汽车前大灯造型设计的实践与探索
郑亦昕 梁晶
摘要：伴随着汽车产业的迅速发展，车灯作为汽车的照明和信号装置，在呈现方面也在不断优化。本次的实践与探索是根据系统化设计理论对轿车前大灯的外观造型做了整体地剖析，结合了轿车照明灯的造型和轿车车身造型的关系，克服了因其光源特性而产生的与汽车车体整合技术方面的困难，并从工程色彩的方面对轿车照明灯的色彩设计进行了原则性分析，概述了一个轿车照明灯造型的情感化设计的新思维。
关键词：远光灯 照明效果 LED
中图分类号：TB472
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2016）-03-0136-02
1概述
车灯是汽车的照明工具，通常分为前车灯、后车灯、警示灯等，在汽车安全行驶的过程中起到非常重要的作用。汽车的前大灯又称照明灯，其功能通常是为了降低眼睛的疲劳度，以保证汽车在黑暗地带的安全行驶。从前大灯的外观设计角度考虑，首先我们要重视的是车灯在车体中的位置，前车灯通常在正前方左右摆设，这明显体现了其功能。封闭式、半封闭式和组合式的前大灯等起到了这些车灯与车体衔接的作用，而部分越野车会把车灯放置在车的顶部。其次，我们应该注重彰显整车的内涵，使车灯在造型上能够与汽车形成良好的整体性：从功能设计角度考虑，车灯的主要作用是照明，所以应满足照明的各种基本使用要求，并加以改进，使其既有卓越的功能又能配得上完美的外观，从而达到设计车灯的最终目的。
2汽车前大灯的构造
2.1前大灯的构件
车灯由大灯、灯罩、透镜、辅助灯和电源控制组成。
2.2前大灯的造型
经过上面对车灯构件的了解，我们可以认识到，汽车前大灯作为汽车的“眼睛”，是显示汽车整体气质的关键，而设计车灯的重中之重，就是要与汽车的气质和内涵形成良好的匹配。
1）首先，车灯设计要结合汽车的品牌文化，这样才能使车灯和它的品牌文化相辅相成。例如奥迪的LED车灯个性时尚，而宝马车灯的造型锐利潇洒，这些既是一个汽车企业的文化，也是一个品牌设计的重要理念。
2）车灯设计也要符合汽车的定位，一款车灯的设计能显示出汽车的档次，而通过不同的定位设计不同的车灯也是必要的，设计跑车就要表达其动感的特质；而对于稳重型轿车，就要显示出优雅、高端的气质。
3）结构层次的设计，注重将车灯的外观造型与汽车结构相结合，使车灯能融入汽车的整体。
4）功能设计，车灯的主要用途是照明，所以车大灯设计应满足汽车照明的各项基本需求，及其他形态方面的需求。
2.3光学仿真
将设计好的自由曲面以IGES的格式输出，并导入到LightTools中进行光线追迹，由于导入的模具只具有几何属性，因此还要在软件中设置其材料及光学属性。所以说，前照灯的设计是个关键，尤其是针对夜间行驶来说，它的设计制造主要是根据光学、材料学、计算机辅助平面设计、模具CAD技术以及特种工程塑料加工技术等其他相关技术的集成。
2.4设计方案及思路畅想
1）汽车前大灯的设计，除了要考虑到车灯本身的功能照明以外，车灯外观造型的设计其实非常重要，它需要与车的每个部分达到一个协调性，基于这些基本光学要求，再加上我的设计思维，做出了下面的车灯设计如图1、2。图1是最初设计，图2是根据甲方提出的要求更改后效果。
2）根据甲方要求做出了相应调整
图3两辆车的对比十分明显，左图是最初的设计，车灯显得十分单调呆板和平凡，没有亮点，与平常的车灯没有太大区别。而右图是经过甲方所提建议后更改过的效果，比起左图，远近光灯的位置分配也有了调整，因为车不是常用的交通工具，它有自己的使用环境，所以在设计车灯的同时，也要充分考虑它的使用场合。这款造型正适合这辆车，机械感比较强烈，造型外观也充分提升汽车的整体气质。
3LED一新型光源的应用
3.1LED的应用及其优势
相较于传统光源，LED除了外观不同，效能输出和光型输出也大有不同，在其应用于前大灯时，会遇到光学与散热设计方面不同于传统灯具设计概念的问题。
2）中国工业设计之父柳冠中曾说过一句话：“好的设计是关怀，给大家带来利益以及永恒性。”设计师的考虑应该和商家不同，要从可持续发展考虑，尽量延长设计产品的寿命。LED灯的使用寿命长是其最大特点，并且造型设计中LED灯与大灯之间需要一定的距离，还有一个格挡做分离，这样能够通过设计保证LED灯较长的寿命。图4就是个很典型的例子，大灯与LEDZ间不仅有较宽的距离，若增加一个格挡做分离那是最好不过了。这样能够延长LED灯的寿命。但是还有一些设计不当的例子如图5，由于汽车前大灯与LED距离较近，这样缩短了LED灯的使用寿命。灯具设计的经济性原则是以最小的代价取得最大的效果。这种样式充分说明了前大灯与LED灯之间的距离较窄，会影响到LED灯的使用寿命。
3.2LED在前大灯的设计
在开始着手前大灯设计之前，需要先了解在法规上相关的规定，比如光型亮度、亮度衰减、环境测试等需求，然后再进一步地考虑相关光学上的设计、耐热设计、机构设计和电控设计等方面的细节。针对LED灯而言，光学设计上除了需要考虑的反射罩设计的之外，还要考虑LED灯本身出光的光型，不同光型得输出产生于不同封装型态，而将进一步影响反射罩和成像透镜。在传统前大灯的设计上，灯泡的光子释放不会妨碍亮度的输出，散热的重点落在了整个前大灯的腔体均温设计，而非在灯泡的散热。但在前大灯的取材上，则需要考虑它是否能够承受灯泡的高温（可高至300摄氏度），所以选用的材料主要以耐热型材料主。而对于LED来说，光子的释放与温度高低呈负相关，所以散热成为LED光源设计上的重要课题。
在传统灯具的设计上，由前期利用反射罩来配合透镜刻纹用来做角度和强度的约束，变为利用反射罩来直接控制强度和角度，因此发展出应用成像方式原理的鱼眼形透镜设计法。LED灯当前在单位面积发光量上还比不上卤素灯泡和放电式灯泡，若要产生相同的流明输出量，LED灯需要较大封装面积。逐渐随着光源输出的面积增加，在光学设计上的难度也随之增加，所以现在的概念车都以模块化的光学设计替代原有的单灯室设计。用多组灯源结合，达到传统灯具照明效果，不仅降低了光学设计上的难度，而且提升了整车造型的设计感。图6是车灯造型的案例。
4车灯造型在设计管理中的知识产权
4.1设计管理中如何保护、运用知识产权
汽车企业需进行相关产权的预警和对车灯设计进行情报分析，对可能发生的重大法律纠纷和可能产生的危害程度等情况向汽车企业决策层发出警报，以及时将风险扼杀在萌芽之中。同时使设计时刻保持生机，引领潮流，创意永远不落后别人，因此及时了解车灯设计情报将成为汽车企业未来长远竞争的获利关键。汽车企业还要将权利积极进行转化，将车灯创意设计所得产权进行转让、许可，或者从别处购买相对薄弱方面产权等。同时，企业需考虑人员流动所引发的知识产权风险问题，倘若因为人员流动造成这些信息外泄，将对汽车企业造成致命的打击，甚至直至造成破产、倒闭。汽车企业更需加强人才培养和文化建设，设计师在整个设计管理过程中发挥着至关重要的作用，对规范设计管理、提升车灯外观的创意附加值及为企业带来声誉、带来销售突破等都起到关键作用。
4.2汽车设计执行层面的知识产权保护
设计师及管理人员方面：设计师应充分调动起开发创造性思维，积极把市场与消费者的认识转换在新车灯设计中，管理人员一方面需整体谋划设计，做到知己知彼。在具体车灯设计方面，在设计汽车车灯造型过程中的前期立意，需要进行创意的检索，以便了解类似车灯造型在业界设计水准。在车灯设计成果运用方面，可积极申报有政策扶持的立项，运用车灯产权成果申请企业各种资质认证、获取政策对成果的奖励等，这都是从车灯设计成果中获益的具体表现。在车灯设计成果保护方面，既要防止他人对自己侵权，也要避免自己造成对别人的侵权。对车灯的外观设计专利而言，侵权行为包括为生产经营目的制造、许诺销售、销售、进口其车灯的外观设计专利产品。在车灯造型的创新设计上的合作中，在车灯造型的设计上的合作应运而生，那么这期间就可能面临产权的权属纠纷、商业秘密的泄露、利益的分配等问题。
