基于数字图像处理的桦木树种纹理的心理量感研究开题报告

全文总字数：2418字

1. 研究目的与意义

目的：通过语义分析法、眼动实验法进行分析，探寻视觉纹理与视觉心理量的表征数值，再对其进行心理量化评估。

意义：探寻桦木三切面与参与者视觉心理感觉特征的内在联系。进一步探究木材美学的新方向，为日后木材纹理的研究奠定基础，并对今后的木材纹理应用提供客观的数据依据。

随着科技进步，材料已越来越多元化，但是木材作为室内装修的主要材料之一却经久不衰。人们用木材或木质材料来建筑房屋、装饰室内环境、制作室内用具，甚至在塑料、陶瓷等非生物质材料表面印刷成木纹形状等。这些是因为木材不仅能满足人们的功能需求，还能满足人的某些情感需求。木材由其自身的特征通过物理或化学作用于人，使人产生某种感觉，从而引起心理或生理的活动，此称为感觉特性，或感觉特征。感觉特性包括视觉特性、听觉特性、嗅觉特性、触觉特性等。木材作为装饰材料，体现其最大特征的是其视觉特性。木质环境学的研究表明,木材纹理能给人以良好感觉,其中有三方面的原因非常重要。在色度学上,绝大多数树种的木材纹理颜色都在火橙色系内,呈暖色,是产二生温暖和亲切视觉感的重要原因。同时,日本学者利用实验也验证了这一点,采用蓝、绿色系的颜色印刷制成木纹纸,但发现其温暖视觉感远远低于用色系颜色印刷的木纹纸,牛「其它视觉心理量如亲切感等也大为降低。在图形学和视觉心理学上,木纹图案是由一系列平行但不等间距的线条所构成,能给人以流畅、井然、轻松和自如的心理感觉而且木纹图案又受生长量、年代、气候、立地条件等因素的影响,木材的生长轮宽度和颜色深浅呈现出图案的空间频率特征,其涨落的功率谱变化符合了分布的形式,这种周期中蕴藏韵律变化的图案,充分体现了造型规律中变化与统一相结合的规则,赋予了木材以优美、自然、亲切等视觉心理感觉。在生理学上,自然生长而成的木材纹理变化节律暗合人体生物钟涨落节律,色调、纹理、生长轮间隔的频谱分布形式与人的生理指标的频谱分布形式相吻合,带给人运动的、生命的韵律感及和谐的、流畅的自然感。这种节律的吻合是自然界中所有生物体都具有的共同内在特性,从朴素的观点看,这正是长期以来自然界优胜劣汰的结果,而工业化时代、后工业化时代的某些人工材料产品之所以一直无法得到人们的信任和喜爱,恰恰是因为缺少了木材的这种特性。以上三点原因,充分说明为什么木纹图案用于装饰室内环境,经久不衰,百看不仄。而研究木材的纹理等木材表面视觉物理量及其对心理感觉的影响，不仅可以从自然和人文科学的角度解释了人们喜爱木材的原因，另一方面也可以为提高木材加工设计水平和人类居住环境提供参考依据。

2. 国内外研究现状分析

1、国内研究概况： 我国于世纪年代初期,幵始了木材视觉环境学特性的相关研究,取得了较为丰硕的研究成果。代表性的研究为: 刘一星等（1995）对国产110个树种木材视觉物理量的定量化参数的提取及测量,统计其在颜色坐标系空间、主成分空间中的分布情况;分析视觉物理量与视觉心理量之间的相互作用关系,得出了由视觉物理量参数预测木材视觉心理量的回归方程； 郭显光等（1998）根据主成分分析和因子分析的关系,提出一种先用SPSS的PC法得出因子载荷阵,然后求出特征向量,建立主成分模型的主成分分析计算方法。 于海鹏等（2005）人引入灰度共生矩阵对木材纹理进行了定量的分析,针对国内个树种的径弦向纹理进行计算及分析的基上得到了适于描述木材纹理的灰度共生矩阵使用方法。 宋莎莎等（2010）指出对于木材宏、微观构造图案纹理的感觉特性研究，可采用语意差异微分法与实验心理、生理学相结合，并运用线性运算模式的统计分析法（如：因子分析法等），最后利用SPSS进行数据分析，确定两者的定量关系。 王壬宇等（2014）以木材纹理和木塑仿木纹理为研究对象,通过对比分析木材纹两和木塑仿木纹理的特征参数,并运用数据分析软件和比较分析法,对比纹理特征相似性,及评价所设计的木塑仿木纹理是否复合天然纹理特征和人类视觉感知特性,对模拟木材纹理的实践奠定了理论基础。

2）国外研究概况： 增田稔（1983）通过定义纹理图案的闪变程度与规则程度参数,以简单线形的排列变换来达到取值的变化,由此来模拟木材的纹理特征,分析它们与视觉心理量的关系,发现纹理图案参数确实与某些视觉心理量相关。仲村匡司（1996）采用计算机图形处理模拟制作了各种木材径切面纹理模型图片,并调查分析了自然感心理量的与其它心理量以及纹理图形数字化参数之间的关系。 Abhishek Gawasane和 Laura Bix等（2011）首次将眼动跟踪分析实验运用于产品的包装设计方面，为今后的研究做出了重大的贡献。 Mitsuo Nagamachi提出感性工学是最新的人体工程学，对于感性工学的研究仍需要较长时间的探索。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、查阅资料并通过光学显微镜采集桦木树种的宏、微观图案；

2、从宏观、微观两种尺度研究桦木树种宏观纹理、微观构造图案的形式美感；

4. 研究创新点

1）木材表面纹理视觉物理量与人心理感觉的关系，从自然和人文科学的角度解释了人们喜爱桦木的原因，为提高桦木加工设计提供参考依据。

2）利用数字图像处理学方法和眼动仪试验，研究木材纹理与人的心理量感关系。