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        基于計算機輔助工業(yè)設計的產(chǎn)品CMF課程實踐與研究

        2017-11-06 11:07:58王燕王馨
        設計 2017年10期
        關鍵詞:創(chuàng)新思考

        王燕 王馨

        摘要:產(chǎn)品CMF設計是決定產(chǎn)品設計成敗的主要因素,導入計算機輔助工業(yè),設計的CMF教學思路,能夠讓學生建立系統(tǒng)的學習方法,提高對產(chǎn)品的細節(jié)研究。課程通過色彩、材料、表面工藝設計三方面利用不同的計算機表達技術實現(xiàn)從概念到實物的轉化。開創(chuàng)理論學習、CMF市場調(diào)研與經(jīng)典產(chǎn)品分析、CMF再設計定位,表面肌理的創(chuàng)新設計五個教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)新一代產(chǎn)品設計人才。

        關鍵詞:計算機輔助工業(yè)設計(CAID) CMF課程 創(chuàng)新思考

        中圖分類號:G42 文獻標識碼:A

        文章編號:1003-0069(2017)05-0118-02

        一、產(chǎn)品設計專業(yè)開設CMF課程的意義與難點

        產(chǎn)品CMF設計,即產(chǎn)品的色彩(Color)、材料(Material)及表面處理工藝(Finishing)的系統(tǒng)設計,也可以通俗地將其理解為產(chǎn)品的“皮膚”設計。

        隨著非物質(zhì)時代的到來,產(chǎn)品的價值需求觀由功能與造型的追求轉向品質(zhì)化生活的向往,產(chǎn)品設計更加強調(diào)社會符號屬性與物品的關系,CMF設計逐漸成為決定產(chǎn)品設計成敗的主要因素。因此,產(chǎn)品設計專業(yè)開展CMF設計課程具有時代的意義。

        (一)培養(yǎng)適銷對路的人才,滿足企業(yè)CMF設計人才的需求。

        國內(nèi)目前很多企業(yè)都設有CMF設計部門,但CMF人才供不應求,尤其3C電子類產(chǎn)品行業(yè)比較普遍。然而,國內(nèi)CMF設計行業(yè)起步較晚,真正精通CMF知識的設計人才也比較短缺,企業(yè)通常采取聘入再培養(yǎng)的方式,花費時間較長?;谶@一現(xiàn)狀,CMF課程的開設有利于為企業(yè)培養(yǎng)合適的設計人才。

        (二)建立產(chǎn)品色彩、材料與表面工藝的系統(tǒng)教學方法,提高學生的趨勢洞察能力。

        在產(chǎn)品設計專業(yè)的課程體系與內(nèi)容分布中,產(chǎn)品色彩、材料、設計工藝基本各以獨立的課程開設,其優(yōu)點是能夠展開豐富的知識內(nèi)容進行講述,但缺點是缺乏之間的關聯(lián)性。隨著CMF設計與趨勢研究的提出,更是強調(diào)了三者之間的聯(lián)系性與系統(tǒng)性,能夠把握好三者之間的關系就能夠創(chuàng)造好的產(chǎn)品品質(zhì)。另外,CMF設計的重點內(nèi)容之一就是要求設計師有敏銳的趨勢把握能力。通過課程的學習,學生能夠由認識到理解,逐步的建立起獨特的趨勢洞察能力。

        (三)設計拉動市場內(nèi)需,增強我國國有品牌的產(chǎn)品設計研發(fā)。

        在新產(chǎn)品的開發(fā)流程中,CMF設計是由最初的設計提案過渡到實際生產(chǎn)制造的必經(jīng)階段。目前許多產(chǎn)品的創(chuàng)新并不僅僅基于功能與技術的革新,產(chǎn)品CMF的革新設計逐漸成為拉動市場消費與形成競品差異化的主要方式。以蘋果系列的產(chǎn)品為例,其每一代新產(chǎn)品的推出多以CMF的設計創(chuàng)新取勝。因此,要提高我國國有品牌的設計創(chuàng)新能力,少不了對CMF設計的關注與大力支持。

        此外,目前產(chǎn)品設計專業(yè)很少有開設CMF的相關課程,其影響因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

        首先,目前許多高校對CMF設計的關注度不高,缺乏具有實踐經(jīng)驗的專業(yè)教師。CMF是近些年才流行起來的一個設計領域,它是伴隨著企業(yè)的技術加工與生產(chǎn)需要而產(chǎn)生一個專門的設計部門。現(xiàn)高校許多設計專業(yè)出身的教師具有很強的理論能力,但缺少生產(chǎn)與加工制造方面實踐經(jīng)驗,由此導致了理論與實踐之間的斷層,很難開展具體的CMF設計教學。第二,設計教育與實際社會生產(chǎn)脫軌。在當下國內(nèi)的設計教育體系下,高校開設的產(chǎn)品設計專業(yè)課程多注重設計思維與方法的教學,缺少實際產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與制造環(huán)節(jié)的涉入,從而導致學生的創(chuàng)意概念化,不能直接領悟到材料與工藝的重要性。第三,高校缺少CMF設計材料實驗室與樣品展覽館。在CMF設計中,材料毋庸置疑是設計中最重要的內(nèi)容。由于高校缺乏材料與樣品室的建立,學生很難直接領會到材料與工藝樣品的實際應用。

        基于時代意義催促與現(xiàn)實難點的挑戰(zhàn),CMF課程的設置應該以知識的應用與理解作為教學的首要目的,需要尋求可行的教學思路與探索方法。

        二、計算機輔助工業(yè)設計的概念及教學應用現(xiàn)狀

        (一)計算機輔助工業(yè)設計的概念

        計算機輔助工業(yè)設計(computer aided industrial design,CAID)的概念是在計算機技術和工業(yè)設計相結合形成的系統(tǒng)支持下,進行工業(yè)設計領域內(nèi)的各類創(chuàng)造性活動。

        隨著工業(yè)4.0的到來,3D打印技術與智能化制造的應用已成為趨勢,逐漸豐富了產(chǎn)品制造方式,計算機輔助工業(yè)設計的應用趨勢也有了更大的空間。在新產(chǎn)品的開發(fā)過程中,無論是技術工程師還是設計工程師都離不開計算機的應用與表達,計算機輔助工業(yè)設計成為促進設計進程與時代發(fā)展的有利工具。

        (二)產(chǎn)品設計課程體系下的計算機輔助工業(yè)設計應用現(xiàn)狀

        計算機輔助工業(yè)設計是產(chǎn)品設計專業(yè)的基礎課程,該課程的開設為實現(xiàn)學生的創(chuàng)意表達起到實際的效用。當下高校對產(chǎn)、學、研、創(chuàng)關注密切,越來越注重視教學成果的展示與宣傳,計算機輔助工業(yè)設計在教學實踐中的應用愈加重要,具體可表現(xiàn)為以下三個主要方面:

        第一、數(shù)字模型制作與圖形渲染技術的廣泛應用。在產(chǎn)品設計課程的實踐環(huán)節(jié),通過設計軟件的操作實現(xiàn)真實效果的產(chǎn)品渲染圖,同時能夠清晰地表達或定義出產(chǎn)品的材質(zhì)、紋理與色彩屬性。隨著計算機圖形處理與三維工程設計軟件的普遍使用,未來計算機輔助工業(yè)設計協(xié)同教學需要將繼續(xù)應用與實施。

        第二、基于數(shù)字模型的CNC數(shù)控加工與3D打印技術在產(chǎn)品設計教學中逐步普及。在產(chǎn)品設計的教學中,實物模型的制作多用于教學成果的展示與部分課程的教學實踐需求。CNC數(shù)控加工模型的過程屬于數(shù)字化精細加工,它是產(chǎn)品模具制作與實現(xiàn)批量化生產(chǎn)主要工具。許多高校為產(chǎn)品設計專業(yè)開設了CNC數(shù)字加工實驗室,保證了教學與設計實踐的密切關系。3D打印技術是近幾年熱起來的智能制造方式,由于3D打印具有造價便宜、便捷、快速的模型成型優(yōu)勢,因此目前許多高校產(chǎn)品設計專業(yè)將3D打印實驗室引進到課程實踐中。例如西安美術學院設計系產(chǎn)品設計專業(yè)首次將3D打印技術應用在創(chuàng)意文化產(chǎn)品、主題生活的研發(fā)與教學中,并舉辦了一次別開生面的3D打印作品展覽,取得了良好的反響。endprint

        第三、虛擬現(xiàn)實技術在設計教學中實踐與應用。VR技術是上個世紀80年代首次提出的概念與理論,主要實現(xiàn)手段是通過計算機及傳感技術創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段。隨著VR技術的廣泛應用與成熟化發(fā)展,未來學生的設計概念與效果展示都可以通過VR手段進行超現(xiàn)實表現(xiàn)。魯迅美術學院傳媒與動畫學院率先將VR、AR與MR引入到教學實踐,在整個課程成果的展覽中學生通過計算機編碼引入與數(shù)字模型的建立,借助VR、MR設備操作,體現(xiàn)一場生動的技術實際應用成果。

        以上三個方面是產(chǎn)品設計專業(yè)主要技術設施的應用現(xiàn)狀。但總的來說,各種先進技術工具的發(fā)展都基于計算機技術應用而壯大,其屬于計算機輔助工業(yè)設計的范疇。

        三、基于計算機輔助工業(yè)設計的產(chǎn)品CMF課程的實踐

        (一)導入計算機輔助工業(yè)設計的CMF教學思路

        基于計算機軟件在設計教學中的廣泛應用,為本次課程的開展奠定實踐基礎。課程最終CMF的設計表達可以借助計算機渲染效果進行視覺傳達,同時結合3D打印設備,實現(xiàn)從概念想法到設計制作的環(huán)節(jié)。課程的目的是希望通過CMF課程的學習讓學生建立起系統(tǒng)的學習方法,積極地采用合適的手段進行CMF設計分析與表達方式探討。

        色彩設計思路:在產(chǎn)品的色彩設計教學中,可以介入數(shù)字化的教學手段,利用色彩的搭配軟件與計算機圖形渲染軟件可以實現(xiàn)產(chǎn)品色彩設計應用。例如key shot渲染軟件的可以通過產(chǎn)品數(shù)字模型的置入,可以針對模型的材質(zhì)自由地進行色彩的添加與置換,很方便實現(xiàn)色彩的搭配與應用比較。

        材料設計思路:在材料的設計部分,首要注重的是,應該結合設計方案選擇合適材料加以應用。在材料的表現(xiàn)與應用方面,很多產(chǎn)品設計的渲染軟件都自帶豐富的產(chǎn)品材料庫,能夠實現(xiàn)材料的模擬與應用,包括一些新的材料設置也可以通過設計師自己編輯進行創(chuàng)作。

        表面工藝設計思路:在CMF設計中表面處理工藝是相對比較難理解的部分,需要一定的工程知識經(jīng)驗支持。企業(yè)CMF設計師多靠具體的實踐積累掌握產(chǎn)品制作工藝的實現(xiàn)方式。因此,基于實踐與樣板參考的前提下學生很難理解具體的工藝方法及理論。在本課程中我們主要集中對固定的集中常用表面工藝進行講解。在實踐部分,主要圍繞產(chǎn)品的肌理進行設計實踐,最終通過計算機輔助工業(yè)設計的思路,將肌理設計轉化實際的應用層。

        (二)課程實施過程

        本課程的實施過程循序漸進,遵循由理論學習到設計實踐的一般學習過程,分為以下5個階段。

        第1個階段是理論學習。該階段教師主要對CMF設計相關理論知識進行講解,內(nèi)容包含CMF的設計背景、流程與應用價值。在理論講解的過程中,值得注意的是需要以設計的角度進行知識的分享,例如可以講述幾個典型的CMF Design Story,故事既可以是成功的案例也可以是失敗的案例,其講故事的過程可以充分地將系統(tǒng)的CMF設計知識貫穿在內(nèi),讓學生充分系統(tǒng)的理解CMF含義。

        第2個階段是CMF市場調(diào)研與經(jīng)典產(chǎn)品分析。該階段是希望學生基于現(xiàn)行產(chǎn)品的市場調(diào)研,目的是能夠結合理論知識的學習理解當前產(chǎn)品的CMF設計趨勢。調(diào)研之前為了避免學生調(diào)研結果趨于雷同,代課教師通過分類產(chǎn)品的方式限定內(nèi)容,要求學生最終的調(diào)研結果趨向多樣化,類如將產(chǎn)品調(diào)研的種類分為掌上移動設備、家庭娛樂設備、智能家居產(chǎn)品等。最后學生以小組的形式對調(diào)研的結果進行分享,并選出一個經(jīng)典產(chǎn)品進行CMF分解式分析。通過這樣的方式,既能讓學生收集到CMF設計素材,又能初步了解當前產(chǎn)品的CMF應用趨勢。

        第3個階段CMF再設計定位,即概念設計來源。本階段定義“再設計”的目的是希望學生通過對CMF知識的學習與理解,重新尋找產(chǎn)品的色彩、材料與表面處理工藝的材料并明確設計方向,最終可作為應用方式附加于產(chǎn)品表面,從而實現(xiàn)新的品質(zhì)感受與價值導向。本階段教師確定收集范圍與設計模板供學生參考,學生通過個人渠道去搜集CMF材料進并進行合理的搭配與組合,最終進行課上分享。例如對色彩方面可以從流行服飾或風景照片中尋找感覺;材料可以從廢棄的產(chǎn)品或是有特殊質(zhì)感物體尋找來源。最終需要將這些收集的元素進行合理的排布,并說明感受,定義CMF的概念來源。

        第4個階段是表面肌理的創(chuàng)新設計。本階段為計算機輔助工業(yè)設計實踐階段,構建產(chǎn)品獨特視覺表面。通過計算機軟件進行圖形制作,并將學生設計的肌理進行3D打印制作,最終通過實物模型的方式展示肌理的設計效果。肌理作為一種紋樣或是圖飾置于產(chǎn)品表面,一方面能夠起到裝飾性作用,另一方面也可作為具有一定功能指向被設計應用。類如自行車車輪表面的細致紋理,其作用主要起到防滑的作用。音箱表面發(fā)音孔的設計,能夠傳播聲音的同時,漂亮的音孔和細節(jié)表達讓人們產(chǎn)生了購買的欲望。學生創(chuàng)作的肌理構成肌理材質(zhì)庫,方便學生后期將其運用到產(chǎn)品設計中。

        第5個階段是CMF設計應用。本階段是課程實施的最后一個環(huán)節(jié),也是最重要的部分。學生需要對前4個學習階段的學習內(nèi)容進行深入思考,例如如何將前期的調(diào)研與肌理的創(chuàng)作運用于CMF設計實踐中。整個過程需要借助計算機軟件圖形表達的方式進行CMF創(chuàng)新設計實踐。首先,由教師指定50件工業(yè)設計史上經(jīng)典的產(chǎn)品,學生通過對經(jīng)典產(chǎn)品進行CMF設計置換,憑借最新的流行色彩趨勢與新材料的應用,讓失去“色彩”的產(chǎn)品重獲新生,產(chǎn)生新的視覺感受。在置換設計的過程中,學生需要對經(jīng)典進行CMF分析與設計理念的闡述,以便了解產(chǎn)品的時代屬性。其次通過計算機軟件建模,構建經(jīng)典產(chǎn)品的數(shù)字模型,最后借助keyshot渲染軟件對模型進行色彩、材料與表面工藝的視覺化表現(xiàn)。

        以上5個環(huán)節(jié)是本課程的具體實施過程,課程總共歷時4周64個課時。課程最終在學生作品結課會看中分別展示了各個階段的學習成果,受到了良好的評價(如圖1),為下一次課程的完善起到鋪墊作用。

        結語及展望

        在當下產(chǎn)品外觀品質(zhì)革新的時代,CMF是產(chǎn)品設計中的一個重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品設計專業(yè)開設CMF課程是符合時代的發(fā)展與對色彩、材料與表面工藝三者系統(tǒng)化教學的實際意義。

        隨著工業(yè)4.0時代的到來,毫無置疑計算機輔助工業(yè)設計的應用更為廣泛,本文基于計算機輔助工業(yè)設計的產(chǎn)品CMF課程實踐是一次利用技術工具創(chuàng)新嘗試,也是一次教學方式的多角度思考。除此之外,在實際教學的過程中,我們還需不斷加強校企之間的探討與合作,共同協(xié)同進步。換句話說,優(yōu)秀的CMF設計也并不是與生俱來的,更需要專業(yè)的教育與實踐的錘煉才能造就。endprint

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