漢字字形的完形已經根植于人們的腦海中，普遍被人們認同和接受，所以憑借經驗知覺能夠識別出形變的漢字，使得字體設計呈現出千變萬化的形式具有強大的開放性。同時，漢字的“試錯”設計并非是隨意的改變，而是需要遵循一定的視覺規律，去匹配受眾的認知偏好。在信息爆炸的當下，既提升了人們對漢字設計作品視覺感知的閾值，也提出了新的設計要求以符合人們喜好多變的視覺活動，得以滋生出大量地漢字“試錯”設計創意。設計者以期通過降低對漢字的熟悉程度，達到吸引觀者視覺注意力的效果。

3.漢字容錯設計定性分析

定性分析是社會科學中經常使用的一種研究方法，主要借由研究主體介入到研究對象，以文字或圖片的形式搜集資料，經過研究者對研究主題的互動分析，為人們揭示事物的概念與本質結構。在本文中，運用定性分析方法實際上就是對漢字容錯性質與特征的判定。

3.1 漢字字形的改變

3.1.1 改變筆畫

筆畫是漢字構成的最小結構單位，筆形是構成漢字筆畫的基本形狀。人們對于常用漢字或者筆畫數較少的漢字通常進行整字識別。對與之相反的字會投入更多的關注度，通過對漢字的陌生化處理以達到對漢字熟悉程度的降低，從而引發視覺緊張與刺激，獲得視覺關注。以筆畫的減省為例，即去除文字中的次要部分，保證字體仍能在受眾主觀視覺補充下完成識別。如圖3 所示，其中部分字形是將橫筆畫省去，但是保留了宋體字橫筆畫基本的裝飾性特征，使受眾能夠在視覺“完形”的傾向下對筆畫進行視知覺的填補。

圖3 漢儀《阿爾茲海默病體》

3.1.2 改變部件

漢字分為獨體字與合體字兩大類。獨體字由筆畫構成，合體字由部件構成，二者都能最終分解到筆畫。對部件的改變通常是將部件減省、替換與反寫等實現的。

減省部件是將部分部件省略，同時保留可識別的局部特征。如圖4，是以漢字繁體“間”字為設計對象，將字的外框省略，保留了中間部分，確保了局部識別特征。替換部件是指用一個字或圖的部分或整體替換另一個字的部分或整體，通過二者相似的形象轉換同構成新的字形達到意合的效果。如圖5，是通過將“創”字部分拆解再與“意”字組合，將“創”與“意”合為一體。旋轉部件則是指將原字形的部件方向按照不同角度進行旋轉或翻轉。如圖6，就是將左邊部件垂直翻轉，右邊部件水平翻轉的結果。

圖4 白木彰《關于間》

圖5 靳埭強海報設計

圖6 劉治治《精湛brilliant》

3.1.3 改變結構

漢字結構的改變主要表現為對結構的減省、共用與解構重組等情形。漢字結構的減省主要是對內部結構的減省，以凸顯外部輪廓，適應于只需要整體識別不需要特征識別的字。結構的減省使漢字呈現出簡潔的結構形式，成為一個抽象的塊面，與較為復雜且缺乏韻律的漢字筆畫相比，簡單幾何化的處理既能帶來更舒適的視覺體驗，也增添了漢字的可塑性方向，如圖7。結構的共用是指兩個字的字形相融構成一個新的形象，這需要兩個字的字形有共同或相似的結構特征。如圖8，將“黑”與“目”“鳥”共用結構，卻又保持著各自的獨立性。結構的解構重組是指將字形的結構進行打散、拆解然后重新組合。如圖9，將字形用幾何切割，打散了字形識別的規律，造成識別的模糊，文字的形態在散亂中形成一種秩序感，通過創造性的視覺形式傳達字的內涵。而圖10，則是將一組字的字形結構進行拆分再組合，共同構成一種新的結構樣式。這種處理方式可以看作是對民俗合體字的傳承與創新。

圖7 陳飛波

圖8 黑目鳥劇團標志設計

圖10 張昊 名片設計

4.漢字容錯設計定量研究

定量研究是經由事先提出假設，再通過數據化符號的方式測量對象數值收集可量化的具體數據基礎，從而進行計算、分析與驗證，并在此基礎上得出具有普遍規律的結論。

對漢字的試錯設計是通過對原有字形系統構成特征——筆畫、部件及結構方式的改變。其中，作為漢字構形系統基礎的筆畫，是一個寬泛的概念，它包括了筆畫數、筆形（筆畫形狀）、筆畫粗細等可量化特征，能夠進行關于縱橫比（橫豎筆畫粗細比）與密度（筆畫粗細、筆畫數、字身尺寸比）的量化研究，具有定量研究的條件。

4.1 實驗字體的選擇

目前的字體可大致分為三類，印刷字體、書法字體和創意字體。由于書法字體和創意字體字形靈活多變，形態各異，在一定程度上擺脫了字形和筆畫的約束，所以難以制定出統一的標準，并不適宜做定量研究。在印刷字體中，黑體與宋體、楷體相比，更具標準化、規范化，無論從結構上還是筆畫上，都有一定的規律和方法可循，總體給人一種工整規范，清晰明辨的感覺，是作為定量研究的適宜字體。

4.2 黑體正形的定量研究

實驗設置：在前期定性分析的基礎上，用數理統計的方法分析研究在漢字試錯設計下，漢字筆畫的可加粗程度，即容錯程度。同時，包括漢字樣本的選取、漢字變量關系的推導等問題。

4.2.1 樣本選取

漢字的布局圖式靈活多變，這些基本構字元素組成漢字的方式豐富多樣，各部分按照不同的比例大小和漢字筆畫的結構規律組合排列形成多種間架結構。漢字的間架結構可從整體上劃分為獨體結構與合體結構兩大類，合體字又可細化為上下結構、左右結構、包圍結構和框架結構。其中每一類結構又可繼續細分。如左右結構分為左右、左中右，上下結構分為上下、上中下。基于以上種種分類，本文確定以漢字的實驗樣本25 個。分別為：毛、果、吃、依、鮮、沉、放、慢、粒、班、樹、春、善、等、美、要、盡、章、高、延、座、或、看、迷、森。

4.2.2 筆畫寬度比

筆畫寬度是指構成漢字的橫豎筆畫寬度，不同的字體有著固定的比例。黑體字的橫豎筆畫間的比例大致相似，計算字的面積誤差相對較小。所以，在此實驗中，計劃將筆畫寬度設定為黑體字主筆畫中豎筆畫的粗細度，將筆畫的寬度比設定為主筆畫中豎筆畫粗細度與字面高度的比值。寬度與字面的高度比值成為影響字體識別的單變量，即主要變量。筆者選用微軟雅黑為實驗字體，源于其黑白對比相較其他黑體字更加勻稱，筆畫處理更加簡潔。通過以不同主筆畫豎筆畫寬度設計一系列黑體進行比較。經測量可知，常規微軟雅黑字體的主筆畫豎筆畫寬度與字面高度的比值約為1/16H。經過對筆畫寬度比的對比測試可知（如圖11），當主筆畫中豎筆畫寬度與字面高度比為1/7H 時，筆畫間的相互影響與內部結構的破壞已經較為明顯。因此，以1/7H 為起點，將主筆畫豎筆畫寬度與字面的高度比值分別設置為1/7H、1/6H、1/5H、1/4H、1/3H 的水平，以選定的上述樣本為例，進行具體的實驗測量，再根據所得數據，運用統計分析方法，得出筆畫加粗程度與可讀性之間的關系。

圖11 從上至下 從左至右依次為1/10H、1/9H、1/8H、1/7H（圖片來源：筆者自制）

表1 模型摘要（表格來源：筆者自制）

4.3 實驗過程——字形筆畫加粗程度與識別力測試

4.3.1 被試

研究中被試者為華中師范大學美術學院的研究生32人[5]，均為有效測試。其中男生10 人，女生22 人，平均年齡25 歲，具有良好的漢字識讀能力。

4.3.2 研究工具

本研究根據選取的漢字樣本為對象，以5 種筆畫寬度為基準，進行字符調整，以此作為評估筆畫加粗程度與識別力測試的工具。按照1/3H、1/4H、1/5H、1/6H、1/7H 的筆畫加粗程度順序依次從高到低給測試者觀看。先讓被試者觀看最難以辨認的組字，再逐漸增加清晰度。讓被試者按照是否可識別以及對可識別進行高、中、低等級判斷。在測試結束后，將被試者的結果轉化為數值，進行數據統計與計算。

在進行測試前，借用李克特量表[6]的模式，用0-6分制定4 檔識別力分值表，分別記為1，2，3，4。規則如下：

1=6 分 字體可識別，識別程度高

2=4 分 字體可識別，識別程度中

3=2 分 字體可識別，識別程度低（1 分為臨界點，1分以下為不可識別）

4=0 分 字體不可識別

為被試者提供的指導語如下：我們想讓你對漢字的字形進行判斷，請依據真實的情況在是否可識別一欄進行勾選判斷，并在表格中原字對應處寫下你所看到的字（以防個人對是否可識別的感受不準確）。倘若可識別，請依據個人感受，對識別程度的高、中、低進行選擇，并在表格的相應位置進行標注。

表2 ANOVAa（表格來源：筆者自制）

4.3.3 研究程序

4.3.3 .1 施測

由筆者本人擔任被試的主試人，由于采用了整群抽樣（以班級為單位，共三個班級），施測的組織工作比較簡單，測試在美術學院的教室進行。同時，為了確保被試者的評判客觀，測試是對個人單獨依次進行，避免了漢字字形被提前泄漏。

4.3.3 .2 分析

使用SPSS25.0 版統計軟件進行字形筆畫加粗程度與識別力之間的相關性分析，并考察整體模型的擬合情況，從而對漢字可加粗程度進行整體把握。

4.3.4 結果與分析

在識別力測試打分中，測試者對漢字的識別力打分的分值較為平穩，總體呈現負相關。當字體筆畫寬度比處于1/7H-1/6H 時，字體識別力普遍高，說明此時識別不受影響；當其大于1/5H 時，字體識別力度呈現下降幅度大，表明字體加粗程度過大時，識別力受影響大。

實驗數據分析：

本研究選取漢字識別度為因變量，筆畫加粗程度為自變量，建立回歸方程模型，來驗證變量間的影響方向和密切程度。通過上表擬合度檢驗可以看到，最終模型調整后的R 方為0.970，說明因變量能夠被回歸方程解釋的部分為97%，該模型擬合效果非常好。模型的F 檢驗值=5181.919，p 值=0.000 ＜0.05。本次數據代入回歸模型（如表4），回歸方程顯著，具備統計學意義。

表3 系數a（表格來源：筆者自制）

表4 回歸函數模型（表格來源：筆者自制）

根據上表的回歸分析結果可知，筆畫加粗程度對應的t 值=-71.986，p 值=0.000 ＜0.05，達到顯著水平。由此可見，筆畫加粗程度對漢字識別度具有顯著負向影響。因此，設漢字識別度為Y， 筆畫加粗程度為X，可建立一元線性回歸模型公式：

Y=-29.045*X+10.5

得出字體主干筆畫寬度與字體識別力的計算公式為：

y=ax+b(a ≠0，b 為常數)

在實驗測試中，以1 為識別力的閾值下限，另Y=1

ax+b=y，x=（y-b）/a x=0.32707 即x=1/3H

由此可知，識別力閾值為主筆畫寬度比為1/3H。

4.4 實驗總結

根據實驗結論，建議在進行筆畫加粗類的“試錯”設計時，不能無限度加粗筆畫。字體筆畫的加粗程度不超過主筆畫寬度比的1/3H 時，才能保證漢字的可識別，該結論為字體設計提供了科學的參考依據。因此，為了保證漢字的基本識別力度，對漢字的形變程度應控制在識別的閾值范圍內。

結語

本文以設計學科為基礎，對漢字容錯“度”的概念進行闡釋，并對漢字設計容錯的原因與表現進行分析。以文字學理論為基礎，從漢字筆畫、部件和結構方式的體系著手，運用社會科學研究方法對漢字容錯設計從定性與定量兩個方面進行具體度的界定，構建起漢字容錯“度”的整個分析框架與評價體系。

定性分析主要基于漢字字形可改變的前提與保證可讀的限制條件下對漢字容錯類設計進行劃分與總結，然后，將容錯類漢字設計同相似的字體設計比較，對漢字的容錯設計進行較為全面的性質分析。定量研究則是以筆畫這一可量化因素為基礎，從可識別的限制條件出發，以整體加粗筆畫寬度為例，以黑體字黑色正形為定量研究依據，將主筆畫豎筆畫的筆畫寬度與字面高度的關系視作研究對象，總結得出字體在可識別范圍內的筆畫寬度。通過對所選定的微軟雅黑字體不斷的試錯，再進行漢字識別力的實驗測試，發現漢字的可識別閾值處于寬度與高度比需處于小于1/3H 的區間內。最終通過實證研究，在設計應用中對結論作出正確性檢驗，為筆畫整體加粗類漢字設計提供了優化選擇的科學依據。