木材花纹是木材“颜值”表达的具象形态，具有吸引人们注意力、继而激发人们无限遐思的心生理效应。视觉感知是人们认知材料的重要途径之一，人们观察木材表面的颜色、纹理等信息进一步判断材料的价值。虽然木材花纹的不同属性对视觉感知的影响已经被广泛的研究。但对于色彩特性的变化如何影响木材花纹的视觉感知，以及能否建立可靠的联系以帮助设计师优化天然装饰材料设计效率和提高设计质量，此类问题尚不明确。
近日，我院硕士研究生秦家培采用智能着色（Interactive color palettes）、材料复杂性计算、视觉显著性模拟（ITTI）方法对天然枫木的花纹样本进行着色、表征与分析，阐释了不同颜色属性对木材花色视觉感知的影响规律，为天然装饰材料的设计和应用提供了新的视角和理论支持。相关研究成果《Through the lens of color: Relationships between color properties and visual perception of Wood (Acer.) figures》发表在材料设计学领域TOP期刊《Materials&Design》上（Q1，IF=8.4）。我院艺术设计专业硕士研究生秦家培为第一作者，我院青年教师李超博士和虞宇翔特聘副教授为论文的共同通讯作者，浙江理工大学为论文的第一单位。该研究获得了国家教育部人文社科基金青年项目（No.20YJC760037）、浙江省教育厅一般科研项目（No. Y202353121）的资助。
研究提出了智能着色与视觉模拟方法来探究木材材料表征在视觉感知中的变化（图1）。通过特殊的聚类方法，实现特定的图像颜色替换。这种替换方法可以在不干扰图像其他颜色的前提下对选定颜色进行替换。视觉模拟方法采用了视觉信息量与ITTI模型。这种方式的优点在于可以客观的计算材料表征的具体变化，并通过显著性图像观察视觉的感知情况。研究还同时设置了主观性评价，来对比人类直接的视觉感知与客观模拟数据的差异。
图1 图形摘要
研究主要确定了颜色数量与颜色组合影响木材花色图像的视觉感知规律。当颜色数量在固定范围内，木材花色图像的复杂程度与视觉显著性最高；不同颜色的木材图像会引起了人们不同的视觉观察方式。红色的木材图像具备更强的吸引力，而绿色的图像被观察的时间会更长；越复杂的花色被颜色属性影响的程度越低。这些结论表明不同的颜色属性和纹理影响了木材花色图像的视觉表现力。
图2 中国传统丝绸配色方案
此外，研究选取了中国传统丝绸的配色作为颜色潜在变量（图2），这种经典颜色组合为木材花色配色提供新的可能，也反映了丝绸艺术的多样性。颜色数量和配色方案都有效地影响了花色的复杂性和视觉显著性，这些影响遵循一定的模式。通过进一步系统地操纵其他颜色属性或更受调控的花色类型，可以扩展对木材花色视觉感知的理解。这有助于木材工业的多样化。对于木材生产商和设计师来说，了解如何操纵颜色属性和选择花色的类型可以控制木材表面的复杂性和视觉感知，有可能提高生产和设计的有效性和效率，并增强设计的可预测性和收敛性。
论文链接
http://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.113071
作者简介
第一作者 秦家培
秦家培是博彩网站2022级硕士研究生，师从虞宇翔与李超。主持浙江省教育厅一般科研项目（专业学位专项）：基于人工智能的丝绸情感化配色在科技木产品设计中的应用（No. Y202353121）。主要研究方向：木材花色智能生成。
通讯作者 李超
李超是博彩网站产品设计系讲师，工学博士，硕士生助理导师。她在交叉学科材料设计学领域中工作。她的兴趣在于对天然材料的产品创新设计和环境友好资源利用项目，尤其关注在新兴技术背景下材料的意义、场景的呈现。主要研究方向：天然材料设计、可持续设计。
通讯作者 虞宇翔
虞宇翔是博彩网站产品设计系特聘副教授，工学博士，硕士生导师，材料创新与智能交互实验室（Lab of Material Innovation Design and Intelligent Interaction）负责人。他同时于2022至今在天津大学从事博士后工作。他主要研究方向为可持续设计、材料创新设计与应用。
