人們的信息獲取很大程度上依賴于視覺，約有80%～90%的外界信息是通過人的眼睛獲得的。人的視線具有直接性、自然性和雙向性等其它信息所無法具備的特點[l]。正是基于這一點，為了進一步對人的視覺信息進行探究，而開發了眼動技術。眼動技術主要通過眼動軌跡的記錄，并從中提取諸如注視點、注視時間和次數、眼跳距離、瞳孔大小等數據，研究個體內在的認知過程[M]。其應用領域非常的廣泛，包括HCI(human-computerinteraction)人機交互研究，心理學探究，網頁及平面設計評估，工業產品設計評估，動物認知習性研究以及在電子游戲設計等方面。過去家具造型方面的研究主要從美學原理、主觀評價等方面來開展，具有一定的局限性。眼動技術在平面設計及心理學研究等方面的成功實例告訴我們，現代家具創新設計中引入眼動技術將會帶來家具創新方法方面的新突破。
 

作者以椅類家具中傳統的造型元素搭腦為例，初步探討了眼動技術在家具造型評價方面的應用，并進一步分析探討了眼動技術在整個家具創新設計過程中的應用。 

 

1.1受試者

10名大學生志愿者，年齡24±3.6歲，其中7名男生，3名女生，身體健康，無色盲或色弱癥狀，裸眼或矯正視力大于1.0，試驗前6h未看電視或使用電腦，無眼部不適癥狀，女生避免眼部畫濃妝。
1.2實驗儀器、材料及方法

本試驗利用美國Tobii1750式眼動儀，采用Clearview2.7.0軟件系統對受試者的眼動軌跡進行記錄，顯示屏為DELL顯示器，刷新頻率85Hz，觀察者距離顯示屏約600mm，眼動儀采集頻率250Hz。

選擇椅背搭腦的弓背長度L2與搭腦的總長度L1以及搭腦弓背的高度作為搭腦造型量化的基礎，以L2/L1為搭腦造型量化的指標，弓背高度不變，

如圖1所示。5把座椅a、b、c、d、e，其L2/L1分別取0.2、0.25、0.3、0.5和0.67共5個水平，其它

造型元素及其尺度完全一樣。

為了減小視覺習慣對視覺對象排列順序的影響，將5把座椅排列為環形，并且按排列組合使每把座椅在左上角第一區域的次數相等，得到25張圖片，環形如圖2。實驗時，25張圖片隨機呈現，并記錄受試者的眼動軌跡，進行主觀評價。主觀評價包括活潑程度、美觀性、流暢程度和穩定感等，采用語義微分的5級量表形式。

在家具創新設計研究的過程中，不僅要考慮人的使用方面的需求，同時還要滿足人的視覺舒適性，即審美需求。現在家具在審美需求方面的研究主要采用理論分析與主觀評價相結合的方法，雖然有一定的效果，但仍存弊端，這主要是因為主觀評價中無論廣泛的語義微分法，還是模糊估計評價，都是建立在對語義的理解之上的，受試者對語義的理解與把握不同，以及評價標準不同直接影響統計分析結果，而眼動技術則是一種較為客觀方法，通過人體生理反應，研究人體對產品的喜好及興趣點。
 

眼動技術在家具設計創新中應用時，相關變量的控制至關重要，包括視覺呈現和受試者生理、心理兩個方面的因素。家具的視覺呈現包括家具的造型、質感、裝飾等等，要對這些元素細化并且進行量化處理；受試者的生理、心理因素受其年齡、動機水平、所處時代背景、專業、經驗等諸方面的影響。在試驗過程中要盡量排除視覺思維定勢、受試者生理、心理等方面的不利影響。
 

在應用眼動技術進行家具視覺因素評價時，應以視覺心理學、認知心理學等為理論基礎，建立眼動數據參量（視覺評價指標）與受試者心理指標之間的一一對應關系。首先通過眼動儀采集受試者相關視覺信息，包括視點數據（gazedata，GZD)、有效視點數據（fixationdata,FXD)、事件數據（eventdata,EVD)、興趣區域數據（AOIdata,AOI)、興趣區列表（AOIlist,AOIL)、綜合眼動數據（combineddata,CMD)以及熱點圖（hotspotplot)、視點圖(gazeplot)、視頻（眼動軌跡AVI視頻）。并利用這些視覺信息建立相關視覺評級指標，常見的視覺評價指標包括：

(1)總注視次數和時間。根據試驗方案不同，可以選擇興趣區域數據或有效視點數據，并計算某一區域受試者總注視次數和注視時間。大量試驗研究表明，總注視次數和時間與受試者的關注度成正比，因此，家具視覺因素評價中可采用次指標，以反映受試者對家具視覺因素的關注程度。

(2) 平均注視時間和次數。在分析總注視次數和總注視時間的基礎上，可進一步通過平均注視時間和平均注視次數，對受試者的眼動行為進行深入分析。視覺心理學研究表明：在人的視覺關注時間大致相同的情況下，按照平均注視時間和平均注視次數可將視覺行分為多次短暫關注、少次較長時間關注、平均關注和混亂關注4種模式，不同的關注模式反映了不同的心理變化。目前相關研究成果已廣泛應用于犯罪心理學等領域，如測謊等。在家具視覺因素的相關研究中發現，受試者通常對復雜而又美觀的造型呈現少次較長時間的關注，而對簡單的造型則呈現多次短暫性關注。在視覺舒適性方面，當受試者感到厭惡而不耐煩時會出現總注視時間短或平均注視時間和次數不統一的混亂模式，反之則數據較為統一。因此，利用這一指標結合視覺心理學，可對家具視覺因素進行比較客觀的評價。

(3) 視點軌跡。視點軌跡是視點圖（Gazeplot)結合有效視點統計分析的結果，主要反映受眾的觀察順序。該指標在網頁閱讀和認知心理研究領域應用較廣。根據視覺心理學和造型美學的相關理論可知，觀察順序不僅受人的視覺次序定勢的影響，造型也會對其產生不同程度的引導作用。如造型的運動感、韻律感等不同，人的視點軌跡也不同。在家具設計研究過程中，可以通過視點軌跡的分析，來探究不同造型因素對受試者的影響，再結合相關主觀評價指標，對家具造型韻律感、比例、和諧程度等做出客觀的評價。

(4) 首視點個數。是根據興趣區域或有效視點數據對受試者開始一段時間內眼動行為中視點分布狀況的反映。首視點個數在平面設計方面應用較多，主要用于確定宣傳表現形式吸引人關注的優先級另0。在家具設計中，通過該指標可找到家具視覺因素的首要因素及其部位。

(5) 合并熱點圖。主要是將各個樣本的熱點圖(hotspotplot)原始數據合而得到，即綜合熱點圖。

從圖中，可以很直觀的看出家具不同部位受關注的程度。
 

結合10名受試者對5把座椅搭腦造型的眼動記錄數據，分析座椅弓背形搭腦造型與眼動指標的關系，統計分析結果，如圖1和表1所示。 

圖3為某一受試者對25張圖片中的某一張進行測試時，對5張座椅靠背造型的視覺行為綜合熱點圖。由此圖可知，對于該受試者，隨著搭腦弓背部長度的增大，受關注的程度逐漸降低，并且對于較短的搭腦弓背，受試者的關注點位于搭腦的頂部突出部位和搭腦與靠背交角處，而對于較長的搭腦弓背，受試者關注的部位位于搭腦的下部，呈現整體觀察的趨勢。

由表1可知，隨著座椅搭腦弓背長度的增長，總得注視時間減少，平均注視時間先增加后減少，

而注視次數和首視點次數呈現先減少后增多的趨勢。綜合各項眼動指標可以看出，對于座椅a和e的搭腦造型，受試者普遍呈現多次短暫關注的視覺行為；對于座椅c的搭腦造型，受試者普遍呈現少次長時間關注的視覺行為，而對于座椅b和d的搭腦造型，受試者的視覺行為介于前兩種情況之間，偶爾呈現不規則混亂模式。

綜上分析，結合視覺心理學的相關原理可知，受試者對弓背長度適中的搭腦造型比較容易接受和欣賞，此時，弓背長度約為搭腦總長度的1/3左右。

利用格拉布斯異常值判斷法，對10名受試者的主觀評價結果（每位受試者分布對25張圖片中的5張座椅搭腦造型依次進行評價）進行異常值判讀，發現1名受試者主觀評價出現異常，故排除，對其余受試者的主觀評價值進行平均數計算，并作圖，如圖4所示。

由圖4可知，隨著座椅搭腦弓背部長度的增長，座椅搭腦造型的活潑感降低，而穩定感增強；而搭腦造型的美觀性和線條的流暢性隨著座椅搭腦弓背部長度的增長先提高后降低。這也進一步印證了眼動數據分析評價的結果，雖然座椅e的穩定性較大，但綜合評價較低，視覺張力不夠，給人的感覺平凡而缺乏吸引力。結合熱點圖還發現，對于穩定性較高的家具造型元素，受試者呈現整體觀察的趨勢，而對于穩定性較差的家具造型元素，受試者的關注點集中于連接部位和曲度變化較大的部位。

這些分析得出的規律會給家具創新及優化設計帶來許多科學提示，也是其它許多評價方法所不能企及的。
 

眼動技術應用及研究較早，在19世紀末一個名為EmiloJaval的法國眼科醫生發現有個病人在進行閱讀時有比較特殊的眼睛運動。他的這一發現被稱為是對眼動的最早研究。眼動研究早期主要釆用肉眼觀察和機械記錄的方法，其精確度較差，往往得不到有價值的研究數據。隨著技術的進步，以及角膜反光法的應用，眼動技術有了很大的提高，其廣泛應用可為科學研究者帶來許多有用的數據。

眼動技術在平面設計領域應用已經非常廣泛且比較成熟，如網頁設計和平面廣告設計等等，國內外相關研究較多，主要釆用對比評估的方法，且圍繞關注度進行變量控制和指標確定。在認知心理學研究領域其應用則更為廣泛，主要釆用特殊受眾與一般受眾個體之間眼動行為對比的方法，通過收集各項觀察動作的各項參量，探究眼動行為與某些心理現象與心理生理疾病的關系。而在家具設計方面，眼動技術應用卻非常少見。運用眼動儀與視線跟蹤技術研究審美欣賞的心理特征及能力，眼動技術的應用為滿足人的審美需求提供了科學依據，在美學上具有一定的學術意義。
 

眼動技術不僅可以優化家具的視覺因素，甚至在家具創新性設計的整個過程中都可以發揮其優勢作用，主要體現在一下幾個方面：

(1)探究審美偏好，定位產品市場。設計準備主要包括素材搜集，市場調研等，眼動技術在此方面可以探究消費者的審美偏好，通過數據分析進而對整個市場進行評估，準確把握市場，確定設計方向。

(2)研究傳統精華，融入創新設計。在創新設計中，要追求創新的科學性和美觀性。在對前人作品進行總結后再創新是一個很好的思路，通過眼動技術，對傳統家具進行研究，對造型規律進行科學性總結，融入創新設計，可提高設計質量。

(3) 計劃。應用眼動技術進行對比評估，模擬賣場視覺選擇，從研究結果中做出選擇，并從數據分析中總結規律進行方案優化。

(4) 宣傳效果評估，優化產品宣傳。在產品的宣傳方面，主要涉及平面設計和主流媒體宣傳制作，眼動技術在這些方面的應用非常之多。對宣傳方案進行評估并優化宣傳方案，達到更好推廣效果。
 

綜上可知，眼動技術能夠比較客觀地對家具視覺元素進行評價，其中注視時間、平均注視時間、注視次數、首視點次數、綜合熱點圖以及注視模式等視覺行為評價指標不僅能夠較好地反映家具視覺元素刺激對人體生理、心理的影響，還可以將家具各視覺因素的影響程度及分布在家具整體上比較直觀地反映出來。這方面相關理論研究將會為家具的視覺因素創新設計提供科學提示和理論指導。
 

總之，眼動技術為家具設計研究提供了新思路，為家具視覺因素的科學、客觀評價及評價標準的制定奠定了基礎。同時，眼動技術在現代家具創新性設計的各個環節均有廣闊的發展空間。家具設計研究工作者可充分利用這一新技術，提高中國家具的設計水平，促進家具行業的發展。