基于意象图式的家用立式空调类产品可供性设计研究

包啸君　徐娟芳

关键词：可供性 意象图式 产品设计 认知 设计方法

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）01-0124-04

引言

体验经济下的家用产品开始呈现人性化，智能化，多元化的特征。对于设计师而言，其面对的难题之一是如何耦合设计师的主观判断和用户实际需求的差异来进行产品的交互设计，即所谓的减少“认知摩擦”。智能化带来便利的同时，也增加了部分用户的操作难度，尤其在面对家庭情境下多角色的能力差异上尤甚。系统而有效地分析用户认知和行为模式，从而提升产品的“可供性”，是设计领域的研究内容之一。可供性（affordance）理论原本属于生态学理论范畴，由生态心理学家吉布森（James J. Gibson）提出，用于描述有机体和自然环境的交互关系。 后由心理学家唐纳德.诺曼引入设计领域，提出了“感知的可供性”。可供性理论在设计领域的应用已经较为广泛，例如设计师深泽直人所提倡的“无意识设计”，其在设计理念上完美契合了可供性的思想。可供性强的产品，不仅在使用层面上能够满足人们的需求，也能在认知，感官等层面为使用过程提供清晰的指示和引导。本文从意象图式的视角来进行家用立式空调的设计实践，旨在优化家用立式空调类产品使用体验的同时，完善提升产品可供性方法的研究。

一、可供性和意象图式及其关系概述

（一）可供性

可供性的内涵是“事物所具有的能够给人或动物提供某些东西的属性。” 英国设计方法论学者William W. Gaver认为，物的“可供性”和“知觉信息”是两个可以区分开的概念。可供性作为事物自身属性，是脱离使用者而存在的。而知觉信息是使使用者感知到事物可供性的信息，同用户的知识和经验紧密相连。Rex Hartson基于唐纳德.诺曼的理论将可供性划分为功能可供性，认知可供性，行为可供性和感官可供性。本文沿用Gibson提出的“可供性是事物自身属性”的观点，并依据许晓峰在可供性的物-功能和物-人界面基础上对于Hartson四种可供性分类的划分，可以形成可供性视角下产品属性和用户行為关系表（如表1）。由表格可知，产品的属性与用户使用过程中不同维度的需求相对应。其中可供性（物-功能）界面主要体现用户对产品最基本的功能需求，与产品完成功能所需要的结构布局等相对应。行为可供性，认知可供性，感官可供性则在知觉信息上与用户对于产品的感知和使用产生关联，要求产品在如形态，符号，材料等其他属性最大化地满足用户的体验需求。

（二）意象图式

意象图式源于认知语言学，用于解释概念隐喻中源域和目标域的映射机制问题。其含义是“人在与环境的交互中反复出现的行为模式的抽象结构”。人们上下楼的“上”与“下”，从一个地点到另一个地点的“来”与“回”，其行为习惯中蕴含的模式和特征能够以抽象概念来进行编码。主流的意象图式一般基于认知语言学家约翰逊（Johnson .M.1987）的27个基本图式进行分类和拓展。本文采用的是德国设计学教授赫提尼（Hurtienne.J）的意象图式分类法，将图式划分为基本，空间，力量，包容，复合，属性，过程等8类图式。目前意象图式在交互设计领域已经有比较广泛的研究和应用。刘振玲在其硕士论文中将意象图式应用于视觉传达设计中的线条和装饰纹样设计中。王赟曌和覃京燕提出了使用意象图式来进行智能手机手势操控设计的编码策略 。徐永顺将意象图式应用于智能电视的界面设计实践中[14] 。国内已有研究大多针对界面交互，而将意象图式应用于产品硬件交互和设计研究较少。

（三）意象图式优化可供性的机制

1.意象图式视角下的

可供性认知过程可供性作为一种事物的属性，其存在的意义是需要被人察觉到，反之即成为Gaver所定义的“隐藏的可供性”。对于事物可供性的认知是建立在人接受到产品表征属性带来的信息经图式识别后产生的。心理学认为，人的记忆分为感觉记忆，短时记忆和长时记忆三种。感觉记忆的编码过程为：人通过感觉器官对于事物进行感知，事物的表征属性给予不同感觉器官刺激，如视觉，触觉刺激等。

感觉器官根据刺激的物理特征来进行编码从而形成记忆。感觉记忆的时效性很短，如果未被注意或者识别到，便会很快消失。在这个过程中，图式起到了对于感觉记忆快速识别的作用。跨文化心理学家Bartlett认为，图式是认知模式的共性，是“对过去经验的积极组织”。约翰逊将意象图式解释为“人类与外部环境感知与互动过程中反复出现的动态构型”。在记忆信息加工机制的基础上，可以形成如图1所示的可供性认知过程。这一过程中，对于一些产品表征属性的有意加强，使得感觉记忆加强，从而能被意象图式更快识别，可以降低用户的认知成本，优化使用体验。

2.意象图式与可供性的关系探究

在使用产品的过程中，意象图式同对事物的可供性认知存在着对应匹配关系，应用于设计时可以通过合理应用这种对应关系来设计交互方式。其具体内涵为：

（1）意象图式和可供性存在着一多对应关系，即某个意象图式可以激发对事物的多个可供性的认知。例如对一棵树而言，其形态和大小可以使人形成空间图式，产生“栖息”“避雨”等多种可供性。其在产品设计的应用层面，通常体现为对某个产品结构多义性的功能延申，即以简洁的设计形式形成意象图式，为用户提供多种使用的可能性。

（2）多个意象图式可以强化对某个可供性的认知。使用者对于事物可供性的认知内容通常是多个图式叠加产生的。例如对于“竹筏”这一事物的可供性认知，仅通过名词来认知可供性，只能依据经验了解其具有“载物”的可供性。但一张具体的图片可以通过其展现的表征属性使得用户产生多个图式，了解其“载重量”“可载大小”等具体内容。将意象图式应用于产品设计中，需要通过产品的表征属性来充分调动用户多个图式的认知，强化用户对于可供性的感知。

（3）可供性认知过程中的意象图式是随着使用过程次序产生的。许晓峰认为，事物的可供性具有次序关系，整体的可供性是建立在使用过程中各个部件的可供性先后被用户感知的基础上完成的。在使用产品的过程中，意象图式的和可供性的对应关系也具有先后次序性。以开门的动作为例，用户见到封闭的门，首先同“包容图式”中的“内外”进行对应。门所具有的分割空间和保护门后事物的可供性使得激发了用户“阻塞”图式的产生。开门过程中，门的把手形态提供了“抓”这一感知图式，进而使得用户抓握住把手。当用户尝试转动把手时，同“力”图式中的“反作用力”进行对应，使其意识到门不可开启。反之，则与“力的转换”图式对应，推把手过程中的推力转化为把手旋转的力。门打开，“阻塞”图式消除。需要注意的是，图式的消除并不一定代表可供性的消失，对于门而言，恰恰说明了其可以提供“开合”这一功能可供性。这一系列操作过程是基于用户认知规律而自然产生的（如图2）。因此，对于产品设计而言，将意象图式有次序，有规律的编排到产品的结构，材质和细节的设计中。让用户在使用的过程中有迹可循，从而达到“一用如故”的效果。

二、基于意象图式的家用立式空调可供性设计方法和流程

（一）家用立式空调产品可供性分析

家用立式空调作为一种分体式空调，具有制冷效果好，功率大的特点。目前在家庭，办公等场所中应用广泛。近年来，随着体验经济时代的到来，用户对于家电产品的需求从功能满足到开始追求更舒适和人性化的使用体验。家用立式空调的设计趋势也开始走向情感化，个性化和智能化。借助几个大型线上购物平台的数据对于市场上已有的十款主流高销量立式空调产品进行搜集，并类比其功能，行为，认知和感官可供性，过程如图3所示。结果显示这类产品在功能上的特征是：进行了多功能集成，除了制冷制暖以外，还增加了去湿，送风，自洁等功能。在操控方式上，除了传统的按键操控以外，部分机型支持移动终端远程操控，并使用移动终端和产品的液晶屏幕来进行状态显示。智能化使得用户操控设备的方式开始多样，但同时也带来了认知负担。这类产品大多实现了物-功能界面上的可供性。但对于物-人界面——即知觉信息层面上，针对家庭情境下多種用户角色的认知差异上仍需完善。在进行家用立式空调类产品的设计时，需要加强对这个层面的关注。

（二）基于意象图式的家用立式空调

产品设计方法和流程产品硬件交互过程中，用户的行为习惯和认知模式是设计的依据和基础。而这些具有规律性的行为特征可以通过意象图式的方式来进行编码，依据设计原则和语言转化为产品的属性，从而实现产品的可供性（设计工作流）。用户在使用产品的过程中，依据自身的经验和记忆，将产品的属性转化为意象图式，进而解码为自身熟悉的行为模式和操作习惯，自然流畅的使用产品（用户使用流程）。

家用立式空调的核心功能是进行室内温控和环控，这属于其（功能）可供性的层面。而其操作方式和状态显示方式等属于其知觉信息（行为，认知和感官可供性）层面。基于意象图式的可供性优化设计工作流通过次序建立物-功能界面，用户研究提取图式，建立物-人界面的方式来优化产品可供性。设计工作流与使用流和设计实践流程图如图4所示。

三、基于意象图式的家用立式空调设计实践

（一）用户研究和产品功能需求建立

通过对于5个家庭一共16位家庭用户成员使用家庭智能立式空调的过程进行访谈。从核心功能需求和其他功能需求两个方面进行归类总结。去掉一些过于边缘化和有较高技术难点的功能总结访谈结果，结合市面上已有的产品功能需求图总结如图5所示。

（二）用户认知规律探究与意象图式提取

肖亦奇在研究自然交互手势的意象图式中提出可以从用户描述中的基本隐喻来进行意象图式的提取，其方法是通过进行相关的概念描述来了解用户对于某些交互动作经验性和倾向性的理解方式，并从中提取意象图式。例如对“打开制冷开关”这一功能操作而言，用户对“打开”和“制冷”的描述会呈现意象图式的统一性，可以提取诸如路径图式，旋转图式等具有代表性的子图式。笔者对3个家庭的12位用户进行了线上和线下访谈。各年龄层用户数量情况为：13-22岁的青少年4位，38-55岁的中年群体6位和64岁，72岁老年群体2位。通过对于各项功能的概念词汇细分，让用户以描述性语句来叙述此概念在用户脑海中的印象和感受，并提取相应的意象图式。由于不容年龄段的家庭用户的认知经验，知识水平也有差异性，为了保证意象图式具有普遍性，需要进行分开提取。并对相应年龄层的用户意象图式进行整合后，选出其中重复和具有代表性的图式，这代表了几类人群在图式认知上的共性。通过整合后的意象图式列表如表2所示。

（三）设计方案以及策略阐述

经过意象图式的提取后，同功能可供性列表进行结合。将部分功能的多个意象图式进行整合，构建产品交互逻辑，并落实到其表征属性上。在整个产品设计过程中，属性图式，空间图式，和感知图式进行了多次应用。通过对于意象图式提取后的交互方式进行初步规划，并结合产品的设计语言进行设计后的产品效果图如图6所示。“BREATH”是一款用于家庭环控和温控的立式空调，在整体的外观设计上，契合家庭的环境，多使用木制材质和偏灰白的色彩，营造干净自然的整体感受。下面将以本实践为例来阐述具体的设计策略。

1.强化对于用户“无意识”功能需求的可供性感知

对于家用立式空调而言，其核心功能是进行环控和温控，这是用户的基本需求。但在访谈过程中，用户一些无意识的行为习惯常常反映了一些潜在的需求。对于这些需求的满足，能够在潜移默化中提升用户对于产品的体验感受。在本设计实践中，通过访谈发现，用户会把空调放在家庭的边缘角落，上方放一些盆栽等小物件。这意味着立式空调的顶部具有置物这一可供性。在设计时对于空调的顶部放置物品的台面做了内凹处理，加强包容图式（内外，容器）和空间图式（中心-边缘），引导用户放置东西（如图7）。

2.构建多图式复合运用的交互方式

在实现从图式到交互方式的具体设计上，充分运用多个图式来充分调动用户的认知模式。例如在操作面板的设计上，运用属性图式（冷暖，粗糙-光滑）通过双材质的对比来进行冷暖两种模式下的功能分区。干燥，暖风模式位于上方，操控面板采用仿木纹理的表面处理，触摸上去粗糙，视觉效果温暖，能够契合温暖的意象图式。冷风模式，自动调温和通风模式在意象图式上偏向属性（冷和光滑）图式，因此使用了金属材质，在视觉和触觉上同三种功能相契合。多图式的复合叠加可以让用戶产生对于交互方式的自然认知，提升产品的可供性（如图7）。

3.构造符合操作过程顺序的

交互反馈交互操作过程中，需要合理应用图式，使得用户在操作过程的动作节点处获得下一步的操作提示和指示方式，整个过程有序发生，优化产品的认知和行为可供性。例如在调温按钮上，采用了空间图式（上-下），进行了纵向的排列。在按钮控制上，不同于常用的触摸板而采用了物理按钮，因为对于用户的操控过程而言，物理的按压方式能够在操作过程中同空间（前-后）图式对应，符合用户认知习惯。按钮在按压的同时，发出“滴”的音效，同时标识指示灯亮起，上方面板亮起黄灯，下方面板亮起蓝灯，在视觉上呼应属性（冷暖）图式。通过按钮的声音反馈和灯光色温使得用户获得“操作已成功进行”和“升/降温”两种信息。方便判断下一步的操作（如图7）。

4.设定符合用户日常经验的状态感知方式

在进行图式到产品表征属性的转化过程中，可以参考用户日常生活经验来设定状态的感知方式，从而提升产品的感官可供性。本实践案例中，空调在关闭情况下，折叠风叶向内收纳进去成为一块完整的平板，形成“阻塞”图式，让用户明白空调此时处于关闭状态。打开后，风叶展开，冷风通过过滤网和纺织网面避免直吹。对于用户而言，打开的过程形成了空间（旋转）图式，与开启柜门等用户日常活动经验相契合，能够在视觉上给予工作状态提示。在模式状态感知上，在自动控温（睡眠）模式下，LED灯会进入呼吸灯状态，明暗缓慢闪烁，同存在（循环）图式和属性（明暗）图式对应，符合用户日常睡眠呼吸的物理过程。将声音要素纳入制冷制热模式下，以“篝火燃烧”和“雪花飞舞”两种声音激发用户过往的环境感知经验，可以无需刻意观察就感知工作状态（如图8）。

结论

本文以意象图式作为方法论来进行产品硬件交互可供性研究和实践。分析了意象图式在产品可供性的认知过程中的作用机制，并对两者的关系进行了论述。提出可以通过在家庭环境中，通过共有的意象图式认知来进行家用立式空调类产品表征属性和交互方式的设计，从而优化这类产品的可供性。当然，基于意象图式的设计应用也不限于仅限于此类产品，其在需要强调跨人群通用性和拟合认知差异等领域的产品设计中都可以有所参考。

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