产品设计理论与方法 -工程

    3．1 概 论3．1．1 产品设计的范畴   工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，

产品设计理论与方法

。从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命及美国设计的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿、探索、形成、发展的百余年历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。国际工业设计协会理事会(工CSID)给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，需要工业设计师对包装、宣传、展示、市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。 工业设计主要包括三个方面内容。第一是产品设计。第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展开的环境设计，如产品的展示与陈列，商品橱窗设计、以及室内设计等。   产品设计作为工业设计的核心内容，它涉及面很广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无处不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产机床、加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器、仪表；既包括私有的自行车、摩托车，也包括大型的汽车、飞机等交通运运输工具；从口红到宇宙飞船，都属于产品设计的范畴。3．1．2 产品设计与工艺美术在我国，工业设计作为一门新兴学科，尚未被有关部门及生产企业的各层人士充分认识，对产品设计有着不同程度的偏见和误解，往往简单地理解为艺术造型、装饰美化，对“设计”的含义缺乏全面、深入的理解。 工业设计源于手工艺和纯艺术，其表象特征与艺术极为相似。在产品设计中，我们要运用一些美术创作的规律和手法，掌握必要的色彩知识、美学法则、绘画工具等，其目的是为了加深对所设计产品形象的理解和认识，以及这种理解和认识得恰当表达；这种表达式综合性的，是在特定的设计思想指导下的功能与形式的统一，内容与画面的统一，而不是艺术创作中为“表现”而表现，形势高于一切的状况，在计算机高速发展、广泛渗透的今天，设计师只要掌握计算机操作基本原理，借助有关绘图软件，就可以在显示屏幕上进行表现与创作，随心所欲地变换产品的色彩，表现不同角度的立，体效果；可以分解产品的各个部件，也可以重新组合；可以提供完整的平面尺寸图，也可以任意剖视。计算机辅助设计，弥补了人们表现绘图的不足，可以在短时间内，快速地提供众多比较方案供评价选择。现代绘图工具也有很大进步，各种规格尺寸的画圆板、椭圆板、曲线板成为设计者表现复杂形体的好帮手，并使表现更准确、更迅速。而那些由不同明度、不同色相、不同纯度组成的系列“记号”笔、彩色铅笔，可以简化设计表现中颜料的调色工作，方便了设计。由此可见，“表达’’仅仅是产品设计的手段，而不是目的。产品设计的最终结果也追求整体的造型美及表面艺术效果，但这是一种实用的美，是对艺术美的一种特殊表现；这种美的表现，不是通过画布、油彩，而是通过结构和材料及表面的工艺处理来达到的；而产生的手段，不是通过画笔，而是通过加工机床、喷涂设备，这也就得到了与美术创作不同的结果。产品设计过程是一个多元的总和的创造过程，从广泛的社会、市场调查开始，充分考虑大多数人的需要，同时还要顾及到生产的工艺技术条件，顾及到才智的选择，顾及到生产成本、经济效益。设计过程是一个科学的、有计划的、有组织的创造过程，设计师不可能仅凭一时的灵感触发，不能以个人的想当然代替I业设计自身的规律，这也许是产品设计与工艺美术创作过程的差别。产品设计的对象    而应该是内部使用功能的合理表现表现。而艺术品所追求的是形式至上，精神第一，强调个人情感的表现，是一种精神产物，只能满足人们的心理需求，达不到实用功能的目的。 产品设计是大机器工业的产物，并且伴随着大工业而发展。产品设计具有大批量生产的特点，有一定的经济、科学规范性；产品设计具有商品特性，它的成果是作为商品进入市场，为广大用户或社会公众所承认和接受，不同于那些只能在沙龙上为少数人观赏的单件工艺美术品。3．1．3 产品设计与机械设计   第一类是所设计制作的零部件是为了影响带动控制另一部件，如：汽车的行驶是由控制发动机，通过离合器、变速箱、传动轴即后桥带动后轮驱动的。这一系列控制、传动装置就是第一类部件，是一种机器型部件，是相互关联的部件，是以“物与物”的关系出现的；类似的家用电器中各电子元件及联接，也属于这类部件。另一类部件是为了人的直接使用操作需要而设计制作的，如汽车驾驶员的座椅，它虽然是“物”，但不是作用于另一物，而是作用于人，即为了驾驶员操纵汽车的需要而设计的，要求它必须适合人的生理机能，使驾驶员能舒适持久地工作。同样，家用电器中操纵面板、按键、显示器及整体外形也是作用于人，为人所使用，为人所欣赏。这一类部件是一种工具型部件，与人密切相关，作用于人，是一种以“物与人”的关系存在的。

3．1 概 论3．1．1 产品设计的范畴   工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物。从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命及美国设计的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿、探索、形成、发展的百余年历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。国际工业设计协会理事会(工CSID)给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，需要工业设计师对包装、宣传、展示、市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。 工业设计主要包括三个方面内容。第一是产品设计。第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展开的环境设计，如产品的展示与陈列，商品橱窗设计、以及室内设计等。   产品设计作为工业设计的核心内容，它涉及面很广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无处不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产机床、加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器、仪表；既包括私有的自行车、摩托车，也包括大型的汽车、飞机等交通运运输工具；从口红到宇宙飞船，都属于产品设计的范畴。3．1．2 产品设计与工艺美术在我国，工业设计作为一门新兴学科，尚未被有关部门及生产企业的各层人士充分认识，对产品设计有着不同程度的偏见和误解，往往简单地理解为艺术造型、装饰美化，对“设计”的含义缺乏全面、深入的理解。 工业设计源于手工艺和纯艺术，其表象特征与艺术极为相似。在产品设计中，我们要运用一些美术创作的规律和手法，掌握必要的色彩知识、美学法则、绘画工具等，其目的是为了加深对所设计产品形象的理解和认识，以及这种理解和认识得恰当表达；这种表达式综合性的，是在特定的设计思想指导下的功能与形式的统一，内容与画面的统一，而不是艺术创作中为“表现”而表现，形势高于一切的状况，在计算机高速发展、广泛渗透的今天，设计师只要掌握计算机操作基本原理，借助有关绘图软件，就可以在显示屏幕上进行表现与创作，随心所欲地变换产品的色彩，表现不同角度的立，体效果；可以分解产品的各个部件，也可以重新组合；可以提供完整的平面尺寸图，也可以任意剖视。计算机辅助设计，弥补了人们表现绘图的不足，可以在短时间内，快速地提供众多比较方案供评价选择。现代绘图工具也有很大进步，各种规格尺寸的画圆板、椭圆板、曲线板成为设计者表现复杂形体的好帮手，并使表现更准确、更迅速。而那些由不同明度、不同色相、不同纯度组成的系列“记号”笔、彩色铅笔，可以简化设计表现中颜料的调色工作，方便了设计。由此可见，“表达’’仅仅是产品设计的手段，而不是目的。产品设计的最终结果也追求整体的造型美及表面艺术效果，但这是一种实用的美，是对艺术美的一种特殊表现；这种美的表现，不是通过画布、油彩，而是通过结构和材料及表面的工艺处理来达到的；而产生的手段，不是通过画笔，而是通过加工机床、喷涂设备，这也就得到了与美术创作不同的结果。产品设计过程是一个多元的总和的创造过程，从广泛的社会、市场调查开始，充分考虑大多数人的需要，同时还要顾及到生产的工艺技术条件，顾及到才智的选择，顾及到生产成本、经济效益。设计过程是一个科学的、有计划的、有组织的创造过程，设计师不可能仅凭一时的灵感触发，不能以个人的想当然代替I业设计自身的规律，这也许是产品设计与工艺美术创作过程的差别。产品设计的对象    而应该是内部使用功能的合理表现表现。而艺术品所追求的是形式至上，精神第一，强调个人情感的表现，是一种精神产物，只能满足人们的心理需求，达不到实用功能的目的。 产品设计是大机器工业的产物，并且伴随着大工业而发展。产品设计具有大批量生产的特点，有一定的经济、科学规范性；产品设计具有商品特性，它的成果是作为商品进入市场，为广大用户或社会公众所承认和接受，不同于那些只能在沙龙上为少数人观赏的单件工艺美术品。3．1．3 产品设计与机械设计   第一类是所设计制作的零部件是为了影响带动控制另一部件，如：汽车的行驶是由控制发动机，通过离合器、变速箱、传动轴即后桥带动后轮驱动的。这一系列控制、传动装置就是第一类部件，是一种机器型部件，是相互关联的部件，是以“物与物”的关系出现的；类似的家用电器中各电子元件及联接，也属于这类部件。另一类部件是为了人的直接使用操作需要而设计制作的，如汽车驾驶员的座椅，它虽然是“物”，但不是作用于另一物，而是作用于人，即为了驾驶员操纵汽车的需要而设计的，要求它必须适合人的生理机能，使驾驶员能舒适持久地工作。同样，家用电器中操纵面板、按键、显示器及整体外形也是作用于人，为人所使用，为人所欣赏。这一类部件是一种工具型部件，与人密切相关，作用于人，是一种以“物与人”的关系存在的。

产品设计最根本的出发点是以人为中心来考虑问题，人的基本需求有两方面：一是使用功能，二是审美要求。产品设计的任务就是要实现这两个方面的统一。设计师从人的生理、心理特性，从人使用舒适、方便、安全的角度，从人的审美要求出发，来探求物适合于人的形式，也就是从人的一侧，从产品的形状、色彩的一侧进行思考设计的。设计师追求的是产品与人的协调，技术与艺术的结合，科学与美学的融会。而工程技术人员是从产品有关的材料、结构、工艺等技术的一侧进入设计的。工程师们追求的是产品的结构合理、性能可靠等。在完成整个产品的设计过程中，设计师与工程时必然在某些地方相遇，这就要求设计师与工程师携手同完成设计，在设计初期设计师综合人的需要，在外形上提出多个方案，供工程师们参考，而另一方面，设计师与工程师的反复交流、合作，最终设计出既符合人的需要，又切实可行的产品。如座椅的设计，设计使首先研究使用该座椅的人的心理、生理特征，方面来求得座椅的合适尺寸，由于人们的高矮不同还要考虑座椅的前后、上下可调性；采用什么样的调节机构，可能要涉及到的新结构、新材料等技术问题，这也就需要与工程师们协商，把座椅的形、色、质与结构、工艺材料的可行性进行综合考虑，这样就与工程师们相遇了。工程师们从座椅的材料、工艺、结构等技术方面出发，考虑材料的成型方法，结构的局部处理，以及焊接工艺技术；对设计师提出的各个构思方案进行评价，完善设计结构的各个细节，确定材料及工艺生产流程，使方案更具体、更实际，最终共同完成设计。产品设计与机械设计，设计师与工程师，即有区别又有联系，机械设计不能代替产品设计，机械设计是产品设计的基础，设计师需要工程师的协助，只有双方的结合与协作，才能设计出理想的产品。3．1．4 造型设计评价标准——作品、产品、商品评审产品造型设计方案，对于决策的领导及工程技术人员来讲，是一个棘手的事情，因为纯粹从美的角度，很难有一个统一的认识。事实上，依据产品造型设计的上述特征，综合、全面地评价，可以得到一个定性的标准。首先，好的设计应该是一件完美的艺术作品，新颖，时尚，具有鲜明的个性和强烈的艺术感染力，给人有尚心悦目，美的享受。如果在设计初期，图纸方案都不能吸引和打动观众，这样的方案必定先天不足，给以后的设计，生产，销售带来困难。其次评价产品造型设计不能停留在效果图上，要进一步分析，好的作品还必须能够转化成实际产品。技术应配套，方便批量生产，结构工艺合理，否则，将只是纸上谈兵。最终，制造出来的产品要进入市场，成为销售商品，具有性能与价格的比值高，才能满足消费者的需求，只有低成本，高质量，才能给生产企业带来经济效益。 3．2 产品设计相关因素如图3．2所示：功能、技术、审美三者是有机地结合在一起的，它们互相依存，互相制约、相互渗透，组成了一个矛盾的统一体；其中，矛盾的主要方面在功 能上，功能是设计的根据、设计的目的；但功能的实现是有条件的，是受一定的物质技术条件和当时的审美观制约的；物质技术条件是设计的基础，审美要求则是设计凭借的手段和方法；材料、工艺、结构等技术因素是为功能目的服务的，但并不仅仅是一种被动和消极的因素，新材料、新工艺、新结构的出现将引起产品使用功能的变革和产品造型的变化；产品的外形是其功能、技术条件、审美观的综合表现。审美观与文化传统、风俗习惯、时代变迁有关，它影响着产品的造型，同时对功能和技术的发展起着能动的促进作用。只有正确认识和处理上述三个要素的关系，掌握它们之间的内在规律，才能有效地进行产品设计，并得到理想的结果。 3．2．1 功能因素 3．2．1．1 技术性能技术性能主要指产品本身有关的技术参数，如产品的应用范围、工作效率、加工精度、可靠性，使用寿命等。在产品设计中要注意外观质量与内部技术性能的适用关系；高精度的产品其外观艺术处理上应该是精致、典雅、高档的。大功率的产品应，该在外部造型上给人以浑厚、有力之感。某些零部件使用寿命有限的产品，应考虑其维修、更换的方便性。总之，设计师要运用可能的工艺手段和艺术手段，使产品的内部性能在外部造型相统一。   3．2．1．2 使用功能产品的使用功能包括两个方面，即产品本身应具之功能，产品与使用者配合的功能，产品与环境牵涉应具之功能。如一支笔，首先应具有书写功能，不论是使用天然材料制成的碳笔、铅笔、还是化工材料制成的签字笔、记号笔；也不管采用的是金属、塑料或硬的、软的哪种笔尖形式，其目的都是为了书写。其次，笔为人所使用，笔杆的外形必须符合人手的特征，必须方便人握和灵活地书写。此外，笔的外部造型还必须与其使用的环境相适应；笔经常置于平滑的桌面上，要考虑其防滚滑的特性；笔是随身携带的，应具有插挂的装置。产品本身应具有之功能是产品的基本功能，也即产品本身所担负的职能和所起的作用。设计产品归根到底是设计功能，如果我们从功能的观念出发，就能较容易地设计出全新的产品。如设计一张床，我们经过对床的功能分析得到：床的主要职能是供入睡觉、休息，实际上，我们要设计的是一个具有睡觉休息功能的东西，这样，设计构思就能够逾越传统床的四条腿、一块板的约束，跳出旧的条条框框，思想自然而然地展开，折叠床、沙发组合床甚至地台，这些新型的“床”就创造出来了。

有些产品只有一些主要功能，有些产品具有两种或更多功能。在设计多功能产品时，这些功能必须是相互联系，互相补充的，而不能是矛盾和冲突的。如设计一种学生用多功能台灯，若将时钟组合到台灯中去，它将有助于学生加强时间观念，掌握学习时间，有计划地学习，时钟的功能对学习起到了积极作用。而若将收音机组合到台灯中去，学生在学习时可能会去拨弄收音机而影响正常学习。显然，这两种功能是相冲突的，是不应在一种产品上同时存在的。产品与人配合之功能，是设计者不可忽视的一个重要方面。追溯到17世纪开始的欧洲工业革命，机械化代替了手工劳动，由于设计的目的不明确，只追求理想的技术性能指标，只注重产品本身具有的功能，而忽略了操作者、使用者这样一个重要方面，将产品置于理想境界，犹如不是活生生的人去使用、操作，这一点，在电影《摩登时代》中，卓别林表演得淋漓尽致，结果导致不少产品功能不合理，操作不方便，容易出差错，甚至发生重大安全事故。有些产品色彩刺激、造型生硬，使人产生厌烦情绪，导致工作效率下降。产品是为人服务的，不同的人有不同的要求，设计者应以人为出发点，深入解析与人相关的各类问题。首先应该明白产品是给谁使用，是为老年人，还是为青年人，是为普通人还是为残疾人，设计均有不同的针对性；尤其是那些与人关系密切的产品，更要重点考虑人的视觉、听觉、触觉效果。为什么人们面对一些设备，有的一看就知道操作，而有的翻了几叠说明书仍茫然不知所措呢?原因就在于设计中没有考虑使用对象，没有掌握人的习惯动作，缺乏一种视觉、操作语言；设计师的工作是要让生活简单化而不是复杂化，不能为炫耀技术而丢掉了人性。为人服务是设计的核心，努力协调产品与人的关系，以满足人对产品在精神与物质方面的需求，这就是设计的起点和目标。与产品相关的环境有社会环境和自然环境，前者指与产品有关的国家政策和计划，相关的法规，社会经济状况，市场需求情况，以及文化传统、民族特征等；后者指产品的生产、使用环境。在产品设计中必须考虑环境因素，有针对性地设计。如我国的冰箱设计与国外的一些冰箱设计就不尽相同，在欧洲等发达国家，冰箱是作为保存食品的设施，放置在厨房或不显眼的地方，因此，其外部造型简洁明快，与其周围环境相协调；而在我国，冰箱不仅具有存放食品的功能，而且因放置在客厅中，显示一个家庭的财富，还必须具有装饰的功能，这也就造成了同一种产品，因文化、习俗、使用环境不同而要求设计有所差别。同样，组合家具在国外已成为过时产品，而在我国住房面积较小、生活空间较紧张的情况下，组合家具仍十分流行。总之，环境因素是直接影响设计的一个重要方面。   3．2．1．3 功能与形式功能与形式之关系问题，历来是产品设计的基本问题，也是各种设计潮流及风格派别矛盾的焦点。早在包豪斯时期，对这一问题就予以特别重视，由于当时资本主义社会的发展和工业技术的进步，冲破了封建的唯美至上的形式主义极端思想的束缚，从而提出了“功能决定形式”的设计原则，奠定了现代工业产品设计的基础。后来这一原则被“功能主义”推向了极端，他们认为功能就是美，功能好的东西外观就一定是美的，一切与功能无关的形象统统抛弃，剩下的仅是物体的使用功能和要达到这些功能必不可少的造型；机器只讲提高效率，不考虑操作者的健康和安全。这些对繁琐的形式主义来说，无疑是一次革命，然而却把功能的作用和地位强调到不适当的地步，使产品和机器都变成了冷冰冰的铁块，使机器与人的感情愈来愈疏远，使人的理智和生理机能不能适应机械的要求。在功能与形式的关系问题上，极端的功能主义与极端的形式主义都是错误的。正是在这两种倾向的交织斗争中，正确的观念得到逐步形成和发展，随着人们认识的深化以及社会的进步，人们对功能的概念有了更深刻的理解，功能这一概念的内涵和外延现在已经大大地扩展了，传统的物理功能的概念正被现在广义功能的概念所取代，成为物质功能、精神功能两大类别的复合体，产品的使用功能中已加入了人和环境的因素；功能概念的扩展，使“功能主义”得到了新的生命，“功能决定形式”的设计原则，成为当今产品设计的主导观念。产品设计中的功能与形式，如哲学范畴中的内容与形式一样，是矛盾的两个方面，既对立，又统一。功能与形式的关系，首先是功能决定形式，形式服从功能，反对脱离实际的传统至上、艺术至上，反对为迎合商业竞争而进行的表面装饰。在这样的原则前提下，不反对在符合功能要求下对产品的必要的美化。结构是功能的基础，功能并不是结构本身，而是结构的外部表现。功能与结构也不是单一对应关系，同一功能可以通过完全不同的结构发挥出来；而同一结构处于不同的环境，也可表现出不同的功能；结构的变化带来形式的变化。所以对于同一种功能要求，可以用不同的形式来满足；形式不是永远处于绝对的服从地位，即形式具有其相对独立性；任何一种产品不存在既定的外形模式，产品设计要求做到外形与功能的协调统一，提倡形式多变，提倡创新。

3．2．2 技术、经济因素3．2．2．1 技术与设计材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面技术制约着设计另一方面，技术也推动着设计从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础，还具有其本身的功能作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形势和适当的加工工艺，就能够制造出实用，经济，美观的产品，即在产品中发挥技术潜在的动能。任何设计都是时代的产物，它的不同面貌、不同特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格，材料、加工工艺、结构、产品形象是有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。我国早期的椅子，采用原始的木材和竹子，使用榫卯的结构形式制成的，椅子的形体显得严谨而浑然一体，这些材料经过打磨加工，具有本质的色彩和纹理，不需要油漆，这样的椅子具有一种古朴典雅，明快流畅的造型风格，充分体现了材质和结构的自然美，这种椅子的风格式样和它的加工工艺与原材料的选用是分不开的，是当时生产力的体现；正是由于这种材料的局现，原始的榫卯结构使产品的舒适性及造型变化上有很大的限制，其生产效率也是相当低的。 现代的椅子，采用金属型材，辅以工程塑料、泡沫海绵、化纤合成革、人造板材等制成的，产品的外观形象产生了质的飞跃；这些椅子，采用金属材料作骨架，结构更加轻巧，且形式多变化，有些还可折叠，充分合理地利用空间，方便使用；人造的各种填充物和面料，使人感到舒适和亲切；色彩和肌理更具现代感；金属型材，加工方便；采用机器大批量生产，工序简化，效率提高，成本降低，具有更好的性能，这是一种建立在高度工业化水平基础上的产品设计。材料和加工方法直接影响着产品设计；不同的材料和加工方法给人生理、心理上不同的感觉；由于材料的选用，成型的方式及表面加工处理的不同，使物体产生轻重，冷暖，光滑，粗糙，精细，粗犷等不同的形象感，影响着产品的外观质量，成为评价设计的一个重要方面现代产品设计以大批量、机械化为其生产特点，手工业时代的那种精雕细刻的传统设计方式已经不能适应现代化大工业生产的需求。设计中材料的选用和加工方法匹配是非常重要的，材料选用和加工处理得当，就能充分地、直观地表达出材质本身的自然美，提高产品的表面质量。如一些仪器仪表的操作面板，选用铝合金材料，经过喷砂、氧化处理，得到点状的表面肌理效果，适合人的生理视觉要求，给人们精密高级之感。科学技术的进步发展，人们不仅能够利用材料本身特性，经过不同的加工方法而得到不同的纹理、颜色、光度等艺术效果，而且可以改变材料原有的质态，形成一种新的材料质态，以廉价、易加工生产的材料来代替，补充自然昂贵的材料，实现产品设计的多样性和经济性。如用塑料来代替铝合金，贴面装饰板代替高级木材，人造革代替真皮革等，不仅能达到被取代材料的表面艺术效果，同时也降低了成本，易形成批量生产以满足大众的需求。产品设计除受材料和加工工艺制约外，结构也是影响产品造型的重要因素。不同的结构形式必然在外部；形态上得到反映，如皮带轮传动、齿轮传动两种不同的变速传动机构，在其外部造型上，皮带轮传动必然大而，笨，齿轮传动则可做得小巧，精细。如家用洗衣机从单缸、双缸到全自动单缸，外部造型的发展就是由于内部，结构的改变所致。现代科学技术带来了新材料、新工艺的不断出现，同时给设计也带来了新课题。我们应重视材料的物质特性，选用适当的材料制造产品。新材料应该有新结构，如果用现代材料来表现陈旧的结构和造型，必然招致材料和形式的背离。材料与结构要互相适应，材料与造型要相互协调，新材料不能袭用旧有材料所赋予的形态结构，只有充分发挥新材料、新工艺、新结构的特点，才能增加产品的功能，提高产品的价值。  3．2，2．2 设计与经济性产品设计必须注重生产成本，做到以最少的财力、物力、人力、时间来达到最佳的经济效果，这就是产品设计的“经济性”；经济性制约着设计中材料的选用、工艺方法的选择以及产品的结构等因素，使各技术因素与设计更协调合理；经济性是一个充分，全面评价产品设计的综合性指标 产品设计所涉及的产品将成为商品，即所设计的东西，最终要销售流通到社会，才能得到应有的经济效益。因此，产品设计一方面要有利于大机器批量生产，有利于生产管理，有利于降低能耗和材料成本，有利于提高工作效率，即有利于提高产品的产出与投入的比例；另一方面，还要考虑有关产品的包装、运输、销售、使用、维修等社会流通环节，要考虑与人有关的各个因素，要全面地提高产品的质量，让人购买、使用放心；如果生产出来的东西大量积压而无人买或少有问津，经济效益就无从实现。降低成本和提高质量是矛盾的两个方面，作为用户，希望付出的费用少，而得到的商品质量好；而对于生产单位来说，则希望花费的成本低而卖出高价钱。将用户与生产企业两者综合起来考虑，即以用户的希望“费用、质量”比上生产的实际“成本、价格”，其中的“费用”与“价格”抵消，可得到一个公式，价值系数＝质量，成本价值系数包括了质量与成本两个方面，是评价产品经济性的综合指数，价值系数大则经济性好。从式子中清楚可见，要提高产品的价值系数，设计者可以从这几个方面考虑，一是提高质量量，降低成本；二是提高质量、成本不变；三是质量的提高幅度大于成本的提高；四是在保证质量不变的前提下降低成本。

一个产品由众多的零部件组成，在产品设计中，除了要分别考虑各部分的经济性外，还要注意整体平衡，要分清楚各部分的主次、轻重、缓急，对于那些吸引人的视线、与人直接接触、影响整个产品的外观质量的部分，应重点设计，重点投资，即以合理、经济的投入而获得最大的效益。3．2．3 审美因素3．2．3．1 时代性与创新时代性和创新是产品设计的重要特征，它关系到产品造型的成败与生命力，是审美因素中最灵活，最重要要的基因。随着社会、科技的发展以及人们精神生活的丰富，人们审美能力的提高，对产品的审美功能提出了更高的要求，那些过时陈旧的造型令人厌弃，而具有鲜明的现代特点，具有创新意识的产品为人们所接受。因此，要求设计师随时了解时代信息，跟上设计新潮，才能赋予产品更强的竞争能力。作为满足人们的现代物质生活和精神生活需要的产品，实用功能与审美功能是紧密联系在一起的，美感的功利性非常突出、明显。性能优越的产品容易使人赏心悦目，它的形态容易得到流行，如高科技综合代表的航天飞机造型，应用现代电子技术电器产品等，代表着一种设计趋势和潮流，即以先进科技作载体的产品形态往往代表了造型的时代特点，领导着时代的新潮流。从历史上看，某些新材料、新工艺、新结构的出现，往往是新的产品形态发展的先导。早期的汽车，是马车与发动机的组合体，车身采用铁、木材料，加工停留在手工艺生产阶段，造型美主要表现在车身、车灯、车轮及通风罩等附件上华贵的装饰；随着技术的发展，车身工程有所突破，锻金、冲压和焊接技术也相继出现，汽车机械化大批量生产成为可能，车身采用整体的大弧面、大曲线，简洁、明快的造型代替了那些繁琐的装饰，使 汽车外观面貌一新。新工艺、新材料的发展与应用，为产品设计提供了新的物质条件，产品使用新的材质，采用新工艺手段，可以丰富其表面质感和色彩变化，获得良好的视觉效果，表现出精良的外观质量，体现出时代的工业技术美。产品设计的时代特征和时代潮流，还敏锐地反映着该时代人们审美观的变化。审美是时代的观念和意识的产物，具有时代性。由于时代的发展，科学技术的进步，人们生活水平及文化艺术修养的提高，人们的审美标准和审美意识也在改变。 20世纪30年代，流线型汽车的出现，带来了流线型这种“时髦线型”的风靡，各种产品争相摹仿。进入50年代，科技高速发展，为适合这种快节奏的生产生活方式，人们喜欢上了那种“大、平、正、方’’的挺拔有力而简洁明快的造型：方盒子形的日用产品，方基调的大客车到处可见。70年代以后，人们开始追求一种舒适、豪华的生活，对那种方形、生硬的造型产生厌恶情绪，希望产品造型柔和、亲切，更具人情味，从而出现了现在常见的大圆弧、小圆角的造型风格。人们的审美观念，与科学技术共同发展、不断提高。产品设计必须跟上时代潮流，为了延长产品的生命力，我们还可以“超前设计”，即把握住产品造型的发展趋势，从发展中看到产品的需求量，依据未来需要进行设计。但“超前设计”应注意“超前”的“前”，该有一个“度”，这个“度”便是人们的需要和需要前景、趋势。无限制地“超前”就会成为设计中的“自我欣赏”。3．2．3．2 美学法则美学法则是人们千百年来根据自然形成的规律性不断创造和总结出来的，是产品造型设计的参考依据，是客观地分析、评价产品“美”与“不美”的基本原则。应用在产品设计中的美学法则主要有：统一与变化，均衡与稳定，比例与尺度等。 （1）统一与变化—个产品由若干零部件组成，这些零部件的形式、材料、色彩、功能各不相同，但它们之间有非常密切的内在联系，有机的融合为一个整体。正是这些零部件的多样性，成为产品造型变化的基础，而各部分的内在联系和整体性，就是产品造型统一的依据。产品设计就是使产品外形具有既多样变化、又整体协调统一的艺术形象。因为任何物体的美都表现于它们的统一性和差异性之中，因此，产品完美的造型必须具有统一性，统一可增加造型的条理及和谐的美感和产品的整体感；但只有统一而缺少必要的变化，产品形态就会显得单调、呆板。可见产品设计的主要任务之一，就是有意识地考虑和利用各零部件的差异性和统一性因素，把它们有机地组合在一起，按一定的艺术规律处理，使其造型形象成为变化与统一的完美结合为使产品造型达到变化与统一，采用的具体手法是变化中求统一合统一中求变化变化中求统—的手法是取得造型形象完整协调、格调一致、多变而不乱的造型基本手法，使产品在变化中达到形式和功能的统一，比例和尺度的统一、造型风格和色彩的统一。为了实现变化中有统一，我们要从构成产品外观的因素中去发掘它们的一致性的东西，去寻找它们之间的内在联系。利用产品各部分的调和关系、主从关系、呼应关系、过渡关系等，达到整体的比例尺寸、造型风格、色彩质感的统一。

统一中求变化的手法，是取得造型形象丰富多彩、生动活泼并具有特色、个性的基本手段；这种手段，是利用造型美感因素中的差异性，使得造型物在统一、完整、协调的基础上更加新颖动人，更增加视觉美感。利用产品各部分线型曲直、方向的对比，体量大小的对比，色彩明暗、冷暖、色相的对比，质感粗细的对比，达到整体的同一性中有差异、有变化的目的；还可应用造型中节奏的变化和突出重点来丰富产品的造型。 (2)均衡与稳定均衡是指物体各部分之间前侯、左右的相对轻重关系；而稳定是指造型物上下部分之间的轻重关系。产品是由一定体量、不同材料和结构方式所组成的，它必然表现出自身的重量感；由于造型中所采用的比例、尺度、材料、结构、色彩等因素不同，所表现出来的重量感也是不同的；研究和分析产品的均衡与稳定，就是为了获得造型的完整和安定感。艺术造型中的均衡，是指造型对象的体量在人们的视觉感受上符合力学原则，保持平衡安定，从而取得物体外观庄严、稳定、安详的艺术效果。以体量对称达到的均衡，给—人以庄重、整齐的感觉了由于视觉停留在对称线上，物体产生静止不动之感；采用对称造型的产品，能增加人们心里上的安全感。以等量不等形、等形不等量、不等形又不等量达到的均衡，是一种变化的均衡，一种内在的、美的秩序的均衡，静中有动或动中有静，具有生动的条理美、动态美；产品造型采用这种方式，富于趣味，富于变化，具有灵巧、生动、活泼、轻快的特点，具有静中寓动、生动感人的艺术效果。造型中的稳定问题是解决造型物的上下或大小所呈现的轻重感关系，这种稳定主要指视觉上的稳定。稳定感给人以安定、平稳之感，不稳定给人以不安、危险、运动之感。增加下部的体量，增大支撑面积，应用下重上轻的色彩，以及进行下部粗糙，上部光亮的表面质地处理均能增强产品的稳定感。 (3)比例与尺度“比例”是造型对象各部分之间、各部分与整体之间的大小关系，以及各部分与细部之间的比较关系,而“尺度”则是造型对象的整体或局部与人的生理或人所习见的某种特定标准之间的大小关系。美的造型都具有良好的比例和合适的尺度，造型体的比率美可以认为是一种用几何语言和数比词汇去表现现代生活和现代科学技术美的抽象艺术形式，正确的比例尺度是完美造型的基础，

工程

《产品设计理论与方法》(https://www.unjs.com)。产品艺术造型的比例关系，是根据使用功能的要求和材料、结构、加工等物质技术条件，结合人们对各种造型的欣赏习惯和审美爱好而形成的。同时，这种比例关系，不是固定不变的，随着构成因素的变化，新功能的增加，生产工艺的改进，材料和结构的革新，社会的发展，人们审美情趣的改变，产品艺术造型的比例关系也将产生一定的变化。尺度是以人的身高尺寸作为量度标准，它是绝对尺寸或者是与此相互比较所获得的尺寸。所谓“相互比较”是指造型对象与人体高度的比较，或与人所熟悉的零部件，或与环境的比较。孤立的零部件往往很难判断出它的真实体量，但是，如果通过与人的比较或者与人所熟悉的环境进行比较，就易于判别它的大小了。人们经常接触使用产品中的手把、按钮等，虽然因产品不同、用途不同、使用者的生理条件和使用环境不同，但它们的绝对尺寸是较为固定的，因为它是与人体生理相适应，往往与机器大小无关，产品再大，手把尺寸仍然只能适应于手的尺寸大小。产品造型设计中，首先要解决尺度问题，然后才能进一步推敲其比例关系。产品如果只有各部分之间的良好比例，而没有合理的尺度，是不可能符合使用要求的。尺度不仅是因使用要求而形成的尺寸大小，也和人们长期沿用的大小概念有关。因此，改变造型中的某些尺度，首先应认真分析研究与人之间的关系，只有切合实际，才能做到恰如其分，给人以合理的尺度感。产品造型良好的比例和正确的尺度，一定要以产品的功能为依据，不能孤立地推敲比例和尺度而忽视这些比例尺寸与功能的密切关系，尤其应把比例尺度与功能直接相关的人机工程学、工程技术等问题全面综合地加以研究，才能使造型的比例及尺度完美。因此，要依据造型对象的功能、技术和艺术等自身特征中所蕴藏的数比因素，去创造独特的比例和确切的尺度。3．2．4 设计师的素质和能力工业设计师应具备观察力、想象力、记忆力和思维能力这些基本的也是最重要的素质，不论这些素质是先天，还是后天培养训练，将决定设计师的客观条件和可塑性程度。工业设计师的能力是其胜任设计工作的主观条件，它对于基本素质的发挥水平具有决定性意义。能力包含两个方面：基本能力：设计师应具备接受与综合新思维的能力，自我提高与探索的能力，设计管理与相互合作的能力，在设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。行动能力：设计师除了具备基本能力以外，还要拥有一定的行动能力；基本能力是解决观念问题的基础，行动能力是实现观念，完成设计过程的操作表现。行动能力包括设计表现能力，实际制作动手能力，形体塑造能力以及设计材料、结构、工艺的应用能力。

另外，设计师还要拥有广泛的与设计有关的学科知识，工业设计师不是某一学科领域的专业人才，但能够应用各学科的研究成果，并在多学科联系融合中实现其综合价值的通才。

    3.3 产品设计程序

就广义的设计而言，设计的起点是设计原始数据的收集，设计的过程是各项参数的分析处理，而设计的归宿是科学地、综合地确定所有的参数化，而得出所设计的内容。产品设计的范围很广，种类繁多，即使对同一产品仍有开发设计、改进设计等复杂程度的不同，所以产品设计的程度也不尽相同。一般，产品设计包括设计准备阶段、设计深入阶段、设计完善阶段、设计完成阶段等四个阶段。3.3.1设计准备阶段主要工作是：接收设计任务，领会设计意图，明确设计目的，确定设计方向。任何产品设计都起因于人们的生活需求，“需要是发明之母”，产品设计任务是根据实际需要决定的，作为设计，首先应该明确人们到底需要什么，其次才是设计什么东西及怎样生产出来。最重要、最困难的是第一个问题，确定人及社会的需求，只要需求是合理的，不管技术上有何难关，都能克服，最终把产品制造出来。我们设计的产品必须给人们生活上带来便利，有利于社会的进步发展，产品本身必须功能和形象的最佳结合，与使用环境相协调等。因此，在设计准备阶段必须进行广泛的调查研究，调研的主要内容包括两方面：一是一般调研——对该产品有影响的各种人文、社会因素的调研；二是产品调研——关于产品本身的调研。通过一系列调研，设计者必须明确：该产品的主要功能是什么。由什么人使用，如男人、女人、老年人、孩子或专业人员，使用场所环境，使用时间。该产品的基本结构原理，该产品价格档次，该产品的外观造型风格是庄重、浑厚还是简洁的、有趣的、轻快的等。设计准备即是设计前的文字理论准备工作，是设计定位。3.3.2设计深入阶段产品设计的目的是为了得到一个具有新意，与现在的产品有一定距离，技术更先进，造型上新颖，有特色的产品，优秀的设计成果总是体现一种创造意识，深入设计阶段的工作就是围绕“创新”这个主题进行的。产品设计过程如同建一座塔，要建好塔，首先必须要有一个大而牢固的基础，要让设计能全面、深入地进行，不仅要广泛收集资料，做好设计前的调研工作，而且在设计时，要思路开阔，从不同的角度、不同层次、不同的方位提出各种构思方案。在设计初始阶段是理想的阶段，是创新的最好时期，设计者无拘无束，放开思路，任其发挥，抓住头脑中的一闪念，且将这个构思设想敏捷地表现出来，提出各种不同的方案。草图方案中，有些当时看来可能是不切实际德，甚至有些荒唐，但只要把它们记录下来，经过以后时间的酝酿，往往会变成可行和有创新的方案。即使不能成为有用的方案，但对思路的拓展、激发创造也是有益的。对于有些工程技术人员来讲，要使思想完全放开，开始时很难做到，因为当他们头脑中每出现一个新念头，新想法时，容易不自觉地深入考虑下去，会想到该方案在结构上是否可行，有没有合适的材料，能否加工、怎样工等，结果被实际技术条件约束，构思总围绕这一两个方案，思路打不开，设计无法继续。当思路放开到一定的程度，即提出了一定数量的方案(受设计时间的限制，不可能永远停留在方案阶段)，就要进行适当的收敛，请工程技术人员及有关领导对方案进行综合评价，从技术可行性、人文因素、审美要求等方面进行分析，筛选出有发展前途的方案，这也—就是一个收敛过程，如同建塔完成了一层施工，面积缩小。而后，设计人员在这些选出的方案基础上再展开，这次提出的新方案比前前一次更接近实际，更理性。然后再评价；再收敛；再展开上......，设计思路的一收一放，再收再放，使设计深入地向前发展，塔一层一层砌起，一步步接近塔尖。对于那些传统产品的改进设计，或者较大的产品设计，在设计深入阶段，可以对这些产品的一些局部进行展开设计。如电冰箱改进设计，在大的外形不变的情况下，对拉手局部进行深入，仔细的研究，从人机、材料、造型等方面进行改进，也能使产品的面貌焕然一新。3．3．3 设计完善阶段一个成熟的新产品，必须具备两个条件，第一是要整体协调统一；第二是要有特色、有创新。设计深入阶段所做的工作重点是放在创新上，得到的是设计对象的一个雏形，从总体来看，产品的其他部分还缺乏深入的研究，还必须进行局部完善和各部分之间的协调。如果说设计深入阶段主要是为满足优秀产品的第二个条件，即有特色、有创新，那么，设计完善阶段着重使产品整体协调统一。整体协调统一是产品设计的基本要求，它包括以下五个方面。 3．3．3．1 产品与人的统一产品与人整体统一，反映人的特征，适合于人使用，这也反映了产品的适用性。3．3．3．2 产品与环境统一这里的环境包括自然环境与社会环境两个方面，产品与使用环境相协调，适应社会文明、时代意识，这从某个侧面反映了产品的时代性。3．3．3．3 技术与艺术的统一科学与美学、技术与艺术两者的融会贯通。感性和理性的统一，物质功能与精神功能的协调在产品设计中综合地表现出来，反映了设计的科学性。3．3．3．4 产品整体造型统一从艺术、审美的角度，依照美学法则处理产品内部与外部、各局部之间、局部与整体、形体与色彩、产品与包装等的整体统一。这反映了产品设计的艺术性。3．3．3．5 经济性综合统一各部分的低消耗、高质量，以及整体的低成本、多功能、高质量，这反映了产品的经济性。在设计完善阶段，随着设计的进一步展开，与生产实际更加接近，因此，要加强与工程技术人员的交流与合作，使设计更加具体、更加实际。3．3．4 设计完成阶段设计完成阶段，是一个将设计转变成样机、产品的阶段。在这个阶段，设计人员要将前面各阶段进行的定性分析转变为定量分析，将造型效果转变为具体的工程尺寸图纸。在样机的试制过程中，可能会有些材料、工艺等一时不能实现，要求设计师现场指导、修改、调整设计，适应实际需要，直到完成样机制造。 3．4 产品设计方法

3．4．1 色彩基本知识及应用3．4．1．1 色彩三要素任何一种颜色都是由三个要素组成，即色相、明度、彩度，称为色彩三要素。色相——色相H(Hue)指色彩的相貌，是区别各种色彩的名称。如黄、红、蓝、绿等，每一种颜色为一种色相。色相是物体颜色彼此区分在“质”方面的特征，按光谱色同样的顺序排列，首尾围成环状，以色相环表示。明度——明度V(Value)是指色彩的明暗程度(也称亮度)，是物体颜色在“量”方面的特征。彩度——彩度C(Chroma)是指色彩的鲜艳、饱和程度，又称纯度、饱和度。黑、白、灰为无彩色，不含黑白量的色彩度最高。 3．4．1．2 色彩的表示——色立体为了区别自然界中成千上万的颜色以及对人工用色的科学管理，将色彩的三要素：色相、明度、彩度分别以纵、横、高为坐标，形成三度空间，称为色立体，见图3.4，垂直中轴是从黑到白的无彩轴，表示黑、灰、白的明度变化。色相环包围着无彩轴，环上各色相与无彩轴的连线表示彩度，接近无彩轴的彩度低；远离无彩轴的彩度高。所有的色彩都包括在色立体之中，各自均可以用三要素表示为H.V／C。 3．4．1．3 色彩的感觉冷暖感——色相环上由。红到—黄之间称暖色系，由绿蓝到紫之间称冷色系。冷色系的色给人以寒冷感，暖色系的色给人温暖感。在无彩色中，白色和明亮的灰色有寒冷感，暗灰色和黑色有暖和感。轻重感——色彩的轻重感主要决定于明度。明度高的色感到轻，明度低的色感到重，白色最轻，黑色最重。明度相同时，纯度高的色感到轻，纯度低的色感到重。冷色感到轻，暖色感到重。软硬感——色的柔软和坚硬与色的纯度、明度有关；明度高和中等纯度的色有软感；明度低的色有硬感；纯度过高或过低都会产生硬感。白与黑有坚硬感，灰色有柔软感。进退感——一般暖色和明度高的色有近感，如黄、橙、白等称近感色或前进色；冷色明度低的色有远感，如黑、蓝、紫等称远感色或后退色。纯度低的色感到远；纯度高的色感到近。强弱感——纯度高的色有强感；纯度低的色有弱感。色相差和明度差大的对比配色有强感；对比小的配色有弱感。在无彩色中黑色最具强感；白色最具弱感。膨胀与收缩感——暖色、高明度的色有膨胀感；冷色、低明度的色有收缩感。五彩色中，白色最有膨胀感；黑色最有收缩感。3．4．1．4 色彩的象征人们长期的生活环境与生活经验中因色彩的刺激在生理和心理上产生的影响，形成了对色彩的感情与联想，从而赋予色彩一定的象征意义，不同的色相有不同的感情象征。红色——热情、活泼、光辉、积极、喜悦、兴奋、斗争、悲壮、刚强的象征，某些情况下有危险、野蛮、引人注目的紧张感。橙色——热情、喜乐、明亮、温暖、轻松、堂皇的象征，某些情况下能引起人们的烦恼、不安。黄色——希望、发展、光明、欢喜飞快活、高贵、豪华的象征，某些情况下，表示轻薄、犹柔、猜疑与病态。绿色——素雅、和平、成长、青春、安慰、理想、少壮、公平的象征，某些情况表示宁静、新鲜、复苏。蓝色——沉着、神秘、悠久、真实、安详以及和平、希望、诚实、善良的象征，某些情况下表示寂寞、悲凉。紫色——高贵、严谨、典雅、优美、神秘、稀贵的象征，某些情况下表示阴暗、悲哀与险恶。白色——洁白、朴素、神圣、纯洁、清净、真实的象征，某些情况下，表示寒冷、苍老与衰亡、虚空。灰色——谦虚、平静、镇定、含蓄的象征，某些情况表示枯燥、单调、沉闷、颓废、不吉利。黑色——寂静、沉默、严肃、沉重    况下表示悲哀绝望、恐怖与死亡。3．4．l．5 色彩的好恶由于色彩具有一定的象征，引起不同的联想，因而引起人们对色彩的好恶。加之时代、国家、民族、文化教育、风俗习惯、宗教信仰的不同，世界各国和地区对色彩的爱忌，好恶也会不相同。3．4．1．6 产品色彩设计原则实用性原则——色彩设计要从产品的使用功能出发，结合色彩的特性，体现产品的特征，使产品与人，产品与环境协调统一。如工程机械的黑黄相间的警戒色，消防车的红色，医疗器械的白色，都具有功能的特征，同时也与环境和人协调。经济性原则——色彩与其自身材料的性质，工艺制作方法，涂料的质量和涂装技术等方面的因素有关，设计时，要从经济效益着想，综合各种因素，以较低的成本，达到最佳的效果；反对以虚假的装饰和滥用高级材料达到美观的目的。如在工艺制作上，采用电镀工艺方法得到的色彩，给人以光亮、洁净、华贵之感；氧化处理工艺得到的色彩显得深沉、稳重；采用涂料涂装工艺，可以得到各种不同的艺术效果。科学性原则——色彩设计不能生搬硬套，千篇一律，要具体情况具体分析，科学合理地、巧妙地使用颜色。如加工技术精湛的产品，采用低纯度的灰色系列或金属漆，色彩烘托出产品的工艺技术美；反之，对于那些制造工艺稍粗糙，造型没有特点的产品，采用醒目的色彩搭配而吸引人们的视线，以弥补工艺技术和造型的先天不足。

艺术性原则——就单个颜色本身而言，并没有美丑之分，色彩的艺术效果在于色彩之间的对比与调和。在设计中，要掌握色彩的审美特性，艺术地搭配颜色，处理好产品本身及产品与环境的色彩关系，以达到最佳的艺术效果。如红色的拖拉机耕耘在绿色的田野里就分外鲜艳好看。3．4．2 产品设计表现方法3．4．2．1 设计表现的意义设计的手段——在产品设计过程中，设计师借助形象的表现方法，绘出逼真的效果图，制作出精确的实体模型，比用文字或语言来阐述设计方案更加明了、直观；应用设计表现，我们能够快速地将头脑中模糊不清的构想落实在图纸上，转化成实物模型，以便进一步探讨、修改、完善。通过这种从大脑的构想到具体形象的落实，到新形象的产生与再落实，不断启发设计师的想象力、创造力，由此推动设计向前发展，使设计方案不断完善，臻于成熟。交流的工具——产品的造型开发设计是一种群体活动，要求设计师能有效地将自己的构思表达出来，或画出效果图，或制成模型，以方便同行的交流，与工程师探讨，供有关领导审定、决策；最后交生产企业实施。提高设计能力的方法——工业设计是一汀实践性很强的学科，设计师只有提高大量的设计实践活动，才能提高自身的设计能力。在设计过程中，设计师通过勾画大量的构思草图、效果图和研制各种空间模型，提高了对形态的认识能力和造型感觉，增强了设计师的审美意识和艺术修养，从而提高了设计师的设计能力和设计水平。3．4．2．2 平面表现及特点 (1)设计草图设计草图是一种快速、简要的平面表现方法，它是设计师收集资料、记录构思、表达意图的有效工具和手段。在科学技术高速发展的今天，产品外形随着人们的需求在日益更新；产品造型的千变万化，需要设计师及时地掌握信息，广泛地收集资料，才能把握住产品造型的发展规律，预测未来发展趋势。设计师以设计草图的形式，快捷地记录下所见所闻，扩大自己的设计“词汇”，为以后的设计作好准备。在设计过程中，设计草图能够“捕捉”到设计者头脑中一闪的“形象”，把一个较为模糊、尚不具体的意想加以明确和具体化，推动构思进一步深化。设计草图还能及时地交流设计师与工程技术人员的设计信息，表达设计师的想法。 (2)效果图与设计草图相比较，效果图表现的产品设计更加成熟、完善；作图的目的主要是提供给决策层领导和有关专家审定，同时也可作为新产品的宣传、介绍、广告。这类图对表现技巧要求高，对所设计的内容要作全面、细致、真实的表现。色彩方面不但要如实客观．地反映设计对象总的色彩感觉，还必须确切地表现出各个细部的色彩关系以及环境色、条件色，甚至描绘特定的环境和衬景，以加强真实感和艺术感染力。效果图一般采用立体感较强的三点透视，依据产品三视图尺寸，严格按透视作图原理，选择适当的视点、视高及视角，以便更好地表现设计意图，体现设计效果，还可以作一些艺术处理，使领导与工程技术人员更容易接受。效果图也可直接利用三视图采制作，好处是作图快捷、简便，不需另作透视图；对立面的视觉效果反映最为直接，产品尺寸、比例没有任何透视误差和变形。该类图的立体效果主要靠物体受光的明暗变化、阴影处理来获得。(3)计算机绘图在计算机飞速发展的今天，计算机辅助设计已成为一种必然；应用计算机有关设计软件进行三维建模，实体渲染，所得到的效果图，不论在表现产品的材质色彩，还是体现产品实际比例尺寸方面，均有其独到的优势。计算机绘图准确，没有人为的视觉误差，图面表现的可信度高，与实际产品更加接近。计算机绘图修改方便，可塑性好，即可以作构思方案，也可作最终效果。计算机绘图是产品设计表现的一种发展趋势。3．4．2．3 立体模型表现 (1)立体模型表现的特点相对平面表现而言，立体模型表现更具有真实性、完整性和时空性等方面的特点。模型的真实性，首先表现在模型作为一个实体，无论在表面材料的色彩、质感上，还是在形态的立体感上，都远比平面的效果图形象、直观；其次，模型的制作过程也是设计和实现方案的超前实践，是设计的深入与完善过程，是从理想迈人客观现实关键的一步。模型的制作能够处理图面上表现不清楚的空间结构形体关系，具体检验设计对象部分尺寸比例是否协调合理，检验各部分线型处理是否适当，线型衔接与过渡是否合理；纠正从图纸到实物之间的视觉差异，同时，把效果图上不能充分表达与无法表达的地方及考虑得不成熟、没有把握的部分，通过模型的制作进行具体的补充设计和加工处理，使设计更加完善；设计者提供给人们的模型是从二维的平面转变成三维的实体空间，不再是孤立零碎的线和面，而是整体空间的相互贯穿融会。因此，模型相对平面表现而言更加完整。模型表现的另一个大的特点是它的时空性，即审美对象随观赏的时间与观赏的空间的变化而呈现不同的形态。人们在观察模型的过程中，不只是看到或分析产品的某个侧面，而是观察和分析多个面的组合关系，及随时间的延续和角度的变化而逐渐地观赏到整个产品的全貌。

(2)模型的形式模型从功能上区分，主要有两类：一类是设计模型，另一类是效果模型。模型在造型设计中同样能够起到设计草图和效果图的作用；设计模型就相当于设计草图，是快速地表现设计构思、探讨形态关系的一种手段；为了推敲造型和制作方便，设计模型多采用易于雕(减)塑(加)的材料，如油泥、陶土、复合泡沫等。效果模型相当于平面表现中的效果图；相对设计模型而言，效果模型侧重表现产品的真实性，要求制作精细、尺寸准确，表面的色彩、质感与实际产品相同或近似，达到以假乱真的效果。对于不能做实际尺寸模型的大型产品，在制作小比例模型时应特别注意，做模型的主要目的是表现实际产品的整体效果，不要为追求每个局部与实际的一致而使制作困难，从而影响模型的完整性。(3)计算机辅助快速成型当今，与计算机设计相适应，快速成型技术得到迅速发展；快速成型设备提取计算机模型的真三维数据，采用不同的方法：如切割、融化、激光固化等，不同材料：纸、ABS工程塑料、光敏树脂等快速、准确地制作出各种模型。这也是产品设计模型制作的一种发展趋势。3．4．3 产品设计构思方法设计构思是设计师创造能力的充分展现，是设计全过程的核心。要提出好的设计方案，创造性思维和构想技法的运用非常关键；设计构思方法很多，通常情况下，可以根据设计对象的特点灵活、，交叉地使用。3．4．3．1 自由构想法自由构想设计法是通过充分调动设计师的潜在想象力，让其无拘无束，自由发挥，提出设计构想。常用的有：智力激励法，希望点列举法等。 (1)智力激励法智力激励法又称头脑风暴法，是美国BBDO广告公司的副经理奥斯本提出的一种创造技法。头脑风暴(Brain storming)原是精神病理学上的术语，指精神病患者精神错乱时的胡思乱想，这里转义为无限制的自由联想和讨论。智力激励法是设计构思中广泛应用的一种行之有效的方法；该方法是以小组会议的形式实施的，通常，这种会议由5～10人参加，设一名记录员。主持人应对要解决的问题十分了解，并头脑清晰、思路敏捷、作风民主，既善于造成活跃的气氛，又善于启发诱导。其他人当中最好有几名知识面广、思想活跃的人，防止会议冷场。会议一般为一小时，会址要环境适宜。与会者要根据下述原则发言：(A)禁止批判——不得批判他人的意见。(B)自由奔放——越是自由奔放和新奇越好。(C)踊跃发言——什么都行，大量发表意见。(D)借题发挥——巧妙地利用他人的想法，在其基础上提出更新奇的想法。智力激励法的若干原则，根据情况不同有所变化和发展，但却都是以两项最基本的原则为基础的。第一条基本原则是推迟判断，即不要过早的下结论，以避免束缚人们的聪明才华、想象能力，甚至熄灭创造性思维的火花。因为人们的潜意识有时深藏在头脑中，需要等到一定的时间和触媒的作用才能闪现出来。所以，推迟判断才能使出奇的创造性思维火花点燃和闪现。第二条基本原则是“数量提供质量”，人们提出的设想越多，解决问题的可能性越大。奥斯本认为，在设计构思过程中，初期提出的设想往往不理想，后期提出的设想往往具有较高的实用价值。因此，要求人们尽量提出各种设想，设想越新奇越多，越能得到质量高的方案。(2)希望点列举法希望点列举法不是仅仅围绕现有物品进行改进设想的被动型方法，而是一种从设计者或用户的意愿出发提出新设想的主动创新的方法。例如电话作为一种通信设备，为人们交流信息提供了方便。但人们希望在给别人打电话时不仅可闻其声，而且能见其面，为适应这种要求，现在已经开发出了可视听电话。希望点列举法的提出是基于如下原理：人们的愿望永远不可能完全得到满足；一种需要满足之后，还会提出更高的需求；一种产品的出现也会激发出更多的需要。例如有了黑白电视机，还希望看带色的和不动手就能开、关、选台的等等。这种不满足是推动人们不断去发明创造的重要动力。此外，人有丰富的想象力，对美好事物的想象、憧憬和期望是人的天性，它可以引导人类去开辟新的活动领域。3．4．3．2 系统构想法系统构想法是针对所设计的产品，系统地、有目的地设问，提出问题；详细列举产品的各种特性，打破传统思维的束缚，扩展设计思路，以便在全面分析的基础上寻求更多的解决方案。该方法的特点在于：第一是它的目的性、强制性，即要求设计者有意识地按一定规律努力去做，而不是随机地想到什么就设计什么；第二是全面性，即全面地提出设想，全面地罗列设计对象的所有特性。该法的优点是能帮助人们克服感知觉不敏锐的障碍，促使人们全面系统地思考和认识问题。(1)奥斯本设问法奥斯本设问法的关键环节是发散思维。为了扩展思路，奥斯本建议从不同角度发问。他把这些角度归纳成九个方面，并列成一张目录表，因此又称检核表法。此表可结合不同问题进行，如针对研制新产品，可逐一检查、讨论和试图回答如下问题。①转化——这件东西能否做其他用?或稍加改动有无其他用途?每件东西都有特定的功用，但并不限于只有一种用途。通过发问，突破现有产品功能的专一性，就可以发现其新功用。如把电熨斗稍加改造制成烙饼机；把理发用的电吹风机制成被褥烘干机等等。

②引申东西?通过有无其他与此类似的东西?是否可从这个东西引申出其他东西?是否可用其他东西模仿此发问，有助于引起联想、类比、模拟、移植等思维过程，找到新的发明、设计角度或方法。如由人脑引申为电脑(联想)；由苍蝇的复眼构造引申为制造复眼式照相机(类比与模拟)；泌尿科医生将爆破技术用于消除人体内的结石等等(移植)。⑧变动——能否对产品进行某些改变?改变什么?是颜色、动作、结构、形状还是加工工艺?改变后会有何结果?这种发问，可以使人从传统的既定模式中解放出来，增加产品的品种和系列化程度。设计中的改型设计即属此类方法的运用。如1898年亨利·丁根改轴承中的圆柱为圆球，发明了滚珠轴承。④放大——该产品能否放大?放大后能改变其性能吗?附加一些其他功能，或高一些、长一些、厚一些能行吗?例如在收音机上附加一钟表机构，可做成钟控定时收音机。⑤缩小——该产品能缩小吗?使之变小、浓缩、压缩、降低、变低、变轻、变薄、变短会如何?如电子产品的小型化、集成化，就是力图变重、大、长、粗为轻、小、短、薄。在缝纫机上安装一个微处理器，可以代替350个齿轮、凸轮和其他复杂机械零件，既使机构简单化，又提高了性能，降低了造价。⑥颠倒——可否颠倒使用?正反颠倒、上下颠倒、左右颠倒、前后颠倒会有何影响?能满足设计要求吗?例如由火箭探空转而探地，使之成为探测地质构造和开发地下资源的手段。⑦替代——有无其他东西可以代替这种东西或者部分代替?改用其他材料、动力、工艺能行吗?这种方法实质上是一种异质同化提喻法。有些产品，通过替代就可以大大降低成本，推陈出新，扩大市场销路。如全塑汽车、用陶瓷材料制造汽车发动机等等。⑧重组——零件能否互换?改变一下加工、装配顺序、设置方法、调整内部结构、转换因果联系等能行吗?如内衣外穿就有新鲜感。⑨组合——现有的几样东西能否组合到一起?如何组合更好?采用整体组合或零部件组合、功能组合、材料组合、原理组合等等能行吗?组合就意味着创新。事实上很多新产品单就其中的一部分而言都是已有技术，但组合在一起就体现出了新的功能。利用上述检核表，既可以针对一个产品从九个方面提问，也可以只从一个方面层层发问。无论哪种，都可以得到许多新的设想方案，然后在分析各种方案的基础上，加上设计的约束条件，从中优选出一种或数种方案，安排实施，就可以开发出新产品来。(2)属性列举法属性列举法也称特性列举法，由美国的大学教授克罗福德于1954年正式提出，其做法是先把所研究的对象分解成细小的组成部分，各部分具有何种功能、特征、属性、与整体的关系、连接等尽量全部列举出来，并做详细记录。然后按照名词特性(物质、材料、性质、整体、部分、制造方法等)、形容词特性(颜色、形状、感觉等)和动词特性(有关功能、动作和作用的性质等)加以分类。详细分析每一特性，提出问题，改进或转换材料、结构、功能等，确定构思方案以满足人们的需要。例如，需要改良一只盛水的杯，乍一看水杯没有什么改进的。使用属性列举法可把水杯的构造和性能，按要求列出，再一一检查后进行改良，使人豁然开朗，引出新的构思。①名词特性整体：水杯。部分：杯身，杯盖，杯把手，杯底，杯肚。材料：玻璃，陶瓷，铁，组合材料。制作方法：浇铸，硬模等。由以上特性，可提醒人们进行各种改进，例如杯盖可改成塑料盖，并可做成艺术晶；杯身可以是双层的、中空的，设计出保温杯。②形容词特性水杯的颜色有白、绿、红。形状有圆、方或特殊形状等。图案有各种各样。水杯的高低、大小均可不同。这样分析之后，可启发各种构思，如方形杯可在旅行中用。造型又可以仿生物的形状，杯子可做成苹果形、飞鸟形等等。⑧动词特性   功能方面的特性可冲水、盛水、测量、保温等。如在杯上刻上刻度可当量杯，杯把上装温度计可知水的温度等。按上述特性逐项加以研究、讨论，定会设计出许多具有独特结构和样式的杯子。5WlH法是美国陆军部首创的提问方法，以后又发展为5W2H法。其具体做法是：针对某个要解决的问题或设计的产品，从以下角度系统提问：①Why(为什么)——为什么要设计这种产品?②What(做什么)——这种产品是做什么的?有何种功能?⑧Who(何人)——为谁设计?产品的使用对象。④When(何时)——产品使用的时间，设计时间。⑤Where(何地)——产品的使用环境。⑥Howtodo(如何做)——怎样设计?结构如何?材料如何?颜色如何?形状如何?⑦Howmuch(多少)——大批量还是小批量生产?3．4．3．3 类比构想法类比构想设计法是把本质上相似的因素作为提示来进行设计构想的方法。常用的有：综摄类比法，仿生学法等。     (1)综摄类比法综摄法(Synectics)又译提喻法、分合法、集思法。该词来自希腊语，原意指“把表面上看来不同、而实际上有联系的要素结合起来。”是美国麻省理工学院教授威廉·戈登1944年发明的。

综摄法的基本做法是由不同知识背景的人组成小组，运用隐喻、类比以及玩弄词义等可操作性的方法，调动小组成员的潜意识；异质同化，把陌生的东西变为熟悉的东西，或同质异化，把熟悉的东西变为陌生的东西，并在相互启发下提出创新的思路，以便创造性地解决问题。类比的四种基本形式如下：拟人类比——是指把所涉及的问题因素人格化、拟人化，设计者把自己与问题因素等同起来，设身处地地想象：如果我是某个技术对象，我会有什么感觉，采取什么行动。用这种方法可以激发创造热情，触发新设想。象征类比——是以事物的形象或象征性的符号来比喻问题，尽可能使设计问题的关键简化，并摆脱某种模式的框框，从而启发创造性设想的产生。直接类比——是把，性质不同但却具有某些相似的两种事物直接进行比较，从中得到启发，找到问题答案或产生新思路。直接类比的典型方式是功能模拟和仿生。幻想类比——是运用在现实中难以或根本不存在的幻想中的事物、现象作类比，以探求新观念、新想法。幻想类比，就是千方百计将不合理的设想变为现实的开发构想的设计方法。(2)仿生学法仿生学法(Bionics)是从生物学派衍生出的一门新学科，是美国空军宇航局少校J．巳斯帝尔发明的“从生物界的原理和系统中捕捉发明灵感”的类比构想法。其研究的出发点源于对生物系统的自由模仿。特点是：以生物系统为原型，具有生物系统的特点或与生物系统相类似，以此来进行设计构思。仿生学法的一般过程为：寻找原型，分析原型，模拟实验，创造发明。①寻找原型——至今人们还无法确切地了解地球上有多少物种D因此，设计者应有方向性地、有目的地寻找某个生物，否则会如坠大海，不知所措。②分析原型——对生物系统进行研究。由于生物系统的复杂性，通常采用黑箱方法、反馈方法、功能模拟方法来研究生物体的某个方面，如形态、颜色、动作等。③模拟实验——制造研究对象相似的模型，然后对研究模型进行各种实验，观察其反应，通过对输入与输出的分析，达到认识模型的目的。模型与原型不可能完全一样，但可以相似。相似包括：物理相似，即结构、功能、形状的相似；机理相似，即产生行为的原理、原则相同等。设计者可根据需要确定一种或几种模拟实验。近来，还有应用计算机建模进行实验，其结果更快捷、更经济。④创造发明采用经验和模拟实验所得的结果，设计出所需发明的实物。1。由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。2。从萤火虫到人工冷光；3。电鱼与伏特电池；4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。11。船桨模仿的是鱼的鳍。12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。