产品设计评价中实验评价方法研究现状

张新月 / 上海电机学院

产品设计评价中实验评价方法研究现状

张新月 / 上海电机学院

产品设计评价是设计流程中的重要环节，随着实验测量技术的发展，弥补了主观性评价方法的不足。文章对产品设计评价方法进行梳理，主要介绍了眼动、脑电测试方法的基本原理及在产品设计评价中的应用，并提出展望。

设计评价；实验评价；眼动；脑电

产品设计是企业保持发展的动力。在产品设计流程中，设计方案评选处于关键一环，而产品设计评价是对设计方案进行选择与优化的主要手段，因此在设计评价中首先要选择适当的设计评价方法，确立评价标准。

1.产品设计评价方法介绍

设计评价包含两方面内容，一是针对同一产品的多个设计方案的评价，二是针对同类产品已有样品的评价分析。前者将设计方案与评价标准相比较，以接近程度评价设计方案的优缺点，后者通过提炼样本的优缺点为产品的再设计提供参考。评价方法主要有经验性评价法、数学分析类评价法和试验评价法[1]。经验性评价法，如淘汰法、点评法等，评价者依据自身经验，采用简单的评价方法对方案做出定性地粗略分析和评价，适用于方案不多、问题不太复杂的情况。数学分析类评价法，如评分法、模糊评价法等，是运用数学工具进行分析、推导和计算，得到定量的评价参数的方法。采用数学分析类评价方法能够对所涉及的问题进行定量化，但是在实际评价过程中，产品的造型美感、舒适度等因素难以准确量化表达。对较为重要的方案环节采用试验评价法，如模拟试验和样机试验，能够得到准确的评价参数但代价较高。

后工业时代，设计由“以产品为中心”转向“以用户为中心”，围绕产品的最终用户展开设计与评价，用户对产品的体验受到重视。而无论是专家打分、领导决策、采用经验性评价法或数学分析类评价法，在设计评价中无法剥离人的主观因素（如不同的审美、设计经验、使用经验等）对设计评价的影响。

为弥补主观性评价的不足，心理机制与神经机制领域的测量方法被引入用户研究中，以客观数据增强设计评价的可靠性。实验评价法，通过实验测量评价人员在实验过程中的生理和心理反应指标来判断其偏好。眼动跟踪和脑电作为实验测量手段，发展相对成熟且应用广泛，为用户研究与产品评价提供了新方向。文中主要介绍了眼动、脑电测试方法的基本原理和在用户研究与设计评价中的应用。

2.眼动测试

在人的信息加工过程中，80%以上的外界信息来自视觉。眼动测试能够客观地反映出用户的认知处理过程。眼动主要测量指标有总注视次数、兴趣区域内注视次数、注视持续时间、首次进入时间、扫描路径长度和持续时间等。总注视次数越多，表明搜索效率越低；在一个兴趣区内注视次数越多，表明该区域对观察者来说更为重要或更能引起注意；注视持续时间越长表明提取信息越困难或该目标更吸引人；首次进入时间指被试用了多长时间第一次注视到一个兴趣区；扫描路径越长意味着搜索效率越低，扫描持续时间越长，表明搜索效率越低。

眼动测试具有客观性与实时性的特点。通过眼动实验设计，确定眼动指标，收集并分析用户眼动数据，从而了解用户真实的内部情感与思维活动。如采用眼动追踪技术研究产品列表页面的设计对用户消费决策的影响、对网站界面进行用户体验测试、对工业设计方案进行用户体验评选等。刘青等人[2]将眼动追踪技术运用于界面可用性评估，以定量实验法评估新旧界面的优劣；卢兆麟等人[3]以眼动热点图为基础构建车型评价指标体系并建立函数模型，为汽车造型评价提供了一种可行的技术途径。胡伟峰等人[4]利用眼动试验与主观评价相结合的方法，对压裂车外观设计进行评估研究，得出将产品造型主要特征表现在最受关注的区域及配色应有层次感的结论，为机械产品外观设计中的品牌特征表现提供参考。

3.脑电测试

用户的认识过程是接收信息并处理信息的过程，而大脑控制着人的认知与行为发生，神经生理学的发展及测量方法的成熟使从脑认知的角度研究用户体验成为可能。脑生理信号可反映出人真实的心理活动。

脑电测试通过对被试认知过程中脑电信号的测量，能够了解被试行为所处的认知阶段，也可以在被试无外在行为时实时获取脑电数据。脑电图（EEG）与事件相关电位技术（ERPs）是两种主要应用的技术方法。EEG是指以脑电活动的电位为纵轴，时间为横轴，记录下来的电位与时间相互关系的平面图。ERPs基于脑电提取，指当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。

脑电可对产品或服务进行精确评估，在产品的舒适性评价、用户决策中有较广泛的应用，如服装情感学研究、工业设计方案评价等。陈东升等人[5]总结了脑电技术在服装舒适性各方面的研究应用情况，提出以脑波指标与服装感觉之间的定量关系为方向，用客观量值对人的主观舒适性认识进行评价；唐帮备等人[6]以用户客观数据支撑汽车设计方案评选，采集用户在不同设计方案效果图体验评价过程中的眼动和脑电数据，同时进行主观打分，对眼动、脑电数据与主观评价值进行相关性分析，建立结合心理和生理评价指标的综合评价模型，使评价结果更加客观。

4.展望

实验评价法通过收集相关生理和心理反应指标，有助于理解用户行为、判断用户偏好，弥补了主观性评价方法的不足。然而，每一评价方法都有其有效的适用环境，结合多种方法优势的综合性评价方法将得到进一步发展，主观与客观评价相结合在设计评价中相互验证，为产品设计评价提供客观的数据支持。

[1]简召全,冯明.工业设计方法学:2版（修订版〕[M].北京理工大学出版社,2000:184.

[2]刘青,薛澄岐,Falk Hoehn.基于眼动跟踪技术的界面可用性评估[J].东南大学学报(自然科学版),2010,40(02):331-334.

[3]卢兆麟,李升波,徐少兵,成波.基于眼动跟踪特征的汽车造型评价方法[J].清华大学学报(自然科学版),2015,55(07):775-781.

[4]胡伟峰,张坤,张忠亚.基于眼动追踪技术的压裂车外观设计评估研究[J].机械设计,2015,32(06):109-112.

[5]陈东生,刘运娟.脑电在服装舒适性评价中的应用[J].服装学报,2016,1(01):21-25.

[6]唐帮备,郭钢,王凯,林立,周婧,樊轩,许娜,郭小燕.联合眼动和脑电的汽车工业设计用户体验评选[J/OL].计算机集成制造系统,2015,21(06):1449-1459.

张新月：（1991—），女，硕士，上海电机学院助教，主要从事产品设计、服务设计方面的研究。

上海市教委“晨光计划”项目（16CG79）；上海高校青年教师培养资助计划（ZZSDJ17013）；上海市2015年度“科技创新行动计划”生物医药领域产学研医合作项目(15DZ1942702、15DZ1940103)。