木材的宏观构造图案在家具、地板和室内装饰材料的应用中具有重要的美学价值,如何表达木材构造图案美学与其传递情感之间的关系,已经成为木材美学视觉感知情感研究的前沿课题。为了系统地研究木材构造图案的美学表达,本研究从木材解剖学角度,采用形式美学法则、分形盒维数、CIE(L*a*b*)色空间、语义微分法、眼动实验法、事件相关电位以及数据统计分析等方法,对室内装饰常用的12种树种(针叶材3种、阔叶材9种)试样的宏观和微观构造图案进行形式美学法则分析、分形维数表征、色彩的定量表征和情感心理表达,构建基于解剖学的木材构造图案美学的视觉评价模型,并采用生理试验对其进行验证,同时将木材构造图案应用于包装仿生设计。本研究旨在对木材构造图案进行定性和定量的美学表达,同时探讨木材构造图案美学与其传递情感之间的关系,为木材构造图案美学的视觉感知研究提供科学依据,为木材美学在情感、智能和生态包装仿生设计中的应用提供新思路。本研究主要内容和结论如下:1)所选木材试样的弦切面宏观和三切面微观细胞构造图案蕴含了形式美学规律。在宏观尺度上,由于生长轮界限的早晚材缓変至急变,多数试样的弦切面呈现山峰状图案,体现节奏与韵律的形式美感。在微观尺度上,针叶材横切面上早晚材管胞形状趋于一致且呈秩序性分布,体现单纯与秩序的形式美感;径切面的具缘纹孔和交叉场纹孔与平行条状排列的管胞形成变化与统一的形式美感;弦切面上不规则分布的木射线与平行条状排列的管胞分子形成对比,产生变化与统一的视觉效果。阔叶材横切面上的管孔与木纤维细胞形状相似而孔径大小不等,形成对比与调和的视觉美感;径切面上导管分子与木纤维细胞呈平行条状排列,交替分布,产生对称与均衡的视觉美感;弦切面上木射线与导管分子呈不规则平行条排列,形状相似,深浅交替,产生变化与统一的视觉效果。2)采用CR-5色度仪对12个木材试样的表面色彩进行色度学参数研究,探寻材色在L*a*b*色空间及孟塞尔色空间的分布特征。结果表明木材试样的材色大多分布在5.40 YR～9.95 YR区域,处于黄红色系,呈现暖色,给人以“温暖”和“亲切”之感。文章还对孟塞尔颜色体系三要素进行了色彩主观评价,并建立了美学评价与材色明度之间的正相关关系。该研究结果对寻求可替代的室内装饰用材具有一定参考价值。3)采用计盒维数法对木材构造图案进行定量表征,并探寻木材构造图案分形维数的规律。研究发现木材宏观和微观构造具有独特的分形特征。在选取的12个试样中,阔叶材的弦切面宏观构造图案比针叶材粗糙,秩序度更为复杂;三切面微观构造图案的分形维数排序为:横切面>弦切面>径切面。4)采用眼动实验法与语义微分法,探讨由木材构造图案的视觉感知所引起的情感心理表达。眼动实验表明:在21±2岁年龄阶段中,参与者比较重视木材宏观构造图案,女性在注视平均时长、注视时间比重、眼跳频率、眼跳平均速度方面高于男性,但男性的注视频率和眼跳时间比重略高于女性;参与者对阔叶材宏观构造图案的认知强于针叶材;男性对木材微观构造图案的兴趣比女性高;参与者对横切面微观构造图案的兴趣高于其它切面。语义微分实验表明:在宏观尺度下的感官维度中,针叶材弦切面构造图案比较细腻、柔软,阔叶材比较规则、清晰;在情感维度中,针叶材图案给予参与者以舒适和喜欢的感受;在评价维度中,多数阔叶材的构造图案比针叶材显得自然,两者的实用性均大于装饰性。在微观尺度下的感官维度中,多数阔叶材横切面图案处在“粗糙-粗松”象限,径切面图案处在“阻滞-柔软”和“阻滞-坚硬”的象限,弦切面图案处在“凹凸-弯曲”象限。在情感维度中,多数针叶材和少数阔叶材横切面图案多处在“沉稳-喜欢”象限,径切面图案分布于“厌恶-强烈”象限,弦切面图案分布于“丑陋-随意”象限中。因此,在评价维度中,针、阔叶材横切面的微观图案同时给人以“自然”和“人工”感。针、阔叶材弦切面的微观图案均具有实用性,阔叶材更具有装饰性。文章还基于眼动指标和主观感性词汇分析,建立了木材构造图案的美学评价模型,并通过试验验证了模型的可行性。5)采用事件相关电位法对木材构造图案进行视觉感知的生理表达,验证采用眼动实验与感性语义词汇相结合的方法分析木材构造图案美学特征评价的可行性。研究表明:年龄处在21±2岁阶段的参与者,在宏观尺度上,比较喜欢阔叶材弦切面的构造图案;在微观尺度上,比较偏爱阔叶材三切面的微观构造图案,且参与者对三切面的微观构造图案美感评价的喜爱程度关系是:横切面>弦切面>径切面。6)运用分形、图形设计软件对木材构造图案的视觉特征进行再设计,初步探索应用木材天然构造图案建立包装仿生设计数据库的可行性。研究表明:将木材宏、微观构造图案采用具象和抽象的仿生设计方法,应用于情感型包装设计,进一步完善了木材美学理论及其应用途径。弦切面宏观构造图案色彩可进行提炼并用于生态型包装仿生设计。同时,基于木材宏、微观构造图案的分形特征,将弦切面宏观构造特征用于包装纸张的设计,将横、径切面的微观构造特征用于二维码设计,构建取之不尽的图形素材库,为智能型包装仿生设计提供理论依据和有效途径。