Product Modeling Design and Evaluation Research Based on Affordance Theory

어포던스 이론에 기반한 제품 모델링 디자인 및 평가 연구

Abstract

Affordance is a kind of mental physiology, used by psychologist Donald A. Norman as a design idea, defined as "the property that something can directly and essentially provide something to a person or animal". This idea of returning to the essence and providing properties intuitively has a new guiding effect on product design. The purpose of this thesis is to take the theory of affordance as the basis of design concept, and redesign the shape of desktop lamps in small home appliances, so as to optimize the product shape. A product styling design method based on the concept of affordance is established through four major classifications of affordance, and a styling design scheme is completed using a tabletop luminaire in small home appliances as an example, and then a product styling design evaluation system is used to evaluate the new tabletop luminaire styling design scheme and the existing styling, and the evaluation results are analyzed. Finally, it is concluded that a new product styling design method based on affordance is constructed, and the feasibility and effectiveness of this method are verified, which provides ideas and theoretical basis for product styling design.

1. 서 론

최근 몇 년 동안 디자이너는 사용자 감각 위주로 디자인하고 있으며, 디자인은 정신 문명이 풍부한 현대 사회에서 최신 기능과 화려한 외관뿐만 아니 라인 간과 디자인 간의 정서적 공통성에도 주목한다. 컴퓨터 그래픽스의 주요한 목표 중 하나는 구축하고자 하는 시스템의 사실성을 높이면서 동시에 효율 적인 처리를 가능하게 하는 것이다[1]. 제품 모델링은 가장 먼저 관찰되는 제품의 특징으로 인간과 제품 간의 상호작용에 중요한 역할을 한다.따라서 제품 모델링은 연구와 혁신의 돌파구이기도 하다.그리고 사용자와 디자이너 모두가 자신의 주관적인 감성을 갖고 있기에 디자이너가 표현하고 싶은 제품의 속성과 기능 정보, 사용자가 제품에서 수용한 정보 사이에는 차이가 존재하기 마련이다[2]. 그러므로 디자이너는 디자인 과정에서 제품에 대한 이해의 편차를 줄여야 한다.

본 연구의 방법은 다음과 같다. 

우선, 문헌연구방법을 사용하고자 한다. 문헌자료를 바탕으로 어포던스 이론을 분류 및 정의한 후, 제품 모델링 요소를 분류하고 나서 어포던스 요소와 제품 모델링 디자인 요소의 결합 대응을 분석하여 제품 모델링 요소에 대한 어포던스의 역할을 확립하는 것이다. 다음으로, 위에서 언급한 어포던스 제품모델링 디자인 방법을 기반으로 탁상용 램프 제품을 디자인한 후, 설문 조사를 통해 평가함으로써 제품모델링 디자인 평가 지표와 가중치를 이용하여 모델링 방안에 관한 평점을 받는다.마지막으로, 기존의 보편적인 탁상용 램프 제품의 디자인(인터넷 사진) 을 선택하여 재평가 및 평점을 받음으로써 총점에 대한 비교를 통해 실험 결과를 도출해낸다.

2. 이론적 배경

2.1 어포던스의 이해

어포던스는 1950년대 후반에 미국의 심리학자인 제임스 깁슨(James Gibson)에 의해 제기되었다. 이용어는 생태 심리학의 중요한 개념이다. 생태심리학은 동물의 행동과 지각, 그리고 그들이 살고 있는 환경을 상호 보완적으로 이해하고, 동물이 매개물의 특정 정보를 이용하여 행동 근원의 어포던스를 직접 감지할 수 있다고 제안하였다[3].깁슨(Gibson)의 직접 지각 이론에 의하면, 어포던스의 속성은 주관적인 동시에 객관적이다.어포던스의 존재는 사물의 어떤 속성에 기반을 두고 있으며, 이러한 속성은 인간의 의지에 의해 전이되지 않는 객관적인 존재이며, 이러한 속성을 인지하는 인간이나 동물이 없을 경우, 어포던스도 대상이 없기 때문에 존재의 의미를 상실하게 된다.어포던스는 환경과 행동에 대한 동일한 사실로서 동시에 환경에 있는 관찰자(인간 또는 동물) 를 가리킨다[4].즉, 어포던스는 인간의 행동에 기초하여 환경이란 객관적 사실에 대한 주관적인 인지 활동이다.예컨대, 쓰러진 나무는 ‘앉는’​​어포던스를제공하며, 이러한 어포던스에 대한 사람들의 지각 근원은 나무의 물리적 특성과 그에 대한 사람들의 인식 및 앉는 행동에서 비롯된다.지형, 기후, 건축, 생물학 등 환경 내에 있는 모든 것은 어포던스를 갖고 있다.

어포던스 이론의 지속적인 발전으로 인해 어포던스는 더 이상 물체가 사람에게 미치는 실제 영향에만 국한되지 않는다.어포던스는 사물이 물리적인 성질이 아니라 ‘동물의 환경의 성질’이다.어포던스는 지각자의 주관이 구성하는 것이 아니다[5].미국의 인지심리학자 도널드(Donald E. Broadbent)는 디자인 분야, 즉 "Design of Everyday Things"에 어포던스개념을 도입하였다.깁슨의 이해와는 달리 도널드는 깁슨은 어포던스 외에 대상 자체가 소유하고 있지 않지만 인간이 느낄 수 있는 어포던스를 나타낼 수 있다고 언급하였다.그러므로 깁슨과의 이해 차이를 심리적인 관점에서 표현하기 위해 도널드는 '감지할 수 있는 어포던스'라는 관점을 취했다.지각이란 환경과 상호작용하는 유기체의 행위에 의해 주어지며 최소한의 심적 노력이 필요할 뿐 별도의 복잡한 해석적 분석과정이나 표상 과정이 필요하지 않다[6]. 깁슨은 어포던스가 인간의 경험 및 문화와 무관하게 독립적으로 존재하고, 준거 프레임을 인간의 행동 능력이라고 여겼지만 도널드는 어포던스를 과거 지식 및 경험과 밀접하게 연결시켰고 준거 프레임을 인간 심리와 인지 능력으로 간주하였다.따라서 그는 제품 자체의 특성을 이용하여 제품의 기능과 작동을 이해할 수 있도록 제품 자체가 자명성을 가져야 한다고 강조했다.

2.2 어포던스의 요소 분석

제품 모델링에 대한 사용자의 인식은 주관적이며 제품 이해도에 있어서는 편차가 있기 마련이다. 디자이너가 사용자의 구체적인 요구를 파악하는 것은 쉽지 않지만, 어포던스는 의도적인 설명없이 모델링을 통해 직접 제품의 속성을 사용자에게 제공함으로써 이해 편차를 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 따라서디자인의 어포던스 이론은 소형 가전 제품의 디자인에서 독특한 지시 역할을 하게 된다.소형 가전 제품의 디자인에 어포던스 이론을 도입하면 모델링을 감성으로 채울 수 있고, 복잡성을 줄임으로 단순화하는 효과를 얻을 수 있으며, 제품의 속성 정보를 사용자에게 직접 전달할 수 있다.어포던스는 "사물-기능", "사물-인간"의 인터페이스에 따라 기능적 어포던스, 인지적 어포던스, 행위 어포던스 및 감각적 인포던스등 네 가지 요소로 나눌 수 있다[7].전반 제품 모델링 요소는 전체적인 특성, 기능 안내, 작동 방법, 질감 특성, 기하학적 모양 특성, 상징적 기호 및 색상 특성과 같은 여러 측면으로 나뉠 수 있다[8]. 어포던스요소와 제품 모델링 디자인 요소의 결합 대응을 분석하여 제품 모델링 요소에 대한 어포던스의 역할을 확립하는 것이다.예컨대, 탁상용 램프의 경우, 제품 모델 평가 및 비교를 통해 디자인 방식의 장단점을 검증하고, 어포던스를 디자인 컨셉으로 설정하여 소형 가전 제품의 디자인을 위한 아이디어를 제공할 수 있다.Table1은 어포스와 제품 모링 요소를 기반으로 한 제품 모링 디자인입니다.

Table 1. Product modeling design based on affordance and product modeling elements.

3. 소형 가전 제품의 디자인 실례

소형 가전-탁상용 램프 디자인을 예로 들자면, 위에서 언급한 어포던스 기반의 제품 모델링 방법에 따라 디자인을 완성하고, 모델링 평가에 따라 연구의검증을 수행한다.

먼저, 어포던스 기반으로 한 제품 모델링 디자인요소를 지침으로 하고, 디자인 분석을 위해 탁상용 램프의 전체적 및 특정 모델링 특성을 결합한다.표 2는 어포스 기반의 탁상등기구 모링 설계 분석입니다. 탁상용 조명의 전체적인 기능은 조명으로, 모델링 세부 표현은 주로 본체, 스위치, 베이스, 광선 조절부, 배색방식, 소재 선택 몇가지로 이루어지며. 어포던스 분류와 모델링 요소를 서로 대응시키고 분석하여 탁상용 조명의 모델링 설계를 완성합니다.

Table 2. Analysis of modeling design of Desktop lighting based on affordance.

램프의 전반적인 기능은 조명 장식이며 모델링 세부 표현에 있어서는 주로 스위치, 조명체, 지지대, 광선 조정 부분, 배색 방법 및 재질 선택을 포함한다. Fig.1은 탁상 조명 설계도입니다.어포던스 분류 및 모델링 요소의 대응 분석을 통해 모델링 디자인을 완성한다.탁상용 램프의 어포던스 기능은 전체 기능과 세부 기능으로 나타나며, 사용자로 하여금 제품의 조명 기능과 광선 조절 등 부가 기능을 직관적으로 익힐 수 있게 해야 한다.디자인의 전체적인 형태는 보편적이고 널리 통용되는 램프의 형태에서 벗어나지 말아야 하며, 조명 조절, 스위치 및 기타 기능적 안내 부품과 같은 세부 사항과 기능에 주의를 기울인 디자인 사항을 간단하고도 명확하게 표현해야 한다. 인지적 어포던스는 램프의 모양과 기호에 의해 나타나며, 디자인시 램프의 주요 부분은 "조명"의 어포던스를 직접적으로 반영해야 한다.본체는 둥근 선형요소를 추가하여 일반 사용자의 '조명'에 대한 인식과 일치하도록 전체 모양에서 중요한 기능이 표시되도록 적절하게 디자인해야 하며, 스위치 부분은 전원 아이콘을 사용하여 일치하게 설정해야 한다. 따라서사용자는 과거의 이해와 경험을 바탕으로 인지적 판단을 쉽게 내릴 수 있다.

Fig. 1. Desktop lighting design drawing.

동작 어포던스는 램프의 작동 모드가 사용자의 동작 및 사용 행위를 유발하는 것을 의미한다.예컨대, 스위치 부분은 버튼으로 디자인 되었기에 사용자는 버튼 요소를 관찰하고 무의식적으로 클릭 동작을 하거나 조명 조정을 인식하게 된다.조정 홈에 대한 인지적 판단을 내린 후, 홈을 채우는 작업을 수행하여 중력 볼이 조정 홈에 놓이도록 한다.자세히 내용은 Fig.2와 같다.혁신적이고 우수한 모델링 표현은 사용자가 조정 홈을 효율적으로 만들 수 있게끔 도와준다. 이 뿐만 아니라 사용자에게 정서적으로 상호작용하는 만족감을 주게 된다.모델의 색상과 질감에 대한 사용자의 인식은 감각의 어포던스에 해당하며, 사용자는 조명 작업에서 탁상용 램프를 사용할 때 부드럽고도 밝은 감성적인 심리상태를 유지하는 것이 중요하다. 램프의 색상으로는 짙은 녹색, 검은색, 흰색이 결합된 것을 선택해야 한다.짙은 녹색은 "우아함과 생명력"의 느낌을 전달하고, 검은색은 "안정되고 차분한"느낌을 전달하며, 흰색은 "밝고 깨끗한"느낌을 전달한다.질감의 면에서는 전반적으로 마사 재질을 선택해야 하며 이는 소박하고도 고급스러운 느낌을 주게 되는데, 이처럼 제공되는 감각 어포던스는램프를 사용하는 심리적 요구 사항에 부합되며 작업환경에 보다 잘 어울릴 수 있다.위의 분석에 따라 램프의 모델링 디자인을 완성하고.

Fig. 2. Desktop lighting light adjustment design drawing.

4. 어포던스 기반 모델링 디자인 평가 연구

여기서의 탁상용 조명 디자인 방식을 기존의 탁상용 조명 모델링과 비교 및 평가하여 제품 모델링 디자인 평가 지표를 결정하게 된다.엔트로피 처리 방법을 이용하여 각 지표의 가중치 계수를 산출하고, 제품 모델링 평가표를 작성하며, 채점 조사에 참여할 샘플 사용자를 선정함으로써 채점 결과를 정리한다.

4.1 제품 모델링 디자인 평가 지표 및 가중치 계수

어포던스에 기반한 제품 모델링 디자인 요소를 평가 지표로 하게 되는데, 그것은 바로 전체 특징, 기능안내, 기하 모양, 상징적 기호, 작동 방법, 질감 특성 및 색상 특성이다.엔트로피 처리는 주로 퍼지 종합평가 행렬과 각 요소의 출력 엔트로피를 사용하여 가중치 계수를 결정하게 된다[9].엔트로피 처리는 여러 요소에 대한 종합 평가에서 각 요소의 가중치 계수를 결정하는 매우 효율적인 방법으로서 자연 과학 분야에서 디자인 분야로 도입되었다[10].각 평가지표의 가중치 계수는 엔트로피 처리 방법[11]으로 산출하는데, Table3과 같다.모델링 점수를 계산하는 공식은 다음과 같다.

\(S^{\prime}(a)=\omega_{1} \times S_{1}(a)+\cdots+\omega_{n} \times S_{n}(a)\)       (1)

식 (1)에서 S’(a)는 모델링 a의 점수이고；ω_n 는 가중치 계수이며， n=1,2, ⋯,6； S’_n(a)는 모델링 a에서의 평가 지수의 점수이다.

Table 3. Weighting coefficient of evaluation index.

4.2 제품모델링평가표

제품 모델링 평가 지표와 가중치 계수를 기반으로어포던스에 따른 제품 모델링 특성 평가표 Table 4와 같다.설문 참여자가 모델링 요소의 특성을 보다 명확하고도 정확하게 이해할 수 있도록 모델링 요소 뒷부분에 관련 설명을 추가하게 된다.각 지표의 점수는 리커트 척도를 사용하며 만족도를 5단계로 나뉜다. 1.매우 불만족, 2.불만족, 3.보통, 4.만족, 5. 매우만족이다.각 요소의 점수를 통계하고 평균값을 취한다. 평가표의 세로 축은 모델링 요소이고, 가로 축은 평가 등급이며 설문조사에 참여하는 구성원들은 방안에 대해 채점하게 된다.서로 다른 요소의 가중치 계수를 결합하여 모델링 점수 공식에 따라 디자인방안의 총점을 구한다.

Table 4. Evaluation of product modeling features based on affordance.

4.3 실험과정

두 가지 램프의 디자인 방식을 평가 및 검증함에 있어서, 옵션 A는 본 연구의 어포던스의 지침에 따른 등 기구 디자인에 속하고, 옵션 B는 기존의 일반 등 기구 디자인에 속한다(인터넷 사진).Fig.3과 같다. 채점 조사에는211명의 사용자 샘플이 포함되었고 제품모델링 특성 평가표 점수, 사용자 샘플로 제품 모델링을 관찰하여 사용법을 익히게 되었다.아울러 주관적인 느낌을 바탕으로 각 요소에 대해 1~5점으로 채점하였다.사용자 샘플에 의한 두 가지 디자인 방안에 대한 점수는 다음과 같다.자세히 내용은 Fig. 4, Fig. 5와 같다.

Fig. 3. desktop lighting modeling B.

Fig. 4. Model A user ratings.

Fig. 5. Model B user ratings.

사용자 샘플은 각 모델링 요소의 점수를 기반으로 평균치를 취했고 두 방안의 모델링 점수는 식 (2) 와식 (3)과 이다.

\(\begin{aligned} S^{\prime}(a)=& \omega_{1} \times S_{1}(a)+\cdots+\omega_{n} \times S_{n}(a) \\ =& 0.23 \times 3.89+0.17 \times 3.9+0.10 \times 3.75+0.14 \\ & \times 3.96+0.19 \times 3.89+0.09 \times 3.83+0.08 \times 3.89 \\ =& 3.88 \end{aligned}\)    (2)

\(\begin{aligned} S^{\prime}(b)=& \omega_{1} \times S_{1}(b)+\cdots+\omega_{n} \times S_{n}(b) \\ =& 0.23 \times 3.6+0.17 \times 3.69+0.10 \times 2.52+0.14 \\ & \times 2.54+0.19 \times 3.84+0.09 \times 2.5+0.08 \times 3.79 \\ =& 3.32 \end{aligned}\)      (3)

4.4 실험 분석 결과

공식에 따라 모델링 점수를 따지면 5점 만점에요, 3점은 합격점수입니다, 최종 모델링 점수가 높을수록 사용자들의 모델링 만족도가 높습니다.최종 계산 결과에 따르면, Table5, Table6과 같이 어포던스지시에 따른 램프 디자인 옵션 A가 옵션 B보다 높은 점수를 받은 것으로 나타났다.평가 결과는 전체 특징, 기능 안내, 기하 모양, 질감 특성 등 네 부류의 모델링 요소에 근거한 것이며, 어포던스의 영향 하에 탁상용 램프의 디자인이 일반 탁상용 램프의 디자인보다 훨씬 나았고 옵션 1의 전체 및 세부 기능이 보다 직관적이고 명확하다는 것을 보여주었다.단일 스위치 기호가 바로 안내할 수 있으며, 마사 재질은 사용자에게 보다 적합한 질감을 제공하였다.평가 결과는어포던스를 기반으로 한 제품 모델링 디자인이 실현 가능하고 효과적인 제품 모델링 디자인 방법임을 입증하였다.

Table 5. Evaluation results of desktop lighting modeling A.

Table 6. Evaluation results of desktop lighting modeling B.

5. 결 론

제품 모델링은 사용자가 제품을 감지하는 중요한 매개체이다.어포던스는 과도한 의미 기호의 설명 없이 모델링을 통해 제품 속성을 직접 전달하는 것을 목표로 하며, 특히 디자이너가 사용자의 생각과 행동을 잘 이해하지 못할 경우 사용자의 이해 오류를 효과적으로 줄일 수 있다.본 연구는 어포던스의 이론적 근거를 바탕으로 소형 가전제품의 모델링 디자인을 분석하였고 어폰더스 분류 및 제품 모델링 요소의 대응 분류에 따라 소형 가전제품 모델링 디자인 방법을 요약하였으며 엔트로피 처리 방법과 리커트 척도를 통해 프로그램 평가 모델을 구축하였다. 어포던스기반의 소형 가전제품 모델링 요소를 평가 지표로 사용하여 평가 비교의 검증이 이루어졌고 그 평가 결과는 어포던스 기반의 소형 가전제품 모델링 설계 방법이 실현 가능하고 효과적임을 입증하였다.이 방법은 어포던스의 소형 가전제품의 디자인 도입에 있어서 참고 가치가 있는 자료를 제공하였다.

위의 디자인 실례에 따라 디자이너는 다음과 같은 사항에 주의를 기울여야 한다.첫째, "작은"디자인에중점을 두어야 한다.디자인에 있어서 사이즈가 중요하지 않지만 디자이너는 늘 새롭고도 '큰'디자인에보다 많은 관심을 기울이는 반면 기존 제품의 '작은' 디자인에는 관심을 적게 두게 된다.그러나 삶의 세세한 부분에 숨겨진 가치에 대한 통찰은 기존 제품에 여러 어포던스를 제공할 수 있다.둘째, 불필요한 모델링을 제거하는 것이다.불필요한 모델링은 긍정적인 효과를 일으키지 못할 뿐만 아니라 제품에 대한사용자의 인식을 오도하여 잘못된 사용으로 이어지게 한다.셋째, 전통 콘텐츠에 대한 새로운 개발이다. 전통적인 콘텐츠에는 친숙한 외관, 사람들이 익숙하게 사용하는 조작 방법, 성숙된 기능이 포함되며 이러한 콘텐츠를 통해 새로운 어포던스를 개발하여 새로운 제품에 적용시킴으로써 사용자로 하여금 제품을 보다 쉽게 사용하게 할 수 있다.넷째, 감성적 인디자인을 중요시 해야 한다.제품과 사용자가 상호작용하는 동안 제품에 대한 사용자의 체험은 매우 중요하며 이때 훌륭한 제품만이 즐거운 체험을 가져다줄 수 있다.