曹 樂

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

到油泥模型的轉(zhuǎn)換過程

曹 樂

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著汽車造型在整個汽車生產(chǎn)制造過程中所占的重要程度越來越高，汽車造型的程序也越來越規(guī)范，越來越成熟。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得計算機輔助工業(yè)設(shè)計普遍應(yīng)用。計算機建三維模型速度快，成本低，既可以三維旋轉(zhuǎn)，也可以賦淺析汽車造型從二維予不同材質(zhì)，體現(xiàn)各種效果，各大車廠紛紛普及。但是這種技術(shù)的普及使得油泥模型推敲這項傳統(tǒng)的造型過程漸漸被忽略。二維效果圖直接轉(zhuǎn)換成三維數(shù)據(jù)模型實際上在轉(zhuǎn)換過程中需要設(shè)計師有極高的三維空間把握能力，這在國內(nèi)的設(shè)計師中還是只有少數(shù)人可以做到的，因此油泥模型過程---這種在實物上進(jìn)行效果推敲的過程就顯得尤為重要了。

效果圖；車身骨架；膠帶圖；油泥模型

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.010

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-29-04

前言

造型設(shè)計在現(xiàn)今的汽車制造工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)處于非常重要的地位。形形色色的汽車產(chǎn)品在加工和技術(shù)方面幾乎沒有差別，單個品牌的技術(shù)配置和質(zhì)量差別日益減小，因此不同品牌之間最重要的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)就是造型設(shè)計。在同一價格區(qū)間，汽車造型不僅對于品牌形象有決定性作用，也是顧客做出購買決定的首要標(biāo)準(zhǔn)之一。好的造型設(shè)計要“復(fù)古兼前衛(wèi)”，在形狀上不僅要捕捉到品牌歷史，即所謂的家族化特征，使之延續(xù)發(fā)展；而且還要充分預(yù)判到新的造型趨勢，使該車能夠經(jīng)過幾年的設(shè)計階段后，在上市時依然不置落伍、受人喜愛。

1、汽車造型設(shè)計流程

縱觀世界各國的汽車廠商在進(jìn)行品牌設(shè)計時，無一不是聚集大批優(yōu)秀設(shè)計師和工程師，使用最新的科技成果，綜合前衛(wèi)的創(chuàng)意和經(jīng)典傳統(tǒng)文化，再進(jìn)行全方位的造型創(chuàng)意構(gòu)思?？梢姡萍鞣骄A，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，是當(dāng)今發(fā)達(dá)國家發(fā)展和提升汽車工業(yè)的重要方法和手段。完備的研發(fā)工作必須有一套縝密、周全的開發(fā)流程和開發(fā)程序，汽車造型的開發(fā)過程就是其中重要的一環(huán)。

汽車造型的開發(fā)程序一般包括以下幾個方面：

1.1 前期調(diào)研

前期調(diào)研可以使設(shè)計師在即將展開的車輛造型構(gòu)思和風(fēng)格、功能定位上更容易把握，進(jìn)而使得新造型更易于讓目標(biāo)客戶群所接受。

1.2 創(chuàng)意思維與草圖繪制

根據(jù)前期調(diào)查的結(jié)果，設(shè)計師可以充分發(fā)揮創(chuàng)意進(jìn)行設(shè)計。前期草圖的隨意性比較大，在經(jīng)過數(shù)輪的草圖篩選后，逐步細(xì)化，這時就需要進(jìn)行新一輪的細(xì)節(jié)探討與推敲。而此時的總布置的輸入就很重要，因為這關(guān)系到造型元素的工程可行性、尺寸比例關(guān)系、主要線條走勢、以及各細(xì)節(jié)部位的形、面關(guān)系。這些細(xì)節(jié)設(shè)計的成功與否往往決定了整個造型的成敗，是設(shè)計的關(guān)鍵。這個階段繪制的草圖要求盡可能透視準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)明確、線條干凈、材質(zhì)與形面的表現(xiàn)到位。草圖是設(shè)計師的設(shè)計靈魂，是設(shè)計思想的表現(xiàn)。所以繪制草圖是設(shè)計流程中賦予汽車性格特征和吸引力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.3 效果圖繪制與表達(dá)

效果圖在繪制時，一般要用前視、后視、側(cè)視以及前、后45度的透視圖來表現(xiàn)。效果圖的構(gòu)思與設(shè)計，進(jìn)一步表達(dá)了設(shè)計師更為完善的創(chuàng)意思路，但還不能說是最后的結(jié)論。因為它畢竟仍是圖紙上的表達(dá)，或多或少會存在考慮不周的地方，很多細(xì)節(jié)也無法準(zhǔn)確體現(xiàn)，例如空間結(jié)構(gòu)間的連接、復(fù)雜的形面關(guān)系等。所以在效果圖制作完成后，我們?nèi)匀恍枰靡粋€三維的模型作為實物依據(jù)來進(jìn)一步推敲和驗證。

1.4 油泥模型制作

油泥模型是通過使用油泥材料并采用模型的仿真效果來表達(dá)汽車實際結(jié)構(gòu)和外觀的一種方法。因為效果圖的角度和表現(xiàn)方式的局限，在將其轉(zhuǎn)換為三維油泥模型時，常常會發(fā)現(xiàn)許多當(dāng)初設(shè)計上存在的問題。因此油泥模型的制作過程，可以讓繪制效果圖時沒有發(fā)現(xiàn)的問題顯現(xiàn)出來并得以修正，同時可以在形面的三維空間感上進(jìn)一步的優(yōu)化和改善，使設(shè)計方案得以最終的完善。

1.5 點云掃描

在完成了油泥模型制作后，需要用三維激光掃描設(shè)備對油泥模型進(jìn)行掃描。掃描的同時要注意掃描基準(zhǔn)面，比如地板以及輪胎等可以作為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以確保后期將模型放入三維坐標(biāo)時的準(zhǔn)確性。這同時為后期三維數(shù)據(jù)的逆向工作提供了比較準(zhǔn)確的基準(zhǔn)。

1.6 數(shù)據(jù)制作

點云掃描完成后，經(jīng)過后期處理，設(shè)計師就可以根據(jù)坐標(biāo)位置下的點云進(jìn)行計算機建模了。三維數(shù)據(jù)的完成，同樣需要車身各結(jié)構(gòu)部門進(jìn)行可行性分析等程序。此時，三維數(shù)據(jù)可以根據(jù)分析結(jié)果再進(jìn)行微調(diào)。在計算機中對數(shù)據(jù)進(jìn)行微動調(diào)整相比油泥模型上的調(diào)整，時間上優(yōu)勢比較大。但不適合在電腦中進(jìn)行大的形面特征調(diào)整，除非設(shè)計師有非常好的空間把握能力，否則容易產(chǎn)生較大的誤差。

汽車造型設(shè)計流程大致分為以上這六階段，但每個階段都不會特別順利，可能會出現(xiàn)反復(fù)，甚至是不同階段間的反復(fù)。為了避免這樣的反復(fù)，就需要造型人員與工程人員良好的配合。

2、汽車造型設(shè)計流程在實際項目中的運用

汽車造型設(shè)計流程中的每個過程都充滿了創(chuàng)意與挑戰(zhàn)，詳細(xì)分說的話，需要的篇幅太長。所以在接下來的部分，筆者將以本公司的一款在研產(chǎn)品（悅悅CROSS車型）為例，著重介紹從二維效果圖到三維油泥模型的設(shè)計過程。

隨著計算機輔助設(shè)計的廣泛應(yīng)用，越來越多的車廠選擇通過三維數(shù)字模型來直接表達(dá)效果圖設(shè)計方案。這相對于油泥模型的高成本，的確方便許多，但對于造型的特征線調(diào)整以及形面的推敲卻有不小的限制，因此油泥模型的造型推敲不僅重要，而且必要。

2.1 效果圖的選定

悅悅CROSS的車型造型修改主要有兩個原因：1、目前造型的進(jìn)風(fēng)不能滿足搭配的1.3L發(fā)動機要求；2、市場反饋，造型過于可愛，對于主要消費群體——有個性的年輕一族，缺乏吸引力。考慮上述兩點原因，設(shè)計師經(jīng)過幾輪草圖，效果圖的篩選，以及領(lǐng)導(dǎo)的評審意見，最終確定造型方案。方案選定后需要為油泥模型的制作進(jìn)行準(zhǔn)備。

首先要準(zhǔn)備三視圖（見圖1，圖2，圖3）以及前后透視圖（見圖4，圖5），由于此次改款只是修改前后保險杠，車身的大致比例以及車身尺寸都是不變的，因此不需要耗費太多的精力在整車比例上。如果是整車重新造型，那么整車協(xié)調(diào)性就需要慎重推敲。

2.2 卡板的制作

2.2.1 根據(jù)三維數(shù)據(jù)制作卡板

效果圖的繪制完成后，可以應(yīng)用Alias Studio 三維軟件初步拉出大的造型面，為卡板的制作提供基本的參考，這樣為后續(xù)工作提供了方便。

三維數(shù)據(jù)建好后，可以利用CATIA軟件截取幾個斷面作為卡板制作的基準(zhǔn)。斷面選取時，需要設(shè)計師根據(jù)造型特征選取。例如Y向每隔200MM取一斷面，同時Z向也要按需求截取斷面。斷面多少以及間距需求設(shè)計師可以與油泥師傅商量以達(dá)到最優(yōu)需求。總之，每個卡板都要求準(zhǔn)確展示其表示剖面的曲線。

斷面取好后（見圖6），將圖紙打印出來，交予木工師傅。一般選取3-5MM厚的三合板，將斷面線圖紙貼到三合板上，由木工師傅進(jìn)行裁割。同時在卡板反面要添加加強筋，防止卡板變形。此時卡板基本制作完成（見圖7）。要注意卡板切割時，坐標(biāo)值要標(biāo)明，以保證后期卡板應(yīng)用的準(zhǔn)確性。

2.2.2 根據(jù)膠帶圖制作卡板

效果圖完成后，不用三維軟件做輔助，也可以制作卡板。這就需要膠帶圖的幫助。在確定了膠帶圖后，造型師根據(jù)膠帶圖參數(shù)來制作卡板?？ò迨侵谱髂Ｐ偷幕鶞?zhǔn)，因此膠帶圖的質(zhì)量高低嚴(yán)重影響著卡板的質(zhì)量，同樣也影響著日后油泥模型的質(zhì)量。

2.3 膠帶圖制作

制作油泥模型需要貼一組精確的膠帶圖（如圖8）。所謂膠帶圖是指用不同寬度和不同顏色的膠帶在標(biāo)有坐標(biāo)網(wǎng)格的白色圖板上，借助效果圖和三視圖，粘貼出汽車造型輪廓曲線和特征線條，將汽車整個輪廓、以及一些車身硬點都顯示出來。膠帶有很好的伸縮性和不同的寬度，因此能夠貼出不同彎曲程度的線條，非常適合觀察和研究汽車的總體造型效果及車身布置情況。一個好的設(shè)計師應(yīng)具備良好的表現(xiàn)能力，其設(shè)計的膠帶圖也要求講究效果表現(xiàn)。

汽車油泥模型對曲面和曲線質(zhì)量要求很高，通常情況下要求線條準(zhǔn)確、光順、效果表現(xiàn)良好，達(dá)到這樣的要求往往要很長的時間。要貼出準(zhǔn)確的膠帶圖是一件非常費時、費力的事情。要將各個視圖準(zhǔn)確的對齊，在短時間內(nèi)是非常困難的。筆者貼膠帶圖的經(jīng)驗不足，在這方面不能保證每個線條的準(zhǔn)確性，所以在做模型時只能借助膠帶圖大的趨勢，至于很多細(xì)節(jié)部分只能等到油泥模型制作的過程中再做推敲。這雖然增加了油泥制作過程的繁瑣性，也加大了設(shè)計師、工程師和模型師的工作量，但油泥模型的推敲可以更好的保證各造型形面的合理性以及順暢性。

膠帶圖粘貼的過程是工程技術(shù)人員介入到汽車外觀造型的過程。他們要與設(shè)計師、模型師一起，共同解決造型與工程之間遇到的問題，在互相合作交流中使得汽車造型達(dá)到合理與科學(xué)，并使汽車的外觀形態(tài)日漸飽滿。為了達(dá)到這一目的，這些不同職能人員間的密切合作就至關(guān)重要，如果他們無法做到密切合作、順暢溝通，基本上是無法保證項目順利進(jìn)行的。

2.4 準(zhǔn)備車身骨架

2.4.1 在現(xiàn)有車身上搭建骨架

悅悅CROSS的車身已經(jīng)量產(chǎn)，因此完全可以在量產(chǎn)車身上做油泥模型。按效果圖，拆掉前后保險杠，用以做骨架基底。要注意的是，在選車身時，首先要查看車身狀態(tài)是否完好，是否存在影響整車外觀效果的因素；其次還要確定車身姿態(tài)是否正常，這對后期整車效果評審影響也很大。

如果要在現(xiàn)有車身上進(jìn)行修改（例如更改軸距，更改車身寬度等），再作為車身骨架的話，需要注意以下問題。由于車身鈑金切割、拼接不能保證車身的尺寸準(zhǔn)確性以及絕對對稱性，所以在車身骨架改制完成后，要充分利用三坐標(biāo)，校核車身骨架的狀態(tài)。同時設(shè)計師心里要明白車身的現(xiàn)有狀態(tài)，并在油泥模型制作過程中進(jìn)行處理。

2.4.2 直接搭建骨架

金屬骨架一般具有比較好的支撐性，在制作油泥模型的過程中不易發(fā)生變形。但這也取決于模型的重量以及金屬規(guī)格的選擇。首先利用CATIA軟件對骨架進(jìn)行設(shè)計，同時標(biāo)明骨架每個部分的材料規(guī)格，然后焊接人員將骨架按照圖紙要求制作完成。一般骨架底部支撐梁所需鋼筋直徑60MM-80MM左右，上部可以選擇直徑稍小的鋼筋，例如40MM左右。骨架要充分考慮后期添加泡沫以及油泥的余量控制。

2.4.3 車身對坐標(biāo)

車身準(zhǔn)備好就需要對坐標(biāo)了。首先需要總布置提供車身姿態(tài)及地面線等。一般車身數(shù)據(jù)坐標(biāo)原點都在左前輪的中心。我們在做油泥模型時，需要確定地面線，一般選取設(shè)計狀態(tài)即半載狀態(tài)地面線為基準(zhǔn)，在此平面上，保持原坐標(biāo)X.Y值不變，Z值為0，重新建立一個坐標(biāo)系。以后在取點的時候就轉(zhuǎn)換到這一坐標(biāo)下進(jìn)行測量，要注意坐標(biāo)系的統(tǒng)一性。

在定位車身時，需要從數(shù)據(jù)上提取左右對稱、一前一后四個點，并測量出坐標(biāo)。在取點時要注意選取車身鈑金件，一些活動件及開閉件上的點是不宜選取的。因為活動件都存在一定量的誤差。取點的原則總的來說就是在不更改的件上選取，在不動件上選取。

坐標(biāo)點取好后，交予油泥師傅，將車身定位。

2.4.4 骨架處理

坐標(biāo)調(diào)整好后，就可以開始上泡沫、加油泥（如圖9所示）等程序了。一般在骨架外先貼上膠合板，用螺絲固定；然后在膠合板外面使用發(fā)泡劑粘貼20-30CM厚的多塊高密度泡沫材料；泡沫粘貼好后，需要利用卡板將泡沫進(jìn)行大概修整，修出車身大概特征曲面。一般來說經(jīng)驗越豐富的油泥師傅對于造型面把握就越準(zhǔn)確；泡沫修整過后，就需要添加油泥了。一般泡沫層外是2-3CM厚的油泥層，油泥要盡可能的與泡沫壓實，如果擠壓不實，在刮油泥的過程中很容易將大面積的油泥連帶地扯下來。

2.5 油泥制作

油泥在根據(jù)卡板大概加完之后，就需要對其表面進(jìn)行進(jìn)一步的處理了。

油泥模型制作階段是整個汽車造型設(shè)計最重要的部分，設(shè)計師要時刻參與油泥模型的制作過程。油泥師對效果的理解與設(shè)計師不可能完全一樣，為了保證質(zhì)量，就需要油泥師與設(shè)計師時刻保持溝通。設(shè)計師要把握整車的性格特征、形、面的走向、以及線條的走勢等。必要時，設(shè)計師也可以自己動手調(diào)整模型。例如，油泥師不能理解造型要求時，設(shè)計師可以自己動手在油泥上貼出膠帶，供油泥師參考。所以說，一個優(yōu)秀的汽車設(shè)計師同時也需要是一個優(yōu)秀的模型師。

根據(jù)膠帶圖以及效果圖，油泥師傅首先刮出大的形面。這期間要求設(shè)計師與油泥師反復(fù)對照效果圖，從各個角度最大程度地還原效果圖的效果。在此期間，設(shè)計師會發(fā)現(xiàn)有許多地方，模型做出的效果無法達(dá)到效果圖上的要求，此刻，就需要設(shè)計師在實際模型中進(jìn)行方案調(diào)整。

在方案調(diào)整過程中，注意車身硬點，如防撞梁的位置，車身尺寸的控制等要素，這幾點是都要與相關(guān)工程人員相互協(xié)商的，不能私自調(diào)整。同時尤其要注意發(fā)動機進(jìn)氣的區(qū)域，造型許可的情況下盡量增大進(jìn)風(fēng)面積。

大的形面處理完后，只要在設(shè)計師滿意的前提下，再精修一些細(xì)節(jié)，否則后邊的細(xì)節(jié)處理都是無用功。設(shè)計人員應(yīng)該在油泥模型階段盡量把能夠體現(xiàn)的形面特征、搭接和分縫都體現(xiàn)出來，避免后期數(shù)據(jù)逆向的時候再調(diào)整形面。當(dāng)然根據(jù)可行性分析，后期數(shù)據(jù)調(diào)整是不可避免的，這就要求設(shè)計師在制作油泥模型之前要與各工程人員進(jìn)行充分溝通，減少油泥形面的更改。

油泥形面滿意后，還要做一些后期處理來提升模型的視覺效果。比如車身貼膜；燈具內(nèi)部細(xì)節(jié)做成效果圖打印出來貼到模型上；格柵網(wǎng)格的處理等。如果有實體件，最好將實物裝到模型上，例如外飾的燈具，內(nèi)飾的CD、出風(fēng)口等，時間允許的情況下還可以做快速成型件裝到油泥模型上。這樣模型的實際效果就會大幅提升，進(jìn)而評審結(jié)果也許也會更加令人滿意。

2.6 點云掃描

油泥模型評審?fù)ㄟ^后，需要利用三維掃描儀器對模型進(jìn)行掃描。獲得點云數(shù)據(jù)后，還需要將點云對在車身所在坐標(biāo)下，以方便設(shè)計師后期逆向三維數(shù)據(jù)，同時方便工程設(shè)計人員進(jìn)行可行性分析。

2.7 數(shù)據(jù)逆向

通過點云數(shù)據(jù)，及工程人員的初步可行性分析，設(shè)計師可以初步拉出車身的CAS面，再交予各個工程人員進(jìn)行校核，設(shè)計師再根據(jù)校核結(jié)果修改CAS面，直至數(shù)據(jù)凍結(jié)。在此過程中還需要很長時間的反復(fù)校核與修改。在此就不再贅述了。

3、結(jié)論

本文大概總結(jié)了從二維效果圖到三維油泥模型轉(zhuǎn)換的設(shè)計過程。此過程如果處理到位，會為后續(xù)相關(guān)工作比較順利的進(jìn)行。因此筆者認(rèn)為這個轉(zhuǎn)換過程值得廣大設(shè)計師進(jìn)行廣泛、深入的探討。本文主要以實際項目為例來進(jìn)行分析，期間都是筆者在項目運作過程中遇到的問題，以及相關(guān)的預(yù)防和解決措施，希望為以后遇到同樣問題的設(shè)計師提供一些參考。

[1] 山里泰里（日）.汽車油泥模型制作[M].中國汽車工業(yè)學(xué)會出版社.

[2] 嚴(yán)揚等.汽車造型設(shè)計概論.[M] 清華大學(xué)出版社.

To the clay model conversion process

Cao Le
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

With the car styling in the share of the entire automotive manufacture process is becoming higher, the procedure of the car styling is getting more standardized and maturer as well. The rapid development of the cyber technology makes the computer aided industrial design is widely applied. Using computer technology to build a three-dimensional model is fast, relatively convenient, and low cost. In addition, using three-dimensional model is easy to achieve 3D rotation, attempt different materials on the model, and reflect various effects on the model. Hence the computer modeling is universally used by major automakers. But the popularity of such new technology makes the clay model refining - this traditional and crucial modeling process is gradually ignored by some designers and manufacturers. As everyone knows, to directly convert 2D renderings to 3D data models needs designers have a high ability to grasp three-dimensional world during the practical conversion process. And only a few domestic designers can achieve that. Therefore, the process of the clay model which needs designers deliberate the effect on the material object is particularly important.

renderings; body frame; tape diagram; clay model

U463.8

A

1671-7988(2016)10-29-04

曹樂，(1985.10-)，男，本科，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。職稱：造型設(shè)計主管。從事工作：汽車造型設(shè)計。