产品造型中的仿生设计研究

王倍佳 赵剑侠

摘要:将图形仿生、形态仿生、意象仿生、功能仿生运用于现代产品造型设计,形成产品仿生设计系统观,为产品设计提供了新的思路和借鉴手法。

关键词:仿生;产品设计;艺术;造型

中图分类号:F406.9 文献标识码:A 文章编号:1003-3890(2009)12-0051-04

仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为,为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学,是一门生命科学、物质科学、数学与力学、信息科学、工程技术以及系统科学等学科的交叉学科。仿生学并不等同于仿生设计,仿生设计的研究范围非常广泛,研究内容丰富多彩并随着科学的不断发展而不断完善、扩大,应用到更多个科学领域。模仿则是仿生设计的基础,仿生设计是以自然界事物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,并将其有选择地应用于设计中,为产品设计提供新的思想、方法等。

一、仿生设计中的情感因素

通过仿生手法的运用,各种代表自然情怀的符号很好地融入到现代人们的日用品中,这不仅仅给我们带来心理上和视觉上的满足,在很大程度上它是人类传统自然哲学的升华。仿生这种自然主义与设计一直都有着密切的关系,并且激发着设计领域的创造思维活动。在我国的设计发展历程中,产品设计包罗万象,与我们的生活息息相关,包括着我们周围的一切,比如:家具趣味化设计,它不仅仅是家具造型的幽默、结构的新奇,也是指家具本身所蕴含的文化内涵。汽车外形设计,它不仅是改变汽车的外形,更是从视觉上对这些“硬邦邦”的物件进行人性化设计。我们生活当中的视觉传达设计、环境设计包括室内设计等等都开始逐渐地注重人性化设计以及舒适度等等。因此产品设计应是极为理性和含蓄的,追求家具产品的趣味性和工业产品的人性化,满足深层次的精神文化需求,也是体现一种情感需求。通过情感过程,人们可以对产品建立某种“情感联系”,原本没有生命的产品能够表现人的情趣和感受,变得有生命。那么产品就将不再是单纯的物,它就将成为具有生命力量并且能够使人类与环境达到融合统一的媒体。我们以仿生手段和各类产品设计为主要研究内容,将这两者有机结合,通过仿生设计的手段增强产品附加值。

二、仿生设计中的应用原则与造型趋势

远古时代,我们的祖先模仿蜘蛛编网捕鱼,受果实和昆虫的滚动发明轮子;工业时代,模仿人与动物发明机器人;信息时代,模仿人的运算发明机器人,这些例子代表并反映着劳动人民的智慧与成就。

在现代的产品设计当中越来越多的设计师运用各种动物、植物、人物等形象进行抽象、整合成设计元素进行产品设计。在产品设计中我们设计的对象是产品,设计的目的却是人。也就是说无论我们设计什么样子的产品最终都是为了满足人类的需求:设计是人为的设计,设计也是为人设计的。产品设计的出发点和最终归宿都是为了满足人类不断增长的物质和精神需求。就仿生设计的形态寓意来讲其实就是更为人性化的设计,设计中全面地考虑人类各方面的需求,将生态观念巧妙地导入到人们的日常生活当中去。

1. 图形仿生中对形体轮廓的视觉认知。首先,我们先看图形的仿生,大自然的形态千千万万,很多图形都是我们设计的源泉,一朵花一棵草,一块石头甚至一粒沙。俗话说,给我们留下最初印象的往往是最让人难忘的,因此便有了进一步的深入思考,便有了设计。

图形可以是具体的事物也可以是抽象的想象,可以是大自然的生命体也可以是已经出现在我们周围的物体。比方说我们经常看到的建筑、车辆、座椅、玩具等等,我们通过对这种外形轮廓的采纳形成一种新的视觉冲击,因为对此形态的熟悉产生自然的亲和力,并且在设计师的设计过程中对原有形态的再造,打破一贯的认知和原有的属性而产生一种新鲜感。仿生设计已经出现在众多的设计当中,形形色色的物体冲斥着我们的生活。例如:图1这款儿童座椅以向日葵为原形进行设计。首先我们应该想到儿童的性格,设计定位首先要迎合孩子们的喜好。向日葵的中间制作成一个可爱的笑脸,两边的小叶子衬托中间的圆形,坐垫是个圆墩墩的小身子,刚好迎合了儿童爱动爱玩的天性,曲线与圆形设计不容易让孩子在运动中受到伤害,很好的起到保护作用。颜色则是暖暖的黄色和翠绿色的底衬,也适合小孩子朝气般的特点。图2这款座椅也是款儿童座椅,原形则是足球。在足球圆的基础上进行了深入,座位与靠背等就是由一整个足球塌下去那么一块,而四周还高出一定长度,孩子坐到里面可以很好地保护他们在玩耍时不会磕到碰到,起一定的保护作用。

以我们生活中常见的东西为设计元素,动物、植物甚至是已有的物体在使用当中触动我们的灵感而设计出来的,或者是改良设计或者是原创设计,但是基本点是一样的,那就是模仿。

2. 形态仿生中心理通感的形成。形态的仿生研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。形态从其再现事物的逼真程度和特征来看,或者透过眼睛构造以生理的自然反应,诚实地把外界之形映入眼睛膜刺激神经后感觉到存在的形态,它比较逼真地再现事物的形态,因此具有良好的情趣性、可爱性、有机性、亲和性、自然性,人们普遍乐于接受;或者用简单的形体反映事物独特的本质特征,经过长期生活经验的积累,经过联想和相象把形浮现在脑海中,是一种虚幻的、不实的形,经过个人主观的喜怒哀乐联想所产生的形变化多端、色彩丰富,这与生理上感觉到的形大不相同。

有些我们认为是仿生在汽车设计中的经典范例,其实它们并不是从娘胎里与生俱来的。大众公司经典的甲壳虫,它的造型诞生于斯图加特的一个风洞,一开始只被大众公司冠以一个简单的名字,而最早叫“甲壳虫”这个名字的却是20世纪60年代的美国人,就因为他看到这款汽车第一个心理感觉就是一个甲壳虫在那里游走(见图3)。甲壳虫汽车(见图4)之所以成为大众经典,不仅仅是因为它造型上的成功,它让驾驶员和乘坐者感受到了情趣性、亲和性和自然性,让我们繁杂而忙碌的生活及身心得到了放松,消费者从心底里接受它。

3. 意象仿生中的情感共鸣。文学中的意象是分析诗歌散文时的用语,指构成一种意境的各个事物,这种事物往往带有作者主观的情感,这些意象组合起来,就构成了意境。如马致远的《秋思》中“枯藤老树昏鸦,小桥流水人家”句中,枯藤、老树、昏鸦,小桥、流水、人家这些事物就是诗中的意象,这些意象组合在一起,就成了一个凄清、伤感、苍凉的意境,意象是具体事物的,意境是具体的事物组成的整体环境和感情的结合,情寄托在景中,景中有情,情景交融。而在设计当中的意象是一种会意,是最初形成在设计师头脑中的一种模糊的概念打造出来的物体,是使用者看到时的第一印象。

唇椅(见图5)是一款经典的座椅设计,嘴唇的上半部分作为椅子的靠背,下半部分作为椅子的座椅,从立面上看就是人的嘴唇,而且颜色也选用了红色,达到更为仿真的效果,深受现代年轻人的喜欢,而成为一款经典设计。我们认为这款设计的“意”就是从人唇这个意出发,模仿人的嘴唇而进行“象”的设计,进而完成这一创意。在“鸟巢”(见图6)的设计运用中,我们认为就很好地运用了意象,“鸟巢”之所以是“鸟巢”,就是因为整体给人的感觉是一个巢穴的样子。又如蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109°28′和锐角70°32′完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。而这一概念在“鸟巢”当中把其作用发挥到了极致,“鸟巢”是成功的,仿生设计不仅造就了它气宇轩昂的外观、精妙绝伦的构造,更重要的是使它尊崇自然,并洋溢着浓厚的人文主义气息,使它游离于浮华喧嚣的闹市,成为我国源远流长的美学传统之典范,表现了中国人民对美的感悟、对人的关怀、对大自然的崇敬。

4. 功能仿生对使用情境的塑造。卢吉·考拉尼(Luigi Colani),这个名字大家知道吗?每次当你拿起佳能的单反相机,其右手无与伦比的握感就是他带给你的。他曾经说到“我所做的无非是模仿自然界向我们揭示的种种真实。”也许这就是对他一生的设计生涯最精辟的评价了吧。

考尼拉认为,设计的主要工作是把当代最新的材料和生物界新的事物结合起来,重点在于考虑明天会发生什么事情。而对于设计,遵循4个“L”的原则“Leise、Langsam、Leicht、Lustig”,即“轻、慢、简单、有趣”,设计的产品要给人一种舒适、和谐的感觉。外观固然漂亮,但内部的功能性更为重要,同时还要考虑到环保的要求,对于考尼拉的设计来说,功能最重要,外观是白送的。就犹如佳能的单反相机,在你握住它的那一霎那你不得不为它惊叹,它右手的握感是无与伦比的。他的设计崇尚自然,认为当今的设计有很多东西不是生产上的问题,而是观念结构的问题。比方说欧洲的汽车厂都有自己的设计部门,他们一般不会完全采用外来设计师的作品,只可能会采用其中一部分的设计。而大的汽车公司里的设计师就像一颗螺丝钉一样,他们只是整个设计流程中的一环,没有办法形成创新。汽车的设计周期很长,用的人也很多,所以设计师的设计不可能完全被他们采纳,而他画的每一笔完全是靠感觉,信手拈来,而所画的每一笔首先想到的是这种设计能不能生产,缺乏生命力。四五十年前,当时的设计师比较敬业,每一辆车都不一样,现在的车型都大同小异。

三、结论

在产品设计中仿生设计思维是产品基本功能更合理化的一项训练,我们必须正确认识仿生设计是对自然物的再创造过程,而不是单纯的模仿,注重“神似”而非“形似”。

仿生设计在当今的设计中越来越多地被采用,不仅仅在工业设计领域,现在在服装、建筑等设计中等都出现了大量的仿生设计。仿生思维是设计师在设计创意阶段的原创性思维,它能将设计师思维扩展开,从更深层面考虑问题。因为无论是人类社会发展到任何时期,自认环境适中是人类生存和发展的主要依附环境,我们的生活离不开这一主题,生活当中的仿生意识始终左右着我们的生存和生活。

参考文献:

[1]童秉纲,崔尔杰,陈洪渊,等.仿生学的科学意义与前沿[J].科学中国人,2001,(5).

[2]张明,陈嘉嘉.品造型设计实务[M].南京:江苏美术出版社,2005.

[3]周小儒,朱天阳,姚敏.仿生设计在北京奥运主场馆中的应用[J].南京邮电大学学报,2007,(3).

[4]尹定邦.设计学概论[M].长沙:湖南科学技术出版社,2001.

责任编辑:杰 卿

责任校对:王岩云

On the Study of Bionic Design of the Product Modeling

Wang Beijia1,Zhao Jianxia2

(1.Graduate Shool, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China;

2. School of Gem and Material Craft, Shijiazhuang Economy College, Shijiazhuang 050031, China)

Abstract: Analyzing in the prospective of graphic bionic, image bionic, intention bionic and as well as functional bionic is presented. It also elaborated in the bionic design of product design in the modern product molding design field, form the system overview of the product bionic design and supply the new method and reference technique for the product design.

Key words: bionic; product design; art; molding