眼动分析下汉兵马俑设计基因提取与应用

黄晟

摘 要：采用类型学分析法对目前国内出土的汉兵马俑进行整理归类，筛选其中保存良好并具有代表性的咸阳杨家湾汉兵马俑作为特征样本。使用眼动仪进行眼动实验，通过对数据分析筛选出文创从业者关注的特征区域。对特征区域中的图案与色彩设计基因进行提取与演绎，生成设计基因库。运用所提取的设计基因进行文创产品设计，并对设计结果进行用户评价，评价结果认为所设计的文创产品具有汉兵马俑的设计基因。

关键词：汉兵马俑;眼动分析;设计基因;文创设计;应用;传承

中图分类号：TP 391

文献标志码：A

文章编号：1007-757X（2020）11-0026-04

Abstract：The Han Dynasty terracotta warriors unearthed in China were sorted and classified by typological analysis. Well preserved and representative Yangjiawan terracotta warriors in Xianyang were selected as the characteristic samples. Eye tracker was used to perform eye movement experiment in order to get data of the characteristic areas which drew more attention from cultural and creative practitioners. Designing genes such as patterns and colors was extracted and deduced from characteristic areas， and a database was built based on these genes. Thus， we can use the extracted design genes to design cultural and creative products， and invite users to evaluate the product. The evaluation results show that the designed products have the design gene of the Han Dynasty terracotta warriors.

Key words：Han Dynasty terracotta warriors;eye movement analysis;designing gene;cultural and creative design;application;impart and inherit

0 引言

體验经济时代的到来，大量用户对文创产品的需求已从传统的陈列转化为实用，使文创产品进入了“文创2.0阶段”[1]。然而，文创产品的设计与开发在新的阶段里同样面临着众多问题。文创产品中注重“卖萌”而忽视文化内涵的带入;对实用性的偏重使得文化性减弱;以及用户的经验构成使得部分文化符号被忽视。这些都是在文创产品设计中不断被探讨的问题，而对于以上问题解决的关键则在于文化设计基因的合理提取与应用。

1 文化设计基因

1.1 从文化基因到文化设计基因

上世纪50年代，人类学家Alfred Louis Kroeber就构想出，在人类不同文化当中，有类似生物基因一样的“文化基因”，用于不同文化的传承[2]。1976年，著名演化生物学家Clinton Richard Dawkins[3]将“觅母（Meme）”定义为文化传承的基本单位。随后，中国学者在研究中也开始引入“文化基因”的概念。王东[4]指出“所谓文化基因， 就是决定文化系统传承与变化的基本因子、基本要素。”毕文波[5]认为“文化基因”内在于各种文化现象中， 并且具有在时间和空间上得以传承和展开能力的基本理念或基本精神， 以及具有这种能力的文化表达或表现形式的基本风格。

可以看到“文化基因”对于文化的传承与变化起着决定性的作用。“文化基因”借助人类的活动、工具等载体延续与传播，通过转译而外显于某种特定风格形式。设计即可担当起“文化基因”的转译功能[6]。“文化设计基因”是“文化基因”在设计这个特定环境中的一种表象。在文创产品设计中，合理使用所提取的“文化设计基因”，能够使文创产品传承文化、延续文脉。

1.2 文化设计基因的提取

对于文化设计基因的提取，目前存在两种研究方向。一种是针对提取方式的研究，金心[7]从感知分析和特征分析两个方面构建了设计基因的提取模型。王伟伟[8]利用型谱分析法，对分析图谱进行用户感知定性分析和基于层次分析法的定量分析。另一种研究方向是针对特定事物进行设计基因的提取，刘丽萍[9]通过定性和定量相结合的方法对江南园林进行了设计基因的提取。许占民[10]通过构建花意文化设计基因提取模型，对花卉进行设计基因的提取。杨梅[11]树立了青岛海洋文化基因谱系图。陈香[12]从用户角度对皮影文化因子进行了提取。

综上，对于设计基因的提取与应用还处在探索中，其研究方式多以感性认知为主，大多缺少客观的数据作为支撑，或提取的特征样本缺少代表性。对于两汉时期的文化设计基因提取相对缺乏。本研究在以上现有设计基因提取方法的基础之上，通过归纳整理我国现已出土汉兵马俑形态样式，使用眼动仪，分析观察用户眼动AOI（Area of Interest）和热区[13]，对汉兵马俑中的设计基因进行提取。

2 研究思路

首先，对目前国内出土的汉兵马俑相关资料进行收集与分析，选择具有代表性的陶俑作为特征样本。其次，通过眼动仪分析实验对象对汉兵马俑的兴趣热点。再次，从图形、色彩等方面提取汉兵马俑的设计基因。最后，将设计基因应用于设计实践，并进行评价，以验证设计基因提取与应用的有效性。整体研究框架，如图1所示。

3 汉兵马俑样本选择

两汉时期社会稳定，经济繁荣，以俑陪葬成为当时社会风尚。汉墓中的陶俑，真实生动的反应了当时社会、经济、文化、艺术等方面的状况[14]。目前出土兵马俑的汉墓中，汉阳陵级别最高，咸阳杨家湾为长陵陪葬墓，其余为诸侯王陵陪葬坑。汉阳陵所出土的裸俑胳膊为木构，已朽坏，武士俑铠甲也已腐朽，不适合作为特征样本样本。徐州狮子山兵马俑彩绘保存不佳，缺少色彩基因的提取。济南危山、山东青州香山、山东临淄山王村等地兵马俑出土数量较少[15]。因此此次研究采用咸阳杨家湾汉墓出土的兵马俑作为特征样本。

4 眼动分析实验设计与实施

4.1 实验设备

采用Tobii X2-30型号眼动仪，戴尔U2518DR显示器电脑，Tobii Pro Lab分析软件组成眼动跟踪系统。屏幕显示分辨率为1 920×1 080，被试与屏幕之间测试视距约为65 cm，实验全程无噪音干扰。

4.2 实验设计

实验分两组进行，一组浏览彩色图片，一组作为对比浏览灰度图片。实验时间约为15 min，其中实验前事项讲解3 min，样本浏览时间3 min，试验后问卷反馈约为9 min。

实验浏览样本选取咸阳杨家湾汉墓的官吏俑、持盾着甲俑和骑马俑图片。被试先依次浏览三尊陶俑的獨立图片，如图2所示。

图片播放顺序随机。再浏览三尊陶俑的组合图片。每张图片浏览10 s，图片间插入3 s黑屏。实验期间由眼仪捕捉被试的注视点序列、注视持续时间、注视次数等数据。

4.3 实验对象

选取被试30名，男女各15人，年龄区间为20～45岁。双眼裸眼或矫正视力达到1.0，无色盲色弱。被试人员都有图形创意、文物保护、文创开发等相关工作经历。

4.4 实验数据分析

通过实验软件Tobii Pro Lab对陶俑组合图片进行眼动数据分析，获取视觉轨迹图以及热点图。

（1） 视觉轨迹图。视点轨迹可看出被试对不同陶俑的观看时间以及观看顺序，如图3所示。

通过前期对三尊陶俑的浏览后，被试对三尊陶俑都有了一定的了解，在浏览陶俑组图时，都是先大致浏览三尊陶俑，再对兴趣点进行细致浏览。两组被试对官吏俑和持盾着甲俑的注视时间和注视点数量明显高于骑马俑。眼动数据如表1所示。

（2） 热点图。为了减少图片中色彩的影响，本实验设置了对比组，选用灰度图作为实验样本。经两组实验对比，在实验中，彩色样本组被试的视觉热点区域主要集中于官吏俑的服饰，持盾着甲俑的盾牌，如图4所示。

灰度图样本组被试的视觉热点区域则集中于各陶俑的面部，官吏俑的衣褶，持盾着甲俑的盾牌等处，如图5所示。

5 设计基因的提取与验证

通过对视觉轨迹图和热点图的分析，选择重点注视区域，即官吏俑的服饰和持盾着甲俑的盾牌进行设计基因的提取。

5.1 设计基因提取范围的确定

通过问卷调查，确认图案、色彩、材质、工艺、功能、形态在继承文化设计基因上的权重程度。其中认为图案的人数达到28人，认为色彩的人数为21人，其他数据如图6所示。

因为陶俑的特性，故决定从图案和色彩两方面进行设计基因的提取。

5.2 图案设计基因的提取

汉代衣着、建筑、器具等都成为后世艺术设计的借鉴典范[16]。其形态及附着其上的纹饰，都是汉代文化基因的载体。杨家湾兵马俑纹饰多为单个纹样不断重复组合而成，其纹样主要为点状纹、桃形纹、云纹三种，以及在双弧盾上的三角形、折线等几何纹样。对陶俑俑身纹样进行提取，提取到图案事10例，使用层次分析法确定各图案作为设计基因的可行程度。定义评判指标包括独特性、识别性、艺术性，综合30名被试意见，构建指标层判断矩阵，如表2所示。

该矩阵为一致矩阵，获得各评判指标权重ω1=[0.571 4，0.142 8，0.285 7]。再次要求30名被试对所提取的10例图案从独特性、识别性、艺术性三方面进行打分，将平均分进行归一化处理，结合各评判指标权重，计算各图案的综合得分，如表3所示。

将综合得分前五的纹样与眼动热点图中被试长时间注视区域相对比，发现纹样都在注视区域内。因此可定义这些图案都可作为设计基因所使用。对以上纹样提取后重新绘制，再对其进行图案演绎与重构。提取及演绎图案，如表4所示。

5.3 色彩设计基因的提取

秦汉时期文化艺术发达，在陶俑色彩上较之前有了更多色彩的使用[17]。杨家湾兵马俑是目前已出土汉兵马中彩绘保留最好的之一，但仍有大量颜色脱落或氧化。对于兵马俑烧制时期所施颜色的研究还未有定论，故本研究以现存颜色为样本进行提取。主要针对大面积且色彩肯定的区域进行提取，通过色卡比对，对陶俑衣物、双弧盾、铠甲等区域提取颜色，比对AHP结果挑选具有的表性的颜色，如表5所示。

5.4 设计基因的应用

汇总已提取的图案、色彩设计基因，进行文创产品的设计开发。以持盾着衣俑的盾牌作为原型，进行相似联想。围绕“盾牌”所隐含的“守护、保护”含义，挑选适合的文创产品作为依托，设计钥匙保护套一个，如图7所示。

该文创产品以秦汉时期双弧盾为造型，选择与之相同的皮革制作[18]，还原当时的器物质感。在皮革上使用深灰色绘制所提取的图案，使之与俑身彩绘相呼应。

5.5 用户评价

为验证所设计文创产品与汉兵马俑文化基因的相关性，

以视觉符号层面中的形态、色彩、纹饰、材质[19]为指标，选择市面已有汉兵马俑玩偶作为对比。采用层次分析法，构建指标层判断矩阵，如表6所示。

该矩阵为一致矩阵。计算各指标权重ω2=[0.491 8，0.163 9，0.245 9，0.098 3]。30名被试对两件文创产品的文化基因继承程度从四个指标进行打分，平均分经归一化后，如表7所示。

可以看出所设计的双弧盾钥匙保护套能够更好的继承汉兵马俑的文化设计基因。

6 总结

两汉时期文化艺术的空前蓬勃发展生成了大量的文化基因，而这些文化基因由于时间久远很多都在逐渐消失。本研究通过科技手段对两汉时期兵马俑中的文化设计基因进行理性提取，将传统的艺术形象与现代设计方式相结合。虽然在文创产品的设计环节还以感性设计为主，对设计方法运用的研究不够清晰，但所设计的产品能够体现汉兵马俑的文化设计基因。该设计方法值得在文创产品设计中得到运用与推广，使中华民族优秀的艺术文化得到延续与发扬。

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（收稿日期：2020.04.01）