几何在现代家具中的创意设计——以几何家具设计为例

杨 伟 星

(福建农林大学金山学院，福建 福州350002)

家具作为人居环境中必不可少的产品，可为人们的起居、工作、休闲等提供便利。家具的使用功能使人类感受到生活的便捷，其造型中包含的点、线、面元素丰富了家具的造型特征，使人类在使用过程中产生极大的愉悦。因此，点、线、面等几何构成元素在家具造型设计中尤为重要。长短不一，粗细不同的点、线、面元素组合在一起，能够形成内涵丰富、造型多样的几何元素家具，引发使用者丰富的联想和审美情感。因此，几何元素应用在家具设计当中能够获得使用者的青睐，为家具设计提供更多的设计可能性。

一、几何家具的创作起因及文化基因

(一)几何家具的创作起因

二次世界大战期间，立体派、构成派、风格派等工业设计革命浪潮扑面而来，几何抽象化形态的家具设计逐渐占据市场的主流。而这种风格的产生主要受包豪斯与荷兰“风格派”的影响。在此期间设计理念力求对比与统一，造型追求少而精。设计思维与几何形态风格的一致性，促使几何形态设计风格走向成熟。在此期间，艾洛·阿尼奥利用几何形态的叠加组合、解构堆积，构成新的围合空间，设计了具有划时代意义的工业产品。而里特维德则用红、黄、蓝3种色彩对几何形态板件进行装饰，完全使用简单的几何形体作为家具的结构，毫不修饰，如他设计的红蓝椅成为几何家具的新突破。这一时期几何家具的快速发展，为之后几何家具的设计奠定了坚实的基础。

几何家具在造型上强调点线面的几何学的符号关系，减少传统文化元素，凸显现代设计理念和机械化生产的工艺。在用途上考虑人体工程学和人体行为学中的使用关系，在生产工艺上特别强调几何点线面之间交接处的结构关系，将设计理念习惯融入线面元素的构造，最终形成了具有一定规则性的角形、圆形、方体等几何形态，蕴含了丰富的文化内涵与时代的审美情趣[1]。

在现代家具设计中有意识地对点、线、面进行简单组合和重复组合，就可以设计出简洁、有规律的现代几何家具，对于点线面的用法和比例不一样，设计出来的几何家具也截然不同[2]。

点是线的开始与结点，无数个点组成线，它也是两条线的交汇处。在几何学里，点没有大小、 没有方向、没有体积。在几何家具设计中，点可大可小，点可以起到装饰作用、功能作用、结构作用。点在设计装饰当中极具张力，能起到引导视线的作用，单一点会引导视线，引入在家具设计中主要表现于色彩、变化与指引方向等方面。

线具有长短、方向，与宽度和厚度无关。在几何学里，线有直线、曲线，有均衡稳定，有节奏韵律。直线与直线之间形成的角度，在家具造型结构上体现力学的关系。多样化的线条处理会给人们带来不同的视觉感受，如家具的外轮廓线，面与面的交界都能体现出线的重要作用。线是勾勒家具轮廓线的重要设计元素，不同的线条给人以不同的视觉感受。其中，直线给人坚定、力量的感觉；曲线则表现出节奏与韵律的形式美法则，给人以柔和、舒畅的感觉。

面能够使人产生与直线所引发的相似的心理特征，给人一种安定有序感。在几何形态家具设计中，形态的分割、组合大都通过面的造型来划分功能区，由一个独立的面设计出的家具既节省材料与空间，又美观大方[3]。

(二)几何家具的文化基因

几何符号造型所代表的意义，自古以来东西方在理解和认知上既有一定的联系也有一定的区别。宋朝李诫的《营造法式》，开篇所引《周髀算经》的“圆方图”与“方圆图”，认为“万物周事而圆方用焉，大匠造制而规矩设焉”，其包含方圆作图手法，也是中国古代规划、建筑设计中重要而根本的设计方法。最基本的方圆作图衍生了一系列经典构图比例(如1∶1.414)，这与西方黄金分割比(1∶1.618)并驾齐驱，体现了东方文化的韵味之美。正所谓“方属地、圆属天，天圆地方。方数为典，以方出圆”。清华大学建筑学者王南博士在《规矩方圆——天地之和》书中阐述了李诫的《营造法式》，开篇写道：圆方图与方圆图——在中国文化中的重要作用，“规矩”是中国古代工匠的口头禅，无规矩不成方圆；在中国古代工匠设计营造的建筑中基本以方圆的构图比例，反映了中国古人“天圆地方”的宇宙观和追求天地人和谐共处的文化观念的反应[4]。

德国著名字体设计师鲁道夫·科赫(Rudolf Koch)在《符号之书》中谈到几何、天文、欧洲经典符号的造型图解。圆没有起始，亦无结束，也是代表永恒的符号；正方形是象征世界和自然的符号，也象征数字四，蕴含许多象征意义。如天空四角，即认为天空是四个角，对应太阳于春秋分时的日出、正午、日落、半夜的位置。而在西方，几何的比例同样十分重要，在古希腊文化中，黄金分割比甚至被描绘为一个“神圣”的比例，其揭示了一个设计师频繁出现的常量，适用于生活、艺术、建筑等各种层面设计构图[2]。

二、几何家具的设计创新理念

几何家具追求简洁、线条流畅，装饰性构件使用较少，容易使人审美疲劳。因此，在几何家具设计的创新性方面是需要设计者着重注意的。家具设计应该从本质上来理解创新的定义和思考创新思维。本研究认为应从以下3点作为原创设计的创新方向：(1)理念创新。设计理念融入各种可能的新观念，打破常规、突破传统思想理念的禁锢，挖掘设计精髓、融汇经典、力图实现传统与现代的完美融合。(2)功能创新。设计理念注重以人为本，突出功能大于形式，强调材料的舒适性和可持续性，重视几何学在设计中的重要性和必要性。(3)生产工艺创新。信息化的发展、高科技的进步，物联网经济的主导，在一定程度上催生了新的材料、新的生产技术、新的生产方式的发展，使新家具产品设计具有时代感、科技感[5]。

在几何家具设计中，黄金分割比例的应用十分重要，由于几何家具主要采用极简的设计手法进行打造，表面装饰较少，很容易使人感觉乏味，而合适的比例尺度能够为极简几何家具的设计赋予灵魂。可辅助运用“圆方图”与“方圆图”所包含的方圆作图手法，延续中国古代匠人的设计方法。将黄金比例结合人体工程学相关参数运用到造型中，打造融合理性美与韵味美、现代感与创新性、舒适性与美观性于一体的现代中式家具。

三、几何家具的创意设计过程

随着人类社会的不断进步和人们生活水平的不断提高，家具作为生活中不可缺少的一部分，丰富了人们的物质世界，也满足了人们的审美需要。从当前的家具市场可以看出，家具的造型及功能日益丰富，材料应用让人目不暇接。家具设计应该从本质上来理解创新的定义和思考创新思维。本研究主要对几何家具造型设计、材料与结构设计、软件应用设计、实验制造过程等4个方面分别论述，其中，笔者以所设计的新中式几何茶椅作为设计案例，辅以论证说明。

(一)几何家具造型设计分析

设计者通过家具艺术设计的系统化学习与实践，以几何造型为设计灵感来源，运用黄金分割的设计方法来研究造型美学与结构特点。本案设计要结合人的行为要素中的感觉、触觉、视觉的关系，处理好了构造与几何之间的关系。在满足“坐”这个基本的功能外，还满足造型的美观性、结构的简洁性、比例的准确性、材料的安全性，且设计新奇又具有理性美。

采用木材与金属材质为构造元素，以几何造型为设计依托，以此来营造一种新奇的简约设计风格特征。在一个简单的正方形的基础上搭建的比例精确的和谐作品。它的长、宽、高都相同，是一个完美的正方形，以方圆作图方法构图比例1∶1.414的矩形，造型呈雅致的“X”形支撑结构，形成椅子的永恒标志。这可以较好地体现家具设计的本质与价值，感受设计思维的艺术魅力与生活情趣。

在色彩装饰中注重色彩情感与线条情感的一致性，以中性色或单色为主，偶尔凸显一两个装饰亮点。在设计落地时运用高效生产的工艺技术，强调线面的几何学的符号在家具产品中的关系，以凸显现代设计理念和机械化生产的工艺。

(二)几何家具材料与结构设计分析

为了传承大国工匠的匠心精神，凸显中国传统木匠高超的工艺水平和东方的审美价值，以及较好地为家具的数据化生产提供有力的生产技术，为新时代中国的物联网经济发展提供物美价廉的家具产品，传统手工榫卯造型设计与自由组合铜件结构设计外观造型都强调几何的造型美学和现代的理性思维，也凸显了轻盈与稳固的心理美学。且既在结构力学上相互钳制、互相咬合，也包含了丰富的内涵与时代的审美情趣。材料色彩上运用大果紫檀的黄木色和黄铜的金属亮色，给人谦和温顺的感觉。以下从本案家具使用的材料、结构、制作方式方法等方面进行详细分析。

1.材料特点。采用大果紫檀，俗称缅甸花梨，属于红木国标规定的花梨木类。木材特征：木性稳定、结构细密、质地坚硬、木质密度高、不易开裂、不易生虫、耐腐蚀；材料美学：新材为红褐色、木纹清晰、花纹细腻美观，有些部位有明显的虎皮纹；材料特色：散发出一种悠远醇厚，不张扬的檀香味[3]。因为本案造型特点要求材料直径为20 mm，并需要根据不同部位做出不同的榫卯，大果紫檀的硬度和强度相对比较好，实验要求的预算也相对合适。

2.结构特点。为了适应不同的生产方式和人群需求，设计了2款不同结构的连接方式，一个是传统手工榫卯结合，一个是自由组合铜件结合。

3.传统手工榫卯结构方式。椅子全部由红木材料来纯手工制作，木材的交接处全部采用传统的榫卯结构，即有格角榫、粽角榫、燕尾榫、套榫、挂榫。木材的截面设计比较精细，直径为20 mm,主体框架木头与木头之间的交接部分需要在有限的截面上开出不同造型榫眼和榫口，并将其有力地相互咬合在一起，榫卯间的精密要控制在0.3 mm以内；同时，不允许借用金属钉子，又要确保木材在四季的气候变化和不同地区的环境含水率以及气候差别的前提下不发生散落式变形(图1)。

4.自由组合铜件结构方式。椅子主要由大果紫檀和黄铜构件来相结合制作，4种不同的标准铜件通过翻模注浆的方式成批生产，用车床工艺将木材车成统一标准20 mm直径的木条，切成不同的长度，坐面板用框架式木板标准化制作，木材与木材的交接处全部用特制的铜件结合起来，3个侧面用细钢条拉紧固，结构安装原理用脚手架安装原理。这种制作工艺设计的目的主要是有利于大批量机械化生产、自由组装和方便运输，也有利于物联网电商平台销售，可提高生产效率和降低成本，以及凸显产品的设计时尚性和艺术效果(图2)。

图1 传统手工榫卯结构款三视图(主视图、左视图、俯视图)Fig. 1 Three views of the traditional handmade mortise and tenon chair(main, left and top views)

图2 自由组合铜件结构款三视图(主视图、左视图、俯视图)Fig.2 Three views of the free-assembly brass structure model(main, left and top views)

(三)软件应用设计分析

本案造型设计特别强调几何线面之间三维形态交接处的结构处理，线与面构成具有一定规则性的立方体构造形态。为了能较好地达到预期效果，本案设计采用信息化和数据化的现代生产方式，应用3Dmax软件模型进行制作，整体实现数据化、多角度虚拟，将力学受力方式通过模型方式在软件中检验受力的荷载量，再展开多次的虚拟人机荷载测试。设置模拟各种年龄和身材及不同受力进行动态虚拟测试，记录使用反馈，根据反馈选出最佳造型和最恰当结构荷载方式，并继续修改模型。从人体工程学的角度来看，好的家具产品可满足95%的人体尺度，通过模拟不同人的身高、体重，以确保荷载与使用达到设计要求。从人体行为学的角度考量，设计的家具作品能够满足人在使用过程中的行为需要[5]。这通常可通过问卷调研和大数据进行系统化分析，来确定造型美感基本能符合更多的受众面。

(四)实验制造过程

随着新时代生产力的提高和新生产方式的进步，为了本案设计能完全适应数据化生产、自由组装、方便运输、便于物联网平台销售等，以提高生产效率和降低成本，赋予现代设计的时代感和完美的艺术效果，本案设计和制做的主要流程：(1)原材料挑选、开大料。(2)放样。由设计图纸按比例1∶1放样模版(木料模版、铜件模版)。(3)木工细作。由木匠师傅根据图纸尺寸和模版出细料，制作过程：细料加工—开榫卯结构—开槽口—车床车圆木—零件组装(榫口胶合)—困夹稳固—打磨光洁—上进口木蜡光油。(4)铜件加工。软件将铜件造型进行三维化模型制造，制作过程：图形文件导入数控机床—上铜板—精雕刻—打磨光亮表面的污渍—金色电渡工艺。(5)组装调整(图3、图4)。

图3 传统手工榫卯结构款效果图Fig.3 Traditional handmade mortise and tenon chair display

图4 自由组合铜件结构款效果图Fig.4 Free-assembly brass structure model

四、总结

几何家具的创作过程较为复杂且有意义，通过分析中西方设计文化理念、设计方法，结合当前生活生产方式及科技水平和互联网经济，探索人与物的关系、物与技术的关系、物在空间的关系，应用软件模型和实体模型进行综合性研究设计。几何家具创作设计过程强调造型的美观性、结构的简洁性、比例的准确性、材料的安全性，同时凸显新奇的理性美，可较好地体现家具设计的本质与价值，让人感受设计思维的艺术魅力与生活情趣。通过几何家具设计分析与经验总结，为大众创造出具备时代美感又能满足物质和精神需求的几何家具，探索出一套家具创作创新的思维模式及设计方法，有助于成就更加多样的家具创新设计。