中科大工业造型设计课件第3章 产品的形态设计

第三章

产品的形态设计工业造型设计3.1产品形态的特征及类别有形的物体都具有一定的形态规律，几何形是构成形态的基础形态。产品造型的实质是依据一定的科学技术原理和美学原则实现产品的立体造型。3.1产品形态的特征及类别工业产品是具有三维空间的立体，它的造型是将功能、结构、等物质因素和艺术因素有机结合的空间形象。3.1产品形态的特征及类别

大多数工业产品的形态是由简单的几何形体，采取不同的方式构成。3.1产品形态的特征及类别工业产品形态类别有以下典型形式：1、具象形态2、模拟形态3、象征形态4、抽象形态3.1产品形态的特征及类别1、具象形态以自然形态为素材，对自然形态进行模仿而形成的一种造型形态。3.1产品形态的特征及类别以自然形态为模仿对象，但又不真实的完全模拟，而仅在某些形态的表现上体现某些自然形态的特点，以达到某种功能的需求。2、模拟形态3.1产品形态的特征及类别3、象征形态以自然形态为基础，但经过艺术的提炼与加工，经过夸张，变形等艺术处理的升华，使之即有自然形的某些特征，但又不是自然形的真实表现。3.1产品形态的特征及类别以自然规律和运动为基础，以形态要素点、线、面的运动与演变而形成的多种多样的几何形态，这类形态即具体但不具象，即有规律也可无规律。4、抽象形态3.1产品形态的特征及类别4、抽象形态工业时代的“维纳斯”

3.2形态要素及感知不论何种形态，都是视觉能感受到的形体轮廓，将这些形体经过分解和概括，到达一定的限度，就是形态要素。3.2形态要素及感知基本的形态要素是由点、线、面、体构成。平面＝线＋肯定而实在的形立体＝面形态＋空间厚度线、面＝点按不同运动规律产生千变万化的造型……3.2形态要素及感知1、点表示位置所在。存于两线相交处。理想形态是圆形，也可以是自然形，其特征与形态无关，决定于面积大小。3.2形态要素及感知1、点具有高度集中的感觉，极易起到引导视线，集中视线于此点的视觉作用。3.2形态要素及感知1、点

同一空间不同位置的点与点之间会产生心理上的不同感觉，点的运动，点的分散与密集，可以构成线和面的一些特征。3.2形态要素及感知1、点

单独的点不具有突出的性格，点的运动和不同方式的组合能构成静态的线和形，也能构成有动感的线和形，使人产生不同的视觉效果。3.2形态要素及感知2、线点的移动轨迹。两面相交的公共线。线的性格主要取决于点的运动因素而确定。点的运动因素主要为方向、速度和速度的稳定性。3.2形态要素及感知2、线函数曲线具有渐变、连贯、流畅的特点，并按一定规律变化与发展。任意曲线自由而富有个性之曲线。3.2形态要素及感知2、线水平线起始、平静、稳定、统一、庄重垂直线庄重严肃、坚固沉重、挺拔向上奔放上升、散射突破、不安定斜线曲线折线跳越的动感，富于变化轻松、柔和、优雅、流动3.2形态要素及感知3、面线移动的轨迹。以不同形状的线作为母线，以特定的方式或沿特定的导线移动，构成不同性质的面。主要有平面、折面和曲面。3.2形态要素及感知3、面3.2形态要素及感知3、面平面图形的感知特性3.2形态要素及感知3、面平面图形的感知特性3.2形态要素及感知4、体线、面的移动与组合。有封闭状和非封闭状，封闭状的体称为形体，非封闭的体称为空间3.2形态要素及感知4、体不同形式的母线沿上下两个不同面的封闭导线移动而形成的体。3.2形态要素及感知4、体封闭的几何形面绕回转轴线旋转而构成的旋转体。3.3形的感觉误差与矫正人们对形态的视觉感往往会发生“错觉”。普遍性、共同性的视觉错误，是共同的生理特征。

把形状、尺度及色彩等有关的错觉称为视觉误差，即视错觉。3.3形的感觉误差与矫正视错觉产生的原因有两个：人生理特征所致，即与眼的视觉通道有关。心理的知觉所致。3.3形的感觉误差与矫正造型设计中常见的视觉误差形式：①透视错觉②光渗错觉④变形错觉③对比错觉⑤分割错觉⑥高低错觉3.3形的感觉误差与矫正人们观察物体时，在透视规律的作用下，由于人所处的观察点位置不同，有时会使得物体的形体和尺寸发生某些变化，而实际是一种错觉。①透视错觉3.3形的感觉误差与矫正①透视错觉3.3形的感觉误差与矫正①透视错觉3.3形的感觉误差与矫正①透视错觉设计时应充分估计造型物在使用环境中主要观察点上产生的透视变化，对可能出现的尺寸变化预先进行矫正和调整。大型立式落地镗床3.3形的感觉误差与矫正当物体形状和尺寸大小相同时，在深色背景下的浅色物体的轮廓，比在浅色背景下的深色物体的轮廓感觉要大一些。②光渗错觉3.3形的感觉误差与矫正②光渗错觉在深色背景下的浅色物体的轮廓感觉要大一些3.3形的感觉误差与矫正②光渗错觉机器上相同尺寸的盖板、手轮、操纵盘造型中，若以使较大形体感觉变小一些，可采用较大形体为深色的处理方法。3.3形的感觉误差与矫正指同样尺寸大小的物体或图形，在不同环境中，由于与环境图形的对比关系不同，使人会感觉它的大小有所不同。③对比错觉3.3形的感觉误差与矫正③对比错觉廖勒－莱亚错觉3.3形的感觉误差与矫正③对比错觉爱宾豪斯错觉3.3形的感觉误差与矫正③对比错觉3.3形的感觉误差与矫正③对比错觉在造型中凡要求图形面积的视感相等时，应注意环境图形对它的影响。3.3形的感觉误差与矫正指图形或线形在不同状况的图形为背景影响下，该图形或线形在视觉上产生的变形。④变形错觉3.3形的感觉误差与矫正④变形错觉3.3形的感觉误差与矫正④变形错觉厄任斯错觉奥比生错觉3.3形的感觉误差与矫正④变形错觉变形错觉的产生主要是图形或线形受周围线形和图形的动势变化产生干扰而使视觉上产生了错误。立式铣床铣削头钢板平直3.3形的感觉误差与矫正指图形或线段受其它线段的分割时，其线形的方位和面积的尺度感所产生的视觉误差。⑤分割错觉3.3形的感觉误差与矫正⑤分割错觉3.3形的感觉误差与矫正⑤分割错觉3.3形的感觉误差与矫正⑤分割错觉机床形态长而高耸不稳定感3.3形的感觉误差与矫正指人们对等长的竖向尺寸和横向尺寸在观察时，总感觉竖向要比横向长的一种错觉。⑥高低错觉3.3形的感觉误差与矫正⑥高低错觉可略将BC’边加长一点，使AB:BC=14:153.4形态的构成与变化法则合理地有创新性地把多个单一形体组合起来，构成形状独特而美观的造型。产品形态的构成归结起来是一个占有三维空间的立体构成，是用新颖而恰当的形体去容纳一定技术功能结构的单一体，再将多个单一形体按一定的构成规律和方法，有机地组织在一起而构成产品的整体形象。核心问题3.4.1形态构成的普遍法则1、形体组合2、形体与空间的组合3、形体的过渡3.4.1形态构成的普遍法则1、形体组合

按形体之间组合的性质和形式分为以下基本组合形式：1)堆砌组合2)接触组合3)连续组合4)渐变组合5)贴加组合6)镶嵌组合7)贯穿组合3.4.1形态构成的普遍法则1)堆砌组合形体由下而上逐个平稳地堆放在一起构成一定形状。1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则形体的线、面在垂直方向相互结合的组合。2)接触组合1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则相同形体在某一方向的重复相接的组合。3)连续组合1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则按一定规律减少或增大形体的某一几何量的连续组合。4)渐变组合具有动势感，且形体的过渡作用明显。1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则在较大形体的侧壁上悬空的贴附较小形体的组合。5)贴加组合1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则一个形体的一部分嵌入另一个形体的某部分之中的一种组合。6)镶嵌组合1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则一个形体的一部分通过另一个形体内部构成的一种组合。7)贯穿组合1、形体组合3.4.1形态构成的普遍法则2、形体与空间的组合

不封闭的形态称为空间，形体与空间在构成立体形态时有以下的组合方式：1)贴合(凸起)2)内含(凹下)3.4.1形态构成的普遍法则2、形体与空间的组合1)贴合(凸起):在一个大的形体上附加一个较小的空间，外部形成凸出状的组合。3.4.1形态构成的普遍法则2、形体与空间的组合2)内含(凹下)：一个形体内包含一个非封闭的形体，形成大形体上缺少这部分空间的组合。3.4.1形态构成的普遍法则3、形体的过渡

立体构成中，形体与形体之间要求以缓和渐变的方式，由一种形体转换到另一个形体，使其衔接密切、转变自然、体感协调。3.4.2产品造型形态的变化方法

造型的形态不是设计者的主观设想，既要按产品的功能原理、工艺要求和结构方法来确定造型形式，又要按其使用环境、维修方便性、操作方便性的人机关系和造型的美来确定其外观形态。3.4.2产品造型形态的变化方法

对于功能原理、结构工艺等造型因素不可能有较大变化，重点是改变产品外观形态的造型设计，找出造型形态变化的多种方案尤为重要。3.4.2产品造型形态的变化方法显微镜3.4.2产品造型形态的变化方法1)基本结构单元的不同组合使产品产生造型变化2)功能决定造型的变化3)几何形体排列组合对造型形态的影响4)造型参数对造型形态的影响3.4.2产品造型形态的变化方法1)基本结构单元的不同组合使产品产生造型变化基本结构单元是指构成产品的主要构成部分。汽车和工程车的主要单元是：发动机、驾驶室、客货空间、车轮。3.4.2产品造型形态的变化方法1)基本结构单元的不同组合使产品产生造型变化3.4.2产品造型形态的变化方法1)基本结构单元的不同组合使产品产生造型变化3.4.2产品造型形态的变化方法2)功能决定造型的变化

功能要求的不同，实现功能的表面结构位置与排列不同，形成不同的造型形态。以设计立式镗铣床为例:其主轴旋转运动和三个坐标的走刀运动是基本功能要求，3个坐标移动的结构采用导轨方式。3.4.2

产品造型形态的变化方法2)功能决定造型的变化小型机床的布局3.4.2产品造型形态的变化方法2)功能决定造型的变化大型机床的布局3.4.2产品造型形态的变化方法2)功能决定造型的变化补充布局形式3.4.2产品造型形态的变化方法3)几何形体排列组合对造型形态的影响

功能面相同而包含功能面的几何形体排列组合不同，产生不同的造型形态。

以设计立式镗铣床(上例中f形式)为例，进一步变换X、Y、Z3个运动的结构方向与几何形体及运动的不同排列组合。3.4.2产品造型形态的变化方法3)几何形体排列组合对造型形态的影响3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响①造型单元的形态性质与排列②造型单元的几何形状与尺寸③造型单元形态的分解与综合④造型单元的材料即工艺改变3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响①造型单元的形态性质与排列造型中保证实现某种功能的功能表面不变，连接功能表面的形态可以选取不同形态性质的单元实现。

3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响叉形连接杆件3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响叉形连接杆件3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响②造型单元的几何形状与尺寸在保证基本功能不变的情况下，改变造型单元的形状和尺寸大小，是产品造型中常用的形态变化方法。

3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响②造型单元的几何形状与尺寸车头造型式样3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响③造型单元形态的分解与综合是指在保持基本形态不变的情况下，造型形态可以将一个整体分解成多个子形态，也可以由多个子形态合并成一个整体形态。

3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响③造型单元形态的分解与综合3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响④造型单元的材料即工艺改变在满足造型基本功能的前提下，由于所用材料的不同，材料的加工工艺和成型特点不同，因而使造型形态产生变化。

3.4.2产品造型形态的变化方法4)造型参数对造型形态的影响④造型单元的材料即工艺改变3.4.3形态的分割变化

造型设计中，为增强造型的变化，适应功能、结构、工艺要求，按不同的造型对象，可以进行线分割、面分割和体分割。线分割：确定线段的数比关系。面分割：将造型立面以一定的数比关系获得不同的面积区划，使之在结构线型、色彩面积或位置安排等方面获得数比美。体分割：从三维空间尺度，综合实现立体的局部分割而获得造型形体美。3.4.3形态的分割变化1)特征矩形面的分割按一定的、简便的几何作图，获得特征矩形内部分割后仍为特征矩形的组合，从而保持了一定的数比规律，使分割后的立面仍获得造型要求的比率美及结构要求。3.4.3形态的分割变化1)特征矩形面的分割①正方形的分割演变④F矩形的分割演变③φ(黄金分割率)矩形的分割演变②矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化①正方形的分割演变

正方向具有稳定的空间感，但形态比较呆板，运用时往往将其内部进行分割，划分为其它各种具有特征比例的矩形。3.4.3形态的分割变化①正方形的分割演变3.4.3形态的分割变化①正方形的分割演变3.4.3形态的分割变化②矩形的分割演变矩形的生成3.4.3形态的分割变化②矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化②矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化②矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化③φ(黄金分割率)矩形的分割演变φ矩形的生成3.4.3形态的分割变化③φ(黄金分割率)矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化③φ(黄金分割率)矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化③φ(黄金分割率)矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化F矩形的生成④F矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化④F矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化④F矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化④F矩形的分割演变3.4.3形态的分割变化1)特征矩形面的分割下部用c,上部用2确定仪器柜色彩分割线的位置3.4.3形态的分割变化2)体的分割

在单一形体上采用分割面对形体进行切割，使形体发生体面的转换变化，从而增强形体构成艺术效果。

分割可用一个面或几个面一次或多次地分割。3.4.3形态的分割变化2)体的分割体的修棱不用倒圆角3.5

形体的比例设计是指产品某一局部和总体之间的匀称关系①尺寸相似原理②相似从属原理④相似混合原理③相似划分原理⑤综合比例原理比例设计采用的基本原理和方法：3.5形体的比例设计选定产品某一关键尺寸为主要尺寸，将此尺寸采用黄金分割的方法，连续地找出黄金分割点，求得与该尺寸都具有黄金比率的一系列尺寸。①尺寸相似原理3.5形体的比例设计①尺寸相似原理确定如图机器的形体尺寸3.5形体的比例设计利用矩形对角线平行或垂直时各矩形间必须具有比例相似而协调的特征，以及由相同比例矩形所组合的图形，其边界尺寸之间都含有相同的比率关系。②相似从属原理3.5形体的比例设计②相似从属原理卧式镗床的形体比例3.5形体的比例设计依据特征矩形可进行内部相似划分为依据，应用“划分”的方法，使造型的各局部和整体相互联系的关系表现为局部部分重复于整体的比例形式。③相似划分原理3.5形体的比例设计③相似划分原理电