为了定量描述、表达和评价木材细胞堆砌构造图案的模样特征,获取更多有关木材宏、微观构造图案无法感知的信息。本研究采用分形盒维数法、感性语意微分法、事件相关电位以及模糊综合评价法,对我国东北地区18种商品材树种(针叶树材6种,阔叶树材12种)的宏、微观细胞堆砌构造图案进行了分形维数表征、情感心理表达、生理感觉表达的研究,建立了分形维数、心理量、生理量三者之间关系模型的综合评价体系,并进行了分形图案的设计应用。旨在为今后木材构造图案的深入研究奠定了基础,尤其是能够在生活中发挥木材构造图案的环境学特性。本研究得到如下结论：1.木材宏、微观细胞堆砌构造图案具有粗糙度和秩序度的分形特征。阔叶树材的宏观弦切面、微观三切面构造图案分形维数较高,说明阔叶树材宏、微观构造图案的粗糙度、秩序度较复杂。针、阔叶树材微观构造图案的分形维数一般变化规律为：横切面>弦切面>径切面。树脂道、管孔、木薄壁组织的存在不同程度影响了树种微观构造图案分形维数。2.木材宏、微观细胞堆砌构造图案的情感心理反应在感官、情感和评价三个维度中表现为,多数针叶树材宏观构造图案分布于“光滑-柔软”象限,具有自然实用性；多数阔叶树材宏观构造图案分布于“粗糙-坚硬”象限,具有自然装饰性。多数针叶树材微观构造图案较光滑、简约、规则,给人以沉稳、柔和、精致、优美的感觉：多数阔叶树材微观构造图案的秩序复杂,给人适中的感觉,两者都具有良好的装饰性。3.木材宏、微观细胞堆砌构造图案的生理感觉,通过事件相关电位(ERPs)的P2和晚期成分LPP (late posterior positive)表达。阔叶树材宏观构造图案,以及针叶树材微观三切面构造图案诱发P2、LPP波幅大,表明引起人们视觉认知加工的敏感性和情绪体验的积极性。阔叶树材宏观构造图案纹理较复杂、变化多样,引起人们视觉认知加工的敏感性。针叶树材微观构造图案比较柔和、优美,同样引起人们视觉刺激反应的敏感性。4.建立了分形维数、心理量、生理量三者之间关系模型的综合评价体系,以3个一级评价指标和7个二级评价指标为因素,一级评价指标因素的权重顺序为：心理量(0.445)>生理量(0.32)>分形量(0.235)。测定的木材细胞堆砌构造图案的模糊综合评价结果都处于“良好”以上。