楊河莉 苗艷鳳

（南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037）

色彩是產(chǎn)品至關(guān)重要的一部分[1]。恰當(dāng)?shù)念伾梢悦鞔_地傳達(dá)產(chǎn)品信息，吸引客戶注意力，激發(fā)人的情感[2-3]，因此色彩在家具中扮演著十分重要的角色[4-6]。目前，大學(xué)環(huán)境中的家具及室內(nèi)色彩設(shè)計(jì)存在諸多問題，如色彩相對單一、搭配不當(dāng)和缺乏個(gè)性需求響應(yīng)等[7-9]。本文旨在通過對大學(xué)生上床下桌家具色彩選擇進(jìn)行調(diào)研，基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論對宿舍家具配色美度進(jìn)行量化研究，通過引入交界邊權(quán)重和更正色彩調(diào)和秩序因素值優(yōu)化孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用，構(gòu)建基于色彩調(diào)和理論的上床下桌家具配色美度量化模型。

1 色彩模型與色彩選擇調(diào)研

本研究對53 名大學(xué)生展開宿舍家具色彩選擇調(diào)研，測試者的裸眼或者矯正視力均為正常。調(diào)研通過iPad軟件procreate完成。利用procreate軟件將宿舍的代表性家具——上床下桌去色彩、去材質(zhì)化處理成為線框模式（圖1）。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中通常只需要2～3 種顏色，一項(xiàng)關(guān)于商品大數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)商品的顏色一般不超過4 種[10]。根據(jù)家具的功能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等將其分為床架、書桌和儲(chǔ)物柜3 部分，每部分都是獨(dú)立的單元且只能填充1 種顏色。受試者被要求在完整的色環(huán)上選擇色彩進(jìn)而完成家具的多色填充。

圖1 宿舍家具色彩選擇調(diào)研界面Fig.1 Dormitory furniture color selection survey interface

該軟件通過HSB色彩模型展示色彩。HSB色彩模型基于色彩三屬性描述顏色的直觀數(shù)值[11-12]，通過色相H（Hue）、純 度S（Saturation）和 明 度B（Brightness）3 個(gè)屬性呈現(xiàn)色彩，貼近人類感官直覺[13-16]，比較適合用于描述家具色彩。

2 上床下桌家具配色量化評價(jià)方法

色彩調(diào)和（color harmony）是指2 種或多種色彩按一定的方法，統(tǒng)一而協(xié)調(diào)地組合在一起，使色彩關(guān)系呈現(xiàn)出規(guī)律性、秩序性，滿足人的視覺審美和心理需求的色彩搭配[17]。色彩調(diào)和在室內(nèi)裝飾、平面、產(chǎn)品、服裝等設(shè)計(jì)領(lǐng)域均有涉及并應(yīng)用[18]。通過產(chǎn)品的色彩搭配能展現(xiàn)空間的獨(dú)特韻味及體現(xiàn)用戶的個(gè)人品位，符合色彩調(diào)和區(qū)間的配色方案可提高空間的整體協(xié)調(diào)性和美感，增強(qiáng)色彩帶來的視覺感染力，給用戶舒適和諧的體驗(yàn)。目前應(yīng)用比較廣泛的色彩調(diào)和理論主要有蒙賽爾和孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論[19]，二者均可對配色美度進(jìn)行一定程度量化：1）蒙賽爾（Munsell）色彩面積調(diào)和理論指出色彩調(diào)和搭配其明度和純度的高低應(yīng)與面積大小呈反比[20]；2）孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論包括對色相、明度和彩度三屬性調(diào)和關(guān)系的美度量化[21]。為綜合考慮色相、明度和彩度三屬性的搭配關(guān)系，本研究選用孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論和伯克霍夫美度評價(jià)模型對上床下桌家具配色美度進(jìn)行量化研究。

2.1 孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論

孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論基于Munsell色立體空間，可從色彩的色相（H）、明度（V）、彩度（C）三屬性來定量分析調(diào)和關(guān)系，且符合色彩心理學(xué)的特點(diǎn)[22]。HSB色彩模型與HCV色彩模型之間無法實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化，本文首先利用Photoshop軟件完成HSB到Lab色彩模型的轉(zhuǎn)化。接著通過佐道健轉(zhuǎn)換公式將色彩的L*、a*、b*值轉(zhuǎn)化成為H、V、C值[23]，轉(zhuǎn)換公式（1）～（3）：

孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論主要包括色相（H）、明度（V）、彩度（C）三屬性的間隔分類及調(diào)和關(guān)系，該理論指出：色彩間隔可分為同色調(diào)和區(qū)、對比調(diào)和區(qū)、類似調(diào)和區(qū)、第一曖昧區(qū)、第二曖昧區(qū)[21]。色相差、明度差、飽和度差在不同的區(qū)間范圍對應(yīng)不同的秩序因素值，如圖2。

圖2 秩序因素值Fig.2 Order factor value

2.2 伯克霍夫美度評價(jià)模型

根據(jù)形式美的“美在于多樣性的統(tǒng)一”的觀點(diǎn)，德國數(shù)學(xué)家伯克霍夫提出了表示形式美的數(shù)學(xué)模型[24]，該公式被服裝、產(chǎn)品、環(huán)境等諸多設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于美感評價(jià)，見公式（4）：

式中：M為美度，即美的程度大小；O為秩序因素；C為復(fù)雜度因素[25]。

本研究將該模型應(yīng)用于評價(jià)色彩調(diào)和美度。存在色彩差異的配色情況下，O值為色相極差（Oh）、明度極差（Ov）及彩度極差（Oc）所匹配的秩序因素之和。在無色彩差異的配色情況下，秩序因素為Og=1。C值為總色彩數(shù)、具有色相差的色彩組數(shù)、具有明度差的色彩組數(shù)及具有彩度差的色彩組數(shù)之和[25]。

3 美度量化模型構(gòu)建與分析

本研究基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論使用伯克霍夫美度評價(jià)模型對上床下桌家具色彩搭配美度進(jìn)行量化研究。上床下桌家具配色由三個(gè)功能區(qū)域的三個(gè)色塊構(gòu)成，將三色作為整體進(jìn)行量化可求得美度值M1；對上床下桌家具配色關(guān)系進(jìn)行分析可知，上床下桌家具由三個(gè)較規(guī)則形色塊組成，兩兩相鄰?fù)瓿扇式M合，故可將ABC三色塊色彩搭配轉(zhuǎn)換為AB、AC、BC三組兩色塊色彩搭配的組合。每個(gè)組合色彩搭配美度值對總體美度值的貢獻(xiàn)度不同，色塊間交接形成完整且規(guī)則的交界線，任兩色塊交界線長度占所有可能組合的兩色塊間交界線的總長即為該組合的調(diào)和權(quán)重。三組兩色塊色彩搭配組合的美度值乘以其相應(yīng)調(diào)和權(quán)重的總和即為三色塊總體美度值M2。結(jié)合主觀審美評分調(diào)研對M1和M2兩組美度值進(jìn)行分析可知，引入調(diào)和權(quán)重可以一定程度上優(yōu)化調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用，但引入調(diào)和權(quán)重前后的美度值均不能較大程度滿足人的主觀審美需求。進(jìn)一步分析可知，孟斯賓瑟調(diào)和理論既定的秩序因素值與大學(xué)生在上床下桌家具中的色彩偏好相差較大，通過對大學(xué)生上床下桌家具色彩選擇的搭配關(guān)系分析更正秩序因素值并計(jì)算美度值M3。結(jié)合主觀審美評分調(diào)研對M2和M3兩組美度值進(jìn)行分析可知，更正秩序因素值后的調(diào)和理論可以較大程度滿足人們的主觀審美需求，構(gòu)建上床下桌家具配色美度量化模型（圖3）。

圖3 美度量化模型構(gòu)建與分析Fig.3 Construction and analysis of beauty quantitative model

4 上床下桌家具色彩搭配美度量化——引入交界邊權(quán)重

本研究通過對53 名大學(xué)生展開上床下桌家具色彩選擇調(diào)研收集到53 個(gè)有效色彩搭配樣本，并對上床下桌家具色彩搭配的美度量化進(jìn)行優(yōu)化研究。

4.1 基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論進(jìn)行美度量化

本研究基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論使用伯克霍夫美度評價(jià)模型對色彩搭配樣本進(jìn)行美度量化。通過對色彩搭配樣本的H、V、C值進(jìn)行分析得到相應(yīng)的秩序因素值（O）與復(fù)雜度因數(shù)（C），接著使用伯克霍夫美度評價(jià)模型計(jì)算美度值（M）。美度值最高和最低分別五個(gè)色彩搭配樣本及具體參數(shù)見表1，其中排名1～5 的配色方案為美度值最高的五個(gè)方案，排名6～10 的配色方案為美度值最低的五個(gè)方案。

表1 基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論量化美度Tab.1 Quantify beauty based on Monspencer's color harmony theory

（續(xù)表1）

4.2 基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論引入交界邊權(quán)重進(jìn)行美度量化

通過對上床下桌家具色彩搭配關(guān)系分析可知，上床下桌家具由三個(gè)較規(guī)則形色塊組成，兩兩相鄰?fù)瓿扇式M合，色塊間交接形成完整且規(guī)則的交界線，任兩區(qū)域間交界線長度占所有可能組合的兩區(qū)域之間交界線的總長即為兩區(qū)域間調(diào)和權(quán)重。即，兩色塊間交界線越長，該兩色的調(diào)和美度占總體美度的比重則越大。通過在CAD軟件中1∶10繪制上床下桌家具的線框圖計(jì)算出任兩區(qū)域間交界線長度及占比，如圖4所示。其中：LAB∶LBC∶LAC=17%∶37%∶46%。

圖4 色彩搭配交界邊權(quán)重Fig.4 Color matching boundary weight

基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論使用伯克霍夫美度評價(jià)模型并引入交界邊權(quán)重對上床下桌家具配色美度量化的具體計(jì)算公式及步驟如下：

式中：MAB、MAC、MBC分別代表AB、AC、BC兩區(qū)域色彩搭配的美度值；OAB、OAC、OBC分別代表AB、AC、BC兩區(qū)域色彩搭配的秩序因素值；CAB、CAC、CBC分別代表AB、AC、BC兩區(qū)域色彩搭配的復(fù)雜度因素；Li代表第i個(gè)組合間交界線的長度；Wi代表第i個(gè)組合間的調(diào)和權(quán)重；Mi代表第i個(gè)組合間的色彩搭配美度值。

美度值最高和最低分別五個(gè)色彩搭配樣本及具體參數(shù)見表2，其中排名1～5 的配色方案為美度值最高的5 個(gè)方案，排名6～10 的配色方案為美度值最低的五個(gè)方案。

表2 引入交界邊權(quán)重的美度量化Tab.2 Introduce the border weight to quantify the beauty

（續(xù)表2）

5 主觀審美評分調(diào)研與結(jié)果分析

5.1 主觀審美評分調(diào)研

基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論分別計(jì)算引入交界邊權(quán)重前后的量化美度最高和最低的5 款配色方案，經(jīng)過合并共有12 款色彩搭配方案。以該12 款配色方案為調(diào)研樣本展開主觀審美評分調(diào)研。通過發(fā)放網(wǎng)絡(luò)問卷對85 名受試者展開上床下桌家具配色主觀審美評分調(diào)研，其中男生30 人，女生55 人，年齡為18～25 歲。調(diào)研選用李克特心理測量量表，該量表常用來測量被調(diào)查者對某種產(chǎn)品或服務(wù)的看法和態(tài)度，例如喜歡、不喜歡，同意、不同意等。常見李克特量表有5 級、7 級和9 級，盡管多兩級表可以細(xì)化被調(diào)查者的態(tài)度，但是會(huì)造成被試在相鄰層級之間難以抉擇，從而造成被試心理負(fù)擔(dān)[26-29]。因此，本文采用5 級量表（圖5），評分從1 到5，表示從很不美到非常美等級依次增加。

圖5 主觀審美評分量表Fig.5 Subjective aesthetic rating scale

5.2 調(diào)研結(jié)果分析

通過對引入交界邊權(quán)重前后基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論量化的上床下桌家具配色美度值與主觀審美評分進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)性檢驗(yàn)見表3、4。從表格中的數(shù)據(jù)可知，引入交界邊權(quán)重前后皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為0.099（p=0.785）和0.306（p=0.391），其中p值均大于0.05。皮爾遜相關(guān)性分析中通常需要p≤0.05 才可認(rèn)為兩組數(shù)據(jù)之間有明顯的相關(guān)性，反之則認(rèn)為兩組數(shù)據(jù)之間相關(guān)程度不明顯甚至不相關(guān)。由此可見，引入交界邊權(quán)重前后基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論對上床下桌家具配色美度量化值與主觀審美評分之間均不存在相關(guān)性。但通過對引入交界邊權(quán)重前后p值及相關(guān)性系數(shù)比較分析可知，引入交界邊權(quán)重在上床下桌家具配色美度量化中具有一定合理性。

表3 相關(guān)性檢驗(yàn)（引入交界邊權(quán)重前）Tab.3 Correlation test (before introducing the border weight)

表4 相關(guān)性檢驗(yàn)（引入交界邊權(quán)重后）Tab.4 Correlation test (after introducing the border weight)

綜上所述，引入交界邊權(quán)重前后的孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的應(yīng)用很大程度上不能滿足人們的主觀審美需求，但交界邊權(quán)重的引入可以一定程度優(yōu)化孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用。

6 孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論秩序因素值更正

通過對大學(xué)生上床下桌家具色彩選擇的搭配關(guān)系分析可知，絕大多數(shù)大學(xué)生傾向于在上床下桌家具中選擇近似色彩搭配，如，色相差在0～10 之間，彩度差在0～2.4 之間，明度差在0～2 之間。通過與秩序因素值的對比可發(fā)現(xiàn)色相差在0～7 之間的秩序因素值為0，明度差在0～0.5 之間的秩序因素值為負(fù)值，飽和度差在0～3 之間的秩序因素值為0，這一趨勢與大學(xué)生在該家具中的色彩搭配偏好不相符，故本文對53 名大學(xué)生色彩選擇搭配關(guān)系進(jìn)行分析，如圖6 所示，以某色彩維度在某差值區(qū)間內(nèi)的色彩搭配樣本數(shù)量占總搭配樣本數(shù)量的比值作為該區(qū)間色彩維度差值的秩序因素值，見公式（6）：

圖6 色彩搭配關(guān)系分析Fig.6 Analysis of color matching relationship

式中：OH(a-b)代表色相維度上在a～b這一區(qū)間內(nèi)的秩序因素值；NH(a-b)代表色相維度上色彩差值在a～b這一區(qū)間內(nèi)分布的樣本數(shù)；N總代表參與調(diào)研所有被試的色彩搭配樣本數(shù)量。更正后的秩序因素值如圖7 所示。

圖7 更正秩序因素值Fig.7 Correct the order factor value

基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論和伯克霍夫美度評價(jià)模型在引入交界邊權(quán)重的基礎(chǔ)之上通過更正秩序因素值對上床下桌配色美度進(jìn)行量化。美度值最高和最低分別五種色彩搭配樣本及具體參數(shù)見表5，其中排名1～5 的配色方案為美度值最高的5 個(gè)方案，排名6～10的配色方案為美度值最低的5 個(gè)方案。以該10 個(gè)色彩搭配方案為調(diào)研樣本重復(fù)5.1 中的主觀審美評分調(diào)研，并進(jìn)行量化美度值與主觀審美評分的相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)性系數(shù)為0.633（p=0.049<0.05），屬高度正相關(guān)，見表6 。由此可知，對孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論中秩序因素值進(jìn)行更正可較大程度上優(yōu)化該色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用。

表5 更正秩序因素值的美度量化Tab.5 Correct the value of the order factor to quantify the beauty

（續(xù)表5）

表6 相關(guān)性檢驗(yàn)（更正秩序因素值后）Tab.6 Correlation test (after correcting the order factor value)

7 結(jié)論

本文基于孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論使用伯克霍夫美度評價(jià)模型對上床下桌家具配色美度進(jìn)行量化研究，通過引入交界邊權(quán)重和更正秩序因素值優(yōu)化色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用，構(gòu)建上床下桌家具配色美度量化模型，得出以下結(jié)論：

1）引入交界邊權(quán)重前后的色彩調(diào)和理論在很大程度上不能滿足人們的主觀審美需求，但交界邊權(quán)重的引入可以一定程度上優(yōu)化孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用。

2）既定的秩序因素值不能較好地適用于上床下桌家具配色美度量化，因此需要通過對調(diào)研樣本的分析與秩序因素值的更正，以優(yōu)化孟斯賓瑟色彩調(diào)和理論在上床下桌家具配色美度量化中的運(yùn)用。

3）引入交界邊權(quán)重和更正秩序因素值的孟斯賓瑟調(diào)和理論可以較大程度滿足人們的主觀審美需求，構(gòu)建上床下桌家具配色美度量化模型。