现代工业产品设计方法和技术
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第二节 产品设计与形态

形态是产品设计中的一个重要因素,是产品与功能的中介,没有形态的中介作用,产品的功能就无法实现。本任务将介绍产品形态构成的基本要素,以及产品形态构成的形式美法则和形态创新方法,掌握这些美学法则和创新方法,将有助于设计师创造出新颖、实用的产品形态。

1.了解什么是产品形态的基本要素;

2.熟悉形态构成的形式美法则;

3.熟悉产品形态创新设计的方法;

4.能运用形态创新的方法进行产品形态设计。

一、产品形态的基本要素

形态是传达信息的第一要素。所谓形态,是指由内在的质、组织、结构、内涵等本质因素延伸到外在表象因素,通过视觉而产生的一种生理、心理过程。它与感觉、构成、结构、材质、色彩、空间、功能等要素紧密联系。

点、线、面是造型艺术的基础,是设计的基本要素。产品形态是以产品的外观形式出现的,任何一件产品形态无论简单或复杂程度如何,都是由最基本的形态要素点、线、面构成的。这些形态要素,反映在产品的外部形态方面,表现为不同的特性、形式与组合,构成了千变万化的产品形态。

1.点元素

点是视觉可见的最小的形式单元,最简洁的设计形态。点在几何学上被界定为没有面积只有位置的几何图形。但在产品设计中的点,作为最简洁的设计形态,是具有一定形状和微小面积的构成要素。

点的形状通常有圆形、椭圆形、方形、尖状形、圆方组合形等,具有明确中心、标量、集中、醒目的特性。不同形状、大小的点给人不同的视觉感受、情感象征。

在产品设计中运用点可以采用重复、渐变、对比等变化手法来构成生动活泼的节奏和韵律变化的效果。

(1)重复 是指同样或近似的形态重复的出现。点的重复在产品设计中的应用较多,点的重复能使产品富有韵律感、节奏感。

(2)渐变 是指形态有规律地逐渐变动,从而产生节奏感和韵律感。在产品设计中,点的渐变形式是多方面的。如点的大小、疏密、粗细、距离、方向、位置、层次的变化,还有颜色的深浅、明暗都可以产生渐变效果。

(3)对比 是形态相互比较,求差异,使互异的形态强调、突出。在进行产品设计时,可以用点的对比来使产品的某些部位突出、醒目,加强其视觉效果。

案例分析

图1-30是一个花洒的设计,在多个同心圆上布置了多个点状出水口,形成了发射的图形,绿色的出水口既有语意识别性,又让人心情愉悦。

图1-30 花洒

图1-31是一个交流器,主体形态为圆柱形,点的运用创造出了强烈的艺术效果,使产品形态个性更为突出。

图1-31 交流器

图1-32是一个遥控器设计,不同形式、不同的组合方式的点的运用使得产品的语意表达准确,便于操作,同时又富有韵律感。

图1-32 遥控器

2.线元素

线是点运动的轨迹。线是一切形象的基础,是决定形态基本性格的重要因素。自然界和人为的各种线可以归纳为直线和曲线两种。不同的线形具有不同的情感色彩,曲线显得柔和,直线则刚硬,曲直相间的线形富有节奏感,体量变化表达律动,由线生成面,由面生成体,线具有丰富的表达语言。产品的内在功能虽然没有什么变化,但通过线形变化会形成总体感观不同的风格。那么在产品设计中应如何运用线条呢?

(1)线形是一种形象语言 在产品设计中可以针对不同的产品功能特征寻找到线形组合关系予以表达。例如微电子产品的精密感可以用刚挺的直线、微妙的大弧度线面、饱满的弧面交替表达;机械工具的精密构造可以用直挺的切面、有机的弧面、吻合的手感曲面交叉表达;家用轿车的现代时速感可以用线面的流畅、主体面的多变线形中见细微的过渡表达等等。

(2)要掌握线形变换组合连接的技巧 在产品设计中,要注重单根线条的个性,注重以线延展形成面的转折变化,还要注重运用线条在大的面积和结构上的分割效果,在大面积的平整面上运用适当的线条能够表现出一定的起伏关系,在产品外壳部件的连接处运用线条能够表现出生动的变化,会给产品增加活力和动感。现在许多电子产品都充分运用线条来表现产品的视觉特征和美感。

(3)要掌握不同背景要求下的各种产品的表现特性 微电子技术的空前发展,形成了一些具有规范符号特征的象征性线形;崇尚休闲生活品质的潮流,产生了随意交错表达的线形个性;精密加工技术的发展,带来了微妙渐变的细腻过渡的线形风格。要善于借鉴每个产品系统中的成功线形表达原理,在此基础上线形的表达力才会更洗练、更强烈。

案例分析

图1-33是Wizz电磁驱动车,该车车架由优美、流畅的曲线构成,富有动感。车轮毂的装饰也采用线状造型,整车形成了一个流动的造型,既美观又体现了车的速度感。

图1-33 Wizz电磁驱动车

图1-34是西班牙设计师Sergi Devesa设计的“Zen”灯具,该设计是由线形的金属材料构成,创造出了一种独特的结构形态,不同密度的线形形成了不同的光照艺术效果。

图1-34 “Zen”灯具

图1-35是一个利用新颖合成材料与金属框架结合组成的椅子。椅子的座面利用材料的弹性编织而成,纷繁复杂的线形产生了犹如鸟巢的视觉效果,表达了设计师崇尚自然、追求舒适及和谐的设计理念。

图1-35 椅子

图1-36是由南非设计师Keith Helfet设计的跑车,车身被设计成流线型,流畅的线条、主体面的多变线形中细微的过渡表达,使整个形态简约、整体,给人一种流动又简洁的美感。

图1-36 跑车

3.面元素

面是线运动的轨迹,是具有长度、宽度而无厚度的形体;面还有深度,但深度受一定尺寸制约,具有平整性和延伸性。面的最大特征是可以辨认形态,它的产生是由面的外轮廓线确定的。面的类型可分为:几何形、有机形、偶然形、不规则形。不同形状的面表现出不同的情感特征,给人以不同的视觉感受。如几何形面具有理性的秩序和冷漠的个性,图形简洁明快,易于被人识别记忆;有机形面具有纯朴的视觉特征,能令人产生一种有秩序的美感;偶然形面有一种天然生成的、其他形态所不能比拟的情趣和意味;不规则形面具有一种人情味的温暖感。因此,不同的面运用于产品设计中,应依据不同的形态目的,发挥不同面的特征,进行合理的运用,创造理想的形态。

在产品设计中,不仅可以利用面使产品具有整体感,而且面的形式能有效地吸引人们的注意力,因此,面是搞好产品设计不可缺少的要素。在设计中运用面可以采取移植、变化、嫁接、转换等变化方法。值得注意的是,面的切割可获得新的面,因此在产品设计中,要依据不同的造型目的,发挥面切割的灵活性,进行合理的组合,创造出理想的形态。

以下是面在产品设计中的应用实例。

图1-37是一个一体机,该设计由简洁的几何面组成,圆形面和方形面既有对比又有协调,简练的外形表达出了产品的科技感。

图1-37 一体机

图1-38是一个摄像机,该设计的主体由三个形体组合而成,形态简洁,造型不仅满足了使用功能的需要,而且也富有科技感和亲和力。

图1-38 摄像机

图1-39是由日本设计师Sori Yanagi设计的“蝴蝶椅”,该设计灵感来自于大自然中的蝴蝶形态,设计师将蝴蝶的外形用两个优美的曲面表达出来,创造了这一优美造型的椅子。

图1-39 蝴蝶椅

4.点、线、面结合的运用

点、线、面之间的关系是十分密切的,点若延长就成为线,若扩大就成为面,线的宽度加大也成为面。三者之间几乎是不可能划界的,通常是相对而论。

在产品设计中,可以将点、线、面结合在一起运用,他们不同的组合形式的变化能给人不同的视觉心理感受,表达出理性平稳、轻松自然、富有情趣等不同的产品性格特征和视觉效果。

点、线、面的结合形式是变化多样的,在产品设计中,我们可以采用联合、分离、分割、交错、对比、渐变、特异等变化手法来表达不同的设计意念。

案例分析

图1-40是德国设计师Cerrit Rietveld设计的“红蓝”椅,该设计简洁明快,充满几何数学理念,是点、线、面要素的完美结合。此设计折射出了工业化社会中人们追求艺术与技术合理结合的艺术审美特征和文化倾向。

图1-40 “红蓝”椅

图1-41是轮椅的设计,点、线、面元素的综合运用将产品的形式和功能很好地融合在一起。

图1-41 轮椅

图1-42是一外接移动式光盘驱动器的设计,该设计打破了传统电子产品方盒子式的形态结构,运用简洁的曲面、规律排布的线条、对比的点来凸显产品的高科技感,创造了丰富的美学效果。

图1-42 光盘驱动器

二、产品形态设计的形式美法则

美学法则不同于审美意识,审美意识随着时代的发展、科学技术的进步、人们观念的变更,还有地区和民族的不同会有差异和变化,可美学法则却是不会变的,是共同的。这是由事物的内在规律所定,变化的事物总存在着不变的共同规律。对于各种各样的产品形态而论,成功的产品形态共有的规律是对比统一。产品形态设计的形式美法则主要是研究产品形态美感与人的审美之间的关系,以美学的基本法则为内容来揭示产品造型形式美的发展规律,满足人们对产品审美的要求。事物的美也往往反映着事物的发展规律。形式美的法则主要有:对称与平衡、比例与尺度、节奏与韵律、对比与统一。

1.对称与平衡

对称与平衡的法则来源于人类对自然属性的认知,是人类发现和运用最早的法则。

对称也称为均齐,是在统一中求变化,对称的形态给人稳定的感觉;平衡则侧重于在变化中求统一,平衡的形态让人产生视觉与心理上的完美、宁静、和谐之感。两者综合运用,形成了三种平衡的方式:对称平衡、散射平衡、非对称平衡。

对称平衡就是指设计元素几乎是等距分配,其设计被中心线分成两半,一半与另一半完全或几乎完全相同(如图1-43、图1-44所示)。

图1-43 音乐播放器

图1-44 Y型椅

散射平衡是指设计元素从一个中心辐射出来,像轮辐或菊花样的自然形态。这样的产品通常以圆周形式出现(如图1-45、图1-46所示)。

图1-45  音乐播放器

图1-46 手表

非对称平衡是指设计元素不对称布置,而达到视觉力的平衡。这种平衡不存在中心线和中心点(如图1-47、图1-48所示)。

图1-47 相机

图1-48 水壶

2.比例与尺度

任何产品,不论呈什么形状,都必须存在长、宽、高三个方向的度量及比例,这三个方向度量之间最理想的关系包括的内容有:整体或某一局部本身的长、宽、高之间的度量关系,整体与局部或局部与局部之间的度量关系。正确的比例尺度是完美造型的基础,美的造型都具有良好的比例和合适的尺度。尺度是造型对象的整体或局部与人的生理或人所习见的某种特定标准之间的大小关系。比例是造型对象各部分之间、各部分与整体之间的大小关系,以及各部分与细部之间的比较关系。

产品造型设计中,首先要解决尺度问题,然后才能进一步推敲其比例关系。产品的尺寸符合结构、功能以及人机因素的要求,而且整体比例和各部分比例协调和生动,才称得上是完美的造型。比例的确定,一般是先从整体大的比例关系上推敲,当大的比例关系基本确定之后,再推敲细部及局部的比例,最后协调局部和整体之间的关系,使细部与整体完美地统一起来。

(1)几何分析法 产品的整体,特别是外轮廓以及内部各主要分割线的控制点,凡符合或接近于圆、正三角形,正方形等具有确定比例的简单几何图形,就可能由于具有某种几何制约关系而产生和谐统一的效果(如图1-49所示)。

图1-49 CD播放器

(2)相似形求得和谐统一 长方形,它的边长可以有不同的比例。但某些特殊的长方形,如边长比例为1∶1.414、1∶1.732、1∶2.236的长方形,由于受到上述数值关系的制约而具有明确的肯定性(如图1-50所示)。

图1-50 投影仪

(3)黄金分割 边长比例为1∶1.618的长方形为“黄金率长方形”。黄金分割的这种连续性构成一种有规律、有节奏的动态均衡(如图1-51所示)。

图1-51 水壶

3.节奏与韵律

自然界中的许多事物和现象,往往由于有规律,重复地出现或有条理的秩序变化而激发人们的美感。这种美的形式激起人们有意识地模仿和运用,爱好节奏和谐之类的美的形式是人类生来就有的自然倾向。

节奏是一种条理性、重复性、连续性的艺术形式的表现。韵律是节奏内涵的深化,是在艺术内容上倾注节奏以感情因素。韵律美是一种有规律的重复、有组织的变化的美的形式。在造型设计中,采用重复的处理手法,可以突出造型中的某一特征,强调不同部分的共同因素,取得形体彼此间的联系,以求得整体。

产品设计中的节奏与韵律,常常产生于产品内的基本单元或某一特征的规律安排,产生于工业生产的标准化、通用化、系列化因素。节奏与韵律美应充分应用其自身工业中所蕴含的美感因素,而不能仅仅简单地去依靠节奏感的装饰图案(如图1-52~图1-54所示)。

图1-52 火炬

图1-53 交流器

图1-54 音乐播放器按键

4.对比与统一

对比与统一是形式美法则的集中与概括,是形式美的基本规律。任何实体形态总是由点、线、面、三维虚实空间、颜色和质感等元素有机地组合成为一个整体。对比是寻找各部分之间的差异、区别;统一是寻找各部分之间的共性、联系。

对比是指通过强调各种因素的差异,达到造型丰富、有层次的变化统一之效。如体量的大小,不同形状、方向的变化,线条的刚柔,明暗反差,空间的虚实等(如图1-55所示)。

图1-55 电脑

统一是缩小差异,强调相互的内在联系,借助相互之间的共性以求得和谐。对比与统一是同一事物的两个方面,是相辅相成的,例如形状的方与圆、线条的刚与柔的对比。两种不同性质的东西不能作比较(如图1-56所示)。

图1-56 检查仪

(1)体量的对比与统一 体量对比是指形状相同,大小不同所发生的对比关系。构成产品各部分的体量主要是由产品的功能结构要求所决定的,但可适当地调整各部分的体积,做到相互衬托、互相弥补。

大体量引人注目,使人觉得突出,而小体量显得精巧,可点缀整个产品。统一主要是统一主从关系,保持适当的对比差异(如图1-57所示)。

图1-57 清洁机

(2)形状的对比与协调 形状对比在产品设计中用得非常多,这是由于各部分的内部结构不同,产生不同的外形,另外设计师们喜欢用不同的形状对比来丰富整个产品造型(如图1-58所示)。

图1-58 相机(1)

(3)线条的对比与协调 产品中线的存在形式有:面与面的相交线、结构线、不同颜色的相交线以及装饰线;还有虽不存在,但人们可以感觉到的线,如曲面轮廓线、高光线以及明暗交界线。无论是实际存在的线,还是不存在的线,视觉中都可以感觉到,所以都影响产品的造型,不可忽视(如图1-59所示)。

图1-59 相机(2)

(4)虚实的对比与协调 实指密封的板面,虚指凹入或者通透的部分。实给人完整的平面感,觉得厚实、向前突出;虚给人丰富的变化感,觉得通透、轻巧、略向后隐退。

适当的虚实对比,可使简单的平面丰富起来。无论是以虚面为主,还是以实面为主,两者对比都可以互相装饰,互相刻画,产生前后、节奏感(如图1-60所示)。

图1-60 清洁机

(5)方向的对比与协调 人们观察物体时会发现物体内有一种倾向性张力,物体在这种视觉张力的作用下有向某个方向扩张的暗示。在造型设计中,应用方向的对比可以使产品造型有变化,形成空间立体交错的视觉效果。方向的协调通常采用主从关系来达到(如图1-61所示)。

图1-61 CPU光盘驱动器

(6)材质的对比与调和 使用不同的材料可构成材质的对比。主要表现为人造材料与天然材料的对比;金属与非金属的对比;粗糙与光滑材料的对比等。橡胶材料的使用更加符合人的使用需求,也具有较强的感染力,能使人产生丰富的心理感受(如图1-62所示)。

图1-62 笔

三、产品形态的创新

一个产品的形态是由多个要素相互之间的关系而形成的,如产品的功能、材料、色彩、结构等。这些要素既有各自独立的内容与特征,相互之间又有着密切的内在关系,并共同影响着产品的整体形态。由于产品设计的目的就是要创新产品,那么在进行产品设计中,产品形态创新就是关键的着手点。也就是说,在产品形态创意的过程中通过对上述形态要素的分析与比较,选择其中某些要素作为突破点,以寻求整体形态创新的可能性。

1.功能创新

产品的目的是为人服务的,因此功能是第一位的,是整个设计中居主导地位的因素,它对产品的形态有决定性的影响。产品功能的创新主要是改善或改变产品原来的功能或提供新的使用功能等,使产品在使用和操作方面更科学、更合理、更贴近人的使用习惯,从而使产品更能满足人们生活方式的需要。

日本某公司设计的Walkman就是因为功能的创新而达到形态的创新甚至是生活方式的创新的典型案例,其设计思想的来源是如何解决当时台式和盒式录音机对人们欣赏音乐方式的限制,也就是说,怎样改善录音机的功能来满足人们在流动环境下听音乐的需求。通过将普通的录音机芯改成微型的机芯,Walkman实现了功能的创新,由于其体积小巧,携带方便,人们欣赏音乐的方式变得更灵活,从而拓展了产品的功能。由于微型机芯的采用使得录音机的造型一改以前笨重的形态(如图1-63所示),变得轻盈、小巧,实现了产品形态上的创新(如图1-64所示)。

图1-63 台式录音机

图1-64 Walkman

2.材料创新

产品中的材料是人与产品沟通的中介物质,它既是内部机能的依附、保护、传播,又是人作用的直观实体,形成整体形态的物质。因此,选择正确的材料,采用正确的方法去处理材料,才能塑造产品的良好形态。

不同的材料在视觉和触觉上给人的感觉不同,由于材料的配置、组织和加工方法的不同,使造型产生轻、重、软、硬、冷、暖、透明等不同的形象感。因此,当某种材料被应用到某个产品时,就会使这一产品直接产生出与该材料特性相关的视觉特征。也就是说,即使是具有同样机能或具有相似外形结构的产品,由于所应用的材料不同,给人的视觉印象也不同。

不同的材料有着不同的加工和成型方法,不同的加工工艺也将对产品形态的创新起着直接的作用。20世纪30年代金属冲压成型技术的出现使得流线型风格风靡一时,但是流线型又受到当时技术水平的制约,只能形成笨重的抛物线型。后来塑料的发展和大量应用大大地改变了产品的造型,塑料在造型方面的优点是能形成曲线和大幅面的效果,如1960年世界上第一张玻璃钢椅就是一次成型的(如图1-65所示)。随着技术的发展,出现了新型复合材料,新型材料使得产品造型方式有了更大的自由,产品的形态发生了更大的改变。

图1-65 玻璃钢椅

表面装饰工艺的应用也丰富了造型的艺术效果,如仿真喷涂技术可以改变产品的材料质感,该技术能在冰冷金属表面喷涂温和的软塑层、塑料表层镀上冰冷的金属层、塑料件外层贴上细薄的木质层等。因此,充分运用各种工艺创造不同的质感来产生不同的视觉形态,这是在产品形态创新中值得考虑的方法。

在产品形态的创新过程中,积极探索新材料运用是非常重要的形态创新方法。例如某品牌电脑(如图1-66所示)的成功就是因为材料的创新而使产品的形态给人耳目一新的感觉,改变了传统电脑不透明壳体和千篇一律灰白色的视觉形态,使整个产品形态具有强烈的视觉冲击力。由于采用新材料会影响一些其他因素,因此,在形态创新时,应该针对具体产品的特点,来选择新材料,同时还要综合考虑使用环境、使用方式、技术、成本等因素。

图1-66 某品牌电脑

3.色彩创新

色彩是重要的形态表达要素之一,产品造型的个性和它所包含的视觉传达方面的各种信息,大多数是由色彩来表达的。色彩具有的强大的视觉表现力,是由于色彩能引起人们各种各样的感情变化,不同的色彩配置可表现出时髦、高贵、朴素、后现代等不同的风格(如图1-67所示)。色彩还具有联想性与象征性,人受到色彩的刺激会想起有关的事物,由于随着色彩联想的社会化,色彩就具有象征性。由于色彩因人的情感状态会产生多重个性,所以在产品设计中就应该利用色彩的视觉表现力来表达产品的造型特征和个性。那么怎样创新性地利用色彩来达到形态的创新呢?

图1-67 咖啡机

运用色彩组合搭配原理来处理部件构成,从外观形态上把产品形象处理成有机关联的整体。例如,运用色彩的块面分割,可以将笨重的产品变得轻巧;运用色块连接线的变化,可以使僵硬的产品体量变得柔韧;运用色彩纯度的变化,可以突出某些控制部件的功能引导;运用色块的分隔组合,可以烘托出产品感观的整体感染力(如图1-68所示)。巧妙运用色彩,能把产品部件的每个局部统一起来,使产品的形态更具整体感。

图1-68 扫地机

4.结构创新

产品形态既是外在的表现,同时也是结构的表现形式。产品结构是产品构成完整形态的具体手段,一件产品必须依赖于自身的结构才能得以形成。结构是为功能服务的,它制约着产品造型,又推动着产品造型。假如没有适当的结构,形态就不能搭建起来。例如,将一张很薄的纸竖立起来,它几乎不能承受一点压力,但如果将它围成圆筒,就能抵抗一定压力。如果做成折叠形式抗压能力就更强了。这就说明了形态不同,结构就不同,它的本质也就有变化。也就是说,在设计产品的外观形态时必然会涉及它本身的结构形式。相反,如果改变这些产品的结构,必定也会对产品的整体形态产生很大的影响。

在产品形态呈现出的美感要素中,产品结构的新颖性与独特性占有十分重要的位置。一个具有新颖结构的产品往往能给人以强大的视觉冲击力,激起消费者的购买欲望。此外,产品结构创新还能改善产品的使用功能,提高工作效率,使产品的各部分机能更科学、更合理。因此,在产品形态设计中,利用结构的创新来实现形态的创新是一个相当重要的手法。

在结构创新中,可以从外观结构的开启方式、运行结构传递出的感受、部件的连接方式等入手,努力通过结构的设置来传达产品形态的新颖性。以下是一些结构创新的成功案例。

图1-69是“交叉”扶手椅,该产品的主要特点在于使用了一种新的胶,不必用金属扣件来固定,实现了形态的创新。

图1-69 “交叉”扶手椅

图1-70是圆盘椅,此产品独特的结构使得形态具有强大的视觉冲击力。

图1-70 圆盘椅

对产品的功能、材料、色彩、结构等要素的创新是获得产品形态创新的重要手段,同时还应注意到这些要素是相互影响、相互作用的,对一种形态要素的创新必然会引起其他形态要素相应的变化。例如,产品功能的创新必然要求有与其相适应的材料、结构,产品色彩的创新也要考虑到与之相应的材料和加工工艺,产品结构的创新往往也需要新材料的支持,新材料的应用也可以引起产品功能、结构、色彩的变化。因此,在产品形态创新中,要充分考虑各个产品形态要素之间的相互关系,不断地综合和平衡这些要素,使之逐步形成合理又有创新性的产品形态。

运用点线面元素进行产品形态的创新设计,进行一种家居用品设计,要求符合形式美的法则。