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摘要：目的分析產(chǎn)品設(shè)計中人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品語義學(xué)的相互區(qū)別與聯(lián)系，研究在產(chǎn)品設(shè)計中合理協(xié)調(diào)處理兩者關(guān)系的方法。方法通過對人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)研究內(nèi)容、研究方法及在產(chǎn)品設(shè)計中的表現(xiàn)形式的討論，結(jié)合案例分析，對兩者的相互影響進(jìn)行探討；將產(chǎn)品設(shè)計對象劃分為滿足基本使用功能的形態(tài)設(shè)計與滿足非基本使用功能的形態(tài)設(shè)計兩類，對設(shè)計中協(xié)調(diào)處理人機(jī)學(xué)與語義學(xué)的方法進(jìn)行討論。結(jié)論歸納總結(jié)了人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)在產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中的區(qū)別與聯(lián)系，提出了在產(chǎn)品設(shè)計中協(xié)調(diào)處理人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)要素的具體指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；產(chǎn)品語義學(xué)；產(chǎn)品設(shè)計；協(xié)調(diào)方法

在產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計師們很早就開始關(guān)注并應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的理論和方法，而對產(chǎn)品語義學(xué)的關(guān)注則較晚。自20世紀(jì)80年代開始發(fā)展的產(chǎn)品語義學(xué)凸顯出其迎合新時代需求的優(yōu)勢，逐漸成為產(chǎn)品設(shè)計中設(shè)計師關(guān)注并應(yīng)用的又一重要學(xué)科[1]。產(chǎn)品語義學(xué)是在反思人機(jī)工程學(xué)的不足的基礎(chǔ)上提出來的一門新的學(xué)科，與人機(jī)工程學(xué)一起共同指導(dǎo)著設(shè)計師的設(shè)計行為。既往對于兩者的研究主要集中于各自學(xué)科在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，而鮮有研究如何在產(chǎn)品設(shè)計實踐中有機(jī)協(xié)調(diào)兩者的相互影響。如對產(chǎn)品語義學(xué)，有諸如探討產(chǎn)品設(shè)計中的語義思維方式[2]以及結(jié)合廚房情境進(jìn)行探討的研究出現(xiàn)[3]；對人機(jī)工程學(xué)，有結(jié)合家具、醫(yī)療器械進(jìn)行的研究[4]，卻較難找到對兩者之間關(guān)系和相互影響研究的文獻(xiàn)資料。事實上，人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)必然有著許多不同，同時在設(shè)計中也有許多聯(lián)系和相互影響。研究兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系，分析在實際產(chǎn)品設(shè)計中的合理處理兩者之間相互影響的協(xié)調(diào)方法，將有助于設(shè)計師們設(shè)計出具有更高人機(jī)效率和具有更好用戶體驗與情感表達(dá)的產(chǎn)品。

1人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品語義學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系

人機(jī)工程學(xué)在戰(zhàn)爭中發(fā)展起來，為的是使士兵在操作武器時更加方便、減少操作失誤以提高效率。人機(jī)工程學(xué)強調(diào)一切器物的設(shè)計都要考慮人們生活、工作的安全舒適等，它的研究內(nèi)容是人—機(jī)—環(huán)境的最佳匹配[5]。產(chǎn)品語義學(xué)被認(rèn)為是符號學(xué)的一部分，它的核心在于使用一定的“符號”表達(dá)特定的“語義”[6]。這個符號可以是一個造型元素（如點、線、面等），也可以是一個視覺符號（如電源開關(guān)、音量大小調(diào)節(jié)等指示性圖案）。所表達(dá)的語義分為兩類：外延義和內(nèi)涵義。外延義是指與產(chǎn)品物質(zhì)相關(guān)的特性，包括使用目的、操作方式等內(nèi)容；內(nèi)涵義指產(chǎn)品的精神功能，它涉及到情感、心理以及社會性、文化性的象征因素等[7]。

1.1區(qū)別

工業(yè)時代的產(chǎn)品以功能、結(jié)構(gòu)為設(shè)計的主導(dǎo)因素，是人機(jī)工程學(xué)發(fā)展成熟的主要時期。人機(jī)工程學(xué)運用生理學(xué)、解剖學(xué)等獲得人類特性臨界值數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計，因此人機(jī)工程學(xué)領(lǐng)域有大量的關(guān)于人體尺寸的論述，而沒有足夠地對人類認(rèn)知和審美的研究，這就形成了人機(jī)工程學(xué)大多數(shù)內(nèi)容易量化的特點。人機(jī)工程學(xué)強調(diào)物適應(yīng)人的需求，根據(jù)使用者來設(shè)計對象的形狀尺寸。老式機(jī)床見圖1，這樣的裝置很好地實現(xiàn)了其功能，操作上也具有合適的人機(jī)尺寸，但是對使用者是冷冰冰的，沒有美感的，也難以產(chǎn)生精神上積極的聯(lián)想。產(chǎn)品語義學(xué)產(chǎn)生的背景是電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得產(chǎn)品功能和操作趨于黑箱化，使設(shè)計在形式上有了更大的自由度[8]。語義學(xué)所關(guān)注的內(nèi)容是人們在看到眼前的產(chǎn)品時內(nèi)心的聯(lián)想。此外，因為產(chǎn)品語義學(xué)所研究的內(nèi)容是關(guān)于感性和認(rèn)知的東西，所以難以直接用數(shù)據(jù)來表示。相比于人機(jī)工程學(xué)，產(chǎn)品語義學(xué)致力于賦予產(chǎn)品自我解釋的功能，力圖使使用者看到產(chǎn)品就能理解其使用方式和使用目的等信息。某空調(diào)掛機(jī)側(cè)面見圖2，淡藍(lán)色部分的外輪廓及兩條漸消線的設(shè)計模擬了風(fēng)的流暢性，使人聯(lián)想到風(fēng)，而此處恰好又是出風(fēng)口，造型的設(shè)計與功能相契合，顯得十分自然與易于理解；同時淡藍(lán)的顏色具有清新自然的語義內(nèi)涵。人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)的區(qū)別見表1。

1.2聯(lián)系

人機(jī)工程學(xué)以人為中心，而產(chǎn)品語義學(xué)是人機(jī)工程學(xué)的繼承和發(fā)展，因此它繼承了人機(jī)工程學(xué)以人為中心的宗旨，都力圖改變產(chǎn)品以適應(yīng)人的需求。人類的發(fā)展史都離不開提高效率和使人舒適的亙古不變的追求，人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)的目標(biāo)都含有提高效率并使人感到舒適的方面。人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)的研究均離不開對人因要素的關(guān)注，都需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)搜集和整理。表2給出了人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品語義學(xué)在研究對象、研究方式、宗旨以及研究目標(biāo)方面的聯(lián)系。

2人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品語義學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計中的協(xié)調(diào)方法

人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品語義學(xué)具有各自獨立的研究內(nèi)容，但在產(chǎn)品設(shè)計中又存在著諸多聯(lián)系，同時它們也相互影響。通常來說，產(chǎn)品語義的運用要受到人機(jī)工程學(xué)的限制。長久以來，人機(jī)因素都是產(chǎn)品設(shè)計要首先考慮的問題，它在大量人體數(shù)據(jù)的支撐下保證產(chǎn)品可用性。學(xué)齡兒童鼠標(biāo)設(shè)計見圖3，首先要考慮鼠標(biāo)的持握尺寸以及按鍵的大小，必須符合學(xué)齡兒童的使用，然后在人機(jī)尺寸的范圍內(nèi)進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計[9]。大多數(shù)情況下，產(chǎn)品的價值是通過其使用功能來體現(xiàn)的，沒有使用功能，設(shè)計上的任何語義表達(dá)都將失去意義。同時，語義的傳達(dá)需要依附于一個具有確定尺度參數(shù)的造型形態(tài)，人機(jī)因素會影響語義的準(zhǔn)確傳達(dá)。語義要素和人機(jī)因素共同影響設(shè)計對象的最終形態(tài)和尺寸，但人機(jī)因素和語義因素又作用于產(chǎn)品設(shè)計的不同方面[10]。在一個具體的產(chǎn)品設(shè)計案例中，兩方面的因素將共同影響產(chǎn)品的最終形態(tài)和尺寸。臺燈基座設(shè)計見圖4，曲線的形狀具有流暢的走勢，體現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計風(fēng)格，其造型模擬了書架并實現(xiàn)置物功能，這是從產(chǎn)品語義學(xué)的角度提出的設(shè)計概念，而為了保證產(chǎn)品的照明效果，則需要從人機(jī)學(xué)的角度對產(chǎn)品的整體長寬高進(jìn)行一定限制。概括地講，人機(jī)工程學(xué)保證產(chǎn)品的可用性而產(chǎn)品語義學(xué)則賦予產(chǎn)品人情味，它們有各自不同的側(cè)重點。從設(shè)計學(xué)的發(fā)展歷程來看，滿足使用功能的要求先于傳達(dá)語義的要求，由此本文嘗試從造型滿足基本使用功能和滿足非基本使用功能的角度探討在產(chǎn)品設(shè)計中協(xié)調(diào)處理人機(jī)學(xué)要素和產(chǎn)品語義要素的一般化方法。

2.1第一類為滿足基本使用功能的造型對象

這類對象的典型代表是顯示屏、按鈕、踏板等。這些是滿足功能不可缺少的部件，且和操作者直接接觸或有大量交互動作。在對這類對象進(jìn)行設(shè)計的時候，首先以人機(jī)工程學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)確定一個圍繞最優(yōu)解的合適的尺寸范圍，語義的運用在此范圍內(nèi)進(jìn)行，盡可能地去靠近最優(yōu)解[11]。通常情況下完美傳達(dá)語義的形態(tài)并不一定符合人機(jī)最優(yōu)解的要求，因此，需要根據(jù)人機(jī)學(xué)的要求，對表達(dá)語義的造型形態(tài)進(jìn)行調(diào)整。具體的調(diào)整方法是，當(dāng)語義傳達(dá)要求的尺寸突破了人機(jī)的范圍時，以滿足人機(jī)學(xué)要求的形態(tài)尺寸進(jìn)行修正，適當(dāng)犧牲語義傳達(dá)效果。比如顯示屏的設(shè)計，為滿足信息顯示和交互操作的要求，首先設(shè)計師要保證足夠的顯示區(qū)域，在此前提下可賦予其具有特定語義的外形或添加特定風(fēng)格的裝飾等，一旦形態(tài)語義設(shè)計影響到顯示的效果，就必須對造型形態(tài)進(jìn)行修改。

2.2第二類是滿足非基本使用功能的造型對象

這類對象的典型代表如機(jī)箱外殼，汽車外覆蓋件等，它們給予了產(chǎn)品特定的語義。在對它們進(jìn)行設(shè)計時具有較大的自由度，通常由設(shè)計師根據(jù)想要表達(dá)的主題創(chuàng)造出完美表達(dá)語義的基本形態(tài)，然后考慮人機(jī)等因素進(jìn)行考量和修改[12]。在對此類對象進(jìn)行設(shè)計時，人機(jī)的要求并沒有那么嚴(yán)格，形態(tài)變化的自由度較大，易于選取更加合適的形態(tài)，但是如果語義形態(tài)不能滿足人機(jī)的基本要求，同樣會被修改。手持訂書機(jī)設(shè)計見圖5，外輪廓曲線模仿了吃豆人的造型，再加上黃色的運用使其變得更加可愛，具有了特定的語義內(nèi)涵。此外考慮到手持的使用方式，必然要控制其尺寸以符合人機(jī)的要求。在尺寸初步確定后，又反過來評估造型是否表達(dá)相應(yīng)的語義，以確定最后的造型方案。在理想狀態(tài)下人機(jī)和語義能得到合適的協(xié)調(diào)，但在某些情況下兩者可能難以得到良好的調(diào)和。比如一些以結(jié)構(gòu)為設(shè)計主導(dǎo)因素的產(chǎn)品中，語義的運用受到更大的限制；或是一些力圖表達(dá)強烈風(fēng)格的產(chǎn)品中，人機(jī)的因素會影響強烈語義的表達(dá)。面對這樣的情況，通常的處理方法是，對于大眾化使用的產(chǎn)品更趨向于滿足人機(jī)要求而改變或舍棄語義的傳達(dá)，而對于小眾化的、極具個性的概念性產(chǎn)品，則更趨向于優(yōu)先滿足語義的要求而犧牲一部分操作的便捷性。一套容器的設(shè)計見圖6，可以看出其把手的設(shè)計極具特點，這樣的設(shè)計代表了一種尖銳幾何的設(shè)計風(fēng)格，但是這樣的把手并不符合人機(jī)的要求，使用起來是不舒服的。

3“擁抱”情侶手機(jī)設(shè)計案例

在以“擁抱”為主題的情侶手機(jī)設(shè)計中，見圖7，設(shè)計師采用了合體式設(shè)計，并且在兩部手機(jī)之間構(gòu)建了一條曲線來模擬擁抱的動作，體現(xiàn)了“擁抱”的主題和親密的感覺。該曲線位于手持部位，直接與“手”相關(guān)，于是造型同時具有了“擁抱愛人的手”和“持握手機(jī)的手”的雙重涵義。該曲線的主要作用在于表達(dá)特定的語義，而非滿足操作和實現(xiàn)手機(jī)的基本使用功能，因此設(shè)計的出發(fā)點在于語義的傳達(dá)。在基本形態(tài)確定的基礎(chǔ)上，結(jié)合手持功能，初定持握區(qū)域的人機(jī)尺寸為40mm×3mm。在確定要所傳達(dá)的語義沒有缺失后，決定保留初步設(shè)計的尺寸。在進(jìn)行機(jī)身側(cè)面按鍵設(shè)計時，考慮到按鍵是滿足基本使用功能的必須部件，而且被大量操作，在設(shè)計時設(shè)計師便以人機(jī)尺寸為先導(dǎo)，確定的單個按鍵尺寸為10mm×2mm，兩個按鍵所占總區(qū)域為23mm×2mm，然后考慮賦予其語義。在進(jìn)行語義設(shè)計的時候，進(jìn)行圓角的處理以減少尖銳感，使其符合整體設(shè)計風(fēng)格。此外考慮使用鍍鉻工藝，使其更加凸顯于手機(jī)側(cè)面并增加高端感。“擁抱”情侶手機(jī)的最終設(shè)計效果見圖8，在此設(shè)計當(dāng)中，側(cè)身曲線和機(jī)身側(cè)面按鍵是具有不同典型特征的設(shè)計對象。在對確定對象進(jìn)行設(shè)計前，首先判斷其是否為滿足基本使用功能的部件，然后根據(jù)不同情況進(jìn)行設(shè)計。

4結(jié)語

人機(jī)工程學(xué)是滿足人機(jī)操作和功能的必要考慮因素，產(chǎn)品語義學(xué)使人們在使用產(chǎn)品時更加舒心。這兩門學(xué)科具有比較明確的區(qū)分和特點，主要體現(xiàn)在人機(jī)工程學(xué)強調(diào)人—機(jī)—環(huán)境協(xié)調(diào)而產(chǎn)品語義學(xué)注重形態(tài)和認(rèn)知的契合。通常情況下，語義的運用受到較多的來自人機(jī)因素的影響，但有時候為了表達(dá)的語義效果，會犧牲一些人機(jī)操作的便捷性。在設(shè)計活動中應(yīng)根據(jù)設(shè)計對象的實際情況，協(xié)調(diào)兩方面的因素。滿足基本使用功能的造型對象優(yōu)先考慮人機(jī)的要求，滿足非基本使用功能的造型對象則優(yōu)先考慮語義的傳達(dá)。本文在討論兩者的聯(lián)系與區(qū)別的基礎(chǔ)上，按滿足基本使用功能需要和非基本使用功能需要的設(shè)計任務(wù)給出了協(xié)調(diào)人機(jī)學(xué)與產(chǎn)品語義學(xué)要素的方法，并給出了設(shè)計案例。

作者:許安航 王堯 楊隨先 徐詩瑤 單位:四川大學(xué)