产品设计中设计思维与数字思维的探析

刘文庆 赵立新 张佳雯

摘要：技术的快速发展是直接影响设计思维方式的转变的原因之，数字时代中以计算机为设计工具，调节变量参数量为设计手段的数字化设计将给未来设计提供全新并多样的设计思路。文章探讨了在产品设计中设计思维是基本保障、数字思维是创新探索，深入剖析了设计思维与数字思维的整合是产品设计的发展趋势，为设计指出明确的研究方向。

关键词：数字化设计;产品设计;设计思维;数字思维

中国分类号：J02文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2020）01-0145-02

科技的推进必定会主导着人类社会为了进步去探索全新的方式。十九世纪末工业革命带来的是从手工业到机械化生产的生产技术及生产关系的变革。而二十一世纪数字时代所带来的数字技术正在急剧地改变着我们的生活，数字技术会以它的方式重新定义时间、空间、材质等，从社会，文化，生活，工作，甚至人与人、物的关系等多方面发生改变[1]。进入数字时代是科技发展的直接影响，带来的是数字化的社会变革。

对于很多人而言，“数字化设计”相对还是较为陌生，总的来说数字化设计就是计算机技术参与在其中的设计，修改其中的各个环节或要素中的参数变量值，设计结果便会随之改变呈现出各自形态可能。当下设计专业门类的创新设计思路必定是学科之间交叉的设计实践产物，现有数字化设计应用于建筑设计、产品设计、平面设计等领域中，且碰撞出强有力的火花

1 设计思维是产品设计的基础保障

设计思维作为一种思维的方式，每个学者都提出了不同的认知观点，但归根结底它是为了解决在某种背景下产品的问题，催生洞察力和设计创意，理性分析后通过制作原型、迭代设计找出最合适的解决方案[2]。典型的产品设计思维流程从设计任务、案例分析、产品定位、设计草图、设计方案、优化方案到生成方案。在设计转化过程中，从意象表达到具象元素，通过手绘或电脑绘制的方式完成设计师对预期方案的展现，在详细设计中考虑生产、加工工艺等约束，在对细节不断优化完善直到生产要求。设计思维为产品设计中的过程思考和解决问题的方式带来举足轻重的作用，帮助设计师找到问题的本质，演变设计产物，保障最终设计方案的可行性。因此，设计思维是产品设计的基础保障。

同时，产品造型设计会受到多个因素的影响。产品形态受限于设计师的个人偏好，设计师通过产品形态法则，对美感的表意形成个人诠释[3]。产品形态受限于设计过程，基于草图的详细设计同时受到实现工艺的约束，显然是设计思维固化的结果。典型的设计思维方式以更感性、单一的、受限的思维模式下所产生的产品形态设计为结果。在建筑设计中对于形态的探究仍停留在建筑的笔直坐落，最多出现几个转折面，这所呈现的造型还是与数字化设计存在很大差别。探究产品时也同样跳脱不出传统产品的整体造型，通过借鉴提炼的方式推导出新外形，但无疑所做的工作就是“套壳”，造型上并没有跳脱出原有产品的束缚。

2 数字思维是产品设计的创新探索

“数字化”一词最早由美国麻省理工媒体实验室的尼古拉·尼葛洛庞蒂（Nicholas Negroponte）博士于1995年发表的著作《数字化生存》中提及。基于计算机发展的数字化设计刚提出之时并没有给设计领域中带来什么质的变化，直到数字化设计方法论中之一的“参数化设计”定义由扎哈·哈迪德的建筑师事务所（ZHA）合伙人帕特里克·舒马赫首次明确，从此数字化设计引领着前端的设计方向。参数化设计实则是通过参数变量以形成数字与形态间的某种关系。

产品设计除了功能性外，还应具备考究的造型语言。现在国内外已有大量创新实践应用数字化设计方式于造型语言中。数字化设计以感性的线条、延绵层叠的空间感、生态有机的形态构建出传统设计无法设想的造型语言，实现完全的创新探索，并用全局的角度去审视整个产品造型。扎哈·哈迪德设计运用数字技术大胆地尝试造型的可能性，运用自然生长算法，打破传统造型样式，探究灯具的造型。她设计的起源之灯，沿用发展语言，隐喻了植物生长过程，使灯具造型宛如正在“生长”一般，如图1。美国设计工作室Nervous System创建以来一直致力于科学、艺术与科技的融合，运用数字化技术模拟蜂窝结构设計出一系列双薄壁腔的杯子，外壁不仅漂亮，而且还具有隔热的功能，如图2。数字化设计语言在通过调节参数变量产生形态的同时，将传统设计思想融入到数字化设计之中，提炼造型语言，达到现代与古朴、科技与传统的相互呼应。

以数字化设计思维方式去探索创新产品造型语言，是更理性、直观性、科学性的计算机运算下的设计为结果，在数学逻辑中运用数字变化量生成具有数字信息的虚拟模型[4]。虚拟模型是无止境的，也正是此，打破了人们思维的局限性，只需要最后根据设计师的经验挑选出符合的有机形态。数字化设计方式实现造型语言的无限探索，以计算机为设计工具，非线性、参数化的调整为设计手段，实现产品设计的创新探索。我们所关注的设计内涵远远超出了设计形态本身，而是设计师在运用时的思考方式。

3 设计思维与数字思维的整合是产品设计的发展趋势

数字化设计是设计与多领域多层次跨界后生成的结果，将数字思维应用于设计思维之中，利用修改参数等变量值而产生不可预期的造型变化，因此，它的多样化的设计结果是依靠非线性的、参数化的，造型能完成的复杂程度是人手通过大脑设想无法表达的。不断地有设计师开始尝试探索将设计思维与数字思维整合，数字设计中关键技术即为算法，算法其实是表述的逻辑表达关系式。跨界整合的设计方式——以数学为基础的数字化设计，从此那些本和设计无关的“公式”“算法”“代码”等术语将会频繁出现在设计师的视角中。

设计思维与数字思维的整合会为设计师在形态设计中带来无限探索可能。世间万物中最美的事物不是由人类设计出来的，而是动物、植物、微生物在自然演化下形成的自然形态，它的出现是随机的，无意识的，存在着无限可能性。能否探索出生物自然演化规律的算法，运用于产品形态设计中，数据的变化生成永无止境、形态各异的产品形态虚拟模型，永远也无法预见它下一秒会以什么样的形态出现。大自然中同种贝壳它所带有的纹路都不尽相同，每一个都美得可以作为艺术孤品，若探究其纹路生长规律生成算法，演绎出更优质的结果，参数的变化生成更多的有机形态。张周捷数字实验室设计利用数字设计探究计算机中最基本的图形语言——由点线面生成的三角面，对基本语言的参数化调整算法生成最终的“Triangulation”系列椅（如图3），使椅面与椅背呈现干变万化的形态，并可无穷尽下去，极具有未来感。因此，设计需要以一个包罗万象的角度去看世间万物，无论是自然演变、物理变化还是世间任何存在的变化都可以作为我们设计的切入点，运用数字思维去探寻它的可能性。设计思维与数字思维的整合必定会为未来的产品设计带来优势。

1）设计具有探索性。当设计思维与数字思维碰撞时，数字技术可以为设计完成想做的任何事，那这时最为重要的便是设计概念所具有的创意性。排除了原本受到模型制作的限制，借助数字技术，大胆设想，打破常规的局限，寻找自然空间中存在的处处变化，例如，细胞分化过程、晶体析出过程、水波形成的纹路等，以万物变化的最小基本单位重新构建“新物种”，在建立的逻辑中，创建出形态的无限可能。

2）设计具有高效性。运用数字技术思想于设计中，无不是添砖加瓦，开拓了设计方式。摆脱了传统纸上绘制草图的方式，减少了多次建模的步骤。设计者运用参数，将原本恒定量变为可变量，就可创造出无数满足设计需求的相似模型，与传统建模中受到尺寸、功能关系、结构关系控制不同[5]。数字化设计能够更高效的获得多种设计形态，因为决定设计的不是形体本身而是由参数决定。设计师通过对上百甚至上千个虚拟模型中筛选探求其可行l生。

3）设计具有个性化。数字化设计可基于用户个人数据生产出独一无二的产品，且在制作工艺上精度较高，因此，为了把控设计质量，它的成本相对较高，它所面向的消费群体相对的高端化。由数字技术控制而产生的有机产品形态必定更加符合消费者需求以及空间环境的需求。已现有大数据在互联网中的应用，未来以消费为导向，具有个性化的数字化设计产品必定指日可待。

4 结论

设计本身是多学科交叉应用，多领域跨界合作的学科。在数字时代下，设计师必须与时俱进，依靠蓬勃发展的科学技术借助数字化设计的方式，将设计思维与数字思維整合。设计过程离不开不断优化的设计方式，传统设计思维作为产品设计的基本和保障，融入数字化设计于产品设计中是未来设计的必然趋势。相较于典型传统的设计思维方式，数字思维能够使设计突破局限，摆脱思维固化，完成产品设计创新探索，使设计的可能性达到最高化。

参考文献

[1]周伟强.建筑全寿命周期下的建筑设计信息化探索[D].重庆大学，2009：1

[2]何杨帆，王小雨，覃会优设计思维下产品设计的应用研究[J]工业设计，2018 （09）：52

[3]曾栋，巩敦卫，李梅子，李楠.产品造型中的思维固化策略与应用[J].机械科学学报，2017（15）：58

[4]李立，夏海山数字思维下的建筑设计方法[J]华中建筑，2016 （02）：12.

[5]卞京.产品造型设计的参数化探讨[D]中国美术学院，2012：11