目前，产品设计方法研究已较为深入，产品族[1]、知识工程[2]、可拓关联[3]、TRIZ理论[4]、CA、KANO模型[5]、层次分析法[6]等设计准则已经广泛应用到产品设计的整个过程中，极大地提高了设计的质量和效率。但设计方法中的文化创意产品设计方法研究较少，国内外对文化的设计研究大多集中于文物对产品的影响，文化内涵对产品造型影响的研究较少，无法满足文化创意产品的设计需求。文化创意产品应蕴含并表征一定区域的文化意象[7]，优秀的文化创意产品必定更加注重文化内涵的设计利用。
POLANYI将知识分为隐性知识和显性知识，为设计过程的知识发掘奠定了基础[8]。广岛大学的长町三生教授提出的感性工学将感性与工学相结合[9]。OSGOOD等提出的语义差异法经过发展可以通过意象尺度制作设计语义差异量表(semantlc Dlfferemial Scales)。广东工业大学的蔡文教授创立的可拓学[10]中提出的可拓方法为产品设计中寻找最优方案提供了参考理论。
文化资源只有通过创造性的提升和应用才能发挥其设计价值，现阶段文化资源与产品相结合的再造利用往往通过设计师的经验与灵感对文化特征进行筛选和再设计。文化资源中蕴含的大量文化因子、艺术因子、历史因子没有得到充分利用。本文参考以上理论结合图解语义的方法对文化内涵进行可拓分析，将隐性的难以琢磨的因子用图形的方式显性化，并建立文化语义特征的评价模型，达到选取设计元素的目的。
1 文化产品设计过程的知识分析与表征 1.1 文化创意产品设计过程知识融合与传递产品设计的过程包括对需求知识的获取、设计过程知识的转换、通过设计反馈进行设计优化等，而文化创意产品又具有其特殊性，在设计过程中不仅要考虑产品本身的功能属性，还要考虑与之相融合的文化属性，这就要求设计者在获取知识时应该兼顾产品和文化两方面，并以产品为载体，通过功能、材料、造型等元素将文化内涵表示出来。用户、设计师、制造者，实现知识的获取、传递与演化的过程[11]，如图 1所示。
|
| 图 1 文化创意产品设计过程中的知识转化模型 Fig.1 the model of knowledge transformation in the process of cultural and creative product design |
文化创意产品设计的创意思维过程与普通产品的创意思维过程类似，可归纳表示为创意生长，创意收敛和创意优化的过程。可拓学的菱形思维模型可以形象的表示创意拓展的过程[12]。创意生长阶段是设计师通过对设计目标、设计源文化的分析和创造性的思维发散的过程。创造性的思维发散在可拓学中描述为拓展分析、共轭分析、可拓变换。该过程应充分考虑文化基元的共轭关系即社会属性和艺术属性，显性和隐性，精华和糟粕等。设计收敛阶段是设计师通过构建产品关联度函数和优度计算的评价模型对设计生长过程形成的创意基元集s进行评价收敛，生成具有更高设计价值的创意集的过程。该过程的核心问题是评价模型的构建。设计优化是通过对设计生长和设计收敛得到的文化基元集进行设计与设计反馈并再设计和再优化最终达到详细设计的目的。设计与反馈是一个跟随行为始终贯穿于设计优化的整个过程。
2 知识生长过程的评价收敛方法由于现代产品设计是有方向、有目的、有计划的创造性活动。产品的图解语义表达应与设计元素的理性分析相结合。现代设计的起点是原始数据的收集，其过程是各项参数的处理，归宿是综合的科学的确定各项参数得出设计内容。设计是一个综合的过程，它包括信息收集和整理工作、创造性的工作、交流的工作、测试与评价等工作。本文参考可拓基元的相关知识对文化内涵进行可拓分析。将感性的文化元素转换为理性数据，便于对文化进行参数整理，达到科学评价和收敛的目的。
2.1 文化特征的可拓分析根据可拓学的基元理论和可拓创新方法，本文结合图解思维[13]在基元理论的基础上探索文化创意产品设计的新途径。
文化创意产品设计与普通产品设计不同，文创产品设计的出发点为文化，通过对文化的分析提取，再分析，传递，演化并最终形成文化多个元素的融合。在可拓学中基元包括物元、事元、关系元，在设计过程中通过参考可拓学的基元理论提出了文化基元的概念。
文化基元把文化特征与文化内涵，主观分析与客观评价别统一在一个由对象O，特征C和量值P组成的三元组中，可以形式化地描述文化的特征、内涵和社会关系，表征设计过程中涉及的定量与定性问题，量化的描述产品创新设计的思维过程。
基元可以表示为：
| $ \boldsymbol{B} = (O, C, P) $ |
其中O为基元所研究的对象。C为研究对象的特征，P为可拓空间，包涵了特征所对应的量值信息，通过下文对文化基元的进一步分析，P进一步分解为px，py。并分别定义为可拓关联度、设计的社会价值。
将文化创意的设计源点文化基元定义为可拓创意原点B=(O，C，P)，其中o为可拓对象，c为可拓特征，p为可拓区间。可拓区间p描述了可拓创意原点B的可拓区域。文化基元在设计过程中的主要价值就表现在基元的可拓性。在文化基元图解过程中主要对可拓区间进行分析研究。
| $ \boldsymbol{B} = (O, C, P) = \left[{\begin{array}{*{20}{c}} O&{{C_1}}&{{P_1}}\\ {}&{{C_2}}&{{P_2}}\\ {}& \ldots & \ldots \\ {}&{{C_n}}&{{P_n}} \end{array}} \right] $ |
其中，P=(px，py) px，py均为特征量值。
px描述了的可拓特征c与源文化的关联度，px∈(0-1]，px1+px2+…+pxn=1(n≥1) 数值越大表示该特征与源文化关联度越强。
py描述了可拓特征C的设计的社会价值，数值范围1-7。数值越大表示该特征设计的社会价值越强。
其中设计原点B具有唯一的设计对象O，设计对象O可以具有n个设计特征C，每个设计特征又分别拥有设计关联度px、社会价值py这两个向量共同构成了一个可拓区间P。为了减少特征向量评价过程中的设计师主观因素的影响，应面向设计目标人群采取多个样本。
则:
| $ P{\rm{ = }}\overline {{p_{\rm{x}}}} \overline {{p_{\rm{y}}}} $ |
可拓区间P表示了对应特征的设计价值，P值越大表明该特征蕴含的设计价值越高。
2.2 图解文化特征与表征相对于语言，图形表征性更加准确和强烈，并且文化创意产品中文化内涵大多是以产品造型为载体.使用者最先看到产品造型，通过观察造型产生对产品语义的联想.图形与产品语义具有第一映射关系.设计师在进行产品创作的过程中不断用图形表示元素，将图形记录下来，完成元素的图形化[14].
图解思维即用速写和草图等图形方式帮助思考.从认知过程来看图解思维是肯定与否定的过程.设计师运用图形对设计元素进行描述，通过对设计元素的理解肯定或否定图形的某些部分，通过不断的肯定与否定对图形进行改进，以此往复即为图解思维的过程.
图解过程也是视觉表达的过程，将事物以美的形态呈现出来.图解思维是把艺术中的视觉造型语言和形象思维与设计中的理性逻辑思维融合在一起，拓展了设计师的思维创造能力.仅仅借助理性思考和机械设计并不是完整的设计，设计也是一门艺术[15]，设计过程包括形象思考、逻辑思考、造型思考.
对文化特征进行图解分析并将文化特征转换为图解语义，设图解语义为t，则图解语义的特征量值可表示为ptx，pty.
ptx描述了图解语义t与文化特征C的辨识度，ptx∈(0，1)，其数值越大表示该图解语义与文化特征之间的辨识度越高.
pty描述了图解语义t的设计价值，数值范围为[1，7]，其数值越大表示该图解语义造型设计价值越高.
2.3 评价收敛设计师在对文化元素的设计过程中通过对文化的研究、接触、调研，并在自身知识、经验、态度的影响下产生了对文化的直观感受，该感受就是设计师的生理和心理活动，是对文化的感性反应.设计师对文化的感性反应就是评价收敛的意象基础.运用感性工学将对文化的意象或感觉转变成可衡量的理性概念，由此提出了文化基元的向量空间，向量空间描述了文化基元特征通过特征量值px，py来表征该特征的设计价值的方法.
设计基元B通过文化意象提取生成设计基元集S.设计基元集内包含了源文化思维发散后的文化意象集合.通过文化意象的特征量值px，py构建该特征的拓展空间.根据特征空间来对文化特征进行初步评价.通过图解思维对选取的文化意象进行图解语义表达，并对图解语义进行评价分析，最终依据产品关联度函数和优度计算的评价模型进行图解语义收敛，达到选取最终设计元素的目的.
文化创意的设计基础是文化的造型或内涵特征，要表现的内涵是文化.每个文化对象可能具有多个文化特征，每个特征又具有多个图解语义.上文定义了图解语义的特征量值ptx来定量表示单个图解语义的文化权重，pty来定量表征该图解语义的设计可行性.设计师可以通过该方法用量化的手段表示感性的语义符号与文化间的关系，便于构建数学评价模型和进行权重分析.
构建以下数学模型表示图解语义的设计价值：
| $ R{\rm{ = }}\overline {{p_t}_{\rm{x}}} \overline {{p_t}_{\rm{y}}} $ |
R由ptx，pty以系数为1的正比关系构成，表示图解语义的设计面积，参数化地描述了每个图解语义特征的设计价值，R值越大表明该语义的设计价值越高.
3 基于图解语义的产品实例设计是创造性的思维活动，文化创意产品设计更是如此.文化创意产品设计不仅要求设计师客观科学地处理产品信息，更要求设计师对文化内涵有深刻的理解，并将其转化为设计元素.通过基元理论可以实现文化元素的量化表征，为设计师数据化地分析文化元素提供了可能.
本文将以贵州古代民族文化产品设计为例对以可拓分析为基础的图解语义表达的设计方法进行验证.
3.1 文化意象的提取与表征贵州地区民族分布较多，由于古代交通不便，形成了独具特色的民族文化，最具代表性的莫过于古夜郎文化.本文以办公座钟为载体进行文化创意设计来验证该设计方法的可行性.
古夜郎国地处贵州，人文历史悠久，“夜郎”一词最早出现于战国时期.西汉成帝和平年间，夜郎王胁迫周边反叛汉朝，被汉使陈立所杀，夜郎王国随之被灭，前后约300年.秦汉时期属夜郎国治地，唐宋曾2次置夜郎县.夜郎王一句“汉与我孰大”流传千年，形成了内涵丰富、扑朔迷离的夜郎文化.
通过走访和相关资料的查阅，提取夜郎文化的文化因子，以关键词语义进行表征：繁荣、自大、神秘、战争、贫穷.
即：
| $ 古夜郎 = \left[{\begin{array}{*{20}{l}} {夜郎意象}&{繁荣}&{{P_1}}\\ {}&{自大}&{{P_2}}\\ {}&{神秘}&{{P_3}}\\ {}&{战争}&{{P_4}}\\ {}&{贫穷}&{{P_5}} \end{array}} \right] $ |
对12名20~30岁青年(8男4女) 进行详细的问卷调查，要求12名调查对象对夜郎文化有较深入了解，并有一定的产品设计经验.让每位受调查者对以上意象进行评估并选出自己认为最能代表夜郎文化的意象，并按顺序排列，排首位的意象记为5分，末位记为1分.经统计，结果如表 1.
| 意象 | 评价人数/名 | ||||
| 5分 | 4分 | 3分 | 2分 | 1分 | |
| 繁荣 | 0 | 0 | 3 | 4 | 5 |
| 自大 | 9 | 3 | 0 | 0 | 0 |
| 战争 | 2 | 4 | 3 | 2 | 1 |
| 神秘 | 1 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| 贫穷 | 0 | 2 | 2 | 4 | 4 |
设每个意象所得的n分的个数为mn，其中n∈1，5，m∈1，12，则可拓特征与文化基元的关联度量值
| $ \overline {{p_\rm{x}}} = \frac{{\sum\limits_{n = 1}^5 {n{m_n}} }}{{12 \cdot \frac{{5(5 + 1)}}{2}}} $ |
选取5名具有2年以上工作经验的设计师对文化语义进行社会价值评估，评估过程应该与产品相结合，分值为1~7分，分值越高表示该设计师认为该语义设计的社会价值越高，经统计，结果如表 2.
| 设计师编号 | 繁荣 | 自大 | 战争 | 神秘 | 贫穷 |
| 1号 | 5分 | 4分 | 3分 | 4分 | 3分 |
| 2号 | 4分 | 5分 | 4分 | 4分 | 3分 |
| 3号 | 6分 | 5分 | 3分 | 3分 | 2分 |
| 4号 | 4分 | 6分 | 3分 | 5分 | 3分 |
| 5号 | 7分 | 5分 | 3分 | 5分 | 4分 |
社会价值评分过程不应将文化意象与表达载体割裂，应综合考虑两者融合之后的社会寓意，如：自大在意象词汇中具有贬义，不宜作为产品语义进行设计，但自大与座钟相融合之后，具有珍惜时间、不要盲目自大的告诫意义.
设n号设计师对该文化意象设计有效度的评分为mn，其中n∈[1，5]，m∈[1，7]，则通过对以上数据进行统计可得
| $ \overline {{p_\rm{y}}} {\rm{ = }}\frac{{\sum\limits_{n{\rm{ = }}1}^5 {{m_n}} }}{5} $ |
已知
| 计算量 | 繁荣 | 自大 | 战争 | 神秘 | 贫穷 |
| 0.122 | 0.317 | 0.222 | 0.194 | 0.145 | |
| 5.20 | 5.00 | 3.20 | 4.20 | 3.00 | |
| P | 0.634 4 | 1.585 0 | 0.710 4 | 0.814 8 | 0.435 0 |
即：
| $ 文化 = \left[{\begin{array}{*{20}{l}} {夜郎}&{自大}&{1.585 0}\\ {}&{神秘}&{0.8148}\\ {}&{战争}&{0.7104}\\ {}&{繁荣}&{0.6344}\\ {}&{贫穷}&{0.4350} \end{array}} \right] $ |
经过对文化意象的可拓分析和评价可得到文化意象的设计区间，设计区间是由文化意象的特征量值px，py构成，设计区间参数化地表示了文化意象设计的有效区域大小.该评价过程为初步评价，不进行淘汰，目的是对文化意象的图解转换提供参考.
3.3 文化语义与图解语义的转换及图解语义量值的获取邀请对该文化语义感兴趣的3名设计师根据设计区间表对文化语义进行图解，如表 4所示，通过计算文化特征的设计区间，进行文化语义设计价值的初步评价，通过初步评价将文化语义以设计空间大小顺序排列，以设计区间大小为参照对文化语义进行图解，便于更合理地分配设计资源和设计师的设计精力，即将设计区间较大的文化语义进行重点图解，并在图解过程中对图解语义辨识度和设计价值进行评价.
设文化意象为y，文化意象的图解语义为t，则3名设计师对图解语义ptx，pty评价如表 5、表 6表示.
| 设计师编号 | 图解语义 | 自大 | 战争 | 神秘 | 繁荣 | 贫穷 |
| 1号 | t1 | 0.3 | 0.7 | 0.6 | 0.7 | 0.6 |
| t2 | 0.4 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.3 | |
| t3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.5 | 0.5 | |
| 2号 | t1 | 0.4 | 0.6 | 0.5 | 0.7 | 0.5 |
| t2 | 0.4 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | |
| t3 | 0.4 | 0.5 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | |
| 3号 | t1 | 0.3 | 0.7 | 0.5 | 0.5 | 0.6 |
| t2 | 0.5 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.2 | |
| t3 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
| 设计师编号 | 图解语义 | 自大 | 战争 | 神秘 | 繁荣 | 贫穷 |
| 1号 | t1 | 6 | 6 | 5 | 3 | 5 |
| t2 | 5 | 2 | 4 | 5 | 5 | |
| t3 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| 2号 | t1 | 5 | 6 | 5 | 3 | 3 |
| t2 | 6 | 1 | 4 | 5 | 6 | |
| t3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 2 | |
| 3号 | t1 | 5 | 5 | 6 | 2 | 2 |
| t2 | 5 | 1 | 4 | 5 | 2 | |
| t3 | 3 | 2 | 4 | 3 | 3 |
通过对以上数据分析可得各文化语义拓展图解语义的设计价值，计算公式为：
| $ R{\rm{ = }}\overline {{p_t}_{\rm{x}}} \overline {{p_t}_{\rm{y}}} $ |
经过运算，得到单特征图解语义设计价值，如表 7所示.
| t | R | ||||
| 自大 | 战争 | 神秘 | 繁荣 | 贫穷 | |
| t1 | 1.78 | 3.78 | 2.84 | 1.69 | 1.89 |
| t2 | 2.31 | 0.27 | 1.47 | 2.17 | 1.01 |
| t3 | 1.71 | 1，83 | 1.30 | 1.48 | 1.07 |
设计师在对特征进行图解的过程中发现部分图解特征语义可以融合，设tab为表 4中第a个意象的b个图解，则融合过程及其结果如下：
| $ \begin{array}{l} {t_2}_1 + {t_3}_1 = {T_1} = 6.62\\ {t_4}_2 + {t_1}_3 = {T_2} = 3.88\\ {t_3}_3 + {t_5}_1 = {T_3} = 3.19 \end{array} $ |
融合语义T1设计价值最大，社会价值较高，建议详细设计，过程如下：
|
座钟主架灵感来源于夜郎意象中的“自大”和“战争”，支架造型是“大”和“武士”两个语义的融合，表盘灵感来源于武士的盾牌.整体社会语义集中于“大”和时间，寓意是切勿夜郎自大，浪费大好学习时间.
4 结语现阶段设计师在进行文化创意设计的过程中大多依赖自身的理解，但是设计师对文化的理解往往是隐性的[16]，难以被察觉和表述，因此将隐性知识用显性的形式表征出来就成了设计研究的关键.设计不同于艺术[17]，设计是感性与理性的结合，是有方向、有计划、有目的的创造性活动.现代设计方法中的知识表征和评价方法成为了研究重点，本文通过引用可拓学的相关理论将隐性知识转换为可显性表示和理性评价的基元，在整个分析过程中以图解思维为基础，重点对特征的图解语义进行收敛评价，并通过多目标收集评价信息尽量增强评价客观性.可拓分析在产品设计中的应用还需深入研究，今后研究方向：1) 隐性知识的可拓挖掘，2) 可拓分析的智能辅助方法研究.
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