洞見思考

機械産品的(de)造型設計概論

2021-11-09 閱讀量300

  機械産品的(de)造型設計,屬于“工業設計”範疇。工業設計是近代一門新興的(de)邊緣學科,它是應用(yòng)工程技術和(hé)藝術手段設計、塑造産品的(de)形象,并将其最後統一在産品的(de)功能、結構、工藝、宜人(rén)性、視覺傳達、市場(chǎng)關系等而取得(de)人(rén)—機(産品)—環境和(hé)諧的(de)一項創造性設計。随著(zhe)時(shí)代的(de)前進,科學技術的(de)發展,人(rén)們審美(měi)觀念的(de)提高(gāo)與變化(huà),機械産品的(de)造型設計和(hé)其它工業産品一樣,不斷地向高(gāo)水(shuǐ)平發展變化(huà)。影(yǐng)響産品造型設計的(de)因素很多(duō),但是,現代産品的(de)造型設計,主要強調滿足人(rén)和(hé)社會的(de)需要,使美(měi)觀大(dà)方、精巧宜人(rén)的(de)産品,爲人(rén)們生活生産活動,并提高(gāo)整個(gè)社會物(wù)質文明(míng)和(hé)精神文明(míng)水(shuǐ)平。這(zhè)是現代工業産品造型設計的(de)主要依據和(hé)出發點。


  1 機械産品造型的(de)時(shí)代性


  人(rén)們處在不同的(de)時(shí)代,有著(zhe)不同的(de)精神向往,當機械産品的(de)造型形象具有時(shí)代精神意義,符合時(shí)代特征,這(zhè)些具有特殊感染力的(de)“形”、“色”、“質”就會表現出産品體現時(shí)代科學水(shuǐ)平與當代審美(měi)觀念的(de)時(shí)代特征,這(zhè)就是産品的(de)時(shí)代性。


  40年代,二戰結束前後,由于戰争帶來(lái)的(de)動蕩和(hé)苦難,人(rén)們的(de)心情沉重,希望有一個(gè)和(hé)平、安全的(de)環境,所以,當時(shí)的(de)機械産品,多(duō)采用(yòng)具有柔和(hé)感的(de)弧線形,出現了(le)對(duì)“流線型”産品爲時(shí)尚,并由此而形成該時(shí)代工業造型的(de)特點。


  50年代,由于人(rén)的(de)生理(lǐ)和(hé)二戰等原因,人(rén)們厭倦了(le)臃腫、富有張力感的(de)流線型,視覺心理(lǐ)上渴望能夠得(de)到一些平複和(hé)舒展;工業産品造型順應大(dà)多(duō)數人(rén)們的(de)意念(當然科技的(de)發展也(yě)逐漸地打破了(le)“流線型”的(de)壟斷),而逐漸地将曲線拉直,于是出現了(le)一種具有直線加大(dà)曲率特點的(de)時(shí)代造型。


  60年代~70年代,由于科技的(de)進一步發展,特别是大(dà)批新材料、新工藝的(de)出現,使得(de)産品造型在制作工藝上又具有了(le)精煉,簡潔、肯定和(hé)變化(huà)方直的(de)可(kě)能;于是出現了(le)方直的(de)矩形及其後以斜破直、以動破靜打破方直一統的(de)梯形造型,活躍了(le)視覺藝術的(de)氣氛。


  80年代後,更由于大(dà)規模集成電路、數控、微機、機電一體化(huà)等技術形式日新月(yuè)異,塑料電鍍、工程注塑等新材料、新工藝層出不窮,工業呈更大(dà)、更高(gāo)的(de)發展趨勢。在這(zhè)種多(duō)元的(de)大(dà)好形勢下(xià),人(rén)們從理(lǐ)智到觀念上的(de)審美(měi)要求和(hé)标準都正在或将要發生質的(de)轉變。作爲産品造型,真實地反映人(rén)們對(duì)于高(gāo)科技大(dà)膽執著的(de)追求,選用(yòng)幾何體造型,使布局和(hé)構成更加簡潔明(míng)快(kuài)、理(lǐ)智抽象、充滿幾何美(měi)和(hé)數理(lǐ)美(měi)意味的(de)多(duō)樣化(huà)表現,自然而然地成爲了(le)現代産品造型的(de)時(shí)尚。


  再從産品的(de)色彩方面分(fēn)析,二戰後的(de)50年代,人(rén)們渴望安定和(hé)平,所以那時(shí)人(rén)們都喜歡較爲深暗、沉靜的(de)藍、綠(lǜ)色冷(lěng)調子作爲工業産品造型的(de)色彩。60年代~70年代後,人(rén)們生活相對(duì)穩定,于是色調也(yě)逐漸由暗而明(míng)、由冷(lěng)而暖,變單調爲多(duō)彩。近年來(lái)随著(zhe)航天事業的(de)發展,人(rén)們更是極力地通(tōng)過産品造型色彩來(lái)反映他(tā)們對(duì)于星際交流的(de)強烈追求和(hé)熱(rè)愛(ài),喜歡含有金屬光(guāng)澤意味的(de)鐵灰、銀灰、銀黑(hēi)等“宇宙色”。


  2 産品色彩設計和(hé)比例設計


  在産品造型設計中,須著(zhe)重考慮色彩和(hé)比例設計兩個(gè)原則問題。


  2.1 色彩設計


  色彩在整個(gè)産品的(de)形象中,最先作用(yòng)于人(rén)的(de)視覺感受,可(kě)以說是“先聲奪人(rén)”。産品色彩如果處理(lǐ)得(de)好,可(kě)以協調或彌補造型中的(de)某些不足,使之如花似錦,更加完美(měi),很容易博得(de)消費者的(de)青睐,而收到事半功倍的(de)效果。反之,如果産品的(de)色彩處理(lǐ)不當,則不但影(yǐng)響産品功能的(de)發揮,破壞産品造型的(de)整體美(měi),而且很容易破壞人(rén)的(de)工作情緒,使人(rén)出現一些枯燥、沉悶、冷(lěng)漠、甚至沮喪的(de)心情,分(fēn)散了(le)操作者的(de)注意力,降低工作效率。所以,産品的(de)造型中,色彩設計是一項不容忽視的(de)重要工作,其色調的(de)選擇是至關重要的(de)。


  色調就是一眼看上去工業産品所具有的(de)總體色彩感覺,它可(kě)以表現出生動、活潑,也(yě)可(kě)以表現出精細、莊重,還(hái)可(kě)以表現爲冷(lěng)漠、沉悶或是親切、明(míng)快(kuài)等等。色調的(de)選擇應格外慎重,一般可(kě)根據産品的(de)用(yòng)途、功能、結構、時(shí)代性及使用(yòng)者的(de)好惡等,藝術地加以确定,确定的(de)标準是色形一緻,以色助形,形色生輝。比如:飛(fēi)機的(de)用(yòng)途和(hé)功能是載客載物(wù)在高(gāo)空高(gāo)速地飛(fēi)行,所以它的(de)主調色彩一般都處理(lǐ)爲高(gāo)明(míng)高(gāo)彩的(de)銀白色,很容易地使人(rén)感覺到飛(fēi)機的(de)輕盈和(hé)精細,這(zhè)就是形色一緻,而且色助于形;如果相反,把飛(fēi)機塗成黑(hēi)灰色主調,則很容易地使人(rén)懷疑它笨重得(de)是否能夠飛(fēi)得(de)起來(lái),這(zhè)就是色破壞了(le)形,色調選得(de)不對(duì)。色調的(de)确定一般還(hái)要參考以下(xià)幾點:


  (1)用(yòng)暖色調有溫暖的(de)效果,用(yòng)冷(lěng)色調會使人(rén)感到冷(lěng)清。


  (2)以高(gāo)彩度的(de)暖色爲主調能使人(rén)感覺剌激興奮,以低彩度的(de)冷(lěng)色爲主調可(kě)以讓人(rén)平靜思索。


  (3)高(gāo)明(míng)色調輕爽、明(míng)快(kuài),低明(míng)色調深沉、莊重。


  總之,色調是在總體色彩感覺中起支配和(hé)統一全局作用(yòng)的(de)色彩設計要素。


  2.2 比例尺度設計


  正确的(de)比例和(hé)尺度是完美(měi)造型的(de)基礎和(hé)框架。一般地講,比例隻要在不違背産品功能和(hé)物(wù)質技術條件的(de)前提下(xià),就可(kě)呈多(duō)種變化(huà)組合形式,展現造型整體與局部或局部與局部之間,諸如大(dà)小粗細長(cháng)短的(de)量變關系。尺度則比較固定,它是專指造型物(wù)尺寸與人(rén)體尺寸或是某種标準之間适應的(de)程度和(hé)範圍。造型若隻有良好的(de)比例而無正确的(de)固定的(de)尺度去約束,則該設計肯定會歸于失敗。所以,正确造型設計的(de)次序應該首先确定尺度,然後根據尺度确定和(hé)調整造型物(wù)的(de)比例。比如:橋的(de)護攔、機床的(de)護罩、汽車的(de)車箱、自行車的(de)車座、自來(lái)水(shuǐ)筆的(de)筆杆,都是首先要考慮到該造型物(wù)的(de)尺度,即人(rén)體尺寸适應的(de)長(cháng)、寬、高(gāo)、直徑等,然後才是該造型物(wù)的(de)比例和(hé)細部調整。


  造型物(wù)的(de)比例尺度應根據影(yǐng)響組合的(de)各方面因素,作出合理(lǐ)的(de)安排與協調。這(zhè)些因素基本包括功能、物(wù)質技術條件、審美(měi)時(shí)尚等三個(gè)方面的(de)因素。比例協調的(de)造型物(wù)體不僅美(měi)觀,而且使用(yòng)合理(lǐ),能給人(rén)們以舒适、親切的(de)感覺。機械産品造型常用(yòng)的(de)幾種比例關系有:


  (1)黃(huáng)金分(fēn)割


  黃(huáng)金分(fēn)割從古到今,一直被公認爲最美(měi)的(de)尺度,大(dà)自然中許多(duō)美(měi)景的(de)構成,均有黃(huáng)金分(fēn)割比例的(de)反映。我國數學家華羅庚推廣的(de)優選法,其優選數值也(yě)是0.618。黃(huáng)金分(fēn)割比例是采用(yòng)優選數0.618爲基數,使得(de)構成比例的(de)兩線段其比率爲0.618。這(zhè)種比率具有符合人(rén)的(de)視覺特點及人(rén)體内在尺度。它的(de)比例優美(měi)調和(hé)、富于變化(huà)而又有一定的(de)規律和(hé)安定感。


  (2)均方根比例


  長(cháng)方形中若令短邊爲1,而将這(zhè)些無理(lǐ)數列應用(yòng)于長(cháng)邊設計時(shí),反映在幾何圖形上就會出現一種非常嚴格而自然、非常有規律的(de)重複,即這(zhè)就是均方根比例。這(zhè)種比例關系之間有著(zhe)和(hé)諧、協調的(de)動态均衡美(měi)感,因而應用(yòng)較廣泛。


  (3)模度理(lǐ)論


  模度理(lǐ)論是藝術造型中一個(gè)學派的(de)觀點。他(tā)們認爲美(měi)的(de)造型從整體到局部、從局部到細部,都是由一種或若幹種模數推衍而成,含有共同比例因子的(de)尺寸系列,是一個(gè)内在的(de)規律。它是從人(rén)體絕對(duì)尺度出發,選定人(rén)的(de)舉手高(gāo)、頭高(gāo)、肚臍高(gāo)、垂手高(gāo)爲4個(gè)基本點(它們分(fēn)别是2 260 mm、1 830 mm、1 130 mm、860 mm),插入相應的(de)其它數值後,形成如下(xià)的(de)兩套費波納級數數值:(單位mm)


  第一套爲……1 830、1 130、700、430、270、170……稱爲紅尺


  第二套爲……2 260、1 400、860、530、330、200……稱爲藍尺


  這(zhè)些數值之間不僅包含著(zhe)中間值比率的(de)制約關系,而且基本上符合了(le)人(rén)體活動區(qū)間的(de)各種尺度,能達到人(rén)機關系的(de)融洽如一。因此模數理(lǐ)論是一種有實用(yòng)價值的(de)形體比例設計模式。


  3 機械産品造型展望與“并行工程”


  今後相當長(cháng)的(de)一段時(shí)間裏,更單純化(huà)、更簡潔、更明(míng)快(kuài)、結構更嚴謹,工藝更精巧,追求理(lǐ)性美(měi)是機械産品造型的(de)主要标志。在線型上将更多(duō)地使用(yòng)直線或大(dà)曲率圓弧面加小圓轉角的(de)造型。在色彩上将以淺淡、明(míng)快(kuài)的(de)高(gāo)明(míng)低彩冷(lěng)、暖色調爲主。就一台機器來(lái)說,其主調色将以“二套色”或“三套色”爲主,一破過去一片灰暗或“萬花筒”式的(de)色彩風格。


  随著(zhe)科技水(shuǐ)平的(de)飛(fēi)速發展, 人(rén)類文化(huà)水(shuǐ)準的(de)不斷提高(gāo),現代工業品造型的(de)生命周期也(yě)越來(lái)越短。一般機床類産品的(de)造型生命周期爲5年~10年,電子和(hé)日用(yòng)機械類産品還(hái)不到2年~3年,而且推陳出新的(de)速度越來(lái)越快(kuài),特别是家電産品,幾乎内部機芯都不作什(shén)麽大(dà)的(de)改動,就以新的(de)造型重新推出。在如此高(gāo)速的(de)産品更新換代競賽中,作爲現代産品設計密不可(kě)分(fēn)的(de)主要環節——造型設計、結構設計和(hé)模具設計,按照(zhào)傳統的(de)工作貫例,通(tōng)常是分(fēn)别由這(zhè)三個(gè)專業和(hé)部門的(de)設計人(rén)員(yuán)分(fēn)工合作,共同完成工業品設計的(de)任務。可(kě)是這(zhè)樣設計速度太慢(màn)了(le),非常不适應今天高(gāo)速發展的(de)新形勢。


  國外現正按一種新的(de)“并行工程”,觀點廣泛地推行設計一體化(huà)模式。“并行工程的(de)觀點認爲,工業産品的(de)造型、結構和(hé)模具設計中的(de)關聯問題,是同時(shí)而不是順序發生的(de),它們錯綜複雜(zá)、緊密交織,而又互相制約,形成了(le)一個(gè)“并行的(de)工程”。要想迅速而又科學地解決這(zhè)些問題,造型、結構和(hé)模具設計人(rén)員(yuán)都應學好、掌握和(hé)熟悉彼此的(de)工作目标、内容、要點,并結合本職工作自我協調,合成一家,以力圖減少一些設計環節和(hé)不可(kě)行的(de)誤設計,從而提高(gāo)我們的(de)工作質量和(hé)經濟效益。