（艺术学专业论文）论工业产品的形态语义表达.pdf

摘要 摘要 工业设计是科学技术与文化艺术相融合、发展的学科。它是综合技术、经济、社会、 生态环境等诸多因素的创造性活动。 工业设计的最终载体足广：- 记形态，设计通过形态册义反映产，引内种种信息。因此在 产品形态设计中，如何难确运用形态语义以传递相应的信息至关重要。所谓形态语义是 指产品的外部形态所呈现或表达出来的语言含义。一般，人们对某一事物的认识总是从 事物的外部开始的，是一个由表及里的实践过程。如：针对某一产品，人们总是先对其 形状、色彩、材质、纹理、工艺、尺度等有个直观的印象，随后开始了解其内部结构、 操作方式、功能，进而全面地认识这一产品，并取得一定经验，把它作为一种形态语义 符号记在头脑中。同后一旦提及这一产品，就会立刻联想到它的相关信息。在整个认识 实践过程中，人们其实不知不觉地动用了头脑中许多记忆的语义符号。从接触产品的形 状开始，形状像什么? 是几何型、有机型还是有机复合型? 它的颜色是白色、红色、还 是黄色? 它的材质是塑料、铁、还是不锈钢? 它的结构是何种形式? 其操作是需要坐姿 还是站姿? 用手还是用指操作? 或是用腿蹬等等，这些都应在产品形态语义上反映出 来。这个实践的过程就是形态语义的认识过程。 一件即使是最简单的产品，也都复合着许许多多语义内容，向人们传递着种种信息。 作为工业设计师应当研究如何传递这些信息，研究如何把产品形态设计使得消费者一看就 喜欢、一用就明白，这也就是我们所说的可知、可识、可爱。要做到这一点，就必须了解 市场、消费者针对产品形态语义表达要求。其要素就是准确、鲜明、生动和美观。 本文系统地介绍了产品形态语义这一基础理论。其内容包含：产品形态语义的认知 心理、产品语义的表达要求、产品形态的功能语义、产品形态的市场语义、形态语义的 感知、情感、风格、文化等内容。并通过设计实例( 每一个设计实例都从产品形态语义 的某一侧面入手，引出一些设计原理、呈出设计心得) 系统的研究阐述文章重点：一、 产品形态语义表达的准确性。二、产品形态语义表达的鲜明性。三、产品形态语义表达 的生动美观、富有艺术性。 关键词：工业设计形态语义人性化绿色设计仿生设计 a b s t r a c t a b s t r a c t t h es u b j e c to fi n d u s t u i a ld e s i g ni sd e v e l o p i n ga l o n gw i t ht h et h ep r o g r e s so fs i c e n c e a n dt e c h n o l o g y ，c u l t u r ea n da r t i ti sac o m p r e h e n s i v ec r e a t i o ni n v o l v e di nt e c h n o l o g y ， e c o n o m y ，s o c i e t y ，a n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，e t c t h ev a r i o u si n f o r m a t i o no ft h ep r o d u c ta r er e f l e c t e db yt h ef o r ms e m a n i ci nd e s i g n i t i se s s e n t i a lt oa d a p tt h ea p p r o p r i a t ep r o d u c tf o r mt ot r a n s m i tt h er e l a t i n gm e s s a g e si nt h e i n d u s t r i a ld e s i g n t h ef o r ms e m a n t i cm e a n st os h o wt h es p e c i a l i t yo ft h ep r o d u c tt h r o u g h t h ea p p e r a n c ew i t h o u ta n yw o r d g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t h ep r o c e s so fk n o w i n gp r o d u c ti s s t a r tf o r mt h es u r f a c ea n dt h e nt ot h ec e n t r eg r a d u a l l ya n dp r a c t i c a l l y f a c i n gt oa n yk i n d o fn e wp r o d u c t ，p e o p l ea l w a y sh a v ev i s u a li m p r e s s i o nf i r s to ns h a p e ，c o l o r ，t e x t u r e ，v e i n s ， c r a f t ，a n ds i z e ，e t c a n dt h e nt h ei n n e rs t r u c t u r e ，t h em e t h o do fo p e r a t i o n ，t h ef u n c t i o n a t l a s tt h e yc a nk n o wi tc o m p l e t e l yw i t hs o m er e l a t e de x p e r i e n c eb e a r e di nm i n da st h ef o r m s e m a n t i cs y m b 0 1 o n c et h e ym e e tt h es a m ek i n do fp r o d u c t ，t h er e l a t i n gi n f o r m a t i o nw i l t b er e m i n d e do f i nt h ep r o c e s so fu n d e r s t a n i n g ，t h e yu s et h es e m a n t i cs y m b o li nt h e m e m o r yu n c o n s c i o u s l y a tt h ev e r yb e g i n n i n go ff a c i n gt h es h a p e ，l o t so fq u e s t i o n sa r ep u t f o r w a r d w h a ti st h es h a p el i k e ? i si tg e o m e t r i c ，o r g a n i co rc o m p o u n d ? i si tw h i t e ，r e do r y e l l o w ? i si tm a d eo fp l a s t i c ，i r o no rs t a i n l e s ss t e e l ? w h a ti st h ek i n do fs t r u c t u r e ? w h e ni o p e r a t ei t ，s h o u l dis i to rs t a n d ? s h o u l dio p e r a t ei t w i t hh a n do rb yf i g u r e ? t h o s ea l l s h o u l db er e f l e c t e db yt h es e m a n t i cf o r m t h ep r o c e s so fk n o w i n gt h ep r o d u c ti st h e p r o c e s so fu n d e r s t a n d i n gt h es e m a n t i cf o r m ak i n do fp r o d u c t ，e v e nt h es i m p l e s t ，c o n t a i n sl o t so fs e m a n t i cm a t e r i a l st ot r a n s m i t m e s s a g e t h ei n d u s t r i a ld e s i g n e rs h o u l ds t u d yo nh o w t ot r a n s m i tm e s s a g ea n dh o wt o m a k et h ec o n s u m e rl i k et h ep r o d u c ta tt h ef i r s tg l a n c e t h a ti sw h a tw ea l w a y ss a i d u n d e r a t a n d a b l ea n dl o v a b l e t og e tt h i sp o i n t ，w es h o u l dk n o wt h em a r k e tr e q u e s tf o rt h e s e m a n t i ce x p r e s s i o no fp r o d u c tf o r m t h em a j o re l e m e n t sa r ea c c u r a t e ，b r i g h t ，a c t i v ea n d d e l i c a t e t h i se s s a yi sm a i n l yf o u c s e do nt h i sf u n d e m e n t a lt h e o r y t h ep r o d u c tf o r ms e m a n t i c l i w h i c hc o n t a i n st h ec o g n i t i o np s c h o l o g y , t h ee x p r e s s i o nr e q u e s t ，a n dt h ef u n c t i o n a l s e m a n t i c ，a n di ti sd i v i d e di n t ot h r e ea s p e c t ss y s t e m a n t i c a l l y , t h ea c c u r a c y ，t h ed i s t i n c t i o n ， a n dt h ea r t i s t r y k e yw o r d s ：i n d u s t r i a ld e s i g n ，f o r ms e m a n t i c ，h u m a n i z a t i o n ，g r e e nd e s i g n ，b i o n i c d e s i g n 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教 育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 作者签名：二1 至鎏毒l 日期：必年业月且f 1 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 ”阳幽家仃天部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 学校可以公确i 论文的全部或部分内容，可以采f j 影印、缩印或其他复制手段保存 沦文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年月h 解密后适用本授权声明。 2 、不保密留。 ( 请在以上相应方格内打“”) 作者签名：1 互匦之b 导师签名：五坠羔 日期：丝岑年且月j l h 日期：丝! 年三月上 二t 引言 引言 工业设计学科是科学技术与艺术高度整合的学科，工! 世产品的美有两个显著的特 征，一。个是产品外在的感性形式所呈现的美，称为”形式美”，另一个是产品内在结构的 和谐、秩序而呈现的美，称为”技术美”。技术美包含功能美、结构美、工艺美、材质美、 人机美。在产品造型设计中，只有把这两方面的要素有机地统一起来，才能达到产品真 f 的美。通过对工业产品形态的功能语义、市场语义、形态语义的感知、情感、风格、 艺术、文化等方面的研究。为产品设计的形式审美、产品内部构成美与产品逻辑构成美 的统一、产品设计方法的研究、以及生活体验方式提供参考。 人类不断地在寻求观念和情感的表达形式，在长期的生产劳动中由于受环境影响， 及相互交流的作用，人们创造了语言、行为和表情等一系列传播信息的工具，并且对不 同的形、色、质都有了一种先入为主的认识观，久而久之这些认识具有了广泛意义，成 为特定的符号。语义，即语言的含义、意义；是借用语言学的一个名词，它产生的理论 基础，来源于符号学理论，但它的产生，却具有社会、历史、哲学的背景。产品语义， 即产品外部形态表达出来的语言含义。产品的外部形态实际上就是一系列视觉符号的传 达，工业产品形态设计的实质也就是对各种造型符号进行组编，综合产品的形态、色彩 等视觉要素，表达产品的实际功能，说明产品的特征。工业产品造型符号具有般符号 的基本性质，通过对使用者的刺激，激发其与自身以往的生活经验或行为体会相关联的 某种联想，诱导其行为，使产品易懂。如何将语义学溶入设计之中，传达信息，需要设 计师对产品的功能正确理解与研究。设计师不仅仅是外在形式的创造者，更重要的是信 息的传送者。产品形态是满载信息的传达媒介，设计师通过产品形态的表达人文、市场、 科技、艺术等元素，赋予产品生命，呈现其内涵。 工业产品设计中的功能、结构、市场、人机、艺术等主要构成要素一一体现在产品 的形态上。形态语义在工业产品设计中的起着重要的作用。形态语义表达要求功能语义 的准确、市场定位的鲜明、造型形态赋有艺术性。并强调设计的形念语义必须反映时代 特征，必须符合市场流行趋势，必须具有鲜明的社会特征，必须具有鲜明的企业品牌特 征。 一、工业产品形态 作为j 业设计的核心工业产品设计，它包台产品外部形态和内部结构设计的整 个过程，对产品的外观和性能，生产技术的发挥，以及品牌建设产生最直接的影响。实 践表明，工业设计已成为国家制造业竞争的源泉和核心动力之一。尤其是在经济全球化 r 趋深入、国际市场竞争激烈的情况下，产品的幽际竞争力将首先取决于产品的设计开 发能力。世界各国在发展制造业的过程中往往把它作为龙头，通过加速t 业设计的发展 带动整个制造_ k 的发展。 工业设计是随着社会的发展、科学的进步，人类进入到现代生恬而发展起来的- - 7 新兴学科。由于人们在该学科研究的侧重面不甚相同，因而对该学科含义的理解则可分 为广义的和狭义的两种。广义上讲主要包括：工业产品设计；视觉传递设计；环境设计。 狭义上讲仪限于以工业产品为主要研究内容的系统性设计，它主要包括产品的形态、色 彩、人机关系等方面。本文所涉及的f 是这种以具体产品为主要研究对像的有关内容。 作为艺术与技术的结合，无论外观还尾完全意义的产品设计或其它相关设计，都必须解 决包括形态、色彩、空间等要素在内的基本造型问题。从这个角度来看，形态学是一切 造型设计的基础，贯穿于造型活动的始终。 ( 1 ) 工业产品形态的涵义 “形”通常指物体外在的形状，“态”则是物体蕴涵的“神态”。因此，形态就是物 体“外形”与“神态”的结合。在我国占代曾有“内心之动，形状于外”，“形者神之 质，神者形之用”等论述，指出了形与神之间相辅相成统一的关系。形与神之间不可分 割。只有将形与神二者结合存一起，习能构成对事物完整而科学的认知。“”5 因此，形 态要体现出美，除了要有美的外形外，还需具备与之相匹配的意境、意义。 工业产品的形态是工业设计的晟终载体，工业设i i 师通常利用特有的造型语言( 如 彤体的分割与组合，材料的选择与丌发，工艺的研究应用，构造的创新与利用等) 进行 严：品的形态设计。借助产品的特有形态可以向外界传达设计师的思想与理念。消费者在 选购产品时，也往往通过产品形态所表达出的市场、文化、技术等种种信息柬判断和衡 量与其内心所希望的是否一致，并最终做出购买的决策。” 量与其内心所希望的是否致，并最终做出购买的决策。5 6 。、r 业产卅形态 g e 目e 自目_ i i ii 墨 ( 2 ) 工业产品形态的基本要素 形念通过一定的物质形式柬体现。产品的形念总是与其功能、材料、结构、色彩等 要素分不丌，人们在评判产品形态时也总是与这些基本要素联系起来，给人种整体传 达形式。 1 、功能要素 工业产品的实用功能要素是决定产品形态的主要要素。进入包豪斯时期，“功能决 定形式”的设计理念更为现代工业设计的发展奠定了基础。 随着社会的发展、科技的进步及物质的极大丰富，产品的功能不再仅指使用功能， 出现了极大的延伸和发展，还包括审美功能、文化功能、市场功能等。工业产品功能要 素表现一般选择外露的、显示突出的形式，以容易引起人们直接感触和接受的方式表达。 个不知道可以用什么方式打丌的盒子内无论它减有多么先进的功能，人们都很难从中 受益，对它也不会有什么好感。用适当的设计语言突出表现内在功能特征，是给冰冷的 物质属性加上人性化的“体温”，使之对人更亲切、更温和。 2 、材料要素 从设计角度来看，可分为有机材料、无机材料( 金属，非金属材料) 和复合材料三 大类。材料又可分为自然材料与人工材料。材料的不同，带给人视觉和触觉上的感受不 同，由于材料本身所具有的特性，通过人工处理令其表面质感更为张扬，使光滑的材料 有流畅之美，粗糙的材料有古朴之貌，柔软的材料有肌肤之感这些材质的处理还能 产生重轻感、软硬感、明暗感、冷暖感。了解不同材料的物理、化学及视觉性能特性， 才能在设计中合理、科学地加以使用。同时结合生产、加工、使用等因素全面衡量成本、 价值等关系，科学合理地选择材料，从而最佳地发挥材料的性能特征。 3 、结构要素 物体要保持自己的形态，就需要有定强度、刚度和稳定性的结构来支撑。即使最 简单的产品，也有一定的结构形式。”5 7 以椅子为例，椅子已经成为现代时尚艺术之一， 作为一种文化它形态各异，多种多样。人坐在上面，椅腿的支撑结构形式、截面的几何 尺寸、以及结合座面的面积能否经受住人坐在上面的重力，而保持持久稳定、安全等， 这就是静力学所涉及和研究的问题，椅子的结构形式影响其受力，同时对椅子的受力分 3 刈北人学义学坝i 学位论义 析可以确定其截面尺寸。在设计中要注意分析结构中材料的基本连接方法，包括滑接、 榫接( 铰接) 和刚接三个基本类型，要研究材料结构与形态结构的关系，与结构稳定的 关系，与受力方向的关系等，努力探索设计新结构形式的可能性。 4 、视知觉要素 产品的知觉形态，人们主要是通过视觉与触觉来感受的。视觉信息是人类的主要感 觉来源。因此，对视觉的研究成为所有感觉通道研究中最透彻的一种。从心理学角度看， 只有当客观刺激物之间存在某种差别时，一部分刺激物才能成为知觉的对像，而另一部 分刺激物体则成为背景。这也是认知图形的必要条件。一般来说，可以感到的清晰向前 浮现出来的部分叫图形，感到模糊而退隐的部分称为背景( 底) 。“”在产品形态设计中， 按照美的规律主要包括统一与变化、对称平衡与非对称平衡、分割与比例( 包括数学上 的等差级数、等比级数、调和级数、黄金比例等) 、强调与调和、错视觉的应用等赋予 造型形态表现出来。 5 、色彩要素 色彩是一种视觉神经刺激，它的产生是由于视觉神经对光的反应。没有光就没有色 彩，光是人们感知色彩存在的必要条件，色彩来源于光。“1 色和形是不可分割的一体两 面，二者相辅相成，相互统一。设计中的色彩是功能和情感的融合表达，在功能的表现 上具有一定的共同认知个性，例如绿色和蓝色表现畅通，红色表现警示，黄色表现注意， 灰色表现过度，白色表现洁净。把这些功能表达加上人的情感表达，就形成人们视觉认 知中产品的色彩表达系统。工业产品的色彩运用还应体现现代科技成果与艺术造型相结 合、流行色与时代感相结合，符合现代人的审美情趣。设计过程中通过产品的形态可运 用色彩组合搭配原理处理部件构成，从外观形态上把产品形象处理成有机关联的整体。 运用色彩的块面分割，可猷将厚笨的产品变得轻巧； 连接色块连接线的变化，可以使 僵硬的产品变得柔韧；运用色彩纯度的变化可以突出功能部件的功能引导。巧妙的运用 色彩，把产品形态处理的更加完美。 6 、社会、人文要素 只要有社会存在，就有文化现象。产品形态设计应考虑区域文化、审美观念、社会 习俗等特点。文化背景认识反映为社会发展根脉，产品技术成形的同时，在文化内涵上 4 一、i 业产品形态 也同时烙下了印记。中国和古希腊的彩陶有很大的区别，现在东西方人使用的产品的尺 度、外饰、空间安排等都自然地存在一定的差异，其中反映的比较明显的是文化背景的 表现。就单纯的产品线形、色彩表现的认同都反映出鲜明的文化区别，东方人多喜欢细 部表现细腻的风格，西方人多喜欢简洁、刚挺的j x l 格。产品形态设计应充分考虑文化背 景的差异，从中可挖掘出更多的形象元素深化表现，以多种文化支撑产品形态构成，奉 献给人类的是更加灿烂的物质文化实体。 ( 三) 工业产品形态是多种语义的复合 工业设计的核心是产品设计，产品设计主要就是产品形态的设计。形态综合地反映 了产品的技术、经济、文化等内涵语义。从技术方面来看，形态反映了产品的技术性能 所引起的构成形式、操作形式、材料、工艺、结构等语义信息；从经济方面来看，产品 形态要反映产品的市场要求，如产品的流行性、企业风格、企业策略等形态语义信息； 从文化内涵方面来看，产品形态反映消费者的社会属性、文化背景、生活方式、审美心 理等形态语义信息。作为设计师必须注意以上各方面的要求，从系统论的角度对这些内 容进行综合协调，用形态语义进行表达。 图1 手机的人机方式 图2 手机的品牌风格 图3 手机的文化内涵 6 、i 业产- j i ；态的功能 冉义农达 二、工业产品形态的功能语义表达 要求工业产品形态的功能语义表达要准确，这是产品形态设计的基本要求。形态语 义是一种带有实践经验性的东西，某事物的形态语义符号一旦在人们头脑中建立，要 改变它就比较困难，这种先入为主的特点在设计中必须得到充分尊重。设计师不能离开 大多数消费者的经验进行设计，所创造的形态只有与消费者头脑中的语义符号产生共 鸣，设计力会被认同。 每件产品往往复合了多种功能语义，其功能语义必须表达准确。 ( 一) t - 业产品的行业功能语义 每种产品都有自身的行业归属。在工业产品行业功能语义表达中要精确定位。每个 行业的产品由于主要功能、操作使用要求、工作环境、市场行为等因素，在长期发展过 程中形成自己本行业固有的功能语义特征。例如瓶体类产品，由于行业不同，瓶子的行 业功能形态语义差异就很大。就瓶子存储液体功能而言，是相同的，但就行业而言，差 异就大了。可分为化妆品、工艺品、饮品、药品等行业。存储液体的功能内容、使用要 求、操作形式、应用环境各不相同。因此，产品形态所表达的功能语义也应有差异。如 酒瓶，整体造型瓶肚大瓶口小，便于堵盖、封口及控制量。关于酒瓶现今市场上分为两 大类，一类是玻璃瓶，另一类是瓷瓶，就材质而苦，前者是透明、晶莹照人、华丽高档， 后者釉色可人，高贵典雅。此外酒瓶设计风格必须具有民族性，地域性。香水瓶，玻璃 材质的清澈、透亮，机械式气压喷头的精密，就是很重要的特征。化妆品瓶，半流质液 体需经挤压而出。选择丰满、有机形、薄壳半软性塑料，选用具有弹性与挤压功能的弹 性材料，制成密封的头部就显得尤为重要。于是，就形成了化妆品独有的功能特征。药 片瓶，质朴的白色、理性化线形与旋盖，形成了固有的特色。产品行业功能语义特征， 是经过漫长历史进程而逐步发展和丰富的形念语义符号。 图4 瓶体类行业功能语义 州北人学义掌坝i j 学位论义 ( 二) 工业产品的主要功能语义 产品的主要功能是由其用途而确定，它是支撑产品构成的基本要素。”产品的主要 功能一般总有两、三种因素组成。以数码照相机为例进行功能分析：数码相机，是一种 能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照 相机。显然，拍摄与存储是该产品的主要功能，围绕这两个主要功能因素，产品的功能 形态语义应表达的内容就很丰富。镜头：主要功能是把光线会聚到c c d ( 电荷耦合器件) 上：c c d ：其功能是把光信号转变为电信号；a d c ( 模数转换器) ：把模拟电信号转换为 数字信号；d s p ( 数字信号处理器) ：把数字信号转换为图像；j p e g 编码压缩器：把得到 的图像转换成j p e g 格式；存储器：可以是一张卡，也可以是软盘，可以是活动的，也 可以是固定的，用于保存图像；l c d ( 液晶显示器) ：通过l c d 来耿景或是查看拍摄到的 图像。端口；连接端口可以把相机连到电视机、p c 机或其他设备：电池或稳压电源。闪 光灯：与普通相机闪光灯的功能完全一样，用来调控拍摄光线。 图5 数码相机主要功能语义 ( 三) 工业产品的使用功能语义 产品的使用功能语义，它表现为围绕主要功能的实现，消费者如何操作和使用产品 的功能语义。它涉及力学、人机工程学等相关科学的应用。 力学方面：产品造型形态美的视觉感受与力学中的强度、刚度的合理性以及结合力 学原理人机工程学的运用有深刻的潜在联系。以电子产品的使用按键为例下面是各种按 键的图例，由于按键造型的不同给使用者人性化的考虑拇指活动的范围大小，好不好用 力，所用力的大小是不同的。 图6 按键界面的形态语义表达 二、i ：业产品形态的功f i l l , t - 义表达 饮料的瓶式包装常采用压肋加固结构，加强筋的使用这是因为大i 面积的薄平板的强 度l r l b ? j 度都很差，经过凹凸压肋，可大幅度提高薄板构件的强度和刚度，增大了摩擦了 力，在力学上更为合理。同时在人机工程学角度上手握起来更舒服。在视觉效果上打破 了一大块平板的单调、平淡、无生气、疲软。有了凹凸压肋增加了立体感和层次，显得 更挺拔、丰富、生动。 图7 饮料包装中力学的应用 人机工程学方面：人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学，生理学和心理 学等方面的因素：研究人和机器的相互作用；研究在工作中、家庭生活中于闲暇时怎样 考虑具体人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。“包含以下内容：操作形式产 品的操作形式是立式还是坐式，工作形式是落地式、台式、移动式、还是便携式等功能 形式。操作面操作空间、操作方向、控制器、显示器等功能要求。操作环境光 环境、热环境、气体环境、声环境、安全环境等功能要求。这些功能往往与人的生理、 心理有关、直接影响产品使用的舒适成度。通过设计尽可能提高产品的宜人性，使产品 更适应人们的操作要求，这是工业设计的条基本原则。产品的这种要求，首先体现在 产品与人的关系上，特别是工具类的产品，在一定程度上可以况是入体器官的延伸。其 设计实质是对消费者使用行为的设计，创造一种新的使用功能语义。其次，设计的本质 属性是在人一产品一环境系统中提供人的一切活动的最优化、最合理的新产品。其中包 括：提供最优化的产品操作行为、操作过程、提供按人体生理的结构特征、机能特征、 及人体参数进行设计的产品形念，使人们在使用中感到舒适、安全、方便、是人们在情 感上愿意接受的、亲和的、无害的产品。 设计以人为本，首先考虑的是人们需求的动机因素，其次便是人与产品之间的关系 因素。这方面的因素就是人体工程学因素。在具体设计中要考虑人体工程学因素主要包 括以下方面。 运动学方面，即研究动作的几何形式，探讨产品操作上的动作形式、人的操作动机 9 州北人学文学坝i j 学何论史 轨迹以及与此有关的动作协调性与韵律性等。 艺术方面，主要指在心理感受的基础上，在产品形态的设计方面如何满足人的精神 功能、审美需求， 人机关系是工业产品设计中的核心，产品内部的所有功能部件都必须外延到表面， 形成直观可以辨别的结构，如电动工具的握取、开启、电源丌关、可调部件的结构排列 和适当指示，从直观外形上表达出可接触控制的人机关联线形和符号。产品功能实现的 前提是具有优良的接触方式和触感，什么样的接触方式疲劳度最低，什么样的接触面吻 合最高，都在产品外形上表现着，如何在设计中把握人机表现要素呢? 符号表现，是基于人对生活形态的直接感知经验，把产品的形态作为与现实生活衔 接的符号，从整体感知概念上谋求经验性记忆符号特征化地表现。如手感握取形态的符 号，指压按键的符号，手指并拢旋转的符号，手臂运动半径的符号，脚形功能发挥符号， 步伐尺度符号等，把这些内容直接在产品具体部位加强形态吻合的表现，可以创造出良 好的视觉认知效果。 触点表现，是基于人的肢体点的尺度和形态特征，以f 负形的吻合关系设计产品的 触及两。如按键面、座椅面、靠背面、踏脚面、手柄面等。触点表现应追求应触及中具 有最大的接触面，触及面越大，支撑肌理的点就越多，越能分解用力，舒缓肌体集中在 一点上的疲劳感。如椅面的设计不仅运用与触点形体吻合的线形，还附加上具有弹性的 材质，触点的表现就显得更加温和宜人。 尺度表现，是基于人肌体的不同尺度，在产品尺度表现上充分体现舒适保障，如汽 车座椅的高度、宽度、靠背支点的高度，方向盘的直径，操纵杆的高度定位等。最佳的 尺度是产品构成的优质保障。精确的尺度定位是表现人类物品依附的根本。如台灯支杆 的长度与桌面大小尺度，灯罩的高度、投射角度与桌面可视面积，都从尺度的表现上展 现着设计价值。 幅度表现，是基于人的肌体运动幅度和动作可变幅度设计产品形态。如人的五指运 动幅度与电话组合按键，手机造型与握取操纵按键的幅度，腿关节运动与助动车支架结 构等。产品机能构成形式在人的作用面上都具有一定幅度的运动和可变关系，依据人的 特征设置结构，要把产品构成作为动态的人的依附，以最大幅度适应和表现人的活力。 方式表现，是基于人的生理和心理因素确定产品的作用方式。如按键的排列是从左 一二、一业产品形态的功能语义表达 至右，还是从右至左，门锁的锁口方向往哪边最适合人的需求，笔是以套管还是以弹性 结构减起笔头，病理床是分段起放还是两边任意调整等等，产品实现功能的方式有多种 选择，人的综合因素作用下的方式有多种选择，人的综合因素作用下的方式表现更能体 现出人的本能特征。产品的结构方式是人性化结构的展现，应以人的最佳行为方式为基 准设定。 操作表现，是基于人的行为为次序设计产品操作控制系统。人的习惯动作在社会中 普遍存在着，做同一件事，人的行为不可能一致，这种不一致直接影响着产品构成中操 作系统的设置。把多数人的行为习惯归纳、分析，在行为连环分布的比较中要归纳出最 易被认同的操作次序，并优化形成操作表现方式，能从人的本性特征上建立起没有行为 障碍的操作控制系统。机床的操作控制面板、汽车驾驶室、：【：具盒的打开结构、大门的 开启次序等，操作表现可以体现出浓郁的人性化元素，真正使人机达到一体化。 产品语义学是在符号学理论基础上发展起来的。认知心理学认为产品形态设计的实 质就是对各种造型符合进行编码，综合产品的形态，色彩，肌理等视觉要素，表达产品 的实际功能，说明产品的特性，并通过视觉符号对使用者的刺激，激发其与自身以往的 生活经验或行为相关的某种联想，从而诱导使用者的行为。如何将语义学溶入设计之中， 传达信息? 运用隐喻、暗示、类比或寓言等方式来表达技术的含义。如门板暗示着“推”，门 缝是可以“塞”东西的。而旋纽是可以“转”的，一个表面略向下凹的键是可以往下“按” 的，驾驶室内的脚踏板是用来“踩”的，使用者只需“看”便可以知道要做什么，所有 的图片、标志或说明都变成了多余。 通过由符号造型、抽象图形和一些与表达产品意义相关的元素的排列、综合等构成 方式来解释产品的意义。使用者通过了解产品的意义，从而正确、有效地所有产品。从 产品语义学角度而言，形态之所以能传达意义，是因为形态本身是一种符号系统，具有 意指、表现与传达等类语言功能。由于人的感知能力客观存在，人总会对某些形态做出 相应的反应，如面对各种不同形状的按钮或旋钮，即使3 岁小孩也能根据它的形状做出 按、拨、旋等正确操作动作。否则，就是按钮或旋钮形态设计不合理。导致判断上的差 错。再比如，产品语义表达应当符合人的感官对形状含义的经验。人们看到一个东西时， 往往从它的形状来考虑其功能或动作含义。看到“平板”时，会想到可以“放”东西， * 4 北人学义学帧i 学位论爻 可以“坐”，可以用它作颦板来“写”字。“圆”是什么动作含义? 可以旋转或转动。“窄 缝”是什么含义? 可以把薄片放进去。用什么形状表示“停”? 用什么形状表示“硬” 和“软”使用户生产什么感觉? “粗糙”、“棱角”对人的动作具有什么含义? ”1 因此，如何教产品说话，在产品设计中越来越重要。设计就是一连串的“沟通”活 动，“认知”没有鸿“沟”，传播才能畅“通”，透过设计让消费者认知产品。使产品人 性化，更具有亲和力。 简言之，产品语义设计是指产品是什么产品、功能是什么、如何操作以及能提供什 么样的信息。如能用最简洁的形态语义将这些要素阐述清楚，则该产品的设计一定是亲 切、自然、易懂易用的。如：p a t t o nd e s i g n 设计的遥控器，小巧、温和，摆脱了一般 电器一味追求“高薪技术风格”的倾向，单纯简洁的外形适合于手的抓握，大而醒目的 按键简化了操作程序，只需通过大拇指的摆动就可以完成大部分的控制功能。 数 码 照 相 机 窖纳各部件 手感操作 机型- 几种使用状态 常用部件与界面 携带与造型 时尚与造型 控制钮建黼寄霎霪习惯 识别与操作 显示屏_ + 盏蓁缓箨钮的关系 显示几娄攥式 羹蓄雷霖与色彩 闪光灯 三角架螺孔 镜头 取豢器 电池舱盖 储存卡槽 插口 图8 数码照相机的构成元素分析 图9 人体工程学( 手和手腕活动范围) ( 四) 工业产品的拆装、维修的结构功能语义 产品壳体分几个部分组合? 如何拆卸? 是什么样的连接形式? 便于产品拆装、维修 二、：业产品形态的功能语义表达 曼i 一一 i s s ! e ! 目目e ! ! s | 目| 却目目| 衄 及成型这是产品结构功能语义的要求。结构功能必须合理、简便、巧妙、便于实现。 产品结构是产品构成完整形态的具体手段，是把各部件编制成一个有机整体的表现 形式。产品结构的表达主要从两个侧面反映设计的内涵，一是产品功能决定下的部件与 部件技术结构关系，二是部件总体构成形成的操作控制方式与人的感受和认知结构关 系。 部件与部件的结构安排完全纂于技术规定，每件产品都有自身构成的技术参数，不 同的参数组合往往有不同的结构安排。因而，部件结构的表达要充分运用技术参数。部 件关联在充分考虑部件间连接，传动的基础上，注重部件功能按序排列，对彼此间的连 接点，连接线要精心安排，确保产品功能实现过程中的安全稳定。另外，空间利用是在 确保各部件功能达标的基础上精心排列所占的空问体量，从各个部件的排列中尽量缩减 空间尺寸，这不仅会使产品显得更加精致，还从外壳用材，包装和运输中占有的空间上 节约了成本。部件功能发挥紧紧依附于结构表现，尤其是与外观结构的联动。如手机的 开合与传输功能，部件结构的严密组合和结构联动方式直接决定着功能实现的可靠值。 优化结构组合和优选结构方案是确保可靠性的唯一方式。 使用维护是产品结构表达的后期见效因素。没有好的使用维护保障的产品绝不会有 什么好的市场前景。在产品结构设计之初，必须把今后如何拆卸，维护，更换放到生产 安装中同步考虑，并在具体结构上表达清晰。 部件总体构成形成的操作控制方式与人的感受和认知结构的表达，主要反映在：外 观结构的开启，运作结构传递出的感受，功能信息的有效传播，色泽展示出的品质，线 性j ) 乙格表现出的潮流等。产品结构表达在这一层面上把人的作用包含了进去，以互动的 形式作用表达结构中的人性化意义。 外观结构应该具备告知人们如何按序使用的功能。一只盒子，无论结构多么复杂， 从线性交合和作用点上就能启示人们有序的打j t ：行为。一个多功能集成的手机，应该从 面板和界面上表达出功能解析的有序使用方式。这是基于众多复杂因素作用下形成的人 对图形，线形，肌理，材质，传动，丌合，触摸的感受，汜忆，判断，以具体的产品形 态变化表达。我们常说的“人性化”在这方面表现得更加贴切。 运行结构是产品功能形态作用与人的总体构成，其中传递给人什么特征，人从中领 受到什么，都依据运行结构与人的序列感反映出结构表达的特性。产品功能都有像车辆 口q 北入学义竿坝i 。学位i = 义 行驶快慢，收音机调频的幅度设定，其中的序列排列如何直接反映出人的承受需求。因 而，依据人的综合因素优化排列产品功能的运行结构，是建立有序的人机关系的重要手 法，努力通过结构的设置表达出人的多重机能需求。 功能信息是产品构成的外泄表达方式，产品功能难以直接接触表达，往往都通过外 表结构形式的传递。数据的，图形的，线形色彩的，动力的，什么样的结构形式能准确 的承载功能信息，并有效的与人沟通，使产品系统中外表结构表达的述求。通过各项人 们可以直感的载体传递功能信息，要基于人与形象功能认知习惯和功能信息分类特征的 吻合进行排列，优化和应用。 ( 五) 工业产品的材料工艺功能语义 在工业产品的造型设计中，材料和加工技术与设计的关系十分密切，材料自身的性 质直接影响产品的承载能力、使用寿命等这是材料力学的研究的问题之一。我们以椅子 为例，中国传统的椅子大部分是木质材料制成，具有古典美和传统美的特点。随着工业 技术的发展，金属冶炼技术的不断进步，金属材料的一i 断更新和完善，越柬越多的工业 产品选用会属做材料，椅子也不例外。现代用金属做的框架结构的椅子，表现出了现代 美感。木质椅子从外形上给人结实、粗壮的感觉，而金属结构的椅子截面尺寸相对较小， 给人以纤细，灵巧的感受。从材料的力学性能分析，是因为金属的强度极限较木材的大， 这样在同样的结构形式和荷载的作用下，金属的截面尺寸就可以设计的相对较小，而且 还可以满足它的强度、刚度和稳定性。有时，产品的结构形式要求材料具有特殊的力学 性质，例如现在常用的洗发水的瓶盖，由于塑料的弹性较好，即它的比例极限或弹性极 限较其他材料如余属材料要大。所以我们在选用材料的时候选用塑料是有一定力学依据 的。 工业产品设计中的材质表现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，形成整体状态的社会性物质。”1 产品集各种构件 成型，是一体化的构架把各个部件组合，对外施加外饰构件空间位置串连构成，对外施 加外饰构件形成一体化外观，以什么样的材质构成这个中介体，直接影响着产品的功能 实现和社会价值的体现。材质表现也从这两个方面表现出来。 材质的对内表现主要体现在如下列三个方面： 由材质决定机构形式，形成支撑、连接内部各部件的框架。常见的有金属、塑料两 1 4 二、i 业产品形态的功能语义表达 种，材质的可塑性在形成结构形式时具有一定优点和限定性。如会属强度高，易锈蚀， 成形有直线和大弧度的限定性，连接中有焊接和铆钉；塑料件的加强筋、卡口结构、螺 钉位易出现壁厚不均匀、收缩后变形。因此，必须在充分了解材质性能的基础上，把加 工成型中容易出现的问题点避让掉，或运用材质把这些易形成的瑕疵有意识地形成外观 形象元素，从每一细小部位的处理上表现出材质的完美性。 在材质强度表现上，要根据不同受力和使用特点选择用材或变化线形。如塑料和金 属件的连接螺丝插槽、卡口结构等，主要是依据材质强度来确定壁厚和凹凸连接，并保 证一定使用次数内的安全系数。现实中许多产品在这方面做的很差，一件产品的其中一 个开启结构丌了数十次后就失效了。好产品的材质表现应该做到生命周期的一致性。 材质形成部件构成后的操作性能应追求最优化。产品各部件构成体后虽然封闭在 内部，但使用中因故障等其他原因需要修理或维护保养，这时就体现出构成后的操作性 能如何。不同的产品和结构具有各自的操作性能要求，在材质形成部件构成之处就要充 分考虑修理的空间位置拆卸便捷、调试方便，所谓产品系统设计中的“好用”，在这旱 是关键性的反映。 材质对外表现主要体现在下列三个方面： 色泽感，p 以# i - 显的色彩和光泽展示产品面貌。现代众多新工艺的出现不断给传统的 材质表现带来许多新的形式和手段。色彩可以随工艺确定文化，光泽可以根据需要选择 工艺。色泽不单纯是美感的表现，也是展现材质手段和工艺进步的手法。所以，色泽表 现要在精通各种工艺手段的基础上优选，以新的审美潮流和新技术支撑色泽的时代表现 力。 温度感，以温和的材质表层体现产品的亲和力。材质属性形成各种触感中的温度感， 金属冰冷，橡胶温和，硬质塑料较凉，软质塑料稍温和，木质温暖，产品在人的肌肤最 直接接触的部位尽可能设置温和的材质，如按键、把手、座面等。现代工艺中有许多仿 真喷涂，在冰冷金属表面可以喷涂温和软塑层，在塑料表层可以镀上冰冷的金属层。材 质的温和感可以根据需要设置，应充分运用各种工艺创造温和的触点和触及面。人对温 度感是由视觉到触觉产生的，充分运用仿真材质表层处理，能创造出各种温和感觉。 肌理感，材质纤维和分子构成在表面形成各种肌理，形成产品表层设计风格的直观 元素。运用肌理元素体现产品的品质和价值档次，已成为现代设计的常规手法。塑料表 刈北人学义学坝一j 宇位论义 层的压花、会属表层的镀层、橡胶表面的纹理、木材表面的贴面和油漆等等，材质肌理 在每一产品构成中都具有很强的表现力。当今的手机、m p 3 、数码相机等产品运用统一 对比相衬的材质表现出精细、贵重的品质感，家具以多材质肌理兆融于一体表现出时尚、 简洁、精致的品质感。肌理表现可以使产品罩上一件个性外衣，从外饰上提高产品价值 内涵。工业产品中常用的材料，如钢材、陶瓷、板材等的力学性质是产品设计中不可缺 少的需要考虑的环节。 1 6 三、1 业产品形态的市场语义表达 三、工业产品形态的市场语义表达 当今同类工业产品的技术，工艺，材质，价格，服务等相关因素相差无几，面对产 品供大于求的市场现状，极具竞争价值并起决定作用的核心因素就是产品的外观造型设 计及其使用功能的合理，他们是唯一能够代表产品品牌形象并始终与消费者零距离交流 沟通的载体。”1 产品的造型和功能在主导消费潮流的同时，也对未来的消费理念做出科 学理性的预见和判断。产品的功能设最在很大程度上依赖于科学技术的进步，没有强大 雄厚的科学技术为基础，无论多么美好的设想和语言都将付诸东流，这直接决定着现代