本文摘要：在認知心理學上對于模式識別有自下而上的數據驅動加工和自上而下的概念驅動加工兩種形式，基于眼動儀的用戶識別實驗和對受試者背景知識與思維的調查分別相對應這兩種研究方法，最終得出的初步結果，包括汽車造型區域特征提取和用戶品牌識別模式的部分特性。
在認知心理學上對于模式識別有自下而上的數據驅動加工和自上而下的概念驅動加工兩種形式，基于眼動儀的用戶識別實驗和對受試者背景知識與思維的調查分別相對應這兩種研究方法，最終得出的初步結果，包括汽車造型區域特征提取和用戶品牌識別模式的部分特性。未來深入研究時，需要改進的是實驗實施規模，包括受試者數量和實驗樣本數量、眼動儀指標數量、識別模式特征量化和更多生態效度的分析等，以及根據興趣區劃定范圍并再次選取不同樣本進行實驗驗證等。
《汽車技術》該雜志于1970年創刊，30年來為業內人員提供了大量的研究成果，制造技術和應用經驗等實用技術，是廣大讀者依賴和喜愛的信息源。每期48個版11萬字，大16開幅面，內容充實而富有特色。以報道汽車整車及其零部件設計、研究、試驗、材料、工藝、使用和維修等方面的應用技術為主，并兼有理論研究和普及知識。能夠及時地為汽車行業工程技術人員、管理干部、技術工人、駕駛人員及大專院校相關專業師生提供具有較高學術價值和實用價值的汽車技術。
目的從用戶角度出發研究汽車造型特征提取和品牌識別模式，幫助汽車造型設計師理解用戶認知并應用到設計實踐中。方法主要以眼動儀為實驗工具，問卷調查法、訪談法作為輔助研究方法，進行特征提取實驗和品牌識別模式分析。結果得出了汽車造型區域特征提取結果并進行編碼和用戶品牌識別模式的初步框架。結論以眼動儀為工具，可以從特征面的角度進行特征提取和認知分析，為以后的實驗改進和研究提供更多的思路和參考。
關鍵詞：
汽車設計;造型特征;特征提取;眼動追蹤;認知
設計是一門“藝術與技術”、“科學與美學”相結合的學科，在汽車設計領域體現得尤為顯著。首先，理性方面的“科學”和“技術”在汽車行業，體現為汽車制造的技術水平和工藝解決能力，這也是汽車產品的核心競爭力;感性方面的“藝術”和“美學”在汽車行業，體現為汽車已經不僅僅是現代社會的交通運輸工具，還是一個可以靜態觀照的藝術品。在“功能決定形式”的影響下，現在的同一級別的汽車在近幾十年大體體量并沒有太大變化，反而“形式對功能具有反作用”，汽車行業的造型設計在同樣時期內的發展進度有目共睹，設計對工程匹配要求越來越高，設計主導模式越來越顯現。當工程技術方面愈趨穩定，設計在造型方面的研究越來越細時，對汽車造型特征的研究也就愈趨重要。建筑期刊這里以眼動儀為主要實驗工具，研究了以用戶角度出發的汽車造型特征提取和識別模式[1—2]，這符合目前設計回歸用戶層面的趨勢[3]，也有別于以前研究中以設計者角度出發的汽車造型特征提取歸納實驗[4]。
1汽車造型特征與用戶品牌識別模式
1.1汽車造型特征
“特征”的詞語含義是一個客體或一組客體特性的抽象結果。具體是指汽車造型中標志性、區別性的顯著形態特點[5]。特征的屬性決定了它在人們對物體認知時所扮演的重要角色，某種程度上特征就是產品造型辨識的基本單位。造型特征從構成的角度可以分為點、線、面和體4種類型[6]。單個特征點并不具有形狀信息，只有空間位置信息，設計時以它們為重要的參考點;特征線往往是造型的邊界或者轉折處，攜帶的信息量大并且易于量化，在研究特征時最常用到，代表性的是腰線[7];特征面的研究仍是基于特征線，孤立地研究特征面得到的信息與特征線相似，因此可以采取區域單位的研究方式，如進氣格柵;汽車車身幾乎全部可以看成有厚度的曲面，車身整體可以看作是雕塑，近年來新出的概念車的設計越來越像現代建筑，對“體”的整體研究會是未來研究的趨勢。在實驗中權衡4種幾何特征的特點，將重點放在對區域特征的研究上。
1.2設計師與用戶品牌識別模式
品牌是企業核心競爭力的外在表現之一，隨著汽車行業市場競爭加劇，品牌競爭將越來越成為整個行業競爭的主要形式[8]。品牌識別作為品牌的重要內容之一，已經成為汽車造型設計時的重要考慮部分�？ㄋR諾從用戶和設計師對造型信息處理的角度，將汽車美學分為3個組成部分，即圖形、形面和體量，他認為用戶對汽車造型的認知是按照從左到右的順序認知，而設計師對汽車造型的設計過程恰好相反[9]。設計師與用戶的品牌識別模式存在眾多差異點，兩者的差異類似于藝術領域藝術創作者與藝術接受者之間的關系，研究設計師創作出來的汽車造型所蘊含的“召喚結構”與用戶對最終產品的“接受”方式，即識別模式具有重要意義[10—11]。
2汽車造型特征提取及用戶識別實驗
針對以上分析，此次研究將實驗主要分為兩部分進行，前期汽車造型特征提取實驗和后期品牌識別測試。造型特征提取實驗能從用戶角度重新劃分汽車品牌識別的特征元素，并根據眼動軌跡、注視點、注意轉換頻次等，分析用戶在觀察汽車時的眼動信息，還能為第二部分的識別測試和訪談實驗提供特征參考;識別測試及訪談實驗主要以言語分析法，研究用戶在識別時的思考方式并驗證所提取特征的有效性。
2.1受試者基本信息及背景知識調查
采用問卷調查法，選取受試者為設計類和非設計類研究生，有效樣本為20個;年齡處于20～30歲，平均年齡M=24.35，標準差Std.=1.496;設計類專業和非設計類專業人數相等，性別比例均為1︰1;均為右利手。此次問卷調查還設有調查關于汽車喜好的基本信息問題，能對受試者對汽車的了解程度做大概分級。
2.2汽車造型特征提取眼動儀觀察實驗
2.2.1測試設備
觀察實驗采用的主要設備為：SMIUnitRed5眼動儀一臺，采樣頻率為120Hz，包括iViewPC測試計算機(ThinkpadT500筆記本電腦，屏幕大小為15.6英寸，屏幕分辨率1680×1050，操作系統WindowsXP)、StimulusPC圖像顯示計算機(戴爾外接顯示器，屏幕大小22英寸，屏幕分辨率為1680×1050)和下方安裝的兩組紅外光源及攝像頭。
2.2.2測試材料
實驗測試材料選擇汽車市場相對常見的有代表性的分級B級上下即中型車的類型，選取了5款車型，分別為奧迪A4、寶馬3系、奔馳C級、別克君越和大眾帕薩特。5款汽車各展示同樣角度的5張高清晰圖片，共25張，展示的角度為正前方、前方45°、側面、后方45°和正后方。所有圖片均選取環境相對單純的實車圖片;不同汽車在相同方位圖片中所在大體位置相同、大小相似;所有汽車圖片都已處理過有標志的位置。受試者參加眼動實驗所用圖片(部分)見圖1。
2.2.3測試程序
準備階段時，受試者在眼動儀前做好準備，實驗者朗讀實驗注意事項以及指導語，要求受試者盡可能全面地觀察和識記每一張圖，并告知后續有測試實驗。20位受試者按照測試問卷編號參加眼動實驗，軟件記錄后對應保存用于后續分析。實驗測試步驟為：校正—顯示品牌名稱5000ms—顯示中心聚焦點2000ms—隨機顯示圖片—重復上述步驟直至5款車型觀察完畢。
2.3受試者觀察后識別實驗測試及訪談
受試者參加完眼動實驗以后，接著參加問卷測試。受試者根據每張圖片選擇所列汽車品牌5個選項之一，結束后進入訪談階段。訪談時主要以第二次測試問卷的25個問題為主線進行訪談，問題包括對汽車的看法、辨認這些汽車品牌時主要根據哪些地方、對于5款汽車的看法、對最喜歡與最不喜歡的汽車的看法等。訪談時采用錄音和記錄關鍵詞的形式，并在訪談結束后進行整理。
3實驗結果及分析
3.1汽車造型特征提取結果
在進行提取特征數據準備時，首先對樣本數據進行了篩選，剔除了6個樣本，原因是在實驗過程中這些受試者追蹤比率低于90%，或者x/y軸偏移在某個方向角度誤差在1.5%以上。然后提取剩余14個樣本的方格興趣區、熱區圖和視點路徑，主要依據是方格興趣區、熱區圖和視點路徑圖作為輔助。眼動實驗注視信息(部分)見圖2，某個樣本的眼動視點路徑見圖3。根據興趣區數據統計和汽車行業常用的車身術語以及根據3個正視圖與裝飾件分類，對部件進行分組和編碼得出汽車造型區域特征提取結果，見表1。
3.2用戶品牌識別模式分析
3.2.1各個展示方向的眼動跟蹤指標分析
1)第二注視點分析。當標志位置作為絕大多數受試者的首視點時，車身除了標志以外的首視點即第二注視點就十分重要，視點路徑這一眼動特性可以看出受試者的眼動軌跡，進而得出第二注視點在樣本中的分布。在正前視圖中，絕大多數受試者注視點向兩側移動，移動到附近的格柵或者車燈處，少數注視點移動到引擎蓋上或者下方出牌位置;前45°視角與正前試圖情況幾乎相同，這也側面說明了當視角中提供側面和前面兩組信息時，用戶判斷仍然主要依據前臉;側面沒有顯眼標志的位置，此時的首視點絕大多數落在前或后輪包上沿處;后45°視角首視點多數落在車身側面或車燈處，并且此時提供了側面和車尾兩組信息，兩組的注視信息差距不再像前45°視角那樣區分明顯，而是分布更加平均，說明后尾目光吸引度與側面接近且都不如前臉;后尾的第二注視點分布更加集中，絕大多數集中在后車燈區域。
2)區域(AOI)分析。興趣區域是受試者在樣本中停留時間累積較長且回視數較多的區域，代表著影響汽車判斷的最重要部分，劃分和確定興趣區域主要依據熱區圖和方格興趣區兩類數據，在5個展示方向中分別位列前3位的區域是：正前視圖的格柵、前車窗、前引擎蓋;前45°視圖的格柵、車前大燈、車腰區域;正側視圖的輪轂、車腰區域、側車窗;后45°視圖的后車燈、后車輪包、車腰區域;正后視圖的后車燈、行李箱開口、后車窗。
3)軌跡及視覺停留分析。眼動軌跡能反映認知加工過程，展現受試者所表現的認知負荷與興趣特征，在實驗設定的每幅圖8000ms的時間內，絕大多數受試者能夠遍歷整個視圖并在“有吸引力”的位置停留;前后視圖中，受試者眼動軌跡多集中在左邊或右邊半邊，因為人頭腦中有“汽車是對稱的物體”這一基本認知，且多數人集中在左半邊;對于熟悉的位置，受試者在很快作出判斷以后目光停留時間并不長，這說明在此區域認知負荷較小，并且也說明停留時間短并不一定與識記性差有必然聯系，代表性的是寶馬的雙腎性進氣格柵;在問卷中較熟悉汽車的受試者視點更加穩定，眼跳距離更長，反映在實驗中就是視覺加工的廣度更大，視點掃掠路徑具有延續性，回視率低，并且能對裝飾性小部件選擇性忽略，對汽車不熟悉的受試者表現則相反，視點跳躍也大但不規則，視點掃掠路徑經常斷開，回視率高，受鍍鉻等裝飾性部件影響大，在這些地方視點停留時間較長。
3.2.2問卷和訪談的結果與分析
在問卷測試和訪談中發現，對汽車較熟悉者不需根據眼動實驗記憶就能作出判斷，在不熟悉的后視和側視也能根據品牌特征推理，不熟悉的受試者需要“記憶”眼動實驗的內容，在測試后半段許多這類受試者表示記憶模糊;在問到判斷依據時，對汽車熟悉的受試者能提供多種判斷依據，而其他受試者多根據最主要特征或者特有的裝飾件判斷;在形容判斷依據時，非專業者用詞更加口語化和擬物化，對大的側面特征關注不多。
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