周濤

摘要：汽車造型描述手段是談?wù)撈囋煨头椒ǖ那疤嶂?，已有的汽車造型描述手段并不適合藝術(shù)設(shè)計(jì)師使用。通過(guò)論述各種成熟的汽車造型描述手段的優(yōu)劣性，結(jié)合藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科的特征與汽車設(shè)計(jì)流程特點(diǎn)，建立新的汽車造型描述手段。并嘗試在此基礎(chǔ)之上提出一種適合藝術(shù)設(shè)計(jì)師使用的汽車造型方法。該方法的特點(diǎn)是能給予設(shè)計(jì)師在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)予以參考并發(fā)揮其主觀性，而非通過(guò)計(jì)算機(jī)等手段衍生出最后的汽車造型結(jié)果。

關(guān)鍵詞：汽車造型;造型描述手段;造型關(guān)鍵點(diǎn);熱區(qū)圖

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）07-0028-03

汽車造型屬于設(shè)計(jì)領(lǐng)域中較為典型的一類，其產(chǎn)品造型具有美學(xué)需求多樣、曲面轉(zhuǎn)折關(guān)系復(fù)雜、多學(xué)科知識(shí)交叉、多方案選擇與迭代的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的“高技術(shù)——高情感”設(shè)計(jì)領(lǐng)域[1]。關(guān)于汽車造型方法的研究有很多，然而無(wú)論是從哪個(gè)角度切入來(lái)研究汽車造型，都需要一種或多種技術(shù)手段來(lái)描述汽車造型特征。這些技術(shù)手段是根據(jù)研究者的學(xué)科背景和研究的切入點(diǎn)來(lái)選擇的。汽車造型描述手段的研究是汽車造型方法研究的重要組成部分，因此對(duì)汽車造型特征的描述手段的研究和開(kāi)發(fā)具有重要的意義。

1 汽車造型描述手段

無(wú)論是對(duì)已有車型的研究還是對(duì)概念車型的表達(dá)都需要媒介，這個(gè)媒介需要可以被人識(shí)別且運(yùn)用。這個(gè)媒介便是汽車造型描述手段，本段將根據(jù)描述手段的不同對(duì)已有的研究做一個(gè)分類：

1）語(yǔ)言。人可以應(yīng)用語(yǔ)言來(lái)描述他們的感知，在意象研究里，經(jīng)常有人采用口語(yǔ)分析法來(lái)進(jìn)行相關(guān)的研究。在汽車造型知識(shí)里，同樣可以用語(yǔ)言來(lái)對(duì)造型知識(shí)進(jìn)行描述。比如在《汽車造型設(shè)計(jì)中的節(jié)奏與韻律》[2]一文中，伍國(guó)俊使用節(jié)奏與韻律來(lái)總結(jié)描述汽車造型的規(guī)律。在汽車造型中，伍國(guó)俊認(rèn)為可以應(yīng)用節(jié)奏韻律的手法求得造型的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以達(dá)到更加優(yōu)秀的造型結(jié)果。缺點(diǎn)是難以定量地進(jìn)行研究且文本量較大。

2）貝塞爾曲線。在電腦二維圖像處理軟件中，貝塞爾曲線是一種常見(jiàn)的繪制曲線方式。它使用復(fù)數(shù)的節(jié)點(diǎn)來(lái)確定曲線的形態(tài)，在計(jì)算機(jī)軟件中是一種非常重要的參考曲線。在汽車造型知識(shí)的相關(guān)領(lǐng)域研究中，貝塞爾曲線實(shí)際上是在描述汽車造型的特征線。如胡偉峰在《汽車品牌造型基因提取及可視化研究》[3]一文中，利用貝塞爾曲線量化汽車特征線的方式，來(lái)描述汽車造型的輪廓線、腰線、進(jìn)氣柵格以及車大燈的形態(tài)。貝塞爾曲線在描述汽車造型特征線上具有一定的優(yōu)勢(shì)，它能很好地概括汽車的造型形態(tài)，而且貝塞爾曲線可以被準(zhǔn)確地測(cè)量，方便定量化地研究汽車造型。

3）點(diǎn)云。點(diǎn)云技術(shù)以海量的點(diǎn)來(lái)描述線或者面的特征[4]，且描述結(jié)果較為準(zhǔn)確。點(diǎn)云的劣勢(shì)是他對(duì)硬件的要求較高且多用于汽車的逆向設(shè)計(jì)中。

4）幾何特征建模。車身表面幾何建模工作隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而變得更加容易。烏晴輝使用幾何建模的方式探討了車身表面幾個(gè)基本特征[5]，包括汽車造型的基本特征、附加特征、變形操作特征、復(fù)合特征、總特征。通過(guò)幾何特征建模的方式來(lái)描述汽車造型是比較準(zhǔn)確直觀的，但是數(shù)據(jù)處理難度較大。

5）關(guān)鍵點(diǎn)。有相關(guān)的研究表明，可以用點(diǎn)來(lái)有效地描述汽車造型形態(tài)[6]。孫建寧在《產(chǎn)品多意象造型進(jìn)化設(shè)計(jì)》中[7]，首先利用網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)等渠道收集了234款汽車的側(cè)面圖片。使用專家測(cè)評(píng)的方法選出45張圖作為研究樣本。利用曲線控制法將汽車輪廓進(jìn)行參數(shù)化，定下27個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。包括了4個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)和23個(gè)相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)。并利用軟件將所有坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。最后將坐標(biāo)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)作為研究汽車造型知識(shí)的基礎(chǔ)。使用關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行描述的優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)能通過(guò)坐標(biāo)的方式進(jìn)行描述，非常方便進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理。劣勢(shì)在于使用關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)描述汽車造型相對(duì)于線、面來(lái)講顯得不夠直觀，準(zhǔn)確。

汽車設(shè)計(jì)作為一門交叉學(xué)科，藝術(shù)設(shè)計(jì)在其中占據(jù)著重要的地位，上述研究多站在自身學(xué)科角度來(lái)選擇汽車造型描述手段，追求的是準(zhǔn)確且易被計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。其研究成果對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)師來(lái)講幫助不大（本觀點(diǎn)在下一章節(jié)論證）。因此本文需站在藝術(shù)學(xué)科角度下來(lái)探討汽車造型特征的描述方法，為今后汽車造型設(shè)計(jì)方法打下基礎(chǔ)。

2 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科下的汽車造型

本課題在藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科下來(lái)探討汽車造型，因此在汽車描述手段的研究上會(huì)根據(jù)藝術(shù)設(shè)計(jì)師的理論知識(shí)與行為習(xí)慣來(lái)確定。汽車設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)過(guò)程包含了三大部分：外形設(shè)計(jì)、內(nèi)室設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)[8]。從藝術(shù)設(shè)計(jì)角度來(lái)看，汽車造型也分為三個(gè)板塊：形態(tài)、色彩、材質(zhì)。汽車正向設(shè)計(jì)涉及了幾個(gè)基本的步驟[9]：（1）市場(chǎng)調(diào)研并制定市場(chǎng)計(jì)劃的開(kāi)發(fā)流程;（2）汽車總布置設(shè)計(jì);（3）創(chuàng)意方案設(shè)計(jì);（4）方案初審篩選;（5）建立汽車數(shù)字模型;（6）等比例縮小的模型制作;（7）等比例縮小模型的評(píng)審;（8）繪制全尺寸的效果圖與膠帶圖;（9）全尺寸模型設(shè)計(jì)制作;（10）部件造型細(xì)節(jié)設(shè)計(jì);（11）風(fēng)洞實(shí)驗(yàn);（12）設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)鼋Y(jié)。在上述流程中，創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)過(guò)程是汽車造型設(shè)計(jì)師所主導(dǎo)的過(guò)程。這一步驟在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中位置靠前。在這一過(guò)程里，設(shè)計(jì)師能發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，對(duì)汽車的造型結(jié)果起到重要的影響作用。在創(chuàng)意階段開(kāi)始的時(shí)候，一般會(huì)對(duì)汽車造型結(jié)果提出一種要求。在汽車生產(chǎn)中這個(gè)要求是由市場(chǎng)規(guī)律和企業(yè)相關(guān)部門共同制定的。汽車設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)這些要求來(lái)對(duì)汽車造型進(jìn)行創(chuàng)意發(fā)散，這個(gè)發(fā)散過(guò)程一般是從手繪稿開(kāi)始。而在傳統(tǒng)的手繪階段，類似點(diǎn)云、貝塞爾曲線、幾何特征建模等描述手段并不能被很好地用來(lái)表達(dá)創(chuàng)意，因?yàn)樯鲜雒枋鍪侄芜^(guò)于精確且數(shù)據(jù)化。而在傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)方法之中，有一種根據(jù)輪胎尺寸比例來(lái)限定汽車形態(tài)的方法被較為廣泛地運(yùn)用，如圖2所示。繪制不同種類汽車所參考的比例完全不同。這種比例可以作為設(shè)計(jì)師繪制汽車草圖時(shí)的參考，這種參考可以幫助設(shè)計(jì)師抓住基本的車型比例，同時(shí)不會(huì)限制設(shè)計(jì)師的思維發(fā)散從而可以發(fā)揮設(shè)計(jì)師的主觀能動(dòng)性。本課題正是要尋找出一種類似的描述手段來(lái)給予設(shè)計(jì)師參考，而非通過(guò)造型描述手段來(lái)確定造型結(jié)果。

3 以熱區(qū)圖為汽車造型描述手段

形態(tài)作為造型的重要元素，具有重要的研究?jī)r(jià)值。點(diǎn)、線、面是形態(tài)最基本的組成元素。從幾何學(xué)的角度來(lái)講，點(diǎn)是兩條線相交或相切的重復(fù)位置，點(diǎn)是沒(méi)有面積只有位置。但是從視覺(jué)的角度來(lái)看，點(diǎn)同時(shí)具備位置、面積或體積。從造型師順序的角度來(lái)講，點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡可以形成線，不重復(fù)的兩個(gè)點(diǎn)之間可以連成線，線的掃描軌跡可以形成面，封閉的面形成體，所以點(diǎn)是視覺(jué)造型設(shè)計(jì)語(yǔ)言的出發(fā)點(diǎn)[10]。單獨(dú)的點(diǎn)在不同的環(huán)境中會(huì)帶給人完全不同的認(rèn)知。比如在點(diǎn)處在平面的中心時(shí)，會(huì)給人穩(wěn)定的感覺(jué)。如果點(diǎn)處在非中心的位置時(shí)，又呈現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)感和不穩(wěn)定感[11]。當(dāng)復(fù)數(shù)的點(diǎn)存在于一個(gè)空間里，隨著點(diǎn)分布狀態(tài)的不同，又會(huì)給人更多不同的體驗(yàn)（復(fù)數(shù)的點(diǎn)可以給人類似線、面、體的視覺(jué)體驗(yàn)）。同時(shí)從統(tǒng)計(jì)的角度來(lái)講，點(diǎn)的分布密度可以通過(guò)熱區(qū)的方式進(jìn)行演示。熱區(qū)圖（或熱點(diǎn)圖）在統(tǒng)計(jì)網(wǎng)頁(yè)點(diǎn)擊數(shù)量和采集注意力熱點(diǎn)圖上有很多的研究。前者通過(guò)分析網(wǎng)頁(yè)每一個(gè)板塊的點(diǎn)擊熱度來(lái)進(jìn)行版面的設(shè)計(jì)安排和驗(yàn)證設(shè)計(jì)成果。通常用低色溫（如紅、黃）來(lái)表示高點(diǎn)擊量，用高色溫（藍(lán)、綠）來(lái)表示低點(diǎn)擊量。后者通過(guò)眼動(dòng)儀等技術(shù)手段來(lái)收集人們認(rèn)知觀察的熱點(diǎn)。當(dāng)人們?cè)谀硞€(gè)點(diǎn)上觀察時(shí)間越多，則該區(qū)域色溫越低，反之則色溫越高。因此點(diǎn)在視覺(jué)中的應(yīng)用非常的靈活，且容易被描述（點(diǎn)可以通過(guò)獨(dú)立的坐標(biāo)描述、點(diǎn)的分布可以通過(guò)熱區(qū)的方式展現(xiàn)）。

因此使用以點(diǎn)形成的熱區(qū)圖來(lái)描述汽車造型有如下優(yōu)勢(shì)：

1）點(diǎn)本身在空間中的位置能很好地被描述和統(tǒng)計(jì)（通過(guò)坐標(biāo)）。

2）通過(guò)復(fù)數(shù)的點(diǎn)可以輕松衍生出線或面，線被證明是可以高效地描述汽車造型知識(shí)，面則是能準(zhǔn)確地展示汽車造型。

3）點(diǎn)與點(diǎn)之間可以形成有限的線段，但是通過(guò)點(diǎn)的分布可以形成面，而面與面之間可以形成無(wú)限種連線的方法。無(wú)限種的連線方式意味著可以很好地提供設(shè)計(jì)師發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性的空間。

4）點(diǎn)形成的熱區(qū)可以很好地展示點(diǎn)的密集程度，可以反映汽車造型的規(guī)律變化。

4 基于熱區(qū)圖的汽車造型方法展望

眾多案例表明，使用造型語(yǔ)義作為切入角度來(lái)研究汽車造型是比較有效的手段。本章節(jié)將使用熱區(qū)圖為汽車造型描述手段，結(jié)合汽車造型語(yǔ)義的相關(guān)研究成果，來(lái)探討可能的汽車造型方法的創(chuàng)新。藝術(shù)設(shè)計(jì)師在創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)階段一般以語(yǔ)義形容詞來(lái)開(kāi)始設(shè)計(jì)項(xiàng)目的推進(jìn)，這里的語(yǔ)義形容詞指的是汽車造型形容詞。語(yǔ)義形容詞的相關(guān)研究有幾個(gè)不同的方向，針對(duì)汽車造型的主要有以下兩種：朱毅在《汽車造型語(yǔ)義研究與設(shè)計(jì)流程構(gòu)建》中提到了在汽車造型領(lǐng)域中造型語(yǔ)義是相對(duì)固定的，但是如果將所有形容詞運(yùn)用在汽車領(lǐng)域是不現(xiàn)實(shí)的，因此有必要進(jìn)行篩選[12]。朱毅最終通過(guò)他的研究篩選出30個(gè)形容詞以及他們的反義詞作為研究汽車造型的關(guān)鍵詞匯。蘇建寧在他的研究中并未使用反義詞作為語(yǔ)義形容詞，在產(chǎn)品多意象造型進(jìn)化設(shè)計(jì)》一文中，蘇建寧在建立一套汽車造型評(píng)價(jià)系統(tǒng)過(guò)程中直接使用“流線”“豪華”“穩(wěn)重”等形容詞匯作為研究對(duì)象。在朱毅的研究成果中有一些形容詞并常出現(xiàn)在藝術(shù)設(shè)計(jì)師對(duì)汽車造型的評(píng)論中。比如“友好”和“敵對(duì)”、“杰出”和“平凡”等。而后者選擇的詞匯則在汽車評(píng)論中較為常見(jiàn)。比如“大氣”、“流線”、“豪華”等。本課題并不比較兩者的優(yōu)劣，而是單純地從藝術(shù)設(shè)計(jì)人員的使用習(xí)慣角度出發(fā)，選擇后者作為意象描述的方法。同時(shí)選擇軸距在2700-2750mm區(qū)間的SUV側(cè)面為研究對(duì)象。邀請(qǐng)5位擁有汽車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師來(lái)對(duì)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)，挑選出“商務(wù)”與“運(yùn)動(dòng)”兩個(gè)組別的車型，來(lái)區(qū)分每款汽車的造型特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示有20款車型在商務(wù)感上表現(xiàn)較好，有17款車型在運(yùn)動(dòng)感上表現(xiàn)較好。其中重復(fù)的車型有9款。

選擇七個(gè)點(diǎn)來(lái)對(duì)每款汽車的造型進(jìn)行記錄，七個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)車側(cè)面輪廓的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，分別計(jì)al、a2、a3、a4、a5、a6、a7。如圖3所示。其中al、a2為車前臉在側(cè)面輪廓的兩端;a3為引擎蓋與A柱在車側(cè)面輪廓的交點(diǎn);a4為A柱與車頂在側(cè)面輪廓的交點(diǎn);a5為C柱與車頂在側(cè)面輪廓的交點(diǎn);a6、a7為車后臉在側(cè)面輪廓的兩端。最后建立坐標(biāo)系，將車后輪作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，車頭方向?yàn)閄軸正方向。提取每一個(gè)點(diǎn)在該坐標(biāo)系下的世界坐標(biāo)數(shù)據(jù)將兩組車型（商務(wù)組20款，運(yùn)動(dòng)組1 7款）上七個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)散布在坐標(biāo)系中，利用Execel自帶的插件Powermap對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。Powermap是一款可以支持用戶繪制可視化的地理和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的軟件，可以很方便對(duì)Execel表格中的數(shù)據(jù)加以識(shí)別處理。得到如下熱區(qū)圖。

觀察熱區(qū)圖發(fā)現(xiàn)，造型關(guān)鍵點(diǎn)在散布上呈現(xiàn)出了一定的規(guī)律，總結(jié)規(guī)律如下：

1）商務(wù)組在點(diǎn)的分布上較為分散，除了al點(diǎn)與a7點(diǎn)以外，其余五點(diǎn)都是向“紅區(qū)”外側(cè)進(jìn)行延伸。

2）運(yùn)動(dòng)組在點(diǎn)的分布上較為集中，除了al點(diǎn)與a7點(diǎn)以外，其余五點(diǎn)都是向“紅區(qū)”內(nèi)側(cè)進(jìn)行延伸。

3）商務(wù)組在al，a2兩個(gè)點(diǎn)上存在兩組聚落。查詢數(shù)據(jù)源可見(jiàn)，有5款車型al、a2兩個(gè)點(diǎn)全部在內(nèi)側(cè)。

4）橫向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)組所有七個(gè)點(diǎn)的“紅區(qū)”相對(duì)于商務(wù)組都要低，在al、a4、a5、a7點(diǎn)尤為明顯。

5）橫向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)組a5點(diǎn)與a6點(diǎn)的距離相對(duì)于商務(wù)組要小。

該對(duì)比在一定程度上是符合人對(duì)車型的一般認(rèn)知的，比如運(yùn)動(dòng)感較強(qiáng)的車在視覺(jué)上要顯得有速度感，要更加“貼地”，給人“低風(fēng)阻”的感覺(jué);商務(wù)感較強(qiáng)的車則因?yàn)閮?nèi)室空間較大，外觀顯得外擴(kuò)。對(duì)應(yīng)的是總結(jié)出的第4條規(guī)律，運(yùn)動(dòng)組所有七個(gè)點(diǎn)的“紅區(qū)”相對(duì)于商務(wù)組都要低。再比如運(yùn)動(dòng)感較強(qiáng)的車在溜背的處理上要更加緊經(jīng)湊、與車頂?shù)倪B接更加順滑;商務(wù)感較強(qiáng)的車在溜背的處理上要更加挺拔，解決的是后車座車頂?shù)目臻g問(wèn)題。對(duì)應(yīng)的是總結(jié)出的第5條規(guī)律，運(yùn)動(dòng)組a5點(diǎn)與a6要小。關(guān)于熱區(qū)圖展示的造型規(guī)律還可以進(jìn)一步的挖掘。從目前的成果來(lái)看，通過(guò)熱區(qū)圖的方式來(lái)描述汽車造型的方法的確可以反應(yīng)出一些造型規(guī)律。但如何通過(guò)熱區(qū)圖衍生出新的汽車造型方法需要進(jìn)一步的探討。但可以確定的是，熱區(qū)圖作為一種新的汽車造型描述手段可以增加對(duì)汽車造型方法的研究角度，特別是針對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科下的汽車造型方法的研究。

5 結(jié)語(yǔ)

本文首先論述了幾種主要的汽車造型描述手段，并分析每種描述手段的主要特點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)已有的方法并不適合藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科下的設(shè)計(jì)師使用。其后從藝術(shù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與汽車設(shè)計(jì)流程的角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)需要探索出一種新的描述手段，來(lái)給予設(shè)計(jì)師“參考”而非決定汽車造型結(jié)果，以此來(lái)發(fā)揮設(shè)計(jì)9幣的主觀性。接下來(lái)從點(diǎn)的特征出發(fā)，提出可以以點(diǎn)形成的熱區(qū)圖的方式來(lái)描述汽車造型的設(shè)想。最后本課題嘗試以熱區(qū)圖結(jié)合語(yǔ)義形容詞的方式來(lái)描述汽車造型，取得一定成果。一方面熱區(qū)圖能給設(shè)計(jì)師汽車形態(tài)的比例關(guān)系（類似輪胎比例繪制法）;另一方面熱區(qū)圖還能反應(yīng)汽車造型的規(guī)律，使得設(shè)計(jì)結(jié)果更為準(zhǔn)確，證明了該描述手段具有一定的研究前景。本課題還有諸多不足之處和可以發(fā)展的地方，比如造型關(guān)鍵點(diǎn)的取得方法;熱區(qū)圖的制定標(biāo)準(zhǔn);造型語(yǔ)義與熱區(qū)圖的映射方法;通過(guò)熱區(qū)圖進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)方法的有效性等問(wèn)題都需要進(jìn)一步的研究與論證。

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