仿生设计在电钻造型再设计中的应用

    许熠莹　徐琪　陈格兰

    

    

    

    摘要：仿生设计是将自然界和人类生活紧密联系起来的桥梁，也是工业设计中最常用的设计方法。通过对仿生设计基本概念的解读，以电钻为设计对象，采用仿生设计法进行造型再设计，从而梳理仿生设计、电钻设计的一般流程以及设计要点。

    关键词：仿生设计 电钻造型设计

    中图分类号：TB47 文献标识码：A

    文章编号：1003-0069（2017）09-0014-03

    引言

    随着生活品质的提高，人们对“美”的理解也越来越深刻，在如今这个“看脸”的时代，产品的“颜值”怎能落后呢！电钻作为人们日常生活中常用的手持电动工具，造型也日新月异。仿生设计是设计师们所喜爱的造型设计方法之一，它将大自然完美地融入到人们生活中，寻求自然、人、社会三者之间的平衡，这也使它深受消费者们喜爱。现将仿生设计运用到电钻的造型设计中，从而在“仿生设计”和“电钻设计”中寻求一种新的视觉与心灵感受。

    一、仿生设计的概念与源起

    仿生设计是以自然界中万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学研究成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。我国古代就有来源于对鱼形态模仿的船；商、周、西汉时代，以动物形态为原型的虎形樽、鹰形壶、牛形灯等日用器皿。早期的仿生设计更多是具象的模拟和抽象性的装饰，而且含有丰富的象征意义。随着仿生设计本身的发展和科学技术进步的作用，使后来的仿生设计更强调对生物的科学性和技术性的表现，这成为现代仿生设计发展的方向。

    二、產品设计中仿生设计的两个方向

    在产品设计中采用仿生设计，由于初始概念的差异会形成两种完全不同的设计方向：

    （一）从目标生物的概念为主导的仿生设计是由目标生物概念主导的，从生物概念到产品概念的过程，也就是说，由自然界的一种生物激发了设计师的创作灵感，进而形成产品概念，最终设计出带有这种生物本质特征的产品。

    （二）从目标产品概念到对生物概念的仿生设计，是指仿生设计具有明确的目标产品，这个方向上的仿生设计是由目标产品概念为主导的，从产品概念到生物概念的过程，先是知道自己想要做一款什么样的产品，再从自然界寻找一种能和这件产品联系起来的生物，可以是从形态上提取，也可以从情感上切入。

    三、仿生设计要注意对“度”的把握

    仿生设计源于自然，但既不是简单原样模仿，也不是极简抽象。在设计过程中，发挥设计师的主观能动性，创造地利用仿生学的科学理论，巧妙地提炼运用生物的特质，并以恰到好处的“度”运用于设计中，才是真正意义上的、最行之有效的仿生设计。探究被模仿生物对象的生物系统、生命本质、机能结构、形态特质等，结合所设计的产品功能、结构、造型语义的需求，恰当地结合运用，达到传神达意的效果。

    四、仿生设计中的形态仿生

    仿生设计的研究范围非常广泛，所以仿生设计的内容可以从不同的角度产生不同的层次和方向。仿生设计从对象上可分为：形态仿生、表面肌理与质感仿生、功能仿生、色彩仿生、结构与材料仿生、界面仿生、意象仿生等。

    其中形态仿生从其再现事物的逼真程度和特征来看，可分为具象形态的仿生和抽象形态的仿生。具象形态的仿生就是将自然界的事物按照原来的形态逼真运用到产品上，具象形态有很好的亲和性和趣味性，所以常用于玩具、工艺品的设计。抽象形态的仿生是用简单和概括的形体反映事物独特的本质特征，抽象仿生形态作用于人时，产生的“心理”形态必需具有生活经验的积累，经过联想和想象才浮现在脑海中，它能充分地释放人无限的想象力。

    五、采用抽象形态仿生设计法对电钻造型的再设计

    电钻是一种以电为动力的钻孔机具，主要运用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，装修、安装设备等劳作中。主要的使用人群为男性，因此更倾向于男性化、力量感的造型形式。

    （一）各品牌电钻造型分析

    在进行电钻造型设计之前，先对目前电钻产品市场的主要品牌及相关产品进行调查与分析。主流的品牌包括BOSCH（博世）、MILWAUKEE（米沃奇）、DEWALT（得伟）、MAKITA（牧田）、BLACK+DEcKER（百得）、CEAFTSMAN（工匠）、RIDGID（里奇）、PORTER CABLE（卜派）、AEG、KOBALT（考伯特）、HITACHI（日立）、RYOBI（优利比）等10个，（如图1）主流品牌电钻产品。

    电钻外观的形态要素包括：塑料机壳、包胶、机壳标贴、排风口、包胶装饰纹理、把手轮廓、机壳与电池包分界线、电池包上下壳分界线、电池包标贴等9项。（如图2）是采取用不同颜色将其分块的方法，对电钻的9项造型要素进行分析。可以明显看出，BLACK+DECKER（百得）、CEAFTSMAN（工匠）显得厚重沉稳，MAKITA（牧田）、PORTERCABLE（卜派）、AEG则显得轻巧，正是由这些要素共同构成了电钻丰富的造型，形成了各个品牌的视觉特征，构筑了品牌形象。

    （二）仿生设计过程

    1.造型风格定义与描述

    在设计一件产品前，首先对这件产品设置一定的语言描述，比如“流线的”、“锋利的”，从而在人的心里形成一种用相应感受，然后为这种感受找到对应的物质表达形式，最终使它成为可见的形态。本次电钻的设计风格定位为：速度、尖锐、力量。

    2.造型意向参考

    造型意向参考是为风格定位的文字描述找到一种物质形式，为“速度、尖锐、力量”这些文字所描述的情绪所确定的造型意向参考（如图3），这些图片在之后的设计中用作设计参考与指导方向。

    3.造型特征图片

    电钻的造型要满足“速度、尖锐、力量”的感受，以在自然界中寻找一种生物能满足这三个词给人的感受为目标。经过比较最终选择了“鹰”这个元素，因为鹰的特性同时包含了上面“速度、尖锐、力量”三种感受（如图4）。

    4.造型过程

    （1）展翅的鹰的形态更具张力，因此定格从鹰各种展翅的状态中找寻灵感（如图5）。

    （2）选取鹰振翅的形态，提取这个状态下鹰的特征线（如图6）。这个角度的形态更能表现出空间感和层次感，将此线条运用到产品上，能增加视觉“层次”。

    （3）將提炼出来的线条简化、演变、形态化（如图7）是20个演变后的形态。

    （4）从中选取若干个形态进行立体化设计（如图8）。

    （5）（如图9）是结构侧面图，而黑色线框内是我们要设计的内容。将上面提炼出来的形态运用到电钻主体适当的位置上（如图10）。电钻是结构很紧凑的产品，所以当画草图的时候，需要贴着它的内部结构轮廓来设计。将上面的形态运用到电钻上，这时会因为电钻结构而适当调整提炼出来的形态，（如图11）是贴着结构设计的6个草图方案。

    （6）从这6个草图方案中选取2个方案进行上色，（如图12）是草图方案5和方案6的上色后的效果图。

    （7）再从这2个方案中最终决定一个方案，最终方案的选择主要看整体造型的协调性，主特征是否鲜明、细节处理是否得当等，最终选择第二个方案为最优方案。然后就需要将其细化，但是第二个方案还存在一些问题需要改进，（如图13）部分的特征显得比较小气、造型不够舒展。

    （8）经过改进后的方案（如图14），将线条改成有一定倾斜角度，拐角相对圆润，线条沿着整个主体部分的趋势走，会让特征看起来不那么笨拙，有一定舒展性。（如图15）为改进后整体效果图。

    （9）方案确定下来之后，接下来就是对方案的细化，需要呈现最后的效果图。最终效果图的呈现需要考虑各个部分的细节处理，比如色彩、材质体现、反光效果、标贴等。效果图的呈现要尽量真实，其作用就是在模型建出来之前，能让人感受它的实物是什么样的。至此，振翅高飞的鹰带给人们的速度、尖锐和力量感在电钻的形态中得以展现。（如图16）为最终效果图。

    （10）为了便于之后建模型，必须对整个造型非常了解，明确电钻各个部分是怎样的造型、连接处的处理、面与面之间的处理关系等，所以需要将二维效果图转化成立体效果图，将面与面、线与线之间的关系弄明确。（如图17）为电钻不同角度立体图。

    至此完成以仿生设计方法对电钻造型的再设计，这种对自然形态的抽象提炼和设计应用，一方面使自然界为我们提供了源源不断的造型元素，另一方面人们在使用产品的过程中也能感受到它所映射的自然物本身的灵气和力量。

    总结

    大自然是人类取之不尽用之不竭的创意宝库，也是人类获取灵感最直接的途径。仿生设计以先进的科学技术为基础，以自然生物为设计媒介更好地将技术与艺术融合，是对丰富多样的自然生物的模拟与再创造。仿生设计以它特有的设计观念和方式，不断寻求人、自然、社会环境三者之间的关系，力图在它们之间找到一种和谐与平衡，这是工业设计发展的趋势和理想目标，也是工业设计界，甚至是整个人类社会发展的追求。