设计数学在产品界面设计中的应用确定版.doc

研究生姓名：田维飞 课 程 名 称：设计数学 指导教师： 吴凤林 专 业: 设计艺术学 学 号：S2007j096 设计数学在产品界面设计中的应用研究田维飞摘要:界面是产品的重要组成部分,界面设计直接关系到产品功能的正常发挥、造型质量的优劣以及操作的宜人性。本文在分析设计数学与产品界面关系的基础上,从比例、分割、数列、组合、集合的角度出发,探讨设计数学在产品界面艺术设计中的应用。该研究有利于在设计师与消费者之间形成心理上的审美意识交流,为产品界面艺术设计提供依据。关键词:设计数学;界面设计;艺术设计设计数学是社会进步的产物,也是推动现代设计发展的动力。作为科学的数学,具有一般艺术共有的美的特点,而且在与设计结合后在其内容与方法上更表现出独特的艺术美,设计数学在工业设计和艺术设计中随处可见:透视、比例、均衡、尺度、韵律、节奏、黄金分割、视觉平衡与协调1。运用设计数学,不仅可以解释优秀的界面设计中的美,还为产品界面设计创造美提供了理论和方法。对于一位界面设计人员来说,通过设计数学可以增强对艺术设计、产品设计、界面设计的理解力、洞察力和创造力。1设计数学与产品界面的关系1.1设计数学与产品界面设计中的对称、和谐对称、和谐是设计中数学美的基本内容,优秀的产品界面设计给人以圆满而匀称的美感与享受,其实质是数学中对立统一概念的具体应用。界面设计中的视觉愉悦、黄金分割,均交融于数学的对称美、和谐美之中。1.2设计数学与产品界面设计中的抽象、简洁抽象、简洁既是设计中数学美的显著特点,又反映了数学的内在美。根据产品的功能,界面须设计的简单、方便,对用户友好,这就要求界面简洁,利用数学可创造出丰富、抽象的产品界面图形符号/图象系统。1.3设计数学与产品界面设计中的精确、统一精确、统一是设计数学美的重要特征。秩序、适合、均衡、协调都包含着“精确、统一”的构图规律,产品界面设计中构图、色彩等法则,都是从“精确、统一”这一基本法则出发,这也是对称、均衡等原理的基础。因此,设计数学在产品界面设计中用途广泛,合理地应用设计数学可增强产品界面的艺术性、提高产品造型质量以及宜人性。以下将从比例、分割、数列、组合、集合的角度出发,研究设计数学在产品界面艺术设计中的应用,为产品界面设计提供依据。2比例在产品界面设计中的应用对产品而言,比例形式多种多样,有功能要求形成的比例、技术条件形成的比例和审美条件形成的比例等。现代产品界面设计中常采用特征矩形2来确定界面尺寸以及进行功能部件的划分与布局,如正方形、均方根矩形(2、3、4、5等)、矩形(黄金分割矩形,=11.618)、F矩形(F=11.236)等,他们所形成的比例看上去具有安定、稳健、平和的感觉,运用广泛。现以数控机床控制面板为例,说明比例在产品界面中的应用。面板尺寸宜选用特征矩形正方形(见图1)、均方根矩形(见图2)、矩形(见图3)、F矩形(见图4),应用分割法,进行区域划分,以便布置功能部件。数控机床控制面板上的功能部件是显示装置(显示器)和控制装置(按键、控制按钮、开关等)。3分割在产品界面设计中的应用比例是指一件事物整体与局部或局部与局部之间的量度比率关系。秩序,则是部分与整体的内在联系。比例和秩序是形成设计的严整性、和谐性和完美性的重要因素。分割构成,一般可以理解为利用比例、秩序等方法进行有目的的切割画面,形成富于节奏感的构图。分割是设计中的重要设计手段之一。在产品界面设计中,功能区域的划分可以由分割来完成,有规律性的分割可使界面构图整齐、严谨,充满了秩序和节奏,自由分割则可让界面具有流畅性和自由的变化。在产品界面中避免单调呆板的对等性分割,易采用非对称分割方式,又注意布局的均衡效果,则可取得变化又统一的视觉效果(见图5)。曲线分割使面板构图取得活跃、舒展的视觉效果(见图6)3。4数列在产品界面设计中的应用在设计中,比例所讨论的问题,主要是具有长度、宽度(即面积)的形的两个数量间的比值关系。至于处理3个或以上的多种比值时,就必须进行数列的研究。的数群均属数列,它们对界面中功能部件(显示、控制装置)外观造型、布局和定位都极有用处。利用各种数列可以在产界面上形成节奏变化,使产品界面中的各种功能部件的布局定位富有生气,既协调,又有变化。在设计中具有代表性的列有: (1)等差数列:在造型上,其跳动的特点较为平缓; (2等比数列:在造型上,其跳动幅度就比等差数列大得多; (3)和数列:在造型上,其跳动的幅度也较为平缓; (4)费波纳齐列:在造型上,其跳动的幅度,在等差数列与等比数列之间(5)佩尔数列:其跳动的幅度大,变化激烈,在造型上是一个有力的数列。图71是用线段的间隔宽窄和它们在坐标轴的变化的图示来表示数列跳动的幅度。5组合在产品界面设计中的应用排列组合是一种重要的数学方法,也是组合设计的理论础,组合设计是一门研究按特定要求进行配量,按特定的规进行处理,得到可以安排的方法和方案,并讨论其性质的学问产品界面可分解为各项单独设计元素,在界面设计中对两或两个以上的设计元素应用排列组合方法进行处理,将产生许排列组合变化。元素可以在产品界面中,上下左右作位置变动做空间位置变化等,由此产生界面构图突破性的丰富变化。(1)组合分析研究产品界面中元素位置安排的各种不可能性,概率统计中的排列组合与设计数学中的组合设计在究内容上各有侧重点。(2)产品界面中元素之间有一定的联系,单一元素所表的语意是比较简单的,元素的组合可表达丰富的语言,经过规律的排列组合,界面中的各元素能够取得和谐效果。(3)在界面的图形符号设计中,设计师针对图形符号设计元素,进行有序的排列组合处理,将使设计呈现出丰富多彩的变化。6集合在产品界面设计中的应用数学中经常会用到具有某种特定性质的事物组成的集体,称这种集体为集合。界面设计中,由于产品界面中各功能部件的多样性,为了适应操作者的人体功能特点,以达到操作方便,获得最高的操作效率与准确性。界面设计应特别注意具有内在联系的按钮和按键的布置,使之能符合操作者的逻辑,也就是要合理的使用集合,把同类的功能部件集中在一起。在某种程度上,产品界面的整体效果完全取决于设计元素的集合和集合方式。在产品界面设计中,常用的集合方式有: (1)操作指示内容以线包围,形成集合(见图8a); (2)操作指示内容以括线(带提示符号的线)或分割线包围形成集合(见图8b); (3)操作指示内容以色块形成集合; (4)操作指示内容以体面形成集合(见图8c)。7结语数学一直与人类文明、人类文化、美学素质有密切的关系。在工业设计和艺术设计的文化方面,设计数学也一直在其基础层面、理解层面和应用层面上发挥着重要作用。在产品界面设计中合理地应用设计数学,不仅可以解释优秀的界面设计中的美,还为产品界面设计创造美提供了理论和方法,从而增强产品界面的艺术性、提高产品造型质量以及宜人性。参考文献:1徐人