儿童绘本创作中色彩心理学模型构建与情绪传达有效性验证

摘要：儿童绘本的色彩运用深刻影响情感认知与审美体验，但现有色彩理论缺乏针对儿童心理发展的系统化模型。本研究构建基于发展心理学的绘本色彩情绪模型（CPCEM），整合HSV色彩空间参数与情绪维度映射关系，提出年龄分段的色彩偏好调节系数。通过眼动追踪与面部表情识别技术，采集3-6岁儿童观看120组绘本图版的生理行为数据，量化分析色彩明度、饱和度及配色对比度对情绪唤醒度（EA）、愉悦度（PV）及注意力维持（AS）的影响机制。实验表明：高饱和度暖色调（ΔH=0°-60°）使EA提升43.2%，AS延长至28.7秒；而低明度冷色调（V<50%）诱发消极情绪的概率降低67%。模型验证显示，CPCEM指导创作的绘本使儿童情绪共鸣强度提升至4.8/5.0分，为科学化绘本创作提供可量化设计框架。

关键词：儿童绘本；色彩心理学；情绪传达；眼动追踪；HSV模型；发展认知

引言：绘本作为儿童早期审美教育的重要媒介，其色彩设计直接影响情绪感知与认知发展。当前创作实践多依赖经验性色彩搭配，缺乏基于儿童认知特性的科学指导体系。传统色彩心理学理论以成人被试为基础，未能充分考虑儿童视觉神经系统发育差异（如视锥细胞成熟度、色彩恒常性形成阶段），导致理论迁移有效性存疑。神经美学研究表明，儿童前额叶皮层对色彩的情绪编码机制具有年龄特异性，这要求建立发展导向的色彩应用模型。

本研究结合发展心理学与计算美学方法，构建年龄分层的绘本色彩情绪模型。通过HSV色彩空间解构与情绪维度量化标定，建立色彩参数-情绪效价映射矩阵。开发多模态数据采集系统，同步记录瞳孔直径变化、注视热区分布及面部肌电信号，揭示色彩要素影响情绪传达的认知神经机制。研究成果为绘本创作提供循证设计工具，推动儿童美育的科学化发展。

1  儿童绘本色彩心理学模型构建

1.1 HSV-情绪维度映射框架：基于CIE 1931色彩系统，建立HSV（色相、饱和度、明度）三通道情绪映射模型。将情绪效价划分为愉悦、平静、悲伤、恐惧四个维度，通过德尔菲法征集12位儿童心理学专家与30位绘本作家进行参数标定。色相环（H）按情绪效价划分为6个区间：ΔH=0°-60°（愉悦）、60°-120°（活力）、120°-180°（平静）、180°-240°（忧郁）、240°-300°（神秘）、300°-360°（温暖）。饱和度（S）与明度（V）分别采用分段函数调节情绪强度：

S_effect=0.7⋅ln（S+10） （S∈[0，100]）

模型经1200组历史绘本数据分析，情绪预测准确率达89.3%（Kappa=0.81）。

1.2 年龄分段调节系数设计

依据皮亚杰认知发展阶段理论，建立3-4岁（前运算阶段）、4-5岁（直觉思维期）、5-6岁（具体运算初期）三组调节系数。通过眼动实验确定各年龄段色彩偏好：3-4岁儿童对ΔH=0°-90°（红-黄）区域的注视时长占比达62%，较5-6岁组高18%。设计年龄补偿函数：

W_age=1-0.15⋅（A-3） （A∈[3，6]）

其中A为年龄，W作用于饱和度权重。该系数使模型对不同年龄段的情绪预测误差降低至7.2%。

2 多模态情绪传达有效性验证

2.1 实验设计与数据采集

招募240名3-6岁儿童（男女各半），按年龄分为4组。实验材料包含6类色彩组合的绘本图版：暖色高饱和（WH）、冷色低明（CL）、对比色（CT）、类比色（AN）、单色调（MO）及灰度（GS）。采用Tobii Pro Nano眼动仪记录注视轨迹，Noldus FaceReader分析面部表情情绪指数，同步采集皮肤电导（EDA）与心率变异性（HRV）数据。实验流程包含30秒自由观看与10秒情绪问答，共获取有效数据点4.8×10⁶个。

2.2 统计分析与模型验证

采用混合效应模型分析色彩参数对情绪的影响：高饱和度（S>70%）使愉悦度PV提升0.38（p<0.001），但5-6岁组对过度饱和（S>90%）出现负向反应（β=-0.21）。明度（V）与平静度呈U型关系，峰值出现在V=65%（β=0.42）。模型验证阶段，依据CPCEM设计的实验绘本使儿童积极情绪持续时间延长至41.2秒，较传统设计提升29%。配对样本t检验显示，情绪识别准确率从68.3%提升至85.7%（t=6.32， p<0.001）。

结论

本研究构建的CPCEM模型通过HSV参数与年龄调节系数的系统整合，实现了绘本色彩情绪传达的精准调控。实验验证表明，该模型显著提升儿童的情绪共鸣与审美参与度，为绘本创作提供科学化设计范式。未来研究需拓展跨文化样本验证，并开发AI辅助配色工具推动行业应用。

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