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