发布时间：2022-11-17 09:15:23
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了1篇的肤觉体验的双肩背包设计要素探讨样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
1.1肤觉的概念和分类
肤觉是指刺激作用于人体皮肤而引起的各种感觉[1]，肤觉对于物体的硬度、重量、大小和形状等特性的认识有重要意义；通过肤觉还可以回避各种伤害人体的危险。皮肤表层内部分布着不同种类的触觉受体、游离神经末梢等，分别对触摸、压力、振动和温度等外界刺激进行感知。肤觉的基本形态有触压觉、温度觉和痛觉。触压觉又包括触觉、压觉、振动觉和痒觉。由于痒觉生理机制复杂，因此暂不讨论。
1.2肤觉感知的特点和优势
在人类的五大感觉通道中，视觉和听觉处于主导地位，是远距离感觉。但肤觉也是获取外界信息的重要方式，是一种近距离感觉，在判断、警戒和情感体验方面具有独特的作用。与其他感知方式相比，肤觉能够感知接触、压力和温度，对外界有害刺激能够做出迅速反应；其反应时间与视觉、听觉相当；肤觉在感知灵敏度方面一般；肤觉捕捉注意百分比为4%，与嗅觉相当，视觉为70%，听觉为20%[2]。当人们没有聚焦于其他事物时，触觉刺激能自动抓取注意，其最重要的优势是相对不受听觉背景噪音的影响[3]。肤觉中的触觉还具有多感官促进效应。研究表明，相对单一通道刺激而言，被试者对双通道刺激能做出更快、更准确、更稳定的识别；且视触觉双通道刺激中的触觉刺激呈现越早，被试反应越快[4]。因此，肤觉是唯一具有双向信息传递能力的感觉通道，是最能让人产生真实感的感觉通道。肤觉感受器分布广泛，且反应速度快；抗噪音干扰能力强，也较少产生噪音，可以提供一种安静的交互方式；对注意力占用少，受到刺激时会自动抓取注意力。此外，肤觉也是诱发和调整人类情绪强有力的工具。
1.3肤觉感知的局限
就其中的触觉而言，心理物理实验室的研究表明，在打算运动或正在运动的时候，人们对触觉刺激的敏感性会降低。当触觉刺激发生在运动的部位时，这一现象更明显。这就是感官抑制现象。当用户穿着厚重的衣服时，特定触觉刺激对身体尤其是背部可能会无效。关于其他类型肤觉局限性的研究较少。
1.4肤觉设计的应用场景
目前对肤觉感知的研究主要集中在触觉感知，常用在传达类似影响和紧迫性等定性信息和不精确定量信息的场景中，也常用于一些视听觉功能受损伤人群的日常生活，或者视听觉信息过载的情境中。在接触丰富的灵巧操作任务中，触觉起到至关重要的作用[5]。尤其是军事或一些民用工业中，通过皮肤表面的触觉变化特征来操作设备对人类很有帮助。在体验设计中，如餐厅的用餐体验设计中，或者采用虚拟现实技术的沉浸式游戏中，肤觉也有着广泛的应用。在产品设计中，不同的材质和操控结构有着不同的触压感，传递着不同的信息，构成了人们丰富的使用体验。
2肤觉体验在背包设计的应用发展现状
根据肤觉的形态分为触压觉、温度觉和痛觉，可以将肤觉体验在背包设计中的应用分为：背包的压力分布，背包给人的触觉感受，背包使用时用户对温度的感知。目前关于背包压力分布的研究较多，对长时间、超负荷背包对身体造成的不良影响的研究也较多。如任建厂等人在《背包对青少年学生身体健康的影响》一文中提出了青少年双肩背包的适宜重量、长时间负重可能会造成的身体异常状况。在文中不仅提出了关于背书包的健康方式的建议，而且提倡对老师、家长、学生进行健康教育。但是对于背包超重问题的解决方案仅限于生物力学和结构方面，没有从用户对重量的认知和交互设计的方向提出解决办法。在背包的触觉感受和温度感知方面的研究较少，目前关于面料舒适性的研究主要集中在日常服装、运动服装、贴身衣物、功能性服装等方面，对于背包面料的研究较少。在背包种类方面，研究主要集中在左右对称的双肩背包上，而对单侧负重的研究相对较少；在用户研究上，多针对青少年和成年男性，对于成年女性及老人的关注度不够。
3背包设计要素分析
通过对市场上现有的背包进行调研，总结了背包设计要素主要有：大小或者容量、背包自重、面料、背负系统、颜色、款式、隔层，以及其他配件等。通过整理分析，背包的肤觉穿戴体验很大程度上取决于背负系统和材料两个要素，而背负系统的设计应依据肤觉感知中的压觉和痛觉理论；背包材料的选择应依据肤觉感知中的触觉和温度觉理论。
3.1背包背负系统分析
目前市场上背包的背负系统一般由减压背板和背带、腰带、胸带等各种背负带组成。减压背板部分，某些背包背板结构中，肩胛部和腰部有减压海绵，其他部分为保证透气性没有海绵层；还有些背包背板结构为整块的减压珍珠棉。背带一般为S型，加宽处理，使用透气海绵或者气囊减压。另外，较大的户外背包设有腰带，将部分重量分散到髋部，还有胸带和负重调节带用来增加背负稳定性和调整背包中心。以压觉的理论为依据从压觉的理论来说，压力刺激是由慢适应受体感知的[1]，因而压觉短时间内不会被忽略，背包背负系统的设计尤为重要。压觉是由较强的刺激导致机体的深部组织变形而引起的压力感觉[6]，背包设计涉及的机体内部组织主要是上身躯干和手臂的骨骼系统、肌肉系统、上躯干的内脏器官，还有神经系统。再者，皮肤表层对压力的敏感性在身体不同部位的差异非常大，面部最为敏感，其次是腹部、胸部、背部、手指、肩部、臂部、腿部和脚部。因此，背板的形状和结构要考虑脊柱的生理曲度、肩胛部和胸廓￥的骨骼结构和承受能力，以及上身躯干的肌肉活动；背板位置应可调，不同位置应该考虑人体结构进行材料密度的区分来获得良好的支撑；背带的形状、宽度、结构和位置都会影响背负体验，由于肩胛骨和锁骨的结构复杂且易受伤，肩部不适宜分担过多的压力，以保证肩部的舒适感；胸带和腰带的设计应在宽度和结构上降低胸腹部的压力，保证胸腔的自由舒张和收缩，以提高用户的背负体验。以痛觉的理论为依据从痛觉的角度来说，引发痛觉的刺激种类有很多，包括物理的、化学的、机械的、温度的刺激等，任何一种刺激对机体造成损伤或破坏时，均能引起痛觉。背包引起的痛觉主要是由背包重量施加于骨骼和肌肉系统引起的机械刺激。痛觉的感受性因身体部位而异，与背包有关的身体部位中，背部对痛觉的感受性最高，手的感受性较差，而且痛觉的适应性很差[7]，时间久了不会被身体忽略。因此，应尽量降低背包重量对身体各系统的影响，避免痛觉的产生，或者一旦有痛觉产生要有调节和消除的方法。还可以结合智能穿戴技术，对背包重量进行管理，根据用户的体重确定背包重量的上限，当背包重量超过限度时，应通过适当方式给予提醒，或者将各接触部位的压力可视化，提高用户对压力的关注；对用户的背包姿势进行提醒和纠正，通过背板和背带对背负系统进行动态调整，避免身体一些部位长时间受力；还可以尝试将背负系统结构和健身器材结合起来，将背包压力分散到运动中。
3.2背包材料分析
在背包使用过程中，与身体皮肤接触的部分主要有：手触摸的背包外部、内衬和隔层、拉链头、提手，以及装饰性部分等，提起背包时手部一般会接触背带，背着背包行走或奔跑时颈部也可能接触到背带。现有背包材料调研通过市场调研发现，双肩背包外部面料和背带主要有涤纶、锦纶、纯棉帆布、网布等，内衬一般用锦纶或190T涤塔夫，拉链头大多用金属材料，装饰性部件用人造革等。涤纶面料，也就是聚酯纤维，较常用的1680D双股牛津布，挺括不易皱，强度和弹性恢复能力较高，耐冲击强度比锦纶高，耐磨性仅次于锦纶，使用PVC或PU涂层增强防水性；涤纶面料吸湿性较差，穿戴有闷热感。因此涤纶牛津布适宜用作户外背包或者负重较大的背包外部面料。锦纶，也叫做尼龙，学名是聚酰胺纤维，强度高，耐磨性是织物中最优的一种，回弹性好，吸湿性在化纤中较好；但耐光性、耐热性较差，面料久晒会发黄，强度也会下降，常用于休闲背包外部面料，有时也用于背包内衬。纯棉帆布，耐用耐磨，色彩鲜艳，手感舒适，透气性好，容易清洗，采用环保印染工艺，对皮肤无刺激，且无污染，缺点是防水性较差，常用于环保包袋外部面料。190T涤塔夫，由涤纶长丝织造而成，明亮鲜艳，强度高，结构紧密，不易变形，清洗后极易干燥；但涤纶织物熔点较低，遇烟灰、火星等易出现小孔，常用于背包内衬。网眼布料，材质为涤纶，色牢度好，具有优越的透气性，回弹性好，结实耐用，但容易刮破。常用于背包网兜或透气部分。EPE珍珠棉，又称为聚乙烯发泡棉，内部由无数的独立气泡构成，其特点是防水、缓震、韧性强、抗撞击能力强等，无毒环保可降解，但透气性较差，在背包中常用做背部缓冲棉。以触觉的理论为依据背包面料选择中，在考虑面料强度等功能性因素的基础上，应考虑材料的触摸舒适性，面料的触感主要有轻薄或厚实、柔软或偏硬、光滑或粗糙等感觉。触觉是指皮肤浅表层的触觉受体受到微弱的机械刺激产生的感觉[1]，在评价背包材质等微观结构中起主导作用，触觉感知的机械刺激依赖于材料的物理特性。粗糙度、柔软度和刚度是手感的三个基本参数[8]，目前对粗糙度的研究最多。在心理物理学研究中，粗糙度的主观感觉似乎是沿着一个单一维度变化的，并且已经被证明是随着表面特性进行可预测的变化[2]。背包常用布料中，1680D双股牛津布表面光滑，手感较硬，有明显的颗粒感，原料是由两根420D的涤纶丝合为一根840D的涤纶丝；用于箱包的锦纶牛津布由210D的锦纶丝织成[9]，与1680D双股牛津布相比，粗糙感明显下降，柔软又不失挺括；而190T涤塔夫面料手感柔软，光滑细腻，原料为涤纶FDY63D/24F，也就是63D的涤纶长丝；旦尼尔数（D）越小，纱线越细，纱线粗细是影响材料粗糙度的重要因素。从材料的微观属性出发，将不同粗糙度的面料根据知觉组织原理搭配，可以实现可预测得更加微妙、丰富的触觉体验，以及特定的触觉交互。3.2.3以温度觉的理论为依据温度觉的产生是由材料的表面温度和皮肤表面温度的差别来决定的，各部位皮肤表面温度称为生理零度。也就是说，材料表面温度高于生理零度产生温觉，低于则产生冷觉，等于则不产生温度觉。身体的不同部位对温度刺激的敏感程度不同，且受刺激皮肤的面积越大，温度觉越强烈。背包的温度觉体验主要涉及背部和手部。背部的生理零度大约为37℃，且背部皮肤比手部皮肤面积大，更容易产生热觉，因此室温条件下使用背包时，接触背部的材料表面温度在背包使用过程中的温度应稍低于37℃，并保证良好的透气性；手部的生理零度大约为28℃[1]，因此室温条件下，接触手部的材料表面温度应保持在28℃左右。为获得良好的肤觉体验，在背包使用过程中，材料表面温度应根据环境温度做出调整，如在夏季，背包稍凉的触感会带来舒适的肤觉体验，而冬季恰恰相反。
4结语
肤觉体验对于双肩背包的使用体验至关重要，关于双肩背包设计的背负方式和材料选择还需要通过具体实验进一步验证。除此之外，肤觉交互在双肩背包设计中的运用也是需要进一步研究的问题，这将会使双肩背包的背负更为轻松，操作更加舒适自然，也将增进用户对健康负重方式的了解。
作者:张帅 李慧君 单位:沈阳理工大学