时间:2023-03-06 15:59:05
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇产品造型设计论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
形状混合技术能由计算机自动融合源物体的形状特征,构建物体间的自然过渡,可用于产品意象造型设计,实现例如由硬朗到圆润的造型演变过程。
1.1预处理
假设源物体被归纳成两条曲线,为更好地保留形态特征,避免匹配过程中可能产生的扭曲和变形,需对曲线进行预处理,包括特征点提取、对齐和凸包计算。(1)特征点提取。离散曲率反映了曲线的形状特征,可采用圆弧拟合的方法估算离散曲率,以此为依据提取特征点。假设曲线的控制点点集为{P0,…,Pn},其中任意一点Pi的曲率Ci由相邻3点Pi-1,Pi,Pi+1确定的圆所决定,计算式见式(1)。以所有点的曲率平均值或乘以固定的系数作为阈值,即可提取特征点.(2)对齐。对齐确定了两条曲线的相对位置,不同的对齐方式影响着混合的结果。采用曲线控制点的平均坐标来实现对齐,平均坐标PA可采用式(2)计算得出.(3)凸包计算。当曲线的控制多边形为凹多边形时,需要进行凸包计算。假设控制多边形顶点按逆时针排序,采用式(3)判断顶点的凹凸性。删除点集中的凹顶点,重新计算每相邻两边向量的叉积,反复迭代直至Vi非负,最终得到的点集即为多边形的凸包。由于凹顶点定义了曲线的局部形状特征,需将删除的凹顶点通过等比例映射的方式投影至凸包上,得到的新点集参与后续的匹配.
1.2匹配
匹配是指建立两条曲线间的一一对应关系。采用射线法来进行匹配,如图6所示,假设两条曲线的控制多边形为P,Q,其凸包顶点点集为{P0′,…,Pn′}和{Q0′,…,Qm′},O点为对齐中心,则P上某一点Pi在Q上的匹配点的查找方法为:过点O向{Q0′,…,Qm′}中的所有点分别引一条射线,计算∠Pi′OQj′,记为αij,当αij取得最小值时对应的Qj即为Pi的匹配点.(1)特征点匹配。根据特征点提取的结果建立特征多边形,记为FP和FQ,其对应的凸包顶点点集为{FP0′,…,PFa′}和{FQ0′,…,FQb′}。查找顶点数较多的多边形,假设为FP,遍历其凸包数据,采用射线法在点集{FQ0′,…,FQb′}中寻求匹配,记录匹配点对。然后遍历{FQ0′,…,FQb′}中被多次匹配的顶点,采用射线法在点集{FP0′,…,FPa′}中寻求最佳匹配,标记为匹配点对,其余顶点取消匹配点对和特征点标记,蓝色代表匹配点对,红色代表取消的匹配点对和特征点。(2)剩余点匹配。以特征点匹配为依据完成线段分段,构建曲线控制点凸包数据的对应关系,可有效地保留两条曲线的原始特征,使意象传达更为准确。剩余点的匹配过程包括多顶点匹配、丢失点匹配和等比例映射。①查找顶点数较多的多边形,假设为P,遍历其凸包数据,采用射线法在另一多边形Q的凸包数据中寻求匹配,即为多顶点匹配;在多顶点匹配中,顶点数较少的多边形Q可能存在未匹配点(称为丢失点)的情况。②同样采用射线法对丢失点进行重新匹配,实现了多边形凸包每一顶点的匹配,即为丢失点匹配;顶点间可能存在重匹配现象,如果在此基础上进行插值,将会带来中间形状的扭曲。③引入等比例映射来优化匹配,参与等比例映射的数据为控制多边形的原始顶点数据。
2结果与验证
以“硬朗的-圆润的”为例,挑选了感性评价平均值最高和最低的两个样本:05和07,结合意象认知结果,对轮廓线和表面装饰线进行提取,分别对轮廓线和表面装饰线完成匹配和插值运算,实现基于特征的形状混合,结果如图10所示,形状混合结果图的插值权重依次为0.75,0.5和0.25。为验证形状混合结果是否符合感性词汇硬朗—圆润的过渡,邀请20位被试者(男性10位,女性10位,均具有产品设计经验)进行设计方案的感性意象评价.问卷发放20份,回收19份,回收率为95%,均为有效问卷。经统计,3款设计方案的感性评价平均值,数据表明形状混合可作为产品意象造型设计的方法。
3结论
3D打印技术是数字化时代的重要产物,又被称为“添加制造”(AdditiveManufacturing)技术,它是以三维数字模型文件为基础,创新性地将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透到一起,能以自身逐层添加打印的制造方式完美地实现各种材料的结合。3D打印技术自开发以来得到不断地发展,迅速被广泛应用于工业设计、建筑、军事、航天、医疗等不同领域,并取得一系列实质性的突破。3D打印技术相较于传统的大型增材制造设备来说,更加注重体现设备的小型化、智能化和个性化。3D打印技术发展到今天,已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精确分辨率,。并且适用于该技术的材料丰富,比如以生物细胞为材料,能够打印出器官、骨骼;以金属为材料,能够打印出机械零件;以沙子为材料,能够打印出建筑物;以玻璃为材料,能够打印出玻璃制品等。据不完全统计,截止到2012年年底,著名的3D打印成型公司Stratasys的产品已经发展为能支持123种不同材料进行3D打印,随着科学技术的创新和发展,这一数字将不断地被刷新。同时,在打印速度上,3D打印技术能实现垂直25.4mm/h以上。未来我们有理由相信,随着智能制造的逐渐深入发展与成熟,将会有更多新的信息技术、控制技术、材料技术等不断地投入应用,3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域。
二、3D打印技术在产品造型设计中的应用
近年来,3D打印技术在产品造型设计上应用越来越广泛,并且突破了以往单纯的常规几何形态,开始以更具创新性、类似于自然形态的精美造型出现在人们的日常生活中,以独特的制造方式和时代意义赋予我们的生活空间新的活力。比如在人们熟悉的服装领域中,著名的荷兰时装设计师IrisvanHerpen与Materialise在2013年初的巴黎时装展上合作制造的3D打印时装,给人带来强烈的视觉盛宴,风靡一时。此外,2011年Materialise公司提供以14K金和纯银为原材料的3D打印服务,更是为珠宝制造业带来巨大革新。由比利时公司MGX设计的分形桌子,设计师以数学特征中的自相似性为设计原理,以自然界中的分形生长为模型创造了这一作品,其成就是传统制造方式无法企及的。以现代装饰中的灯饰为例,2012年设计师宋波纹协同格物工作室,创新性地推出3D打印作品“十二水灯”,灯具快速成型材料为尼龙,其创作灵感来源于宋代画家马远的水画名作“十二水图”。在该造型设计中,设计师完美地将中国传统绘画的意境与传统思想中“格物致知”的观念进行融合,通过探究事物的发展规律,寻找智慧的源头。作品利用现代先进的制造技术向人们呈现出耳目一新的作品,并通过这种形式完成对文化的传承。所以,可以说,3D打印技术让产品的造型有了更为广阔的发展空间,同时也让产品的个性化特色更为突出。与传统机器生产和手工制造相比,3D打印技术突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制,这在某种程度上促使其对产品造型的制造更加接近设计本来的要求,同时与产品造型设计随着时代、科技和人文艺术的发展而革新的历史使命相符。3D打印技术的应用,极大地开拓了设计师的想象思维,即使是外观再复杂的产品都能通过3D打印技术进行制造,并能保证与设计的浑然一体。这就促使设计师将关注力放在产品形态创意和功能创新上,不断实现超越。并且,随着产品造型设计的多元化,设计师开始重视体现产品的美学属性,将时尚化、个性化因素融入到产品造型的艺术化表现方式中,从而潜移默化地引导着消费者对产品造型审美观的变化。
三、3D打印技术在产品造型设计中的问题和展望
就目前而言,虽然3D打印技术在产品设计中发挥着越来越重要的作用,应用也越来越广泛。但是从整体上来说,3D打印技术在产品造型设计领域中的普及力度仍然比较弱。这可能是因为3D打印技术本身受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的影响,而不能得到全面的普及和应用,因此也就无法促使对3D打印技术的进一步研究和创新。另外,现阶段,3D打印技术的应用主要集中在服装、家具及相关家居用品等形态比较小的产品造型设计中,还没有广泛应用到较大型的产品设计上。并且一些产品在空间界面上的打印要求3D打印机和相关材料都必须有较高的质量,这样才能充分满足其在制造过程中来自各方面的要求。尽管如此,我们仍然有理由相信,随着科学技术的不断发展和数字化的持续创新,未来3D打印技术必然与计算机技术、云技术、信息技术、生物技术等更加紧密地结合在一起,最大限度地实现产品设计成果的资料共享。与此同时,国家和相关部门将会更加重视设计师的设计产权知识、消费者权益责任保障、资源利用和环境保护等一系列问题,为3D技术在产品设计领域的更深层次的发展提供良好的环境氛围。因此,在未来,3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域,直接影响着设计师的设计思路,不断突破传统的生产和制造方式,改变整个世界的面貌。
四、结语
产品造型设计课程在高校产品设计专业中的地位首屈一指,然后结合实际情况看来,在教学理念、教学模式以及实践上都是不能够做到充分带领学生理解掌握知识的,所以在产品造型设计课程中遇到诸多问题需要解决。
(一)教学理念的落后设计方面的教育很多采纳了传统的美术教育方面,所以设计课程更多的倾向于产品的美观,要有观赏性,从另一方面也就忽略了产品的实际可用性。在高校产品造型设计课程的教授中,不难发现,很多都是倾向于美学,这也就扭曲了产品造型设计的初衷,学生们不是在设计而是在画设计,即使一个产品外观再怎么有观赏性,然而归根结底产品功能使用上存在问题,那么这个产品就是失败的,外观和功能之间的关联是很小的。很多高校过分重视产品造型设计课程知识的传授,忽略了实践环节,过少的实践课安排使得学生们光有知识但不能彻底融会贯通,只是纸上谈兵,在毕业之后走上工作岗位是很难适应的。
(二)教学模式落后大多数高校在产品造型设计课程中采取传统的教学方式,将产品造型设计分为三大板块来教授,首先是造型的基础部分,随后是设计的基础部分,最后是专业设计,俗称“三段式”教学,然而实际情况的不同割断了这三大板块的联系,在教学过程中老师需要考虑到教学时间问题,所以“三段式”教学模式会因为战线拉得过长,导致之间的联系减弱,学生不能讲这三大板块的知识联系起来。同时在教学中辅助设施缺乏,由于经费等等条件限制,现代化的教学手段并没有被投入使用,这也就滞后了学生掌握知识的速度,让学生缺乏了兴趣性。
(三)实践课程过少产品造型设计这门课程是需要大量实践的,学生在获得书面知识的同时也需要将之历练到实际操作中,不能够纸上谈兵,实际操作一塌糊涂,只有将书面的设计变成真实存在的产品才能算是这门课程学的成功。产品的鉴定需要接受市场的考察,设计出来的产品必须具备四个准则,分别是易用性、求适性、致美性、创新性,这严苛的四个准则必须达标,要求学生们在日常实践过程中一定要有较强的动手能力。然后在实际教学中,因为学校的条件和安排上都有所限制,实践环节的课程一般都不受重视,理论课程相对较多。
二、虚拟技术在高效产品造型设计中的作用
虚拟技术是利用计算机系统和一些辅助设备,将一些现实环境虚拟化显示出来。虚拟技术运用到产品造型设计中可谓是如有神助,学生们就能突破当前制约高效产品造型设计教学的瓶颈。
(一)学生体验度的加强在产品造型设计上,借助虚拟现实技术可以为学生们提供一个仿真的环境,学生们可以和虚拟环境下的对象互相交流,也可以操作,虚拟技术的运用很大程度上帮助解决了学生由于实践较少带来的问题,增强了学生对知识的理解。
(二)设计效率的提高传统的产品造型设计往往需要先设计画图,描绘出产品的外观概念图,之后用模具制作出产品外形模型,之后根据设计要求、价值评估进行反复的修改。这种传统的产品造型设计方法过于浪费时间,花费了学生大量的精力。利用虚拟技术就完全可以有效率的制作成功,在进行产品造型设计时,可以利用虚拟技术的空间建模功能,不需要制作出产品,只需要虚拟技术对设计模型进行测评,可以用虚拟技术将设计的模型仿真显示,可以随时随地往其中加入一些创意思想,实时更改。
(三)增强学生的兴趣性课堂上传授知识的教学模式略显枯燥,通过虚拟技术的运用可以讲课堂讲座变得生动有趣。比如在讲大型产品造型设计时,可以运用虚拟技术,在仿真的环境下进行相关的操作,这样既可以实际体验,又可以避免由于设计失败带来的风险等等。产品造型设计课程中有一些难以捉摸的深奥理念,通过虚拟技术可以更轻松的掌握。
(四)加强学生和市场之间的协调性产品造型设计最终的目的是希望设计出满足市场要求的产品,一个不能适应市场的作品是失败的。利用虚拟技术可以在设计阶段就对设计的部件进行综合审查,及时更改不合理的设计方面。安装零件前,可以通过虚拟技术预先判断零件是否能够正常运行,如不能有效发挥作用,就需要及时的修改,确保产品质量的过关,虚拟技术的这一特点可以帮助学生们对市场的理念更加清楚了解,也使得学生和市场之间更加协调。
关键词:教学;演讲;设计;辩论;实物制作
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)13-0079-02
《人机工程与造型设计》是一门介绍人机工程学的基本理论和造型设计相关知识的课程,也是一门将技术与艺术紧密结合的课程[1]。人机工程与造型设计是作为一种新的产品设计观和方法论而兴起和存在的,是探讨如何应用各种先进技术,达到产品科学与艺术的高度统一,它不同于传统的工程设计,也不同于一般的艺术设计,而具有多学科相互渗透、交融的特点
人机工程与造型设计是一门多学科综合的边缘学科。人机工程学研究的主要内容就是“人―机―环境”系统,人机工程学既研究人、机、环境每个子系统的属性,又研究人机系统的整体结构及其属性。力求达到“人”尽其力,“机”尽其用,“环境”尽其美,使整个系统安全、高效,且对人有较高的舒适度和生命保障功能,最终达到系统综合使用效能最高[2]。造型设计主要以各种产品为表现对象,在满足产品物质功能的前提下,用艺术手段创造出实用、经济、美观的产品,造型设计必须满足实用要求的物质功能和审美要求的精神功能两方面的要求[3]。人机工程与造型设计包括设计生理学和心理学基础、人体测量学、工业造型设计的美学基础、形态设计、色彩设计等丰富的内容,通过人机工程与造型设计课程的学习,可使学生了解人机工程与造型设计的基本设计原理与方法,提高设计素养。本课程的特点是基本理论知识点涉及面广、分布较散,内容相互关联较少,学生容易看懂,深入理解则有难度。如采用传统的教学方式,则不易引起学生的兴趣,不利于培养学生的自学能力、动手能力。而应采取灵活的教学方式,对教学思路、教学内容、教学方法和教学手段进行改革。已有学者在相应的教学方法改革上进行了有益尝试。作者在教学中把相关知识和理论与实际情况相结合,将老师为主变为师生并重的教学方式,把学生的创造性、主观能动性和好胜心结合到教学中,发挥学生的积极性,旨在加深学生的理解,开阔思路,培养学生的综合能力。
一、论文演讲
设计生理学与心理学基础这一章包括人的神经系统结构与功能、人对信息的处理、人的感觉和知觉特性、视觉功能与特征、听觉机能与特征、心理因素等内容,这些内容里的神经系统结构、人对信息的处理、记忆、遗忘等内容与我们的日常学习有较大关系,对指导如何正确进行学习有重大作用。在进行生理学与心理学基础教学时,布置学生撰写“根据生理学与心理学知识谈如何学习”的小论文,要求学生们根据学到的生理学和心理学知识谈如何学习得快,如何记得牢,如何提高效率,用所学知识指导日常学习。很多同学在教材知识的基础上又查阅大量资料,并结合自己的经验,认真撰写论文,分别从身体健康、记忆、复习、遗忘等不同方面对学习的作用和影响进行了论述,谈了各种不同学科的正确的学习方法。老师把其中有特色的论文挑选出来,让学生在课堂上进行交流演讲,各自介绍自己的好的学习方法和建议,每位同学演讲结束后,由下面的学生提问,演讲者解答。课堂上气氛热烈,一些平时上课总是坐在教室后排听讲的同学也大胆地演说,并能恰当地回答其他同学提出的问题,教学效果较好。课后有的同学说以前只知道认真学习、努力学习,对如何正确地学习、学习的方法与技巧等知之甚少,通过知识学习和论文演讲获益非浅。通过让学生演讲和相互提问,锻炼了学生的自我表现能力和演说口语表达能力,加深了对相关教学内容的理解。
二、设计仪表
仪表是显示装置中使用最多的一类视觉显示器,仪表的大小、颜色、刻度、指针、外形等对仪表的正常发挥作用有重要的影响,根据不同的使用人群和不同的使用环境,设计相应的仪表,在讲解仪表设计的基本原理后,必须让学生实际设计,以便把理论和实际结合起来,每个学生根据自己的体会、生活经历等设计不同风格、式样的仪表,在设计完仪表后,组织学生交流,每人介绍自己设计的思路、意义、作用和使用环境等。通过交流,同学开阔了设计思路,加深了对仪表作用原理的理解,之后再进行第二轮仪表设计,大家对仪表的设计有深刻的理解和印象。仪表是大家经常见到的一种常用的设备,看似简单,但真正开始设计,才能发现其中需要解决的各种尺寸关系、颜色配比问题,通过两轮设计学生在绘图、配色、比例关系、美学素养等方面有提高,体会出仪表设计中的奥妙。
三、正反方辩论
在工业造型设计的美学基础教学时,涉及比例与尺度、对称与均衡、稳定与轻巧、节奏与韵律、统一与变化、主从与重点、调和与对比、过渡与呼应、比拟与联想、单纯与和谐等十个既对立又统一的概念,这些概念有的每一对概念既相互关联近似,又有很大差异,短时间理解和记忆有一定难度,为此每一对概念请两个同学结合自己的经历和体会,谈其中一个概念的优点、用途等,相互辩论,如两个同学辩论调和与对比,一个同学认为设计中应多采用调和的表现方法,另一个则认为在设计中采用对比的方法能带来视觉冲击,给人留下深刻印象,经过这样的热烈辩论,大家对这些概念理解深刻、记忆牢固。在课堂上辩论让学生在相互争论中及时找出辩论对方论点中的漏洞和逻辑错误,把自己的观点有条理地展现给大家,提高了思维敏捷能力和逻辑分析判断能力。
四、实物制作
构成是形态设计中的重要内容,构成包括平面构成、立体构成和色彩构成。构成是研究物质世界形态要素及其组合规律的科学。它不以客观物象为模特进行写生,而是从造型要素入手,把客观物象分解为点、线、面、体,然后按照一定的秩序重新组合,构成一新的形态。构成与设计是有区别的。构成研究的内容是涉及各个艺术门类之间的、相互关联的形态因素,从整个设计领域中抽取出来,专门研究它的视觉效果和造型特点,从而做到科学、系统、全面地掌握形态。构成能为设计提供广泛的发展基础。构成的构思不完全依赖于设计师的灵感,而是把灵感和严密的逻辑思维结合起来,通过逻辑推理,并结合美学、工艺、材料等因素,确定最后方案。构成是包括技术、材料在内的综合训练。在构成过程中须结合技术和材料考虑造型的可能性。因此,作为设计师来讲,不仅要掌握造型规律,且要了解或掌握技术、材料等方面的知识和技能。构成的特点和技能必须通过实际的设计和制作才能深刻理解和掌握。布置学生制作实物,学生利用一切可以利用的材料,如纸张、木板、一次性筷子、易拉罐和矿泉水瓶等进行构成制作,包括平面的、立体的,所有的制作带到教室展示交流,并评选最佳作品,取得较好的效果。通过实物制作,动手能力得到锻炼,制作的作品形态各异,丰富多彩。
通过对《人机工程与造型设计》教学方式的改革,改变了老师讲、学生听的传统教学模式,采用学生演讲、设计、辩论、实物制作等教学方法,学生对教学内容的理解和掌握有较大的提高,表达能力、逻辑分析能力、思维敏捷水平、动手能力得到加强提高,培养了学生的综合能力,取得较好的教学效果。
参考文献:
[1]左春柽,杨斌宇,王晓峰,等.人机工程与造型设计[M].北京:化学工业出版社,2007:12-13.
关键词:生物结构形态;仿生学;游艇造型设计
中图分类号:U674文献标识码:A文章编号:1005-5312(2017)06-0143-01
一、游艇设计概述
游艇的设计可以分为形态设计、内室设计与结构设计。内室设计包括所有船体内部舱室布局、室内摆饰、装饰风格、色调、灯光等;由于本论文是对游艇造型设计的分析研究,所以在这里对内室设计将不做阐述。结构设计考虑的是在形态设计的基础上对结构处理与材料运用上面的优化设计。结构设计方法有以下几种:经典优化设计的数学规划方法、多目标模糊优化设计方法、基于可靠性的优化设计方法、智能型优化设计方法、船舶结构性能综合评估。形态设计包括船壳与船室的造型设计。
基于生物结构形态的仿生学应用于游艇造型设计中,可以使游艇造型设计与自然环境更为融合,也增加了游艇造型的趣味性,使它更加具有人情味和自然的动态美。同时也为游艇设计特别是造型设计提供指导,为设计师提供更为理性的仿生设计方法。
二、基于生物结构形态的仿生学在游艇造型设计中的研究
(一)游艇造型设计中的形态仿生
在工业产品造型设计上。许多产品是利用形态仿生的。比如英国知名游艇设计师AlexMcDiarmid设计的概念游艇,其设计灵感的来源跟航海没有一点关系,而是悉尼歌剧院的造型、折纸和汽车造型设计等。AlexMcDiarmid设计的100米豪华游艇“Penna”,这艘游艇市设计师观察了鸟类尾羽和飞羽的特征,经过创新完成了一个新的游艇轮廓。再比如Innespace公司研制出了很强大的仿真鲨鱼游艇,这款快艇命名为Seabreacher,长约5米,和真实的鲨鱼非常接近。船身设计有鲨鱼鳍、锯齿牙等象征大白鲨的设计,背部也有象征背鳍的设计。
形态仿生又可分为具象形态和抽象形态仿生。
1.具象形态仿生
具象形态是自然界生物形态,经过对眼睛的视觉神经产生刺激而产生的生理反应,它是一种感觉存在。具像仿生过程并不是对模仿对象的直接套用,而是从刺激产生到形态的运用都需要对模仿对象进行处理,但是在形态上会与生物原型比较接近。具象仿生设计的产品有很高的趣味性和可接受度,所以常被运用在玩具与日用品设计中。
例如:唇形沙发,仿的是嘴唇的上半部分与下半部分,分别作为椅子的靠背和座椅,从正面看就是人的嘴唇,色彩上选用了鲜红色,以达到更为仿真的效果;它是根据马莲·梦露的唇来设计的、是意大利后现代主义仿生设计的代表作。火红的嘴唇原型、雕塑般的质感,非常符合意大利人热情浪漫的性格。
2.抽象形态的仿生
抽象形态是在具象仿生的基础上更高层次的仿生设计,是高层次的思维活动和特殊的心理加工活动。它通过提取生物结构形态中最具代表性的特征,通过从对形态的“感知”到“认知”,然后进行外延性心理编码,得出该生物的心理形态,然后经过设计人员的工业化生产考虑,将心理形态抽象化直到符合具体的设计需求。
(二)游艇造型设计中的结构和材料的仿生
随着仿生学的深入开展,人们不但从外形、功能去模仿生物,而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。其中海洋动物,由于独特的形体结构、运动方式、形体几何参数、组织系统形态及皮肤构造肌理符合流体动力学的特征,常被用做汽车、飞机、游艇等仿生设计的模仿对象。如鱼类具有流线型轮廓,可以减少运动时水流对身体的阻力;它们的急转和起动速度无与伦比,且转弯空间不到身体长度的一半,且具有高速高效、高机动性、低噪声等优点而深受设计师青睐。
比如自然界中最常见的六角蜂窝,就是典型的可以利用的结构仿生原型,它由排列整齐的六棱柱构成,底部由菱形组成,其结构紧密、精妙合理,以最少最小的材料赢取最大的空间,材料少而小,但其空间可利用范围大,可以最大限度的节省构建材料。再比如人们模仿苍蝇的“复眼”结构制成了“蝇眼透镜”;根据鲨鱼鳞片的皮肤,泳衣制造商Speedo公司设计了一种新型连体游泳衣—“鲨鱼皮”泳衣;还有尼龙搭扣的设计,就是在自然界植物种子苍耳籽的粘黏性的启发下设计出来并且得到广泛的应用。
三、基于生物结构形态的仿生学在游艇造型设计中的应用
(一)游艇造型设计中的外形设计要素
游艇造型设计的外形设计不只是纯粹的表象美,而是在满足功能的前提下,合理的运用形式美的原理,将各种美的要素与游艇的使用功能相协调,才能设计出既符合游艇使用功能又满足人们美的享受。
此外,外形设计也包括游艇的工艺技术方面的设计,任何一件产品的完成都要有精湛的工艺和成熟的技术来支撑,通过技术手段来实现其使用功能和艺术造型。游艇虽然不是单纯的艺术品,但也给人艺术的感染力和休闲娱乐的享受功能,体现了技术与艺术的和谐美。
(二)游艇造型设计中的色彩设计要素
色彩是游艇造型给人的第一感性印象,它能直观的表达游艇的主题和风格,还能反映独特的地域文化和风土人情。合理的色彩设计可以提高船员的工作效率、保持最佳工作状态,也使游客有份轻松闲逸的心情。
游艇是水上运行的工具,其使用范围和船体空间都有限,存在一定的安全隐患。为了避免危险、警示人们、保障安全,应该在容易发生危险的船置和各安全通道使用安全色或警示标志提醒人们。外观上多采用富有运动感和整体性的色条来装饰,且不宜与舱室整体色调差异太大,要有一定的协调关系,可选用舱室主色调的补色。不同类型的游艇又有不用的色彩需求,如:高速快艇,要突出高速、运动、灵活的特征,色彩上采用鲜艳、明快的色调,如黄、红、白;休闲游艇以娱乐和休闲为主,外观上要讲究稳定性和安全性,色彩宜采用偏向中性的淺绿、浅黄和白色。此外,游艇水线区常被海水浸泡、冲刷和腐蚀,且易脏,所以常用深蓝、铁红色等深色防腐防锈的涂料。船底可用棕色、黑色或与水线区同一颜色。
(三)游艇造型设计中的材料要素
游艇材料关系到游艇性能、安全、人机、美学等多领域科学,要综合考虑各方面因素,通过对各种材料的特性和工艺分析,并严格遵循SOLAS(国际海上人命安全公约)和相关造船规范的要求来选用船舶材料,以保障船舶正常运行和人员生命财产安全。先进复合材料性能优异,既可大幅度减重结构材料,又兼有高耐腐蚀的特点,因此在游艇设计上有广泛的应用前景,应用的部位包括:船体、甲板、座舱结构、船舵等,制造过程中会大量采用RTM技术,特别是西曼复合材料树脂熔塑成型法,大规模整体成型,并多用夹层结构,芯材可用蜂窝或闭孔泡沫材料。
作者:谭亚廷等
参考文献:
[1]张详泉.产品形态仿生设计中的生物形态简化研究[D].长沙:湖南大学,2006.
[2]景于.形态与仿生设计研究[D].无锡:江南大学,2008.
[3]孟思源.仿生设计在现代设计中的应用与研究[J].规划与设计,2010(07).
[4]顾凡及.仿生学[M].北京:中国大百科全书出版社,2009.
关键词:生物结构形态;仿生学;游艇造型设计
中图分类号:U674文献标识码:A文章编号:1005-5312(2017)06-0143-01
一、游艇设计概述
游艇的设计可以分为形态设计、内室设计与结构设计。内室设计包括所有船体内部舱室布局、室内摆饰、装饰风格、色调、灯光等;由于本论文是对游艇造型设计的分析研究,所以在这里对内室设计将不做阐述。结构设计考虑的是在形态设计的基础上对结构处理与材料运用上面的优化设计。结构设计方法有以下几种:经典优化设计的数学规划方法、多目标模糊优化设计方法、基于可靠性的优化设计方法、智能型优化设计方法、船舶结构性能综合评估。形态设计包括船壳与船室的造型设计。
基于生物结构形态的仿生学应用于游艇造型设计中,可以使游艇造型设计与自然环境更为融合,也增加了游艇造型的趣味性,使它更加具有人情味和自然的动态美。同时也为游艇设计特别是造型设计提供指导,为设计师提供更为理性的仿生设计方法。
二、基于生物结构形态的仿生学在游艇造型设计中的研究
(一)游艇造型设计中的形态仿生
在工业产品造型设计上。许多产品是利用形态仿生的。比如英国知名游艇设计师AlexMcDiarmid设计的概念游艇,其设计灵感的来源跟航海没有一点关系,而是悉尼歌剧院的造型、折纸和汽车造型设计等。AlexMcDiarmid设计的100米豪华游艇“Penna”,这艘游艇市设计师观察了鸟类尾羽和飞羽的特征,经过创新完成了一个新的游艇轮廓。再比如Innespace公司研制出了很强大的仿真鲨鱼游艇,这款快艇命名为Seabreacher,长约5米,和真实的鲨鱼非常接近。船身设计有鲨鱼鳍、锯齿牙等象征大白鲨的设计,背部也有象征背鳍的设计。
形态仿生又可分为具象形态和抽象形态仿生。
1.具象形态仿生
具象形态是自然界生物形态,经过对眼睛的视觉神经产生刺激而产生的生理反应,它是一种感觉存在。具像仿生过程并不是对模仿对象的直接套用,而是从刺激产生到形态的运用都需要对模仿对象进行处理,但是在形态上会与生物原型比较接近。具象仿生设计的产品有很高的趣味性和可接受度,所以常被运用在玩具与日用品设计中。
例如:唇形沙发,仿的是嘴唇的上半部分与下半部分,分别作为椅子的靠背和座椅,从正面看就是人的嘴唇,色彩上选用了鲜红色,以达到更为仿真的效果;它是根据马莲·梦露的唇来设计的、是意大利后现代主义仿生设计的代表作。火红的嘴唇原型、雕塑般的质感,非常符合意大利人热情浪漫的性格。
2.抽象形态的仿生
抽象形态是在具象仿生的基础上更高层次的仿生设计,是高层次的思维活动和特殊的心理加工活动。它通过提取生物结构形态中最具代表性的特征,通过从对形态的“感知”到“认知”,然后进行外延性心理编码,得出该生物的心理形态,然后经过设计人员的工业化生产考虑,将心理形态抽象化直到符合具体的设计需求。
(二)游艇造型设计中的结构和材料的仿生
随着仿生学的深入开展,人们不但从外形、功能去模仿生物,而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。其中海洋动物,由于独特的形体结构、运动方式、形体几何参数、组织系统形态及皮肤构造肌理符合流体动力学的特征,常被用做汽车、飞机、游艇等仿生设计的模仿对象。如鱼类具有流线型轮廓,可以减少运动时水流对身体的阻力;它们的急转和起动速度无与伦比,且转弯空间不到身体长度的一半,且具有高速高效、高机动性、低噪声等优点而深受设计师青睐。
比如自然界中最常见的六角蜂窝,就是典型的可以利用的结构仿生原型,它由排列整齐的六棱柱构成,底部由菱形组成,其结构紧密、精妙合理,以最少最小的材料赢取最大的空间,材料少而小,但其空间可利用范围大,可以最大限度的节省构建材料。再比如人们模仿苍蝇的“复眼”结构制成了“蝇眼透镜”;根据鲨鱼鳞片的皮肤,泳衣制造商Speedo公司设计了一种新型连体游泳衣—“鲨鱼皮”泳衣;还有尼龙搭扣的设计,就是在自然界植物种子苍耳籽的粘黏性的启发下设计出来并且得到广泛的应用。
三、基于生物结构形态的仿生学在游艇造型设计中的应用
(一)游艇造型设计中的外形设计要素
游艇造型设计的外形设计不只是纯粹的表象美,而是在满足功能的前提下,合理的运用形式美的原理,将各种美的要素与游艇的使用功能相协调,才能设计出既符合游艇使用功能又满足人们美的享受。
此外,外形设计也包括游艇的工艺技术方面的设计,任何一件产品的完成都要有精湛的工艺和成熟的技术来支撑,通过技术手段来实现其使用功能和艺术造型。游艇虽然不是单纯的艺术品,但也给人艺术的感染力和休闲娱乐的享受功能,体现了技术与艺术的和谐美。
(二)游艇造型设计中的色彩设计要素
色彩是游艇造型给人的第一感性印象,它能直观的表达游艇的主题和风格,还能反映独特的地域文化和风土人情。合理的色彩设计可以提高船员的工作效率、保持最佳工作状态,也使游客有份轻松闲逸的心情。
游艇是水上运行的工具,其使用范围和船体空间都有限,存在一定的安全隐患。为了避免危险、警示人们、保障安全,应该在容易发生危险的船置和各安全通道使用安全色或警示标志提醒人们。外观上多采用富有运动感和整体性的色条来装饰,且不宜与舱室整体色调差异太大,要有一定的协调关系,可选用舱室主色调的补色。不同类型的游艇又有不用的色彩需求,如:高速快艇,要突出高速、运动、灵活的特征,色彩上采用鲜艳、明快的色调,如黄、红、白;休闲游艇以娱乐和休闲为主,外观上要讲究稳定性和安全性,色彩宜采用偏向中性的淺绿、浅黄和白色。此外,游艇水线区常被海水浸泡、冲刷和腐蚀,且易脏,所以常用深蓝、铁红色等深色防腐防锈的涂料。船底可用棕色、黑色或与水线区同一颜色。
(三)游艇造型设计中的材料要素
一、徽州古建筑符号分类
1.徽州古建筑单体外部构成符号
(1)屋顶屋顶是徽州古建筑符号中的代表,徽式屋顶多为斜坡样式,整体造型向内微曲。徽州古建筑的屋顶大多采用了双面斜坡形式,只要是由于南方多雨,这种造型方便利于排水。除了双面斜坡的造型,还有单面斜坡,三角屋顶等,屋顶上面覆盖小青瓦也称作蝴蝶瓦,远观颇引人注目。(2)马头墙马头墙是古徽州建筑符号中最具代表性的一种,它的造型来源于其防火功能的需求,一层层堆叠起来的马头墙,既满足了建筑的功能性.又具有一定的装饰性。马头墙采用白粉墙面,灰色瓦顶,总的色调清淡素雅,马头墙多采用层叠形式,常见的有三叠式、五叠式、七叠式等,马头墙在单体造型中采用对称形式,整体造型采用上下层递进关系。马头墙作为徽派建筑文化的典型代表,在建筑设计中演泽得丰富多彩、淋滴尽致,成为现代设计中最容易被借鉴的重要符号。(3)门头徽州古建筑中门的造型是多种多样的,有最常见长方形门、圆形门、拱形门、花瓶形门等。在徽州古建筑中最具特色的是作为房屋入口的门楼,往往装饰精美砖雕,并且造型华丽,徽州的的门头设计中融合了大量的古徽州符号和其他地区的符号,在其中有比较常见的云纹、龙纹、回纹等。因此在门头中的这些纹样有很多值得人们去研究和整理,它也成为徽州古建筑的重要符号。
2.徽州古建筑单体内部构成符号
(1)天井在徽州古建筑中,天井作为徽派建筑中的一种特有形式,充分显示了徽州的地理人文特色以及古徽州人的智慧所在。徽州古建筑中的天井一般作为室内采光井而设置,天井口方位宽窄不一,深浅位置可宽可窄。这种变化多端的天井,由井口、井身、明堂组成,在正堂与门厅之间,形成一种过渡的闲逸空间,井底多由当地紫青或芝麻花冈岩铺垫。(2)徽州三雕“徽州三雕”徽州建筑符号中比较有特色的一种,古徽州的工匠们以砖、石、木、竹为原材料进行雕刻创造,其主要目的是为了建筑环境装饰。徽州三雕的的内容丰富,具有典型的徽派风格,融合了山水、花卉、人物、云纹、回文等。徽州三雕是古代能工巧匠的智慧结晶,在工艺手法上堪称精湛,其表面附着的图形元素十分丰富,而这些图案有很高的艺术价值,在现代徽州包装及平面设计中被引用。
二、徽州古建筑符号在产品设计中的应用方法
1.形的直接应用
徽州古建筑特有符号的直接应用是保留原有单体符号的整体造型,通过对二维符号的变形与转化,使之成为三维实体造型,让传统图形成为设计师设计思路的一个创意点和启示点,如图1所示。这款道路灯的设计灵感来源于徽派建筑的马头墙。设计师将“粉壁、青瓦、马头墙”的徽屋特点揉合进了灯具的造型设计中。在整体造型中没有过多的改变原有马头墙造型的形态,聚光主照明灯和放光辅照明灯两个光源,使得灯体在满足道路照明功能的同时,传达出温暖的家的讯息。徽州古建筑符号内容丰富,各有其不同的涵义,在应用之前要将古徽州符号收集归纳,建立徽州符号设计库。设计师要认识和了解徽派建筑符号的深层含义,由于古徽州符号中包含了复杂的不容易被应用的符号元素,并在此基础上,逐步挖掘、变化和改造徽派建筑传统元素,并与外来元素完美融合,从而产生出具有徽州古建筑符号的产品设计,这种具有民族文化内涵的产品设计也是现代产品设计的发展趋势。
2.色的直接应用
色彩是产品设计中的重要构成部分,徽州古建筑符号的色彩以黑白灰为主色调,整体色彩给人一种朴素之美,这样的色彩搭配古徽州人内心的真实写照,体现了人们崇尚自然,简单而质朴的性格特点,因此黑、白、灰是徽州古建筑符号的主要代表色,它保留了木、砖、石的本色。对于古徽州符号色彩的应用不能仅停留在色彩本身的描述上,还必须对蕴含于其中的观念及文化背景加以理解,并结合现代设计理念加以应用。色彩的直接应用主要为产品造型的后期修饰,在造型中将主题色彩布局设计为朴素自然的黑白灰色系,同时辅助以其它色彩作为整体色调的点缀,这样的应用方法使整体色调表现不呆板。
3.符号的抽象与组合应用
徽州符号元素多为二方连续性符号,其造型丰富独特,在产品设计中不适合直接应用,因此在应用时要对符号进行截取和简化,抽象出单体符号。通过抽象和简化,提炼出徽州古建筑文化符号的本身特点和最典型特征,但是这种提炼不是单纯的艺术形式上的创作,更多是要为后面的设计服务,因此在提炼过程中,就必须将原有的符号以一种视觉化的点、线、面的形态语言显现出来,并且经过提取后的符号要能够体现出徽州古建筑的精髓和韵味。如图2所示,马头墙元素是一个三维的造型,通过简化上面的装饰造型,将其抽象为二维的线条,在产品设计中可以借鉴和运用这些元素进行造型设计。通过徽州古建筑符号的提取,可以将其组建为元素符号库,方便产品设计的构思。产品设计的核心是造型构思,没有形态的符号在产品设计中无法得以存在,当然符号的提取是在保持徽式元素的整体性和艺术性的前提下进行大胆提炼,选取一个或几个具有代表性的符号进行创作。了本篇论文上述方法,将盘子的造型设计为徽派建筑中的马头墙,也是徽派建筑中很典型的元素。汤碗的造型用的徽派建筑符号中的天井元素,使餐具的造型元素更加的丰富,让徽州印象尽可能多的展现在就餐者的眼里,汤碗的上部区域进行了徽州的雕刻装饰,更突出的徽州韵味。杯子的设计元素来源于徽派建筑的房屋造型,粉墙黛瓦,勾勒出徽派的时尚感和造型感。小碟子的造型是借鉴了徽州符号中的瓦当,在徽州瓦当表面通常装饰有各种图案,有吉祥避邪的寓意。在小碟子的造型设计中应用了浅浮雕的装饰手法,将各种装饰图案表现于碟子表面,使整体造型简洁又具有很强的现代感。筷架的造型取自徽州三雕中的石雕部分,将石雕造型进行了抽象简化运用到餐具设计中,在筷架的顶端部位应用了灰色,呈现出粉墙黛瓦的徽州感觉。小桥的造型直接应用了徽州建筑符号中的石桥元素,由于石桥的造型能够很好的体现徽州特点,因此在设计中没有进行抽象和组合而是直接应用了原有的形体,突出了徽州建筑的特点。
三、结论
【关键词】民间美术;产品设计;传统文化内涵;创新;运用
中图分类号:J212 文献标识码:A 文章编号:1009―914X(2013)35―585―01
产品设计是一个集艺术、文化、历史、工程、材料、经济等各学科知识的综合产物。它主要协调产品与人之间的关系,实现产品人机功能和人文美学品质的要求。包括人机工程、外观造型设计等,并负责选择技术种类,协调产品内部各技术单元、产品与自然环境,产品技术与生产工艺间的关系。[1]而民间美术的作者是人民群众和民间匠师,其中绝大多数是在劳动生产的业余时间制作的,或作为副业生产,主要为自己使用、欣赏,因此表达了他们的心理、愿望、信仰和道德观念。[2]他们把这些意识形态通过民间美术的造型和色彩表达出来,从而形成了民间美术的造型象征及色彩寓意,这些象征寓意便构成了民间美术的传统文化内涵。笔者认为把这些民间美术的传统文化内涵恰当地运用在产品设计中可以从另一角度提高其人文美学品质并丰富其外观造型设计,从而使产品设计走向一条集改良性和创造性为一体的开发设计之路。这也必将会为产品设计创造出一个新兴的市场,使传统与发展相结合,不固守也不丢弃,别出心裁地既发扬了传统民族民间文化,同时又为产品设计注入了鲜活地新生命力。
一、民间美术的分类及其传统文化内涵
1.民间美术的分类
关于民间美术,其实各国都有,且种类繁多,每一种都带着浓厚的文化底蕴与人文情怀,也传承着更为伟大的国民精神和艺术启蒙,是一个国家最具民族特色的传统文化。单是我国的民间美术种类便已繁多到使许多美术理论家们在研究的过程中各持己见。如李锦璐、邓福星、王朝文、左汉中先生分别在自己的研究论著中有着不同的分类。这里主要介绍一下左汉中先生在《中国民间美术造型》中的分类。他将民间美术分为平面造型、立体造型和综合造型三大类。平面造型主要包括年画、剪纸、刺绣、织锦、印染花布、民间绘画等,立体造型主要包括泥塑、竹木雕、石雕砖刻、陶瓷、布制品、面塑等,综合造型主要包括风筝、皮影、灯彩、活动玩具、游艺活动等。这也正说明了对民间美术的分类很难有一个非常精确的界定,有的品种交叉于两类造型之间,如风筝,在山东潍坊一带是纸扎艺术与木版年画的结合体;皮影是雕刻与绘画的结合体;面具和一些泥、木玩具则是雕塑与彩绘艺术的结合体。[1]
2.民间美术的传统文化内涵
民间美术的传统文化内涵主要是通过民间美术的造型和色彩来表达它深刻的内涵和美好的寓意,同时,这些造型和色彩不断地为人们所传承并成为民间美术中最富有美学价值的一部分。首先,中国民间美术的造型上比较注重对形象符号的刻画,如鸡和羊的刻画表达了吉祥如意的内涵,金鱼的刻画代表了金玉满堂,蝙蝠的刻画表达了福自天来的思想内涵,竹子和花瓶的刻画则表达了祝报平安的吉祥寓意,莲子的刻画表达了人们连生贵子的美好愿望,等等。色彩上则具有强烈的装饰性和表现性,如民间美术色彩中常用的黑、白、红、黄、青,不仅使画面的色彩形成鲜明的对比,色彩丰富且具有视觉欢,还表达了中国传统五行中的五色观。[3]
二、民间美术与产品设计的创新结合
1.产品设计的多方需求
首先,作为一个新兴的产品,无论是获得更好的经济效益还是提高大众审美,都应建立在符合市场需求的基础上,并对社会的发展有着不可估量的作用。其次,所制造出来的产品必须要以实用功能为主,要使用起来方便快捷。再次,产品的制作工艺要简单而环保,且质量过关。只有这样,才能诞生一项成功的产品设计。
由此可见,新兴的产品市场庞大但要求甚高,无论是社会发展与个人需求,都离不开创新与进取,在前人的基础上总结经验教训,达到大众的认可。这时候,产品设计就显示出了它难以轻易被人们满足的特点。因此,民间美术如今便适时的为产品设计提供新的创作来源,为其注入新的活力。
(1)产品造型设计的民族风格
民间美术造型在产品设计中的运用,可以赋予产品造型设计以民族风格。产品设计注重外形感受,而在民间美术中,有着一种独特的,复古的美感,这种独特属于国家在千百年来保存并流传着的特定的美感,在产品设计中起着至关重要的作用。
产品设计中,运用传统民间美术的装饰方式,可以使其更加饱满的情感,吸引和打动消费者,是一种创新与传统的结合,超现代的具有民族风的产品设计思想。如借鉴传统的造型(有民族特色的花纹和形状)并将其进行再设计,把再设计出来的造型与产品设计的技术相结合,则可将民间美术给人在视觉感受上的震撼力运用到现代产品设计中,从而夺得大众的喜爱与关注。
(2)产品色彩设计的民族风格
作为视觉表现力的色彩配置,民间美术上鲜明而又自然的色彩是能瞬间抓住人眼球的利器。这种能代表产品的独特的标杆色彩,首先给人以独特的可以区分的视觉印象,使人们对于新型产品产生一个比较鲜明的、首要的、独特的视觉留影,从而惦念着不愿轻易放弃拥有的权利,于是便会为产品的未来发展提供不可逆的好影响。此外,产品美观的外形和良好的包装一直是产品设计不可忽略的问题,民间美术的色彩多样化更加提高了产品的欣赏美学价值,这是一种长期的,首要的产品生产任务。
2.新兴产品的市场发展
一项好的产品的生产目的是为了能获取更大的利益或者社会认知度,而把民间美术运用到产品设计中是取之于民用之于民,是融合了传统与创新,那必将扩大出一个独立的消费市场,并能使新型产品在市场上获得更大的认知,得到更加广泛的认可。此外,民间美术作为传统的艺术形式为产品设计在开拓民族市场上,发挥着巨大的作用,这会使产品设计有着更加广阔的市场与更加广泛人群的关注。而这时的产品设计则肩负着巨大的使命,它要有一个独特的设计思维与运作格式,集复古与创新于一体,将设计与市场密切结合,创造更多更好的产品。
产品设计反映了每个时代的经济、技术与文化,而现代的产品设计从来就不缺乏创造与发展,但是却很难将传统的民间美术融合其中,创造出国民喜闻乐见的,具有国家特色的产品。尽管目前有很多人都在尝试着重拾传统民间美术,且也付诸了行动,但是,所涉及的领域还太狭窄,笔者呼吁社会及相关同好,定要将民间美术这标新立异的国粹发扬光大。因两者结合共同发展能让现今高速发展的社会更加注意到民间文化的兴衰,增加人们的爱国热情,同时,民间美术在产品设计中的运用,也能使两者同时达到前所未有的历史高度,是具有开创性的传承与发展。
参考文献:
[1] 百度百科“产品设计”
[2] 张燕 中国美术色彩在现代平面设计中的运用 学位论文 2004-01-23
[3] 王飚 论中国民族民间色彩与现代艺术的结合 理论月刊 期刊 2006-03-22