立体构成与仿生设计

立体构成与仿生设计

作为中国工程大学的一门基础课程，它是从1919年开始的，即20世纪80年代开始的。立体构成是表现三维空间整体审美效果的一种手法,就是将造型元素按照一定原则和规律通过反复排列、组合、变化形成富于形式美感的三维空间形态。其主要目的是通过对空间构成要素、造型规律的学习和研究,培养学生创造性思维能力和造型能力。在设计不断更新和变革的今天,人与自然的关系越发密切,立体构成作为设计的基础,根据其自身特点基于仿生设计学运用的构成形式即仿生立体构成也应运而生。仿生设计学是仿生学与设计学相互交叉渗透结合而成的一门边缘学科,它涉及自然科学、美学和社会科学等许多学科,它是基于模拟生物系统的设计。将仿生设计应用到形态设计中就产生了形态仿生设计,而研究立体构成就必然涉及形态,即“形”与“态”,本文立足于立体构成研究形态仿生设计的创作规律。一、绿色的森林—仿生设计的方式约翰·罗斯金认为,新一代的小孩很少有机会直接接触大自然获得快乐:“所有的生机就在那通向中心城市的搏动着的动脉(铁路)里,乡村就像狭窄桥边的绿色海洋般被人忽视,而我们则被扔进这高楼林立的石室森林中。”仿生设计可以有效拉近人与自然的距离,让现代人类从亲近自然到认识自然,从认识自然形态的美到启发人们欣赏周围的世界。1.主观仿生的色彩人类对自然最初的了解基本上是对看得见、摸得着的实体直接仿生,然而这种方式是直观反应的感受,是感性的,它会跟随观察者的主观感受和对周边事物理解的变化而变化,主观色彩较重。2.形态的艺术再现间接仿生设计就是把源于自然的原型进行几何形体的概括与重塑,实际是对自然形态的艺术再现。通常这种方法需要理性分析、归纳总结才能获得原型的特征线,从视觉上、形态上、结构上、功能上有效地理解原型对其进行分解重组,经过一系列的设计过程再构建成新形象,既保留原型的特征又在原有基础上进行了创新。3.生物创造由科学设计向科技仿生的转变随着现代高科技的发展以及人们对环境破坏、生态失衡等问题的日益重视,仿生技术被广泛应用,出现了一大批以科学技术为基础的综合仿生设计作品,科学家根据生物体的形态、结构、功能等各种优异特征,通过科学研究运用到技术系统中。仿生设计学为科学技术、建筑结构、新工艺的创新提供了技术原理、设计思想和规划蓝图,亦为现代设计的发展提供了新的方向,同时充当着人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。二、仿生的形态表现为外轮廓、内轮廓和形态仿生设计学的研究内容主要有:形态仿生设计、功能仿生设计、视觉仿生设计和结构仿生设计。所谓形态仿生设计主要涉及的是生物体和自然界物质的外部形态及其象征寓意,以及相应的艺术处理手法并将之应用于设计之中。“形”是指由边界线即轮廓所围合而成的形状。它分为外轮廓和内轮廓,外轮廓指的是视觉上看到的物体外部界线,而内轮廓则是物体内部结构的边界线。“态”是物体内在本质在一定条件下的表现形式,往往指物体的内在发展方式或者物体的表情。最初人类对于仿生设计的探索往往先是形或者是形态上的模仿,例如取之于生物形态的流线形态,就是由各种不同曲度的曲线闭合而成,轮廓是其“形”,而流线型体现出的运动感是其“态”。因此,可以说形态中的“形”主要是指事物静止的一面,而人们模仿的不只是动植物的物质形态即“形”,还赋予“形”以运动的动态感的非物质形态,即意蕴为表现艺术和文化内涵的形式。立体构成所塑造的形态存活于空间中,它不单单局限于物体自身外形,而更多的是涉及物体的内在本质以及物体与环境的关系。形态的分类标准不一,本文按形态的表现形式分为具象形态和抽象形态。这里我们重点通过一些仿生立体构成的例子来论述仿生设计中形态的呈现方式。1.象形态仿生的运用具象形态是依照客观物象的本来面貌构造的、与实际形态相近的、反映物象细节真实和典型性的写实形态。通常,人们透过眼睛把外界事物的具体相貌及体态特征形象逼真地再现出来。但在立体构成的运用中并不完全直观地反映自然形式的表面形状,而是对自然界偶然的自由几何形进行简化、概括、模拟,既注重外在结构设计和塑造,又表现出自然形态的本质特征和规律,它具有亲切性、自然性、情趣性、可爱性。下面我们通过一些立体构成的作品来分析具象形态仿生的运用。如以章鱼为原型设计的立体构成作品,两个作品运用两种不同的表现手法,在原型的基础上一个是不规则形的组合,一个是有规律的几何形的组合,在视觉上都能寻找到章鱼最基本的特征,通过各自的表现手法再现事物形态,给人以不同的视觉感受。再如以虾为设计原型的立体构成,在视觉上也能依稀看到虾的形态表征。在虾脚的处理上,这两个作品一个是夸大其形体上的特征,一个则削弱脚本身的形体特征,以简单的外轮廓来表现。以螃蟹为设计原型的立体构成,则强调了螃蟹的外轮廓特征线而把其他部位简化,是一个应用仿生设计学的作品。而以乌龟为设计原型制作而成的形态,我们从视觉上一眼就可以看出动物原有的形态,这也是一件很典型的具象仿生设计的立体构成作品。具象仿生过程并不是直接机械地模仿对象,而是从原型的模仿到最后的主观创作之间的具体过程,处理不同对象使用不同的表现手法,有的在原型上夸大某个形体特征,有的简化原型,有的相比原型更柔软或更硬朗,总而言之,归纳和总结显得尤为重要。从上面的立体构成作品中我们可以看到具体形态的仿生让人感受到自然的味道,唤起人类对自然的亲近之情,从原型形态到立体构成形态的转变给人最为直接的就是本能层面上美的体验。2.立体构成形式—抽象形态仿生设计抽象仿生设计与具象仿生设计呈现的表现形式并非大相径庭,而是与“具象”相对而言的,抽象仿生是把原型从细密的、具体的、形象的形状逐步演变成为单纯的、抽象的、富于理性的形态,然后采用联想、创新以及对自由、随意形的再重组、再塑的过程。它用简单的形体反映事物的本质特征,同时表现出来的造型是一种超越对象世界的表现单一形态,是对事物的一种主观的再塑造。抽象表现形式既能衬托出立体构成新意,又能体现它的内在意蕴和表现力,在塑造过程中往往会融入创作者的感情和喜好等因素,使之变得更为繁复多彩,妙趣横生,这是抽象形态在立体构成作品中体现出“以形表意”的意念。亦如唐代画家张所谓“外师造化,中得心源”。抽象仿生方式在立体构成形态的表现是很多情况下我们更为提倡的设计创意,下面我们以一些立体构成的作品来对其进行论述。如以蛇作为设计原型及以螃蟹作为设计原型,从这两个立体构成作品中都能找到动物原型特征,但表现出来的形态与原有的对象却有很大区别,它们是在原有的基础上进行主观意识上的想象与表现,在形态变换上也许会变得繁复,也许会变得简洁,不管怎样它们通过仿生设计学的设计最终转换与提炼形成一个新的抽象立体构成形态。再如以刺猬为设计原型,同时结合其他的事物进行设计创意,形成一个趣味性极强的立体构成作品。提炼特征利用几何图形进行抽象化仿生设计,可使得该作品极具现代感。而以鱼的形态制作成的立体构成,无论是以金鱼为设计原型,还是以鲨鱼为设计原型,它们在外形上都能寻找到鱼的一些特征,但它们是通过抽象形态的仿生设计将对象以另外一种形态展现出来。其实在我们在对形态的认知中,不仅仅是对整体形态具有相当高的认知度,局部的、有代表性的形态也具有相当高的识别性。这种对抽象形态的感知力,在仿生设计中是一种高层次的仿生,它需要有共同经验体会的人才能理解领会从而产生共鸣。三、仿生立体构成的语言形态本文从仿生立体构成的形态中捕捉形态仿生设计的规律,重点分析具象形态仿生和抽象形态仿生并运用实际案例进行论述,阐释了形态仿生设计的两大基本规律:“简洁律”和“特征线”。1.“简洁律”是格式塔定律中的一条准则,格式塔心理学家认为人们的知觉有一种“简化”的倾向,所谓“简化”并非仅指物体中包含的成分少或成分与成分之间的关系简单,而是一种将任何刺激以尽可能简单的形式组织起来的倾向。简洁律在立体构成作品中表现在创作过程呈现一组模糊元素(这些元素可以以不同的方式进行阐述),人们用简单的方式对该元素作出解释。从案例我们可以看到,简洁律是一种减法的运算,就是对实物进行概括、简化的运算过程。同时我们可以发现另一种加法运算,就是在仿生设计过程中给立体构成加上各种元素,如审美的需求、功能的需求、文化要素。然而在这里所表现出的“简化”更多指的是较少元素而不是较少元素的排列,所谓的对称不是结构的对称而是遵循格式塔定律或其他准则。从上图我们看到,人们对于简洁、对称、规则图形的喜好,使人们的活动变得简单、程序化。在立体构成中这种知觉规则会引发两种倾向:第一种是使人们喜好那些简单、协调、对称的形象;另一种却是促使人们热衷于那些紧张、扭曲、复杂的形象。2.“特征线”目前没有明确的定义,我们根据立体构成作品中对于事物特征点来说明,所谓特征线就是能够代表事物特征的点之间的连线形成的轮廓线,各特征点之间相连形成连贯曲线或是折线。在抽象形态仿生设计中最本质的是要抽取仿生对象的特征线,或者更具体一点是抽取仿生对象的特征点。这个设计过程形成一个从原型的三维形态到二维形态再到设计作品的三维形态演变的图表。由于维度上的差别会导致形态的变形,不同人提取的线条,提取的重点也不会完全相同,在这过程中很容易使形态变异。另外,同时同样的特征线不同人设计处理也有不一样的表现手法。从上图可以看到仿生原型的总体特征在形态仿生立体构成中是很重要的,无论设计者怎么运用都必须控制在最基本的原则下,就是要保持仿生原型的总体意象。从三维原型中提取的特征线,既可以分解成细线