浅析仿生学在现代灯具设计中的运用

1、 题目：浅析仿生学在现代灯具设计中的运用 摘 要二十一世纪是一个以科技飞速发展和情感化消费为主要特征的感性时代，在许多领域，自然界的诸多元素已作为设计借鉴的宝贵资源被加以模拟应用。在设计领域，仿生的应用有利于提高产品的物质价值和精神价值。仿生设计作为工业设计的潮流和趋势，已日益成为重要的产品设计方法。工业设计方面，仿生设计能够满足消费者的情感需求，适合感情匮乏时代人们的精神需求。本文从理论和实践的角度，重点对产品仿生设计中的在形态仿生、色彩仿生、肌理仿生等方法进行研究。本文集中阐述了如何恰当地仿生学的设计理念来创建现代灯具的个性特征，探讨了仿生学在现代灯具的运用及影响。并围绕现代灯的设计、灯光

2、色彩、外观造型为例讨论了它丰富了人们的生活，对于培养 一个人积极、自信、坚定、进取的个性品质有着很好的作用。就光盘灯给人们生活增加了美感进行了一系列的设想，提出了多个灯具仿生对人们生活的影响、产品的美观、技巧性的实例。关键词：光盘灯 仿生学 灯具设计AbstractThe 21st century is mainly characterized by a rapid development of technology and emotional spending emotional era, in many areas, many elements of the natural world a

3、s a valuable resource for design reference to simulation applications. In the design field, bionic application to improve the material and spiritual values. Biomimetic design as the trend and the trend of the industrial design has become an increasingly important method of product design. Industrial

4、 design, biomimetic design to meet the emotional needs of consumers for the feelings of lack of people's spiritual needs of the times. From the perspective of the theory and practice, focusing on products in the biomimetic design of the Bionic, color bionic, texture bionic approach.This article

5、focuses on how to properly bionic design concept to create the personality characteristics of modern lighting, and discusses the use and impact of the bionics in modern lighting. Around the design of modern lamps, lighting, color, appearance, for example to discuss it enriches people's lives, to

6、 cultivate a positive, confident, determined, aggressive personality traits have a very good role. Disc light to people's lives to increase the beauty of a series of envisaged multiple fixtures bionic impact on people's lives, beauty products, techniques instance.Keywords: CD lamp bionics li

7、ghting design目 录摘 要 1Abstract 2目 录 3前 言 51 绪论 61.1 背景和趋势 131.2 研究内容 132 现代工业设计中的仿生设计132.1 结构仿生 13 2.2 形态仿生 222.3 功能仿生 222.4 色彩仿生 223 仿生学在现代灯具设计中的运用273.1 形态的仿生273.2 功能的仿生 283.3 结构的材料仿生283.4 界面的仿生 283.5 灯饰仿生设计的具象形态和抽象形态284 毕业设计作品分析294.1 外观造型分析294.2 色彩分析 364.3 材料及制作工艺分析36结 论 37致 谢 38参考文献 39附 录 40毕业设计作品

8、（彩色打印稿） 40毕业设计作品（光盘） 45前 言灯具，是现代家居的必备品，但想设计一款好的灯具，必须先要了解从哪方面展开设计，如何运用仿生的角度支设计灯具，首先要论述人类从大自然的动植物等事物中获得启发，从而以仿生的方式进行产品的创新设计。主要从形态、功能、结构、界面四个方面来阐述仿生，倡导工业设计师在师法自然的仿生设计哲学的指导下，创造人、机器、自然和谐共生的对话平台。然后在通过这些仿生的知识和好的设计安全，为自己的仿生设计灯具研究起到抛砖引玉的作用。1 绪论1.1 背景和趋势灯具的发明和使用可追随到7万年以前，那时没有金属和铜可以用来制作灯，先人就用中空的石头和贝壳取而代之，这些中空的

9、石头里被放满了苔藓和其他植物，然后浸在动物脂肪里，动物脂肪可以代替油，第一盏灯就这么诞生了。而我国历史上的灯具设计有六个发展阶段：第一阶段是战国时期、第二阶段是秦汉时期、第三阶段魏晋南北朝时期、第四阶段隋唐时期、第五阶段宋元时期、第六阶段明清时期，在18世纪灯具的样式又发生了重大变化，中国发明了燃烧器，并加了金属管来调节灯光的亮度，是灯具史上的重大发现。后来又发明了灯罩，使灯使用的更加安全。灯具与仿生学、仿生设计都在不断的发展中，更加为灯具中运用到的仿生设计创建咯良好的契机。1.2 研究内容本文的主要研究内容是产品的仿生，并界定在灯具的仿生设计范围内，包括仿生设计的理论结构和方法探索。理论部分

10、主要从仿生设计与人与自然生态的关系处理上探索仿生的积极意义，并从设计美学、人机工程学、符号学、可持续发展等角度进行层层解析。论文力求在理论深度上提高灯具仿生设计的价值，探索相关的设计方法，最后结合灯具设计案例对方法进行验证。2 现代工业设计中的仿生设计2.1 结构仿生结构仿生是研究生物体不同结构层次（微观、细观、宏观）的形态以获得灵感，进而对材料、结构、系统进行仿生模拟，提高工程结构效率的一门学科。结构仿生涉及和生物学、材料学、结构设计、控制科学、空气动力学和系统工程等工程科学，属于跨学科研究领域。早期的结构仿生，往往从模拟生物外形开始，如模仿鱼的外形设计船只，模仿恐龙设计拱桥，模仿贝壳设计薄

11、壳建筑，模仿荷叶的疏水机理制备防水织物和防污墙体涂料。如蜂巢用料科学、质量轻、空间大且坚固、隔热隔音性能好，现已被广泛用在飞机、火箭和建筑结构中。随着对生物结构研究的深入和材料加工技术的进步，结构仿生正越来越多地运用于高性能材料和特殊功能材料的设计和开发中。2.2 形态仿生生物形态是经过漫长的进化演变而形成的，是大自然精心雕琢的杰作，对于生物生存而言，多一分则长，少一分则短，由于经过了大自然优胜劣汰的筛选，它的形成也有其必然性和实际意义，从各个方面考量都是经得起推敲的，这正是生物形态值得人类去研究和模仿的重要原因之一。形态仿生取材是很广泛的，按照自然形态所属种类可以分为以下几种：1、动物类，即

12、通过模仿动物的形态来设计产品；2、植物类，在产品设计中通过模仿植物的形态特征来设计产品；3、昆虫类，昆虫是比较小的生物体，它的很多形态特征可以给设计师带来创作灵感；4、人物类，人类自身形体及肢体语言可以作为产品形态设计的造型元素，使得产品具有人的特征，人对产品不会产生陌生感；5、微生物类，这类自然形态在仿生设计中的运用比较少见，因为微生物是我们肉眼所不能看见的，并且它的形态不容易被识别和认知，没有代表性。实际上，自然界存在着大量的微生物，其中也不乏完美的微观形态，因此，微生物形态是一类很有挖掘潜力的领域。2.3 功能仿生所谓功能仿生是通过对生物的特殊功能的模仿或受其启发而进行的设计。主要研究生

13、物体的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建设新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。大自然优胜劣汰、适者生存的自然规律，使动植物在长期的进化过程中，为适应生存环境，练就了各具特色的非凡功能。如向日葵能跟随太阳光线旋转生长，荷叶能实现自清洁，蝙蝠能感收到超声波而准确捕食飞虫，水母能感受到次声波而准确预知风暴，鹰眼能从3000米高空敏锐地发现地面运动着的小动物，岩羊在悬崖峭壁可行走如飞，企鹅能在冰雪上以30公里的时速滑行，蜜蜂能用舞蹈传递信息，跳蚤跳跃的距离是其自身长度的200倍，蚯蚓身体被切断可以自愈动植物的这些奇特的功能都是人类设计所难以达到的。它们所具备的特殊功能给人类描绘了一个

14、极富发展前景的生物系统，为人类的仿生功能设计研究提供了完美的生物模型。2.4 色彩仿生在高度工业化及生态环境日趋恶化的现代社会，人类渴望回归大自然，对于自己生存的环境常常表现出强烈的眷恋。在这种思潮的推动下，设计师们把大自然的色彩归纳、概括为大地色、晚霞色、海滩色、宇宙色等自然色群并将其引入到流行色中，应用于时装、室内及工业产品设计中。从中引导人们去体验自然，唤起人与自然元素的感情联系，借鉴自然之色来表达人们的审美意念。模仿自然景物色彩，应用到产品色设计中，称为色彩仿生。色彩仿生能直观而生动地将设计理念传达给人们，满足人们的审美追求。色彩仿生应用十分广泛，尤其在图案设计、服装设计以及平面设计、

15、立体设计等领域更是如此。3 仿生学在现代灯具设计中的运用3.1 形态的仿生仿生设计在灯具设计中的应用分类，从仿生对象来看可分为仿人物造型类、动物造型类、植物造型类和景物造型类四大类，以及对第二自然物如建筑类、机器类以及生活用品的模仿。自然界中无数的有机生命，在其进化的过程中形成了符合人类认同的美学法则的结构、形态、色彩等，在它们的生长与活动的过程当中的某些瞬间也是现了令人叹为观止的优美造型。根据形态再现事物的逼真程度、特征和特性来看，可分为具象形态、抽象形态和意象形态3种。1、 具象形态是比较逼真的再现事物的形态。由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、亲和性、自然性，人们普遍乐于接受，在灯具设

16、计中的应用比较多。2、 抽象形态是用简单的形体反映事物的独特的本质特征。是一种虚幻的，不实的形。抽象形态的仿生具有形态高度的简化性和概括性，形态丰富的联想性和想象性，同一具象形态的抽象形态的多样性这三个主要特征。同时在应用于产品开发时，具有生产便捷，产品形态多样化，满足不同层次的顾客需求。3.2 功能的仿生动植物的某些方面的功能，实际上远远超越了人类自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各种各样的动植物能在各种恶劣复杂的环境中生存与运动，这是因为其运动器官和形体与恶劣复杂环境斗争进化的结果。植物和动物在几百万年的自然进化中，不仅完全适应自然，而且其进化程度接近完美。今天，我们生活在科学技术飞

17、快发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。3.3 结构和材料的仿生随着仿生学的深入开展，人们不但从外形、功能去模仿生物，而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然，而且是学习与借鉴他们自身内秉的组织方式与运行模式。有的结构精巧，用材合理，符合自然的经济原则；有些甚至是根据某种数理法则形成的，合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。因此，灯具设计要积极地关注仿生发明中精巧的结构和奇特的材料，并且巧妙地应用这些结构和材料，结合市场的需求创造出人们需求的产品，同时也要细心的观察自然，提炼自然的精妙，提出

18、更多的构想，为科学家的探索提供更多的思路，从而创造更有价值的仿生成果，为人类创造更加精美更加丰富的灯具。3.3 界面仿生界面仿生分为两种类型：功能性界面仿生和情感性界面仿生。1、功能性设计界面接受物的功能信息，操纵与控制物，同时也包括与生产的接口，即材料运用、科学技术的应用等等。这一界面的仿生侧重于功能、结构和材料的仿生，它反映着设计与人造物的协调作用。2、情感性设计界面即物要传递感受给人，取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情，而不是个人的情感抒发。设计师“投入热情，不投入感情”，避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这一界面的仿生侧重于用形态、色彩、肌理等引发心理情感，体现大自然和谐与共生的精神哲学的仿生设计，它反映着设计与人的关系。4 毕业设计作品分析4.1 外观造型分析我本次做的毕业设计是光盘灯。根据休闲趣味灯具的基本产品要求、灯具功能、使用环境、现有产品语意等，从自然界中寻找具有相同或相似性的物体形态，选择仿生对象“花朵”。该造型根据仿生学的设计研究，使用花朵造型不仅视觉上美观，还具备环保功能，放在室内家居中，使人心旷神怡！（如：图01）图014.2 色彩分析本方