产品设计中形态创造途径与方法.docx

第 3 期journal of engineering graphicsno.3产品设计中形态创造途径与方法刘永翔（北方工业大学艺术设计学院，北京 100041）摘要：在产品设计领域里，形态是产品功能实现的载体，是表达产品功能含义的重要媒介。产品形态创造的科学性与艺术性是产品功能得以实现的必要保证，同时也是形成优良人机界面的先决条件。通过对产品形态创造具体内容与表现特征的研究分析，归纳并拓 展产品设计中形态创造的途径和方法，结合具体设计实践，对传统的形态创造途径和方法进 行补充完善，提出了一套可用于实际产品设计中形态创造的途径与方法。关键词：机械设计；产品设计；形态创造；方法与途径中图分类号：j 524.1文献标识码：a文章编号：1003-0158(2004)03-0086-05情感因素是人类复杂的心理需求，是通过产品的诸因素以及美的形式规律等合理性带来的设计 美，最后由具体的外在形态来展现。产品形态是 产品设计的最终体现，通过产品形态，使消费者 了解到产品的使用功能、操作方式、文化内涵等 一系列的具体内容。形态又是一种符号，它是产品自身的外在形 象和信息的综合体，是产品的表面特征，形态因 此而成为产品功能质量和造型质量的外在反应。 形态作为产品本身的一种视觉语言和符号。这种 语言和符号常常是可以理解的，易于记忆和认识 的，又总是具有象征性和喻意色彩，人们通过它 可以联想到产品的功能或更多方面，如感觉到历 史感、时代感、民族感或产品给拥有者带来的荣 誉感和满足感，等等。例如，当你看到一辆自行 车，首先看到两个车轮时，就能感受到它是一种 运动或交通产品，脚蹬和链条表现了产品的基本 传动方式和功能内涵，同时也能体会出这一形态 的自行车给人带来的精神感受。在产品设计中，形态创造又表现为产品的内1产品设计中的形态创造1.1产品设计与形态创造产品是为人类生活和工作服务的工具，是一 个错综复杂的综合体。产品设计是解决这一综合系统中人与物之间关系的创造活动，凝聚了材 料、技术、生产、管理、需求、消费、审美以及社会经济文化等各方面的因素。在产品设计领域里，产品形态是在人与物的 基本点上用与美的关系产生的造型。没有造型就 没有产品的存在，造型活动是综合性“形”的确 定和创造，它不是对某一已有现象的展示，也不 是对物的再装饰和美化，而是从预想的原始构思 起就表现为一种独立的创造和形态的衍生过程， 是视觉可见，触觉可及的1。产品形态不是一个孤立的外观形式，而是通 过材料、结构、人-机关系以及生产工艺等因素展 示出的产品外在表现。进一步讲，产品功能不仅 由单一的、一般的、符合生理需求的结构性因素 构成，同时还包含审美性的情感因素。这种美的收稿日期：2003-05-24作者简介：刘永翔（1969-），男，黑龙江佳木斯人，讲师，硕士，主要研究领域为产品设计、人机界面与视觉传达。第 3 期刘永翔：产品设计中形态创造途径与方法87容。从设计角度看，形态创造将结构、功能、材料等要素联系起来，以统一体的形式完成产品所 具有的使用功能，并通过形态对结构、功能、材 料的有机组织给人以一种整体的视觉感受。产品形态创造过程中存在众多影响因素，归 纳起来无外乎感性与理性两大主导因素，正确认 识和划分影响产品形态创造的感性和理性特征，是研究获得产品形态创造途径与方法的基本前提。1.2 产品形态创造的感性特征在语义学的意义上讲，产品形态的创造，是 整个产品设计过程中造型语言系统的形成，是产 品意义表象符号的建立。可以确定，自然语言是一种推论符号，而造型语言（或产品形态）却是一种表象符号。前者传达的意义是明确的，而后 者传达的意义是模糊的，具有“言不尽意”，“只 可意会，不可言传”的性质。前者可以分解为句 法结构，后者是整体的不可分割的。自然语言有 固定的语汇系统，每个词都可用其他词汇来解释 清楚，而表象式造型语言的语汇具有因人而异的 特性，不能用其他语汇做出明确解释，其意义与 其独特形式不可分割，意义内涵于整体之中，由 使用者和观察者个体体会而得知2。产品形态在创意、完善、实施过程中，几乎 每个设计环节都受到感性因素的影响，如设计师 的思维变化、时尚趋势的流行，以及产品形态完 善过程中形成的反馈信息等，都潜移默化地影响 着产品形态的最终产生。由此，在产品设计终极 的形态内也就表现出了明显的感性特征。1.3 产品形态创造的理性特征产品形态是一种以功能形态为取向的几何 造型，是对自身功能的表现，具有逻辑性和科学性。产品的造型语言，不仅具有认知功能，而且 以其形象取得审美作用，正如有“会说话的建筑”，也有“会唱歌的建筑”。产品造型的可理解性是基于对类似产品的承续关系取得的。所以 新产品形态的创造在变化幅度上应有一定限度， 尽量形成产品形态语言的连续性，并考虑其在使 用中的可接受性，以避免其形象使人产生消极联 想。在这里，注重产品形态创造的理性因素，运 用正确的逻辑思维和科学方法去探求产品形态形成的根本所在，并用以在设计中积极有效地引导产品形态的创意与完善。 产品形态创造要解决的问题是“可以被人接受的外观是什么？它表达了怎样的意思？”其目 的是使产品在使用前能够被认出来是什么或至 少被了解到某些范围。产品形态的完善与否直接 影响使用者面对产品时对产品的了解程度3。因 此，产品形态创造的根本要素是“设计就是把产 品做得有道理”，强调的重点在于提高使用上的 辩识力和了解力。2 现代产品形态创造的途径与方法2.1 现代产品形态创造的若干途径产品首先可以区分为自然物与人工物，前者 是自然天成的，后者是人工制作的。产品设计中所涉及的形态创造主要是后者，一种工业化生产的人工产品。其形态的产生经常由材料、结构、 功能 3 种因素影响，通过对这 3 种影响因素的研 究分析，可以得到 3 条进行产品形态创造的有效 途径。（1）材料途径 材料是构成产品的物质基础，是产品形态得以物化实现的基本前提，直接反映时代的进步， 新材料的运用往往成为产品形态变革的突破口，如20世纪30年代塑料的广泛普及使得流线型得以流行。产品设计中运用材料途径进行形态创 造，一般存在的 3 种趋向：天然材料的返朴归真；人工仿真材料的逼肖自然；舍弃质感，突出形式。（2）结构途径 对于工业产品而言，其实用功能的发挥也必须借助于产品本身的结构形式。产品结构的科学性与合理性同样体现出当代的科技成果 及现代人们对新的生活方式的追求。产品结构 具有层次性、有序性和稳定性的特点。在不同层 次部件的关系中，存在目的和手段的转化，下位 的目的是上位的手段。结构的有序和稳定是实现 功能的保证。结构与功能之间是多重对应关系， 为同一功能前提下产品形态的拓展提供了充分 的选择。在产品的形态设计中，结构的创新也至关 重要的。通过对产品结构的创新，不仅能改善88工 程 图学 学 报2004 年产品的使用功能，提高工作效率，同时也创造了一种新颖美观的视觉效果。（3）功能途径 产品功能是指产品对人发挥的效用，反映在产品的性能指标和技术规格中，只有当它与人的需要相关时，才具有功能的意义。设计产品时， 首先要对其功能做出明确的定义，把详细的功能 定义作为问题求解，便能获得一系列产品技术方 法和结构方案。不同的技术方法和结构方案是获 得产品形态创新的有效途径。产品功能由物质功能和精神功能构成，与之 相对应的技术形态和艺术形态是构成产品形态 的主要成分，它们具有各自的局限和特长。在高科技时代，提出了产品“高技术与高情感”的平衡。这与技术存在的负面效应直接相关。单纯技 术化产品会引起人的危害感、紧张压迫感、受动 感、冷漠和孤寂感以及厌烦感等。艺术形态是以 审美效应为中心，它所产生的是一种精神存在（具有虚拟性），具有认识、教育、娱乐和心理 调节的功能。艺术形态在产品中的介入，也主要 是发挥认知、审美和心理调适的功能。2.2 产品设计中形态创造方法（1）以人-机界面关系确定主体形态特征 从设计角度讲，产品形态的创造，不是用来使产品最佳化，而是使产品功能实现适应人的视 觉理解和操作过程4。在这个意义上讲，产品设计中的形态创造，应以理想人-机界面关系的确立 为前提，即通过了解人们对产品的理解过程和实际操作行为特性，明确正确、理想的人-机界面关系，由此为基础进行产品形态主体特征的创造与 构建。如图1中是一款鼠标的形态设计，其原始的形态创意就是由人手与产品实体的操作关系而引发，并逐步完善，形成最终适宜于持握操作 和视觉心理认知的产品形态。由人-机界面关系确定产品形态主体特征，是 现代产品形态创造的一条基本原则，可以保证产 品功能在实际使用中的充分实现。但产品设计是技术与艺术的统一，是感性与理性的交融，因此，在具体实施中还要考虑产品审美形态细节的协 调把握，并以自然形态构成规律去引导和完善， 图1鼠标形态的细节设计和色彩分割就是一个很好的说明。（2）以自然形态构成规律引导形态完善 在产品设计中，产品立体形态的创造是有一定规律可循的，这一规律和自然界中的形态构成 规律有着相似之处。总的来说，无论何种形态，它们的构成规律基本上按照“分割”和“积聚” 这样进行的5。对工业产品主体形态的创造，同样符合形态的“分割”和“积聚”这两条基本规律。如人们 日常生活中一些家用电器、交通工具、家具房屋 建筑等，这些千变万化的形态在形成过程中，一 些形态以分割为主，一些形态则以积聚为主，有 些较为复杂的形态，其构成规律可能是两种方式 的结合运用。在现代工业产品设计中，很多优秀 设计是吸取了自然界中大量的科学合理的形态 要素，并在具体构建中将它们体现出来。当然， 在自然形态构成规律引导下仍要注意人-机关系 的正确把握。实践应用上述研究分析了产品形态创造的诸多途径 与方法。但在实际的设计实践中，这若干途径与 方法往往是交错运用，并在设计全过程的不同阶 段有所侧重。下面以一例小型医用产品的形态实 现过程为例加以说明。3.1形态方案创意中的人因素主导这是一款医用的便携式电子产品的形态设 计，图 2 为其原始形态。具体要求主要是考虑形 态美观、便于持握和操作，并且可以对原有的功 能技术结构进行适度调整，以满足产品造型设计 的需要。针对具体产品发展过程和设计要求，着手产 品使用形式和造型的创意定位。这里有一个很有 利的条件，就是产品的技术性功能结构可以依据 造型设计进行适度调整。因此在产品形态方案的 设计阶段，选择以人-机界面关系为主导，主要 考虑产品的小体量、持握舒适和形态的亲和性。 如形体设计中以曲线、曲面为主体，增加一些细 节性的设计刻画，在手持部位进行了形状与肌理 的特殊处理，既丰富了造型，又完善了亲和性的 人性化设计；同时，对操作面和显示面都做了重3第 3 期刘永翔：产品设计中形态创造途径与方法89新的调整和体量分布，形成上大下小的形态主体。整体色彩与质地设计主要考虑医用产品的和多数使用人群的心理倾向，选择浅色系列。进而形成如图 3 的两款形态创意方案。考虑手操作特点调整 界面形态与体量尺度从整体操作关系定 位产品形态大方向根据局部操作关系调整 主体形态进行功能性分割通过细节修饰和色质分割 进一步突出完善形态特征修整产品形态并将手操作 的视觉化感觉融入产品中舍弃无用功能形态并分 离人手形态与产品形态图 1人机关系确定产品形态主体图 2 原始造型与内部构造3.2 形态方案选择中的技术因素主导方案选择确定阶段，主要考虑设计方案的新 颖性、对功能技术改动要求的可行性，以及产品 形态实现过程中的结构复杂程度和后期生产安 装的工艺性等。可以明确，这一阶段中技术性因 素占据了主导地位。图 3(a)方案对内部功能技术 结构大约缩至图 2 中所示原始尺寸的 2/3，而图3(b)方案需缩小 1/2 以上，技术上无法实现。也 就是说，要选择图 3(b)方案的造型风格，就只能 加大其整体尺度，这对使用中的便携性就会产生 影响，同时也违背设计初期定位中的小体量，易 于操作的要求。经过进一步的使用操作分析，最终选择了图3(a)方案，并从整体上完成了方案的改进与内部功能技术尺寸定型，以及产品造型得以实现的内部结构方案，如屏幕尺寸型号的选择、控制面板 的形式与结构、电路板件固定形式等。最终以 pro/e 电子模型的形式对造型结构与功能技术部 件的匹配进行检验，如图 3(c)所示。3.3 形态细化设计中市场与审美因素为主导在设计趋于完成阶段，主要是进行各项设计 工作的进一步检验和推敲，尤其是在产品形态的细节性设计上，要时刻以使用环境为主导，同时 兼顾市场流行时尚的审美要求。在这款医用便携产品的后期设计完善阶段，主要是一些细节性尺 寸的推敲调整，如上方后壳体手窝的深度、防滑槽的间距深度以及各转折面的角度；另外，上壳 体的一些细节设计从造型上追求时下流行的造90工 程 图 学 学 报2004 年型符号，包括操作面的控制方式都采用流行的技性产品色彩风格来处理等。术形式，整机的色彩也以一种大众容易接受行业(a)(b)(c)图 3 造型方案与结构调整义和实现操作使用的重要作用。4结 束 语从上面研究分析与产品设计实例可以得出参 考 文 献结论，产品形态设计就是根据消费者的需要，对产品使用方式进行策划构思，并做出功能、结构、 材料、工艺的选择和组合，然后运用视觉语言， 创造出物质功能和精神功能高度统一的产品形 态。产品形态创造应根据具体产品性质和设计阶 段，确定其设计实施的主导因素，寻求不同的途 径与方法，并在最终完善设计中加以综合协调， 用以形成最为理想的产品审美形态。产品是功能的物化，其形态则是功能实现的 中介与载体。没有实实在在的形态构造，产品的功能就无法实现，产品形态创造具有表达功能含1刘国余. 产品设计m. 上海: 上海交通大学出版社,2000. 4244.王明旨. 产品设计m. 北京: 中国美术学院出版社,1999. 4041.徐恒醇. 技术美学m. 上海: 上海人民出版社,1989. 7882.刘国余, 沈 杰. 产品基础形态设计m. 北京: 中 国轻工业出版社, 2001. 1820.辛华泉. 形态构成学m. 北京: 中国美术学院出版 社, 1999.1218.2345methods and programs in designing the form of the productliu yong-xiang(college of art design, north china university of technology, bejing 100041, china)abstract: in the domain of produc