产品形态仿生设计中形态提炼手法探析

赵明娟，巴胜超，袁超

产品形态仿生设计中形态提炼手法探析

赵明娟，巴胜超，袁超

介绍了产品形态仿生设计及其设计步骤，结合实例分析并总结了夸张、简化、变形、分解与组合等设计手法在产品形态仿生设计中的运用。指出这些设计手法不是各自孤立的，而是相互联系的；不管使用何种设计手法，在形态的提炼过程中都要结合产品形态和结构的需要，而不是单纯地提炼形态。

产品形态仿生设计手法；夸张；简化；变形；分解与组合

仿生设计的历史可以追溯到原始时期，相传我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢以防御猛兽的伤害，旧石器时期就已将鱼刺制成骨针用来缝缀衣物，原始时期的陶器造型很多是模仿自然界中兽或鸟的形态，这些都是仿生设计的萌芽。从原始社会开始，仿生设计一直伴随着整个人类漫长的发展过程，人们的日常用品如灯具、瓷器、家具、青铜器等，无论是造型上还是功能上都有仿生的痕迹。

一、仿生设计概述

仿生设计是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，是研究自然界物体的形态、结构、功能、颜色、声音等特征，模仿或模拟自然界物体形态或借鉴自然界生物的结构或功能原理，进行创新性设计。虽然仿生设计由来已久，但直到1960年仿生学才成为一门独立的学科。20世纪80年代，仿生学开始应用于设计领域，仿生设计学随之得到迅猛发展。在某种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。

现在，仿生设计已是设计领域的一种重要设计方法［1］。仿生设计可以从很多方面进行仿生，根据仿生的着重点不同，仿生设计可以分为形态仿生设计、功能仿生设计、结构仿生设计、色彩仿生设计、肌理和质感仿生设计等。当然，很多时候产品设计是多种仿生方法的综合运用，并不仅仅局限于一种方法。比如，在一个产品设计中，既可以运用形态仿生，也可以运用色彩仿生、功能仿生等。这里只研究仿生设计中的形态仿生设计在产品设计中的运用。

二、产品形态仿生设计

形态仿生是对自然界物体在形态上的模仿或模拟，但不是原模原样的照搬，而是形态的再创造，是一种创新。形态仿生设计，是研究自然界物体的外部形态特征及其象征寓意，并通过艺术手法将其应用于设计之中，即将自然界物体的形态特征应用于设计之中。“到现代工业化大生产时期，人们将仿生形态广泛运用于工业产品设计。这种设计方法称为产品形态仿生设计。”［2］产品形态仿生设计，就是将自然界物体的外部形态特征或象征寓意，通过艺术手法应用在产品的形态设计上，是产品设计的一种重要设计方法。

根据模仿形态的相似程度，形态仿生设计可分为具象仿生和抽象仿生两大类［3］。具象仿生，是直接模仿和借鉴模仿对象外在特征的设计，即模仿得比较“像”的仿生，一眼就能看出模仿的对象。如古代的“虎枕”是一款模仿老虎卧姿造型的枕头，老虎的身体、眼睛、嘴巴等造型都很具象、很逼真。抽象仿生，是对模仿对象的特征进行概括、提炼或抽象变形，或对其内在神韵的模仿，强调的是神似，抽象仿生的形态具有高度的概括性。例如，法国著名设计师菲利普·斯塔克设计的柠檬榨汁机就是对“乌贼”形态的抽象仿生设计。

需要指出的是，由于自然界物体形态的复杂性，具象仿生往往也会有不同程度的抽象化，并不是原模原样的照搬，只是相对抽象仿生而言，具象的程度要多一些，在形态上更接近于模仿对象。具象仿生和抽象仿生并没有绝对的界限，只是抽象的程度不同而已。

三、产品形态仿生设计的意义

自然界的形态是美的形态，山川、河流、大地、树叶、花朵等自然物体都体现了对称、均衡、节奏、韵律等美感。自然界的生物经过长期的进化和发展，“物竞天择，适者生存”，生存下来的生物在功能和形态上都是完美的、和谐的、纯粹的，如人体就是自然界完美形态的代表。大自然是美的形态的源泉，是我们设计的灵感来源，因此我们应该到大自然中去寻找美的形态［4］。德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说：“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中。”由此可见，仿生设计的形态是美的形态，是使人愉悦的形态。

人们生于自然界，长于自然界，自然对周围的万事万物都充满了感情，仿生形态的产品会使人产生亲近感，使产品本身充满感情和情趣。产品不仅仅是供人使用的工具，还是陪在人们身边的朋友和伙伴。仿生形态的产品往往采用优美可爱的造型，避免了冷漠机械感，使消费者感到亲切和温暖。面对越来越被破坏和污染的、越来越失衡的生态环境，仿生形态的产品也体现了人与自然的和谐统一，以及人与自然和谐共处的愿望。

形态仿生设计是产品设计的一种重要设计方法，它是对自然形态的再创造，是创造新的形态，是一种创新而不是简单的模仿［5］。产品形态仿生设计在产品设计中具有重要的意义。

四、产品形态仿生设计的方法及步骤

产品形态仿生设计的方法主要有：局部仿生、整体仿生和意向仿生。

局部仿生设计是对仿生对象的某一部分或局部形态进行仿生，是设计师常用的一种仿生方法。

整体仿生设计是对仿生对象的整体形态进行仿生。一般来说，整体仿生选取的仿生对象形态不应太复杂，最好外形轮廓线条比较简单，否则在进行仿生应用时会有一定困难。

意象仿生设计属于抽象仿生，“主要侧重于对形态美感和神韵特征的抽象和提炼，把人们熟知的一些事物的视觉美感和象征意义投射到产品形态中”［5］，意象仿生主要是对形态神韵或意境的仿生。在设计中，意象仿生通常和局部仿生或整体仿生相结合，意象仿生常常伴随着形态的提取，通过形态的塑造达到神韵的传递，使形态与意象达到高度统一。

产品形态仿生设计的处理手法，一般是对自然界的物体（包括生命体和无生命体）的外在形态进行抽象、概括并加以提炼，提出其本质特征，应用在产品的形态设计上。形态仿生可以是整体形态仿生也可以是局部形态仿生，可以提炼动物（或植物等），的轮廓或某根优美的线条用在产品的形态设计上，还可以把动物（或植物等）的某种感觉或神韵提炼出来，用在产品设计里。

产品形态仿生设计从某种意义上讲就是形态的提炼，通过提炼自然界某种美的形态来创造新的人工形态，设计步骤可以简要归纳为以下几步：原型—特征—提炼—应用［2］。

原型是指选取的仿生对象（下文统称“原型”），即从自然界选择合适的仿生对象。特征即全面观察、研究它的形态特征，抓住其本质特征。其中，选择合适的原型是最关键的一步，如果所选的原型和产品没有一点共同特征或相似点，没有设计要素将两者联系到一起，那么后面的仿生设计就很难做好或无法做下去。

提炼即对原型进行形态特征的提炼，一般通过夸张、简化、变形等艺术手法对形态进行概括和抽象，提炼出其本质特征。提炼是很重要的一步，一定要抓住原型的本质特征，这样提炼出的形态才有特点，才能特征鲜明，并有自己的独特个性。

应用即把提炼出的原型特征，合理地应用到产品形态设计中，设计出一款新的产品。这是设计过程中最难的一个步骤，因为提炼出的形态和实际的产品形态可能会有很大差别，在应用的过程中要结合产品的结构、功能、材料、形态美感等多种要素进行综合考虑。因此，这一过程可能会有多次的反复修改和尝试，最后根据产品形态需要，将提炼的特征合理地应用到新的产品形态上。

五、产品形态仿生设计中形态提炼手法分析

产品形态仿生设计的重点是形态的提炼，即对仿生对象的特征进行高度概括和抽象，提取原型最本质、最独特的特征或神韵，创造出新的形态。形态提炼的具体手法一般有：夸张、简化、变形、分解与组合、条理与秩序等，通过这些设计手法对原型进行抽象和概括，提炼出具有原型本质特征的形态。

（一）夸张

夸张是运用丰富的想象力，在客观现实的基础上有目的地放大或缩小事物的形象特征，以增强表达效果的一种修辞手法。除了文学领域，夸张手法也广泛地应用在设计领域，包括平面设计、广告设计、装饰图案设计、产品设计等领域。尤其在中国传统图案领域，夸张是一种非常重要的设计方法，如图1是传统的金鱼图案，该图案抓住金鱼的形态特征，对金鱼的眼睛、鱼鳍、腰部和鱼尾进行了夸张处理，夸大和突出了金鱼的大眼睛，大大的尾巴和鱼鳍，纤细的腰部，鱼的形象跃然纸上，鲜明生动，并运用抽象和变形等手法使鱼的图案富有视觉美感，给人以美的享受。

图1 金鱼图案

图2 龙山文化红陶鬶

在产品形态仿生设计中也可以运用夸张手法。首先选取原型的合适部位根据需要进行夸张，以突出原型特征，并根据产品形态和结构需要，创造新的产品形态。其实，夸张手法运用在产品设计中早在原始社会时期就已经有了，如图2是原始社会时期的陶器——龙山文化红陶鬶，鬶是一种盛水器，口颈部大概模仿了鸟喙的形态，但根据功能需要将鸟喙形态夸大，使之更符合倒水的需求，下部好像采用了兽的造型，对3个兽腿进行了夸张处理，使之上部很粗且做成中空的，以符合盛水需求。该陶器神态生动、特征鲜明，局部夸张的运用使形态非常符合功能的需求。

（二）简化

美国艺术心理学教授鲁道夫·阿恩海姆对简化下的定义是：在一种绝对意义上说来，当一个物体仅包含很少几个结构特征时，它便是简化的；在一种相对意义上说来，如果一个物体用尽可能少的结构特征把复杂性的材料组织成有秩序的整体时，我们就说这个物体是简化的［6］。从上面的定义可以看出，这里的简化实质上是指一个事物的结构特征数量的减少。在形态仿生设计中，简化就是去除原型中的一切无关因素，将复杂的形态化繁为简，保留原型的本质特征和神韵，创造出符合产品结构需要的新形态。简化的过程中常常对形态进行抽象，简化也是抽象的手法之一。

艾洛·阿尼奥设计的Pony CHAIR（图3）就是形态简化的一个很好例子，作者抓住小马的主要形态特征，根据形态和功能需要，只保留小马的脸部轮廓、耳朵、身体和腿部，其他器官均简化删除。为了突出小马的可爱，作者夸大并简化了小马的脸部轮廓线条，对保留的部位均进行简化处理，整体形态非常可爱、有趣。Pony CHAIR的形态提炼非常简洁，在形态上保留的每一部分都是有用的，没有一点多余，对小马的形态特征提炼得非常准确、简练，不愧是大师的作品。

图3 Pony CHAIR

简化应遵循以下原则［7］：

（1）简化要主次分明，重要特征优先。在简化中应优先保留原型的主要形态特征，次要特征可以进行最大程度的简化，对原型中不需要的特征可以删除。

（2）简化形态应和原型特征具有相似性。这一点可以从很多经典的设计中看出，如Pony CHAIR的最终形态和原型具有很好的相似性。图4是2011年红点奖获奖作品——餐具的设计，设计师的设计灵感来源于海鸥蛋的形态（如图5），我们可以看出餐具的外轮廓线条和海鸥蛋形态具有很好的相似性。设计师抓住海鸥蛋一端大一端小的形态特征，提取其曲线并使之更柔和圆润，用在餐具的形态上，设计出一套具有独特形态的餐具。

图4 2011年红点奖获奖作品——餐具

图5 海鸥蛋

产品形态和原型具有较好的相似性，可以形成有效识别。在简化中应抓住形态的本质特征，尽量保留具有独特个性的形态特征。融入原型独特个性的产品形态具有很强的识别性，会给人以强烈的印象和引起人的联想。

（3）简洁性原则。在保证简化形态具有某些重要特征的前提下，使形态尽可能简洁。简洁的形态会使特征更加明确、清晰，越是简洁的形态越能突出其特征，给人留下深刻的记忆。

（三）变形

变形手法在中国传统图案中应用较多，为了图案的形式美感或为了突出某部分特征，将图形的某部分进行夸大或变形，以产生强烈的视觉美感。变形在产品形态仿生设计中也是一种常用手法。

在自然形态很难符合产品形态要求时，可根据需要对原型进行整体或局部变形，使之符合产品形态和结构的需要。实际上夸张也属于变形手法的一种。但变形并不是改变或丢掉原型特征，而是在不改变原型主要特征的情况下进行适当变形，以符合产品设计的需要。如果变形使原型特征消失了或变形后的形态和原型毫无联系，那么也就失去了形态仿生设计的意义，也没有必要应用形态仿生这种方法来提炼形态了。

（四）分解与组合

分解与组合即形态的解构与重组，是指把原型整体特征分解为单个的部分特征，然后再重新组合，形成新的特征和形态［8］。分解与组合手法的运用要根据原型的形态特点进行，并不是每个形态都适用这种方法。如图6大蒜茶具的设计，作者使用了分解与组合的手法对大蒜进行形态仿生，并隐含了团结的寓意。

图6 大蒜茶具

（五）条理与秩序

条理与秩序是指线条的规则化、秩序化，即将复杂的自然形态线条进行规则化和秩序化的处理。

在前文所述手法的运用中都需要对自然形态线条进行规则化、秩序化的处理。自然界的形态非常复杂，从中几乎找不到规则的线条，但产品形态往往是几何化的、适合于工业化生产的简洁形态，因此复杂的自然形态不可能直接应用在产品形态上，这就需要简化其线条，使复杂的形态趋于几何化和规则化，从而符合工业生产的要求。如图7曼妙水母灯是一款以水母为原型的仿生灯具，该设计非常准确地抓住了水母的形态特征，提取了水母的伞状体和触须，将线条进行规则化和秩序化处理，并对触须进行抽象简化使之有规律地排列，产生一种动态的秩序美。

图7 曼妙水母灯

秩序就是美，秩序是产生美感的基础，秩序之中包含着一定的规律。节奏具有美感，因为节奏本身就是一种秩序。几何线条体现的是一种规律美、秩序美，把自然界复杂的线条规则化，采用简洁的几何线条，并进行有规律的排列，使之规则化和秩序化，会产生简洁的几何美感。线条的规则化和秩序化是形态提炼必不可少的设计手法。

六、结语

综上所述，形态仿生设计是产品设计中很重要的一种设计方法。产品形态仿生重神似而非形似，是对自然界生命形态的重新创造，而非简单模仿，是创造一种新的形态，是一种创新设计方法。产品形态仿生设计中的形态提炼手法主要有夸张、简化、变形、分解与组合、条理与秩序等。除此之外，还可以借鉴和运用平面设计中的对比、混合、分割、组合、重复、渐变等基础形态设计方法。

在形态提炼过程中应注意两点：第一，这些设计手法不是各自孤立的，而是相互联系的。在运用上也不是截然分开的，往往是多种设计手法共同使用，相互融合，“你中有我，我中有你”，相互之间并没有绝对的界限。如简化过程中也会有变形的运用，夸张手法中也会运用简化和变形等，只是侧重点不同而已。第二，不管使用何种形态提炼手法，在提炼过程中都要结合产品形态和结构的需要，而不是单纯地提炼形态。产品形态仿生设计中，对形态提炼的任何一个环节都应以产品形态为准，应符合产品形态的需要，并考虑产品的结构、功能、材料、工艺等要素。以上设计手法，要根据实际情况灵活运用，不能生搬硬套。

[1]丁西蓓.仿生法在产品形态设计中的应用[J].科技信息（学术研究），2008（28）.

[2]苏颜丽，胡晓涛.产品形态设计[M].上海：上海科学技术出版社，2010：26-27.

[3]孟昭宇，张宁宁.产品形态仿生设计[J].美术大观，2012（2）.

[4]马平.产品设计中的形态仿生设计研究[J].艺术与设计（理论版），2011（6）.

[5]丁启明，韩春明.产品设计中的仿生设计[J].科技经济市场，2007（1）.

[6]鲁道夫·阿恩海姆.艺术与视知觉[M].滕守尧，朱疆源，译.成都：四川人民出版社，1998：35.

[7]贾乐宾，薄其芳.简化在形态仿生产品设计中的运用[J].美术大观，2010（7）.

[8]张辉.产品初始形态的生成方法研究[D].长沙：中南大学，2009：41-42.

（编辑：文汝）

J511

A

1673-1999（2016）11-0097-04

赵明娟（1979-），女，硕士，安徽理工大学（安徽淮南232000）机械工程学院工业设计系助教，研究方向为产品设计；巴胜超（1982-），男，博士，昆明理工大学（云南昆明650093）艺术与传媒学院副教授，硕士生导师，研究方向为传媒人类学、艺术设计；袁超（1982-），男，安徽理工大学机械工程学院工业设计系助教，研究方向为产品设计。

2016-07-11