基于形態(tài)域和單元化特征的產(chǎn)品構(gòu)形分析與設(shè)計(jì)研究.pdf

1、產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，形態(tài)作為產(chǎn)品的最基本特征、最本質(zhì)的外部形象，在其設(shè)計(jì)過(guò)程中常遇到的問(wèn)題可以基本歸納為以下三種:美學(xué)問(wèn)題、結(jié)構(gòu)問(wèn)題和人機(jī)問(wèn)題。對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其設(shè)置布局在于解決物與物之間的關(guān)系，而處理結(jié)構(gòu)的最終目的是當(dāng)人使用產(chǎn)品時(shí)，能夠更好的實(shí)王見(jiàn)產(chǎn)品功能;由此可見(jiàn)，解決人與物之間的關(guān)系則顯得更為重要。產(chǎn)品形態(tài)的發(fā)展和研究在經(jīng)歷了形態(tài)追隨功能、國(guó)際化等時(shí)期后，設(shè)計(jì)界開(kāi)始引進(jìn)多學(xué)科理論方法，形態(tài)設(shè)計(jì)研究開(kāi)始更多地考慮與人互

2、動(dòng)的因素，人機(jī)工程、人性化、感性因素等紛紛成為工業(yè)設(shè)計(jì)中的新熱點(diǎn)。
　　工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)去在很大程度上依靠工業(yè)設(shè)計(jì)師的靈感和創(chuàng)意本能，所以在產(chǎn)品系統(tǒng)上缺少可以嚴(yán)謹(jǐn)分析的工具和標(biāo)準(zhǔn)，本文基于形態(tài)域和產(chǎn)品單元化特征，提出了包括網(wǎng)格畫法、斷面掃描及特征提取法、尋線法等產(chǎn)品設(shè)計(jì)新方法。力圖從產(chǎn)品在創(chuàng)意之初到系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)上都能提出一種有效的理性化手段對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行控制，這也是本研究的重點(diǎn)著墨之處。
　　利用形態(tài)域與單元化特征的設(shè)計(jì)方法能夠

3、較為合理的分析產(chǎn)品表面變化關(guān)系，并對(duì)組成產(chǎn)品的線條進(jìn)行研究，為設(shè)計(jì)師提供細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)。通過(guò)網(wǎng)格法提出了一種將平面二維視圖轉(zhuǎn)化為三維軸側(cè)視圖的設(shè)計(jì)新方式，并應(yīng)用斷面掃描分析和產(chǎn)品表面尋線分析、得到反映產(chǎn)品形態(tài)趨勢(shì)的質(zhì)心線、劃分產(chǎn)品的功能模塊、建立產(chǎn)品的活性區(qū)域。為了在設(shè)計(jì)中完善產(chǎn)品特征模塊與人體的交互關(guān)系，研究了人體運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)尺寸，分析了人體立體域與產(chǎn)品的特征變化關(guān)系。提出人體行為立體域設(shè)計(jì)法，該方法適合應(yīng)用于產(chǎn)品外部輪廓形態(tài)、產(chǎn)品特征識(shí)別

4、以及系列化產(chǎn)品群的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。基于形態(tài)域和單元化特征的設(shè)計(jì)研究方法對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和改進(jìn)都有著較為重要的意義。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中引入了形態(tài)域和單元化特征的概念，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中特征的識(shí)別、作用和遺傳模式的分析，聯(lián)系目前產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中存在的問(wèn)題，提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的兩個(gè)重要研究基礎(chǔ)——形態(tài)域和產(chǎn)品單元化特征，并論述了其概念和基本理論內(nèi)容:以特征的點(diǎn)、線、面、體的設(shè)計(jì)為關(guān)鍵，運(yùn)用新

5、的設(shè)計(jì)方法探討產(chǎn)品的構(gòu)形分析與設(shè)計(jì)，并說(shuō)明了此方法的優(yōu)勢(shì)所在。
　　(2)提出了“網(wǎng)格尋點(diǎn)畫法”，以此進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)平臺(tái)的構(gòu)建。此方法從產(chǎn)品理性表達(dá)層面出發(fā)，提出了產(chǎn)品二維和三維表達(dá)的互換關(guān)系以及轉(zhuǎn)換方法——首先進(jìn)行產(chǎn)品表面線條的分類，加深對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí);然后通過(guò)“網(wǎng)格尋點(diǎn)畫法”由產(chǎn)品的二維工程圖較快速、較準(zhǔn)確、較方便地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品軸測(cè)圖的輔助手繪。同時(shí)說(shuō)明了此方法的具體實(shí)施步驟和所使用的工具，并以鼠標(biāo)為例進(jìn)行了方法展示。
　

6、　(3)提出了尋線設(shè)計(jì)方法，引入了貝塞爾曲線的概念及特征，由此進(jìn)行產(chǎn)品表面樣條線的分類，提出了“尋線”的概念——此方法是一種提供對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)手段，通過(guò)產(chǎn)品表面線條反求殼線，對(duì)功能模塊組內(nèi)的線條進(jìn)行分類定義，獲得產(chǎn)品線條的特征，將線條組之間進(jìn)行角度比和長(zhǎng)度比分析，找到產(chǎn)品線條活性區(qū)域，從而優(yōu)化產(chǎn)品線條關(guān)系。
　　(4)提出了斷面掃描及特征提取法。作為一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)的分析方法，斷面掃描法從產(chǎn)品的視覺(jué)動(dòng)態(tài)分析出發(fā)，通過(guò)運(yùn)用三

7、維掃描獲得已有產(chǎn)品的各個(gè)角度的斷面形態(tài)特征，借助設(shè)計(jì)分析軟件、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、數(shù)值分析等多種手段對(duì)產(chǎn)品分層掃描面的邊緣線特征進(jìn)行分析研究，分析截面屬性，并基于截面屬性提出了質(zhì)心線的概念，結(jié)合對(duì)方向盤進(jìn)行質(zhì)心線提取、分析水果刀中的質(zhì)心線等案例，說(shuō)明其在產(chǎn)品人機(jī)工程學(xué)中的意義。
　　(5)提出了形態(tài)域這種新的設(shè)計(jì)方式，其中包括人的行為域和產(chǎn)品造型邊界的概念，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)布局過(guò)程提供了先期平臺(tái)。隨后的相關(guān)信息模型，系列模型和動(dòng)態(tài)過(guò)程的協(xié)作控制