视知觉形式动力在艺术设计中的应用研究综述

张凯 刘奕彤

关键词：视知觉形式动力 艺术设计 综述 文献分析 应用理论研究

引言

艺术设计是将艺术形式合理化，使其满足审美与使用功能的活动，形式作为二者的载体，在艺术设计中起着信息载体的作用。视知觉形式动力理論由阿恩海姆提出，主要研究人与视觉刺激的互动关系，近些年理论被越来越多的应用于艺术设计研究，为艺术设计的研究提供了一种新的思考方式。本文对中国知网CNKI和美国科学情报所Web of Science中的视知觉形式动力理论相关文献进行筛选梳理，对国内外视知觉形式动力应用于艺术设计中的研究文献进行归纳总结，研究视知觉形式动力理论的概念、应用方法和研究热点、发展趋势，帮助设计师理解艺术设计中形式表现背后的视知觉原理以指导设计。

一、视知觉形式动力文献来源与检索分析

通过中国知网CNKI和美国科学情报所Web of Science中的视知觉形式动力文献进行筛选与可视化分析，区分文献用词，对视知觉形式动力应用于艺术设计中的应用方法、热点做出总结，并归纳出研究趋势。

学术用词上，“visual perception dynamics”被译为“视知觉形式动力”“视知觉动力”，另外，还有学者称其为“视觉动力”“知觉力”等。“视知觉动力”一词等同于“视知觉形式动力”。“视觉动力”倾向于艺术形式本身的空间、位置构图关系，即感觉层面；而“视知觉形式动力”“视知觉动力”则更加强调人的视知觉与艺术形式之间的关系，即感觉和知觉两个层面（图1）。另外，阿恩海姆的《Thedynamics of shape》[1]（1966）中用到了“形状动力学”，但现今文献研究中“视知觉形式动力”已包括“形状动力”，因此这一词汇鲜有使用。

中国知网C N K I显示，以“ 视知觉形式动力”O R“ 视知觉动力”OR“视觉动力”AND“设计”为主题检索，相关中文文献的发表量保持较高水准，有较充足文献研究基础。顾大庆在《设计与视知觉》（2002）[2]中提出了视知觉视角下设计的12个要素：（1）明暗（2）形状（3）体积（4）空间（5）光影（6）质感（7）色彩（8）解析（9）写实（10）体验（11）想象（12）表现，为国内后期视知觉形式动力的应用研究打下基础。宁海林在《阿恩海姆视知觉形式动力理论研究》（2009）[3]一书中谈论了视知觉形式动力理论与图像传播、建筑空间、绘画艺术的关系，进一步拓宽了视知觉形式动力理论应用的广度与深度。

二、心理学视角下的视知觉形式动力

从学科逻辑来看，视知觉形式动力属于心理学范畴，是格式塔心理学的一个重要分支。韦特海默（Wer theimer）于1912年发表似动现象的实验研究成果，标志着格式塔心理学的诞生，阿恩海姆（Arnheim）在格式塔心理学的完形基础上，提出了动力与完形的关系——动力是完形的生成机制，完形是动力的产生形式。在《艺术与视知觉》[4]中，他强调视觉感受到的式样都是一种力的式样，艺术作品之所以能给人动态生机的感觉，是因为形式之间的力作用出“适宜的格式塔”。

力的概念研究贯穿阿恩海姆研究生涯，按照使用先后，阿恩海姆对其有四种用词方式和解释说法（ 表1 ），分别是“Forces”“Tensions”“Power”和“Dynamics”，其中张力一词在1954版《艺术与视知觉》中被广泛应用，到了1974版，张力一词被替换成了动力。

三、视知觉形式动力在艺术设计中的应用

在本次研究的艺术设计领域中，根据文献检索结果，视知觉形式动力理论在艺术设计中的主要应用于环境艺术设计、视觉传达设计、产品设计等领域。理论常用来解答艺术设计的审美与认知问题，从形式一词可见，理论优势性在于对形状、形态等造型元素的解读；动力一词则表明理论更注重知觉层面研究。

（一）视知觉形式动力在艺术设计中涉及的两个层面1.审美形式：在视知觉形式动力理论的视角下，艺术设计中审美问题主要是如何营造出一个“适宜的格式塔”。依照视知觉形式动力的完形法则，可以为艺术设计形式感的优化提供方法上的指导；通过对设计形式中动力的分析，可以帮助我们了解具体形式中的动力特性，了解动力式样之间如何协调、哪种组织方式形成的动力是合适的，从而帮助设计师构建出“适宜的格式塔”。

2.认知功能：艺术设计中功能信息以可视化的形式呈现出来，形式包括形体、图形、色彩、材质等，他们成为认知功能的载体。对设计形式的动力特性分析，可以帮助设计师还原造型蕴含的功能信息。

例如在人机界面功能区的划分中，将信息更为重要的区域配置以动力特征更强式样，使用户能够第一时间被这个区域所吸引。

（二）艺术设计中视知觉形式动力的载体与生成机制从构成来看，设计组成要素都属于视觉形式，因此具有动力的性质。需要注意的是，在具体设计形式中，动力的主要载体有所不同。以形状载体来看，阿恩海姆对其的动力生成方式总结出四种基本式样——倾斜、频闪、变形、相互作用。为了营造出“适宜的格式塔”，设计师们往往通过对式样的位置、大小、角度等物理属性调节产生不同的审美意象，这个审美意象的达成便是视知觉形式动力调节的结果。

（三）视知觉形式动力在设计学中的应用视知觉形式动力的应用性研究以动力的载体为切入点，研究脉络为视知觉形式动力的类别、特性、调节策略研究。以上三点对应研究流程中的要素研究、成因分析和调节策略研究，每一点都存在创新空间。

1.视知觉形式动力在环境艺术设计中的应用：在环境艺术设计中，视知觉形式动力主要应用于室内外空间的审美研究。这一领域中，动力特性的研究被看作重点，原因是动力特性的研究使得动力的类别的划分更加清晰，学者们也常常以动力特性为标准对动力进行分类，蔡盼[5]把视知觉形式动力分为了两大类——（1）有动势的力：重力、张力、吸引力、排斥力、支持力（2）有动向的力：向前的驱动力、向下延伸的力、向上延伸的力、水平方向的挤压力、垂直方向的压力。李闽川[6]对理论的应用性研究较全面，涵盖对视知觉形式动力载体、类别、特性和调节策略的研究，并进一步对载体进行解构，从点、线、面、体的视知觉形式动力特性研究为出发点，使理论的应用路径更加深入。

2.视知觉形式动力在视觉传达设计中的应用：根据视觉传达设计中的文献研究分析，研究方向偏向于对视知觉形式动力特性的研究。由于视觉传达设计多为二维平面元素设计，因此这一领域下，形状变成了动力的主要载体，设计作品中形状的组成、空间位置、大小、角度等因素都会对动力的形成产生影响，进而产生审美情绪的变化，针对这一问题，陈小林[7]分析了视知觉形式动力对“运动感”和“安静感”形成的影响，以数值来定义动力式样产生的感性意向。

随着动效设计的进步，越来越多的平面设计作品中出现动态图形的设计，针对于这一现象，已有学者尝试用视知觉形式动力对动态图形动力进行解读，边然等人[8]认为设计作品中的知觉力场是由动态图形的“推拉聚合”所产生的。

3.视知觉形式动力在产品设计的应用：阿恩海姆在《艺术与视知觉》中把“力”作为核心思想，并通过“动力式样”这一概念把艺术形式与情感串联起来，在《视觉思维》[9]中，阿恩海姆认为动力式样与意向有诸多相同点，联通了动力式样和意向的概念，为视知觉形式动力在产品造型设计中的应用寻得一条捷径。文献研究汇总见下表（表2）。

视知觉形式动力视角下，构建产品形态需要从造型的几何分析入手，以此为切入点与视知觉偏向于理解事物的拓撲关系有关。造型中常常会提到意向，如某个产品给人以动感、稳定的感觉，设计师通过对造型的把控，使其传达出特定的意向。这种手法背后的原理就是通过不同动力式样的构建达成的。产品造型中常见的动力式样有转动、扩张、变形、倾斜、相互作用、中心偏离等（图2）。

人机界面是产品造型的重要组成部分，界面通过不同形式的搭配传达出不同的信息，影响着我们的视觉和认知感受，就如同汽车造型中，设计师会用楔形来营造一种向前的力，进而传达前冲、击破空气的感觉。通过对楔形的角度、长度等物理参数调整能产生不同方向、大小的动力。同样的，不同式样之间搭配也能产生多种动力。

因此，我们可以将设计形式看作不同图形动力式样组合后相互作用的结果。章洁[10]等学者认为圆形具有转动的动力，因此圆形界面具有它独有的示能性，以圆形为界面原型的产品通常具有转动的功能语义，智能手表就是圆形界面的最佳代表。图2左一、左二是APPLE WATCH 的2018和2020年的两款智能手表。转动的动力式样与用户对传统手表的认知经验相符，容易被消费者接受，属于传统手表到智能手表的过渡产品。对于新款手表，设计师希望它更像一台戴在手上的手机，矩形的动力特性给人以滑动的心理暗示，更符合软界面的操作逻辑。相互作用又分为对抗、吸引的相互作用力。图2中吸引的相互作用使得两圆被看作同一组，这其实就是完形法则中相似性吸引的动力机制。中心偏离利用了视知觉的平衡法则，偏离的元素会打破画面合力的平衡，在视知觉的作用下，我们会将其复原至平衡状态，基于这一特点，界面中的“确认”操作通常也会采用中心偏离的形式，用户将偏离的元素重新拖回界面几何中心点即可完成“确认”命令。通过对产品设计中动力式样的应用分析发现：视知觉形式动力在产品设计中的应用路径是一个出发点与多种可能性——动力式样是构建形态的出发点，通过不同动力式样的搭配构建出多种可能的造型，从而传达出特定的审美意向与功能示意。

四、视知觉形式动力在艺术设计中的研究热点与趋势

基于要素研究-成因分析-调节策略-评价方法这一研究流程（图3），视知觉形式动力在艺术设计中的对应流程为：动力的载体-动力的类别、动力的特性-动力的调节策略-评价方法的研究。对文献分析发现（图4），动力的载体、动力的特性研究成果较为丰富。在不同设计领域中，视知觉形式动力应用研究内容和研究方向的重点有所不同：环境艺术设计中，倾向于对动力类别的研究；视觉传达设计中，研究重点为动力特性和载体的研究；产品设计中，以动力的载体和特性、类别研究为重。

（一）视知觉形式动力在艺术设计中的研究热点1.产品设计是理论的重点应用领域在产品设计，对造型的探讨一直是个热点话题，为解决造型设计提出的设计方法也层出不穷，在这其中，视知觉形式动力理论以它的优势性被众多学者采用，尤其在强调形式感的产品中，如汽车造型设计，视知觉形式动力理论的应用方法已非常成熟，为学界和业界提供一定参考。

2.理论与设计要素的结合学者们对视知觉形式动力理论与设计要素结合点的探讨一直是热点话题，从理论与设计要素的结合开始，结合的要素就有所不同，在环境艺术设计中，Seoh、Dong yon等人[11]强调了形状的重要性，认为形状是物体感知的重要因素。在视觉传达设计中，对视知觉形式动力研究的出发点说法较多，尚未形成统一意见，O'Connor[12]认为色彩最重要的影响因素，也有很多学者认为图形和色彩都是影响视觉效应的重要因素，造成这一现象的原因是视觉传达设计中图底关系尤为重要，而图底关系同时受图底形状、图底色彩的影响。在产品设计中，以整体形状、形态为研究出发点，当涉及到产品的交互界面时，则会首先考虑布局和层级因素。

3.研究以动力的特性、载体为重（1）动力特性的研究对动力特性的研究主要有两种方法，一种是参照物理学中的图解法，另一种是基于案例分析的实验法。二者存在各自优势，图解法较简单，以数据的方式对设计形式的表现进行量化；实验法较复杂，需借助仪器测试，测得的结果具有普适性，例如阿恩海姆通过伽马运动测得的一组几何图形的动力特性，前人实验法测得的结果为现有研究打下良好基础，随着研究的深入，学者们也发现了目前对动力特性的研究的不足——动力特性的分析过程中忽略了动力受认知主体文化背景、经验因素的影响。

（2）动力的载体动力的载体往往是从二维层面的研究，但在产品设计中，产品立体造型产生的动力比较复杂。我们知道在空间关系中，维度的增加代表着信息量的增加，如何将理论应用至三维造型中成为一个难题。李想[13]认为对产品造型的视知觉形式动力解析要从三维形态的概括开始，并尽量用我们熟知的几何体进行概括。基于此，可知视知觉形式动力对规则的、几何形态的动力类别和特性研究更具优势，对非几何的三维形态而言，会忽略掉元素之间的三维空间关系，因此视知觉形式动力并不适用于对所有形态的解读。

（二）视知觉形式动力在艺术设计中的研究趋势1.研究对象由静态图形向动态图形变化随着数字时代的到来，动效设计的兴起，在视觉传达设计和产品设计中，理论的主要研究对象将不仅仅是静态图形，动态图形也将成为动力的主要载体。同样地，现有研究中虽提及材质这一因素，但尚无针对材质的动力属性研究，随着CMF行业的发展，对材质的动力属性研究或许也将成为一种趋势。

2.动力成因研究向文化力方向拓展从动力的成因研究中可以看出，现阶段动力成因研究以动力的类別和动力特性两方面入手，缺乏对文化力因素的思考。考虑文化力因素对动力的影响，并将这一因素实现量化研究，是对动力成因研究范畴的完善。

3.更具有针对性的动力调节策略动力调节策略的研究还存在较大发展空间，基于动力成因研究，结合具体设计形式的特点，对调节策略进行扩展，实现理论应用的深化。调节策略的变化将随着动力成因的研究而完善，形成完善的动力调节体系，这种动力调节体系可直接用于对设计呈现的指导，动力调节体系的完善构建实际上也是视知觉形式动力理论与设计结合更加紧密的象征。

4.理论应用领域由传统向新兴设计领域蔓延视知觉形式动力理论应用与产品设计中成果众多，应用于界面设计等新兴领域较少，但已有部分研究成果。伴随着界面的迅速迭代，基于视知觉形式动力理论的评价方法研究也逐渐完善，例如，界面审美与认知的视知觉度量方法从认知主体和视觉刺激物两个对象展开，从而更全面地把握问题、改进设计方法。

结语

本文对视知觉形式动力理论的应用现状进行梳理分析，在中国知网CNKI和美国科学情报所Web of Science进行相关文献检索，将检索结果进行数据可视化处理，分析了不同学科领域下视知觉形式动力理论的研究历史和现状，比较了设计领域下视知觉形式动力理论在艺术设计中的研究思路和应用路径。

视知觉形式动力理论现作为一种应用理论广泛应用于艺术学领域研究，说明理论本身弹性大，尤其对艺术作品形式的研究具有优越性。面对数字化、智能化的时代趋势，新兴设计领域层出不穷，视知觉形式动力理论的研究和应用迎来许多新的机遇和挑战。把设计的心理学认知建立在视知觉形式动力理论的基础上，有着重要意义。理论方面，将理论应用于设计领域可以充实设计方法和审美评价体系；实践方面，尽管设计领域下实践已有相当的成果，但主要还是停留在形式感上，对形式形成视觉吸引力的原因欠缺理解，此次研究，归纳了视知觉形式动力在艺术设计中的应用路径，能够帮助设计师理解设计作品背后的视知觉原理，从而提供方法上的指导。