（设计艺术学专业论文）数字化产品中光的设计研究.pdf

数字化产品中光的设计研究 摘要 光是数字化产品的重要特征 它不仅承载着数字化产品许多重要功能 如照明 指 示 同时可以对产品起到美化作用 在信息时代 人们越来越关注产品的审美和情感价 值 光的设计丰富了产品的美学和情感语言 使它在设计中具有了不可替代的地位 许 多产品凭借其独特的光效果赢得了消费者的青睐 然而 在产品设计领域 对于光的研 究并不多见 本文探讨数字化产品中光的设计具有重要的意义 数字化产品的光是本文的重点研究对象 基于其设计上的特性 借鉴建筑光环境设 计 照明设计等领域的相关知识 研究数字化产品中光的设计 本文首先阐述了数字化产品的相关概念 分析了数字化产品的基本特征 然后 对 数字化产品中的光进行研究 概括了数字化产品中光的主要功能 包括物质功能和精神 功能 阐述了光对人的影响 接下来分析了数字化产品主要发光元件的特点 总结出了 光的设计因子 对数字化产品中光的设计研究 首先从数字化产品设计的特点出发 通 过研究总结出产品外观和交互设计上的特点 然后研究了数字化产品的消费者 分析了 其物质和精神需求 基于消费者的需求 将数字化产品中光的设计分为 功能性光的设 计 光的美学演绎 光的情感表达三个部分进行了研究 以丰富的案例对研究加以说明 最后 分析了影响光设计的各种因素 提出了数字化产品中光设计的基本原则和设计思 路 关键词 光 数字化产品 消费者需求 设计 硕上学位论文 a b s t r a c t l i 曲ti so n eo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so fd i g i t a lp r o d u c t s i tn o tj u s tc 锄b eu s e dt op e r f o 肌 l o t so f 如n c t i o n a 1 1 di tc a nm a k ep r o d u c t se v e na n i s t i c i nt h ei n f o 朋a t i o na g e p e o p l ew i l l p a ym o r ea t t e n t i o nt 0t h ea e s t h e t i ca n ds e n t i m e n t a lv a l u e so fp r o d u c t s l i 曲td e s i 印e 面c h e s t h ee s m e t i ca i l ds e n t i m e n t a ll a n g u a g e so fd e s i g l l s oi tp l a y sa 1 1i 玎e p l a c e a b l er o l ei nd e s i g l l l o t so fd i g i t a lp r o d u c t sc a p t u r e dt h em a s so fc u s t o m e r sb yt h eb e a u t i 如l l i g h td e s i g n b u ti n t l l ef i e l do fp r o d u c td e s i g n t h er e s e a r c ho fl i g h td e s i g ni sr a r e d e v e l o p i n gm es t u d yo ft h e l i g h td e s i g no fd i g i t a lp r o d u c t sb e c a m em o r ea 1 1 dm o r ei m p o i r t a n t 1 1 1 em a i ne m p h a s i so ft 1 1 i sa n i c l ei st h el i 咖o fd i g i t a lp r o d u c t s b a s e du p o nt h ef e a t u r eo f t h e1 i g h t b u i l to nt h et h e o r e t i c so fl i g h te n v i r o n m e n t sd e s i g na i l di 1 1 u m 洫a j l c ed e s i g l l t h e n s t u d yt h el i g h td e s i g no fd i g i t a lp r o d u c t s t h i sa r t i c l ef i r s tc o v e r e ds o m eo ft h er e l e v a i l tc o n c e p t so fd i g i t a lp r o d u c t s a n a l y s i st h e t e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h e m t l l e n m a k ea ns t u d yo ft h el i 出o fd 蜮t a lp r o d u c t s g a m e r u pt h em n c t i o n so fl i g h t i n c l u d em a t 嘶a l 如n c t i o n sa n ds p i r i tm n c t i o n s c o n s t m em ee 舵c to f l i g h tt om a n a n e rm a t a i l a l y s i st h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h el u m i r l o u sc o m p o n e n t g i v ea s l m u n a 巧o fd e s i g nf a c t o r so fl i g h t i nt h er e s e a r c ho ft h e1 i g h td e s i g n p r o c e e df b md e s i g i l f e a t u r e so fd i g i t a lp r o d u c t s a n a l y s i sn e e d so ft h ec o n s u m e r s s 眦吼a r i z en l e i rm a t e r i a la i l d s p i r i tn e e d s i nt h ep 印e r m a k et h er e s e a r c ho fl i 曲td e s i g l lt ot h r e ep a n s m a t e r i a ll i 曲td e s i g l l a e s t h e t i c a j l y 印p l y i n go fl i g h ta n de x p r e s s i n ge m o t i o n so fl i g h t e x p l a i l l i n gt h e mb yl o t so f c a s e s l a s t a n a l y s i st h ef a c t o r st h a ta 仃e c tt h e1 i g h td e s i 伊 g i v ea 1 1i d e ao fh o w t od e s i g nt l l e l i g h to fd i g i t a lp r o d u c t s k e yw o r d s l i g h t d i g i t a lp r o d u c t n e e d so fc o n s 啪e r s d e s i g n 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果 除了文中特别加以标注引用的内容外 本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担 作者签名 穆彩嘻日期 毋年厂月z 多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意 学校保留并向国家有关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 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文 本学位论文属于 l 保密口 在年解密后适用本授权书 2 不保密团 请在以上相应方框内打 作者签名 导师签名 日期 o 彦年y 月三多日 日期 哆年 月 7 日 硕士学位论文 1 1 论文研究背景 第1 章绪论 数字技术对人们的生活产生了深远的影响 基于数字技术的产品成为人们生活中的 重要部分 数字化产品的设计应该受到更多的关注 在消费者物质需求得到满足的同时 便开始追求产品更高的精神功能 对于产品更加深入研究 设计才能更好的迎合消费者 的需求 1 1 1 数字化的时代背景 二十世纪七八十年代 人类进入了后工业时代 即数字化时代 人们的生活也因 为数字技术发生了翻天覆地的变化 数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字 数据 再以这些数字 数据建立起适当的数字化模型 把它们转变为一系列二进制代码 引入计算机内部 进 行统一处理 这就是数字化的基本过程 在科技进一步发展的过程中 数字化已经深入到人们生活的方方面面 数字媒体迅 速的发展 图像 语音 包括虚拟显示 及可视世界的各种信息 通过0 和1 的转换处 理以一种全新的方式呈现出来 给人们带来前所未有的视觉和听觉感受 同时改变了人 们获取信息的方式 软件技术是数字化的另一表现形式 软件中的系统软件 工具软件 应用软件以及 智能技术都是基于数字技术的 通过软件人们从大量的机械操纵中解放出来 利用软件 简化了实际操作 也实现了许多以前难以实现的计算和分析 软件技术在工业 科研中 的应用促进了社会的发展 而在生活中的应用则给人们带来了便利和乐趣 在数字化时代 数字技术的功能载体就是数字化产品 逐步成为人们生活中不可或 缺的部分 1 9 7 1 年 英特尔公司研制成功第一台微处理器 标志着p c 的诞生 1 9 7 3 年 4 月美国摩托若拉公司的技术人员马丁 库帕 发明了手机 1 9 7 5 年 在柯达公司诞生 了数码相机的第一台原型机 1 9 9 8 年韩国企业s a e h a n 推出第一台m p 3 播放器m p m a nf 1 0 2 0 0 2 年第一台m p 4 媒体播放机 多媒体j u k e b o x 在爱可视公司诞生 技术的发展日新 月异 同时也与人们的生活息息相关 如今 经历了几十年的发展 计算机在我国大城 市的普及率将达到7 0 随着经济的发展 在中小城市以及农村也会进一步普及 截至 2 0 0 7 年1 2 月 中国手机用户数达5 4 7 2 8 6 亿户 手机普及率为4 1 6 其它消费类数 字化产品虽然起步较晚 却也以惊人的速度普及 以下是2 0 0 6 年主要消费类数字化产 品的用户持有率 图1 1 数字化产品中光的设计研究 7 0 6 0 0 0 卯 0 0 l 4 0 t 3 0 0 0 2 0 x 1 0 0 0 t 0 册聆脏4 数码相机数码摄像机数码学习机闲存卡其蚀 图1 12 0 0 6 年主要消费类数字化产品的用户持有率图片来源 h t t p w w p c o n i i n e c o m c n 其中m p 3 已有6 0 多的人拥有 普及率已较高 而数码相机也已有4 4 的人拥有 闪存卡已被l 3 用户拥有 而m p 4 数码摄像机也有近1 5 的用户拥有 0 5 0 6 年较火 热的数码学习机 已有1 0 的用户拥有 除此之外 数字技术还在引发一场范围更广的产品革命 各种家用电器设备 信息 处理设备都将向数字化方向发展 如数字电视 数字广播 数字电影 d v d 等等 现在 通信网络也在向数字化方向发展 在这样的时代条件下 数字化产品的设计越来越受到关注 它不仅影响着产品的功 能 企业的竞争 更重要的是影响着越来越多拥有数字化产品的消费者的生活 1 1 2 消费者需求的变化 设计是服务于人的 是为了让产品更好的满足人的需要 在信息时代 人们开始希 望产品既要满足日常生活所需的功能 又要具有能够体现对使用者精神关怀和文化满足 的要求 消费者的需求可以分为物质需求和精神需求 产品总是同时提供物质功能和精神功 能来满足消费者 物质功能主要指产品的工具性能 从能用 易用 好用到乐用 产品 的性能逐步优化 使人对其喜爱程度加深 这种功能主要是对人生理需求和生活习惯的 一种关怀 在信息社会 科技的发展带来了生产力的长足进步 产品的物质功能得到了 很好的完善 人们可以随意享用信息化的产品 咨询 娱乐等物质生活 而另一方面 快节奏的生活伴随着竞争 压力和焦虑 人对物的依赖越来越强 情感交流减少 人与 人之间的距离感和孤独感加剧 更希望得到他人的关爱雎3 在这种情况下 人的精神需 求逐渐成为主导型需求 满足精神需求也就成为产品设计的中心 如何在产品中体现人 们的生活理念和艺术追求 体现社会发展的伦理价值观念 成为了产品设计中必须解决 的问题 数字化产品作为现代人生活中的重要产品 设计师不断运用科技手段丰富其物质功 能 为了使产品精神功能得到提高 满足消费者的审美需求 让他们拥有更加愉快的使 用体验就使得设计师在设计中需要从产品的各个方面入手 综合各种因素 从而设计出 硕士学位论文 更加贴近用户需求的产品 1 2 研究缘起 几乎所有的数字化产品都具有各种各样的发光元件 手机 数码相机 m p 3 这些典 型的数字化产品有屏幕光 指示灯光 键盘光 有些还有特殊的装饰光 离开了光 人 们就难以正常的使用产品 没有屏幕光手机就完全无法操作 没有键盘光在黑暗情况下 手机使用就比较困难 随着技术的发展 数字化产品的屏幕蛙跳式的发展 从2 0 0 1 年 爱立信推出第一款彩屏手机 随后诺基亚推出2 5 6 色彩屏手机 到现在诺基亚已经有 1 6 0 0 万色的彩屏手机 光的作用不可小视 伴随着屏幕的飞速发展 数字化产品的键盘 光 装饰光都在全面的进步 键盘光从手机走向笔记本 台式电脑键盘 装饰光出现在 鼠标 电脑机箱等产品上 与几年前的数字化产品相比 光的特点已经更加的明显 更 加吸引人们的目光 成为数字化产品重要的视觉特征 产品设计在走向成熟的过程中 不断的深入和细化 光这个重要的视觉特征也必然成为设计的重点 当今 产品设计中对于形态 色彩以及材质的研究较多 如形态语言 形态差异化 色彩规划 材质语意等等 而对于光的研究却很少 这使得在进行数字化产品设计时对 于光的设计缺乏理论的指导 市场上有些产品只是一味的将光堆砌在产品上 可以看到 d v d 影碟机的货架上 千篇一律的蓝色光 每个机器都同时有几个十分刺眼的光源 不仅谈不上美感 甚至在视觉上让人感到不适 因此 只有对光的设计进行研究 才能 合理有效的运用光的各种特性 服务于产品 服务于消费者 1 3 研究目的和意义 1 3 1 满足消费者的需求 当数字化产品日益融入人们的生活 消费者一方面希望产品的功能更加合理 操作 更加方便 一方面 也对产品的精神功能提出更高要求 产品的外观是否时尚新潮 是 否与自己的生活品味一致 是否能够彰显自己的个性 是否能够带来更好的享受 这些 都成为人们更加关注的问题 产品更新与发展中 功能不断提升 设计师对消费者的关 注 发现其使用中的各种问题 光的作用在不断的被运用到更多产品的更多功能上 电 脑台式机键盘背光照明的出现就是典型的例子 设计是不断进步的 因此光的功能也在 不断的被发现和应用 与照明功能相比 光在产品美观 产品情感化方面的表现更加的 突出 炫丽的光效果总是可以吸引消费者的眼球 苹果电脑更是凭借睡眠呼吸灯的设计 赢得了无数忠实的追随者 人们对产品审美和情感价值的关注 使得光在数字化产品的 设计中找到了用武之地 不过光对于产品设计师来说毕竟还是一种相对陌生的事物 在 产品设计中的运用相对于色彩 材质来说还处于初期阶段 为了满足消费者的需求 从 数字化产品的光入手是一个很好的选择 这就需要对光的设计进行深入的研究和探索 数字化产品中光的设计研究 1 3 2 提高产品的竞争力 随着社会生产的不断扩大以及数字化科技的不断发展 数字化产品越来越丰富 品 种越来越多样化 市场的竞争也同益白热化 数字化产品向同质化方向发展 数字化产 品的更新周期也越来越短 面对如此激烈的竞争 企业都希望自己的产品可以脱颖而出 索爱手机正是凭借其出色的灯光效果关注度不断上升 超越了三星 摩托罗拉在关注度 排行中名列第二 同时 市场份额也不断提高 是灯光策略使得索爱手机在时尚手机领 域具有了不可撼动的地位 树立了其特有的品牌形象 这也有力的证明了 在对产品形 态 色彩设计发展到一定程度的今天 另辟蹊径采用独特的光设计 为产品注入了新的 活力 让产品在市场上更加夺目 更加具有竞争力 1 4 研究内容 数字化产品是基于电子技术 消耗电能的一种产品 大多数数字化产品结构组成中 都有发光元件 产品借助这些发光元件所发光来进行显示 照明或实现其它功能 光对 于数字产品来说是一个重要的组成部分 数字化产品中光的设计属于数字化产品设计的 一部分 是利用光的特性 将其进行组织和规划 以实现一定的物质和精神功能 本文研究的内容主要分为三个部分 第二章涉及数字技术及数字化产品的定义和技 术特点 第三章主要研究数字化产品中的光 光的功能 光对人的影响 以及对发光元 件的研究 根据发光元件的特点总结出了数字化产品中光的设计因子 第四章首先分析 数字化产品设计特点和用户的需求 从功能性光的设计 光的美学演绎 光的情感表达 三个方面探讨数字化产品中光的设计 然后分析了影响光设计的因素 总结了光设计的 原则 提出了光设计的基本思路 1 5 研究方法 本文的研究主要采用了以下几种方法 1 资料收集整理法 资料收集整理是对课题进行研究时经常使用的方法 学术研究的前期工作都必须收 集相关的文献资料和目前的发展状况 通过对收集资料的阅读 选择 整理资料 考证 为解决目前现状中存在的问题 研究今后的发展趋势提供详实的依据 2 范例法 在进行理论的分析后 结合典型案例进行解析 实现理论和实际结合 从而更好的 指导设计 3 网络调查分析法 由于个人研究难以实现广泛的调查 借助网络针对问题 进行考查 并对结果进行 总结和分析 可以有效的提高研究的效率 4 市场调查法 硕十学位论文 通过对市场上产品的调查了解现有产品的实际情况 由于光的效果难以从图片上准 确的表现 市场调查可以更加真实的感受光的实际效果 同时 还可以通过与消费者 产品营销人员沟通 了解市场动态 分析设计趋势 数字化产品中光的设计研究 第2 章数字化产品概述 2 1 数字技术的概念 数字技术 d i g i t a lt e c h n o l o g y 是一项与电子计算机相伴相生的科学技术 它是指借助一定的设备将各种信息 包括 图 文 声 像等 转化为电子计算 机能识别的二进制数字 o 和 1 后进行运算 加工 存储 传送 传播 还 原的技术 1 这里的数字不是传统意义上的1 2 3 这些数字 而是对通讯和信息网络运 用数据符号 即以o 和1 组合的比特数据 通过计算机自动的符号处理 把信息 文字 图像等作为自己的形式 进行信息交流的概括h 3 2 2 数字化产品的定义 数字化产品是指在计算机基础上发展起来 采用集成电路高速芯片 利用数 字化处理技术而产生的产品 随着技术与认识的提高 数字化产品的涵盖领域越 来越宽 由最初的计算机及其周边设备 扩展到通信 信息处理 远程传输 遥 感 红外 液晶 超声波等各个领域 数字化音响 数字化彩电 数字化相机 数字化冰箱等各种各样的数字化产品正逐渐被我们熟悉 数字化产品一个共同的 特征就是 高度集成的线路板和不同类型的c p u 人们关注的重点也由技术本身 转向技术的实际应用 一个相继而来的结果是 作为连接技术与人类生活的产品 发生了变化 几乎所有的产品都明显地烙有数字化的痕迹 广义上讲 只要涉及数字化信息技术的产品 我们均可称为数字化产品 狭 义上 我们认为 直接利用数字技术给用户提供服务的各类新产品是数字化产品 如手机 笔记本电脑 商务通 p d a 数码摄像机 数码相机 m p 3 游戏机等 等 此外 还包括那些由上述产品组件发展而来的 具有独立功能的产品 如u 盘 移动硬盘等 本文 数字化产品 一词多指狭义上的含义哺1 2 3 数字化产品的基本特征 与其它类型的产品相比 数字化产品有一些自身的特征 科技含量高 数字化产品区别于其他产品的特点就是它是应用数字技术的产品 数字化产 品的硬件和软件都依赖于科技 科技的发展拓展了数字化产品的应用领域 提高 了其运算速度 它具有高科技的一面 在客观上通过外观形体设计以及大量新材 料 新工艺的运用以彰显其高科技内涵 同时也在外观设计语言上采用与之相呼 硕十学位论文 应的形式 突出其数字化产品特征 这是所有数字化产品共同追求的特征之一抽1 小型化 一般的数字化产品的基本结构包括以下几个部分 输入设备 微处理器 存 储器 软件 其它功能元件 输出设备 图2 1 图2 1 数字化产品基本结构图 随着微处理器芯片的发展 数字化产品呈现小型化的趋势 如早期像庞然大 物的电脑到今天最小的笔记本电脑 4 9 3 4 0 9 长 宽 高 英寸 早期 的 大哥大 砖头手机到今大的超薄手机等等 小型化特征是指以轻 薄 小为 主要特征 小型化不仅体现精良的结构 先进的技术 而且在方便携带的同时 突出了高科技产品的内在价值 功能集成化 数字化产品除其主要功能外 具有越来越多的附加功能 如手机己不仅仅只 具备通讯工具功能 更是游戏机 照相机 录音机 视频播放器 具有发送电子 邮件 短信 下载铃声 歌曲 游戏 照相 摄像等其他一些功能 数字化生活 需要在数字化产品中加入更多的娱乐因素 使传统枯燥乏味的产品变得乐趣横生 使生活变得多姿多彩 更新速度快 数字化产品更新速度快主要有两个方面的原因 一是由于新科技 新材料 新工艺的不断涌现 使得厂家能够在很短的时间内以更低的价格推出更新 更好 的产品 二是 来自企业的商业战略的宣传推广以及生产数字化产品的跨国公司 全球化战略的推行 特别是对于那些和时尚紧密相连的数字化产品 例如 对于 手机这一产品来说 随着手机消费的日益大众化 其淘汰周期也在不断缩短 尽 管手机作为一种耐用消费品 使用周期在五年以上 但作为时尚消费品的手机 其市场生命周期已降到一年 时尚人群的手机更换周期在两年内口1 智能化 数字化产品一般具有一定的智能化 能够进行自我诊断 纠错 修复 随着 技术的发展 数字化产品充分的智能化使得未来的产品越来越聪明 更 通人性 更易于人们操作和使用 智能化与人性化都有助于人们从数字方式中得到乐趣和 数字化产品中光的设计研究 效益 但同时必须认识到绝对的智能化会使得很大部分的人对于数字化产品手足 无措 无从深入了解平时所接触和使用的产品 因为产品所有的秘密都被包裹在 越来越小的盒子里面 内部操作黑箱化 图2 2 从而产生了数字化鸿沟 数字 化产品的智能化发展应与人们所能利用的程度保持一定的平衡 而不断提高数字 化产品的人性化程度将有助于促进这种平衡m 3 图2 2 数字化产品功能实现过程 8 硕一j 二学位论文 第3 章解析数字化产品中的光 3 1 数字化产品中光的功能 数字化产品中光的功能主要有显示和照明 指示和提示 装饰作用 显示和照明 很多数字化产品都有显示屏 光对于显示屏来说可以起到显示或照明作用 现有许多数字化产品采用液晶屏 需要在光的照射下液晶屏才能成像 图3 1 此外 有些数字化产品直接采用发光元件自身发光来进行显示 图3 2 在以上 所说的屏幕中 光就是实现显示的一个重要部分 没有光就不能显示图像 此外 还有一些显示屏本身可视 但当环境光较暗时 难以辨识 就需要光来进行照明 图3 1 采用背光照明的液晶显示屏 图片来源 h t t p w w w s o n y e ri c s s o n c o m 图3 2 自发光显示屏 图片来源 h t t p w w w m o t o r o ia c o m c n 键盘照明在手机上比较常见 这是由于手机的移动性比较大 为了在黑暗条 件下能够使用手机 因此比较需要光的照明便于操作 目前已有一些笔记本键盘 也采用了照明设计 指示和提示 数字化产品的工作状态 内部运作都是不可见的 为了让用户更方便的了解 数字化产品的使用情况 光可以通过一些方式来表示产品的状况 对用户来说光 是一种简明 易见的指示或提示信息 比如电脑机箱的电源指示灯 硬盘指示灯 图3 3 光亮时表示电脑处于运作状态 许多数字化产品都有电量提示灯 在 电池快要耗尽时会有闪烁光提示 图3 4 数 化产品中光的设计研究 图3 3 电脑机箱的电源指示灯和硬盘指示灯 图片来源 h t t p w w w ie n o v o c o m c n 图3 4 掌上游戏搴几的电羹提示灯 图片来源 h t t p w w w c o m h u a n c o m 装饰和美化 光可以起到装饰作用 图3 5 对产品的外观进行美化 增加产品的美感 在音响产品中应用较广i 装饰光在当代的数字化产品中还有另外一个功能 即伴 随操作或游赡音乐田光柬进行美化 图3 5 华硕g 7 0 笔记本内嚣掇像头周围的装饰光 图片来源 h t t p 的 z 1 c o m c n 可以将数字化产品中光的功能分为物质功能和精神功能 物质功能是纯粹为 了解决问题 具有一定的实用价值 这一功能是为生活提供便利的 体现的是一 种物质性的满足 显示 照明 指示和提示都是属于光的物质功能 精神功能则 是更高层次的精神形式的体现 它可能不会产生什么实际的使用价值 但是它往 往是一种精神体验的象征 都体现一定的意义或体现一定的形式美感 或传递约 定俗成的信息 是情感 精神 品味等的象征 装饰和美化就是光的精神功能 3 2 光对于人的影响 对于数字化产品来说 光具有不同的功能 同时由于光本身的特性 它会对 硕 l 学位论文 人造成一些生理和心理上的影响 3 2 1 光对于人生理上的影响 无论是植物 还是人的眼睛都具有向光性 它们不需要特别的引导控制 视 觉总是被吸引到视野范围内的亮处 这是一种本能现象 从天然光源来看 直射目光 蓝色天空光 全阴天空散射光都有一定的杀菌 力 例如对肺炎 连锁状球菌就有杀菌作用 特别是直射日光含有紫外线 能使 人体的皮肤增强韧性 汗腺功能正常 还能将吸收到人体内的维生素a 转换化为 维生素d 调节人体生物节奏 因此直射目光对于人体有增进健康的作用 在光环境中 光刺激对于人体血压 脉搏 呼吸 筋肉紧张等有很大影响 能够引起自律神经系统和大脑皮层的活动 光色的物理刺激对人的生理发生直接 影响 科学家对此曾经作过许多实验 他们发现 在红色光的环境中 人的脉搏 会加快 血压有所升高 情绪兴奋冲动 而在蓝色光的环境中 脉搏会减缓 情 绪也较沉静 在光环境中 光的照度和亮度对于视觉都有不少影响 例如照度及其不均匀 度需要眼睛来适应 因而容易引起眼睛疲劳 在高照度下能够引起眼睛不舒适 即使照度均匀 如果光刺激过度 也会使眼睛痛苦 又如亮度对比过大时 可能 出现眩光 同样会引起眼睛疲劳或不舒适n 们 3 2 2 光对于人心理上的影响 人的情绪受到日光 天空光的影响很大 日光在人们心目中成为光明的象征 对它喜欢而且渴望 同样 人工光的状态也可以支配人的情绪 显著的例子如舞 台灯光 光和色有着密切的联系 光对人心理的影响在一定程度上通过光的颜色来体 现 色彩心理学的研究中表明各种色彩都具有它的象征意义 红色一一热情 活泼 热闹 革命 温暖 幸福 吉祥 危险 橙色一一光明 华丽 兴奋 甜蜜 快乐 黄色一一明朗 愉快 高贵 希望 发展 注意 绿色一一新鲜 平静 安逸 和平 柔和 青春 安全 理想 蓝色一一深远 永恒 沉静 理智 诚实 寒冷 白色一一纯洁 纯真 朴素 神圣 明快 柔弱 虚无 色彩本身是不体现思想感情的 但是 在人类对客观世界的认识和改造过程 中 自然景物的色彩却逐步给人造成了一定的心理影响 产生了冷暖 软硬 远 近 轻重等感受 以及由色彩所产生的种种联想 例如 从红色联想到火焰 蓝 色联想到大海 这种联想便产生了明确的概念 使人对不同的色彩产生不同的感 觉 总之 我们看到的色彩 是光线的一部分经有色物体反射刺激我们的眼睛 数字化产品中光的设计研究 在头脑中所产生的一种反映 3 3 数字化产品的发光元件分析 数字化产品属于用电产品 它的发光元件都属于电光源 对数字化产品发光 元件的分析是基于电光源的相关理论 3 3 1 电光源相关理论 电光源及其种类 电光源是将电能转换为光能的器件或装置 广泛用于日常照明 工农业生产 国防和科研等方面 电光源一般可分为照明光源和辐射光源两大类 照明光源是以照明为主要目 的 不过随着电光源的应用发展 照明光源除了实现一般的照明作用 也被运用 在了更多的地方 比如显示器 指示灯 装饰灯等 辐射光源是不以照明为目的 它包括紫外光源 红外光源和非照明用的可见光源 照明光源品种很多 按发光形式分为热辐射光源 气体放电光源和电致发光 光源3 类n 羽 热辐射光源 包括白炽灯和卤钨灯两种 气体放电光源 弧 光放电光源包括 荧光灯 低压钠灯等低气压气体放电灯 高压汞灯 高压钠灯 金属卤化物灯等高强度气体放电灯等 电致发光光源 在电场作用下 使固体 物质发光的光源 它将电能直接转变为光能 包括场致发光光源和发光二极管两 种 电光源主要性能指标 电光源主要性能指标有4 项 光量特性指标 包括总光通量 光强 亮度 紫外线量和热辐射量等 光色特性指标 包括光色 色温 显色性 色度和光 谱分布等 电气特性指标 包括消耗功率 灯电压 灯电流 启动特性和干扰 噪声等 机械特性 包括几何尺寸 灯结构和灯头等 在光量特性指标中常用的指标有光通量 光强 光亮度n 2 光通量是指光源每秒钟发出的可见光量之和 简单说就是发光量 单位为流 明 1 m 电光源各个方向光通量不同对它的照明效果产生影响 光强度 1 u m i n o u si n t e n s i t y 是光源在单位立体角内辐射的光通量 以i 表示 单位为坎德拉 c a n d e l a 简称c d 1 坎德拉表示在单位立体角内辐射出1 流明的光 通量 光亮度是表示发光面明亮程度的 指发光表面在指定方向的发光强度与垂直 且指定方向的发光面的面积之比 单位是坎德拉 平方米 对于一个漫散射面 尽 管各个方向的光强和光通量不同 但各个方向的亮度都是相等的 电视机的荧光 屏就是近似于这样的漫散射面 所以从各个方向上观看图像 都有相同的亮度感 硕士学位论文 光色特性中与人的视觉感受相关的概念有光色 色温和显色性 光色顾名思义 是指光源的颜色 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时 黑体 黑体 是在所有的电磁波长1 0 0 放射能量的物体 它是在物理学和工程学的理论上的理 想物 的温度就称为该光源的色温 用绝对温度k k e l v i m 表示 低色温光源的 特征是能量分布中 红辐射相对说要多些 通常称为 暖光 色温提高后 能量 分布中 蓝辐射的比例增加 通常称为 冷光 光源对物体的显色能力称为显色性 是通过与同色温的参考或基准光源 白 炽灯 下物体外观颜色的比较 光所发射的光谱内容决定光源的光色 但同样光 色可由许多 少数甚至仅仅两个单色的光波混合而成 对各个颜色的显色性亦大 不相同 相同光色的光源会有相异的光谱组成 光谱组成较广的光源较有可能提 供较佳的显色品质 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波 时 会使颜色产生明显的色差 c 0 1 0 rs h i f t 色差程度愈大 光源对该色的显色 性愈差 演色指数系数 k a u f m a n 仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法 显色分两种 即忠实显色和效果显色 忠实显色 能j 下确表现物质本来的颜色需使用显色指数 r a 高的光源 其数 值接近1 0 0 显色性最好 效果显色 要鲜明地强调特定色彩 表现美的生活可以利用加色法来加强显 色效果 采用低色温光源照射 能使红色更鲜艳 采用中色温光源照射 使蓝色 具有清凉感 采用高色温光源照射 使物体有冷的感觉 3 3 2 数字化产品主要发光元件及其特点 l e d 发光二极管 从现有数字化产品来看 l e d 是数字化产品最主要的发光元件 l e d 是取自 l i g h te m i t t i n gd i o d e 三个字的缩写 中文译为 发光二极管 图4 1 l e d 是一种电致发光光源n 3 3 构造图 图4 1 发光二极管构造图 图片来源 h t t p w w w 1e d 8 c o m n e w s 数字化产品中光的设计研究 l e d 有以下主要特点 表3 1l 印主要特点 特点 说明应用范围 点灭速度快点灭速度白炽灯泡约o 2 秒 刹车灯 全彩显示器背光 荧光灯需要数秒 l e d 只要源 指示灯 消费性产品 1 0 0 n s 可结合电脑控制 n s 时间单位 十亿分之一秒 n 4 柔性化好可形成多种点 线 球 面等 装饰灯 形状 而且通过微机智能化控 制技术 控制闪变 闪烁 形 成 点 线 效果 控制渐变 柔变 形成 面 效果 控 制动变 跳跃 形成图案的纵 向 横向动感变化效果n5 1 单色性佳 混光机 光源的色彩纯正 丰富 还可指示灯 舞台灯 能强 色彩可变演变任意色彩 改变电流可以 变色 发光二极管方便地通过 化学修饰方法 调整材料的能 带结构和带隙 实现红黄绿兰 橙多色发光 体积微小l e d 发光元件体积小 可以点建筑照明 面发光照明器 线面搭配组合 且可与建筑结具 构弹性结合 能适应多种几何 尺寸和不同的空间大小n6 1 结构简单属于固体光源 不需要充气 汽车灯具 不需要玻璃外壳 也不存在气 体密封等问题 而且耐冲击 耐震动 不易破碎 光指向性强一般日光灯或卤素等需具有特重点照明 阶梯灯 导引 殊设计之分光板才可达到光的灯 警示灯 舞台灯 汽 指向效果 l e d 本身就具有极车配件 高指向性n7 1 功率微小l e d 的能耗低 单管功率只有橱窗照明 博物馆照明 0 0 3 0 0 6 w 且驱动电压低 1 5 3 5 v 18 m a 硕 卜学位论文 续表3 1 特点 说明应用范围 无热辐射光红外线有热效果 l e d 照明无医学照明 食品照明 博 低电压 直流电驱此问题 其属冷光源 物馆照明等低温照明场 动l e d 为半导体元件产品 可在 厶 口 低电压与直流电下操作 可与手电筒 显微照明 太阳 太阳能结合 能照明灯具 无汞污染环保光源家用灯具 防水性佳体积小 可轻易的结合防水材户外照明 车用灯具 质 寿命长一般l e d 的发光寿命很长 生 产厂家一般都标明为1 0 0 o o o 小时以上 o l e d 有机发光二极管 o l e d 的原文是o r g a n i cl i 曲te m i t t i n gd i o d e 中文为有机发光二极管 其原 理是在两电极之间夹上有机发光层 当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发 光 其组件结构简单 o l e d 还有许多优势 比如自身发光的特性 目前的液晶 显示屏都需要背光模块 在液晶后面加灯管 但o l e d 通电之后就会自己发光 可以省掉灯管的重量体积及耗电量 灯管耗电量几乎占整个液晶屏幕的一半 o l e d 的反应时间短 更有可弯曲的特性 让它的应用范围极广 字体清晰度是 相当高的 还有 o l e d 屏幕在阳光的照耀下仍然显示得很清楚 跟一般的彩屏 是不一样的 例如现在的彩屏手机 它在太阳光下就显得黯然失色了n 引 c c f l c o l dc a t h o d ef l u o r e s c e n tl a m p 冷阴极萤光灯管 c c f l 属于低压水银放电灯 是一种新型的照明光源 由于c c f l 灯管具有 灯管细小 结构简单 灯管表面温升小 灯管表面亮度高 易加工成各种形状 直 管形 l 形 u 形 环形等 发光均匀等优点 目前的液晶显示屏大都采用c c f l 作为背光源n 引 e l e i e c t r o l u m i n e s c e n c e 电致发光片 电致发光片是将发光粉置于两个平板电极之间而构成的 当电极含有不同的 激活剂时 可发出不同颜色的光 e l 的亮度随电极间的电压 频率的改变而变化 一般情况下随电压及频率的增加亮度也相应增加 e l 片超薄平整 o 1 2 一o 4 m m 重量轻 可曲面发光 可制成任意形状 发光颜色半富 可制成复杂的彩色闪动 光线均匀柔和 不产生热量 不含紫外线 发光效率高 功耗低 寿命长 2 5 0 0 0 h r 防震动 不需维护 由于成本较高 e l 并没有得到十分广泛的应用n 引 数字化产品中光的设计研究 3 4 数字化产品中光的设计因子 发光元件是数字化产品中光的物质载体 从数字化产品所用的发光元件的特 点 可以分析和总结出这些发光元件所发光的特点 基于光的理论以及电光源的 一些技术特点 使数字化产品的光具有了一些设计特性 在这里把这种特性称之 为光的设计因子 它分为以下几点 光亮与光色 光亮与光色是光的本质属性 光的视觉效果要通过这两个方面来体现 亮度 和色彩对光来说就像材质的色彩和肌理一样 是它的本质属性 光亮使光具有照 明的作用 同时容易引起人们的注意 光色基于色彩的基本理论可以带给人不同 的心理感受 此外 更重要的是光色可以叠加混合 根据色光的混合原理 不同色彩的光 叠加以后会呈现另一种颜色 并且光强也会发生变化 由于光不具有明确的形态 和边界 色光混合时呈现的是几种色彩的渐变过渡 光色在变化时显现出流光溢 彩的效果 而产品材质色彩是附着于表面的 是具有特定形态的 不可变 不可 扩散的 点 线 面 在几何学上 点是一种看不见的实体 因此它被界定为一种非物质的存在 从物质内容来考虑 点相当于零 从外表看 点具有实际用途 其自身是带有实 用目的的因素的标记 点属于日常环境中习以为常的声音 它悄无声息n 引 在数 字化产品中光常常会以点的形式呈现 使用一个小的发光元件可以实现一个孤立 的点 运用大量的发光元件排布还可以形成点群 线应用于各类艺术之中 它的本质或多或少通过艺术手法准确地予以转化 在几何学上 线是一个看不见的实体 它是点在移动中留下的轨迹 因此它是由 运动产生的 有一直伸向无限的趋势 线性光是利用发光体的光线形成光带 光 带可以是用带状发光元件或利用遮挡和透明材料结合来实现 另外 也可以通过 光线的运动来实现线性光 从几何学的角度看 面是线运动的轨迹和结果 是线平等均衡的象征 面状 光的实现可以通过面状光源或者线状光的运动来实现 由于数字化产品体积小的 特点 对面状光的采用并不多见 但随着光在数字化产品上运用的发展 可能会 呈现出更多对面状光的运用 可变性 对产品来说 光是外观上的一部分 它同产品的形态 材质 色彩一样被人 的视觉感知 不同之处在于 光可以通过控制来发生变化 这是其它的设计元素 很难实现的 电光源都具有可控可变的特性 而像l e d 0 l e d 这类小型的电光源 由于应 硕七学位论文 用于数字化产品的光源大都属于数字化光源 即可通过数字技术控制的光源 在 数字化产品上应用这种光源 就可以通过一些硬件和软件来控制光的变化 与产 品的材质和色彩相比 光的可变性在设计上具有很大作用 光的可变性可以从三个方面来分析 亮度可变 色彩可变 运动可变 光的 亮度可以通过控制电流来发生变化 色彩可变 光色的变化也是通过控制芯片对 电流进行控制 实现红黄绿蓝橙多色发光 动态可变是指光可以实现一些运动效 果 比如光线的跑动 跳跃等等 不过总的来说不管是亮度 色彩 运动的变化其实都是一种动态的过程 这 种动态过程可以是一种瞬间的单次行为 也可以通过组织来形成一个持续的动态 过程 呈现出一定的节奏和韵律感 引导性 从生理上来说 视觉对于光亮有趋向性 也就是说 光本身就具有视觉的引 导和指向作用 对于l e d 这类发光元件 光源发光强度角角小 光束集中 方向 性强 利于引导视线 再者 通过光的运动也可以实现引导作用 虚实感 我们有两种实在 实物和场乜0 1 由于光作为一种电磁波 是电磁场的一种运 动形态晗 从视觉上来说 光没有确切的轮廓 光的发射是呈现一种由强到弱的 变化趋势 根据电光源自身的特点以及一些参数的设定 使光发散状况不同 这 种变化趋势也就有强弱之分 光就有了不同的虚实效果 隐蔽性 光可以透过透明物或半透明物 发光元件被这些材质覆盖后 光透过材质或 缝隙可以显现出来 光源本身却不必暴露在外 这种隐蔽性使光源的外形不会对 产品外形造成太大影响 不像色彩 材质都必须附着于形态 因而光的运用可以 更加灵活自由 数字化产品中光的设计研究 第4 章数字化产品中光的设计 4 1 数字化产品的设计特点分析 数字化产品有许多与其它类产品不同的特征 在受到技术特点以及生产制造等多方 面原因的影响下 数字化产品外观设计和交互设计相对于其他产品也具有很明显的特 点 数字化产品中光的设计是产品设计的一部分 对数字化产品的设计作出整体的分析 和研究 有利于光的设计的开展 4 1 1 外观设计特点 在产品发展的过程中 数字化产品外观设计上的特点使人们对这一类产品逐渐形成 一种视觉上和心理上的特定感受 也就是通常人们所说的 数码感 从产品外观的一 些元素来进行分析 不难发现 数字化产品外观设计特点从形 色 质 光几个方面表 现出来 4 1 1 1 形 从数字化产品的结构特点来看 数字化产品内部的硬件主要是一些电子元件 从功 能来看 数字化产品是一个人进行信息交流的界面 它的实质是进行一种服务和体验的 提供乜2 它代表的是一种 服务 系统 它不止是一个单纯的物了 它不能离开围绕它 的众多东西 因此 对于数字化产品来说形态已经不再是实现功能的主要途径 而只是 供用户实现某种服务的一个界面 这种结构和功能上的特征 使得数字化产品一方面 从某种程度上摆脱了对形态的依赖 另一方面则使得产品的形态呈现出倾向于方便生产 和制造的技术特点 基于电子产品的硬件特点 数字化产品从产生到发展至今形态上一 直保持着这种与生俱来的技术性 规整几何形一直都是数字化产品的主流 以手机为例 对诺基亚 三星和索尼爱立信手机形态的分析 图4 1 中 可以很 明显的看出手机的形状以圆角矩形占绝大多数 有一些是在矩形基础上有所变化 采用 两条直边 两条弧线边 少数是有明显拐角的四条弧线边 只有极少数的款式偏向于圆 润 整体成偏椭圆形 从历史的角度看 这种规整几何形态很容易让人想到二十世纪初期以包豪斯 b a u h a u s 所倡导的 形式追随功能 f o r mf