蔡蒙生

（西南大學，重慶 400715）

1 曲面造型的特殊性

曲面是制圖學術用語。曲面指的是在特定的條件下，由點構成的線在空間連續(xù)運動產(chǎn)生的軌跡。直觀上的曲面是空間中具有兩個自由度的點的軌跡，它代表了某一狀態(tài)下的幾何形式[1]。在當今全球化日益發(fā)展的背景下，新興的數(shù)字技術、三維技術與網(wǎng)絡技術的應用，我們無論在設計方法還是設計成果上都體現(xiàn)出與以往更大的差別。象征著權利和工業(yè)化大生產(chǎn)的框架、直線型設計已經(jīng)滿足不了人們的需求[2]。有別于以往的直線型設計，曲面造型設計己成為當今設計界關注的熱點。設計產(chǎn)品的創(chuàng)作不再像以前那樣中規(guī)中矩,而是變得富有想象力、流動性與爆發(fā)力。在巨大的視覺沖擊力的面前,我們發(fā)現(xiàn)這樣的形態(tài)其實并不陌生,它們更像是晶體、螺旋線等自然曲線組成的形態(tài)，使得造型的形式更加多樣、圓滑、通透與靈活。產(chǎn)品造型設計離不開對現(xiàn)代幾何元素的運用,也離不開曲面元素的襯托與支持。曲面是產(chǎn)品構成上的重要元素,因它本身的特殊性使整體的形態(tài)更加的飽滿、充實與靈動。它不僅是產(chǎn)品中的點睛之筆,也是景觀空間中的聯(lián)系紐帶,使城市休閑廣場更現(xiàn)代化與人性化。

曲面造型設計的最大特征就是不確定性。它是設計師的一種反傳統(tǒng)的觀念表達，更是人類想象力的巨大釋放。曲面中的“不確定性”特征在設計初始階段的體現(xiàn)就是作品再也不是一個按照傳統(tǒng)一成不變的確定的規(guī)則了，而應是通過對各種影響設計因素的研究，提煉出概念，再發(fā)展到形象。由于環(huán)境往往是復雜的，所以產(chǎn)品的形態(tài)也應隨機而變化，以合時宜。

圖1 倫敦水上中心方案

曲面造型設計理念在產(chǎn)品設計中的應用，給產(chǎn)品造型的創(chuàng)新帶來了諸多優(yōu)勢，不僅有利于突破傳統(tǒng)的設計理念，同時還能在很大程度上實現(xiàn)產(chǎn)品設計的高質量創(chuàng)新。

2 曲面造型設計的審美性分析

設計是一種本質是“按照美的規(guī)律造物”的藝術活動，這就決定了審美的范疇不能脫離對設計的研究。即使“美”不是最終追求的目的和設計好與壞的度量基礎，但就設計成果而言，外觀的美與否卻很大程度上成為考慮產(chǎn)品優(yōu)劣程度的標準之一。

說到“曲面”，很容易聯(lián)想到“平面”。然而平面帶給人的情感與曲面是完全對立的，平面讓人聯(lián)想到耿直、堅毅、固執(zhí)、頑強、穩(wěn)重等，而曲面給人輕靈、靈活、柔和、自由的感覺。其實產(chǎn)品造型與三維立體空間都是由若干個平面與曲面構成的。北京的天安門廣場、人民大會堂，南京中山陵廣場等等，運用了大量的平面、直角，產(chǎn)生一種莊重肅穆的視覺感受，帶給人們壓抑與緊張的情緒，大量的直線直角，使人不由自主緊張。相比大量平面直角的構成，曲面的波動、變化無疑舒緩了展示空間的冰冷、生硬與壓抑，緩解了視覺上的單一沉悶。因為曲面設計自身的特點，產(chǎn)品往往呈現(xiàn)出一種不規(guī)則性與秩序性的統(tǒng)一，這樣的特點使得這種不規(guī)則的形式更接近自然的形體本質，具有更豐富的層次感，從而具有了更濃厚的藝術感染力。

圖2 曲面運動水杯造型設計

圖3 航拍器底部

曲面本身就是組成三維空間的一部分，作為一種幾何表現(xiàn)形式，其本身有很濃烈的空間感，因此本身就在分割空間的同時，也擁有著增加空間感的功能?？v向曲面給人的感官視覺尤其強烈，通過扭轉的立體的形式表現(xiàn)出來，更增加了視覺的刺激與空間的歸屬感。曲線可以通過不同的排列組合來形成不同的曲面，流線型的曲線造型，通過幾何變換建構出復雜的曲面，不同形態(tài)的復雜曲面可以重新構建出曲面幾何體，使得設計應用增加空間感。具有幾何曲線的設計，可以通過曲線造型的裝飾來分割空間和組織空間；通過曲面之間的組合，用質感、肌理、色彩等元素展現(xiàn)出不同的藝術效果。曲面造型給人以直觀的視覺感受，通過一系列的表現(xiàn)元素的變化對觀者產(chǎn)生心理暗示，人們可以通過曲面的運作形式，判斷眼前的設計作品是否具備某種使用屬性。

在產(chǎn)品設計中,結構曲線的構建十分重要,不同狀態(tài)不同曲率的曲線，給使用者的印象是截然不同的。作為設計師，在產(chǎn)品的設計過程中，曲線受到哪些制約因素,使用者所期待的曲線包含哪些特性,這些都是在設計時所需要考慮的[3]。曲面設計的表現(xiàn)，比較看重的兩個因素就是流動性以及動態(tài)趨向。靈活運用了大量的雙曲線、自由曲線、拋物線以及螺旋曲線等，可以為人們帶來柔和的視覺效果。例如倫敦申辦的奧運會投標方案，水上中心見圖1，該建筑的亮點在于它是一個變換曲率的雙波浪形式，能夠充分向人們展示建筑的完整性以及靈動性。

產(chǎn)品曲面設計的形態(tài)融合與折疊性，一般采用數(shù)字三維技術進行設計，使產(chǎn)品的各個類平面立面形成一個連續(xù)的界面，呈現(xiàn)出連續(xù)、彎曲、流動的視覺特點。設計師將幾個不同的面銜接在一起，以設計的流動性增加空間的非水平面化。在滿足最基本產(chǎn)品的使用功能要求的前提下，產(chǎn)品的各個面之間形成對立又統(tǒng)一的關系，達到了產(chǎn)品曲面形態(tài)設計上的均衡效果。

3 曲面運動水杯造型設計

如圖2，將運動水杯的主體分割來看，可以近似看作是幾條斜向的封閉空間曲線組成的，而每一條封閉的空間曲線則可以近似看作斜方向的橢圓，是以這幾條線為軌道，加以合適的輪廓曲線建立出的連續(xù)曲面。優(yōu)雅而充滿活力，創(chuàng)造出了一種獨特的結構形態(tài)。不同密度的線形可以產(chǎn)生不同的光照藝術效果。表達了追求舒適而和諧的設計理念。水杯整體被設計成流線型，流暢的線條、主體面的多變線形中細微的過渡表達，使整個形態(tài)簡約、整體，產(chǎn)生一種流動而簡潔的美感。

平面可以給人理性秩序性的感覺，圖形簡潔明快，容易被識別，是秩序美的完美表現(xiàn);而曲面則有一種自然的、渾然天成的、平面系統(tǒng)所不能比擬的情趣和意味。因此，將不同的形態(tài)的面運用于產(chǎn)品設計中，應當依據(jù)目的的不同，展現(xiàn)不同的特征，合理運用創(chuàng)造理想的形態(tài)。

在產(chǎn)品設計中，不僅可以利用曲面來使得產(chǎn)品具有整體感，而且曲面的形式更能高效地吸引人們眼球。因此，曲面是搞好產(chǎn)品設計不可缺少的要素。在設計中運用曲面可以采取流動曲面、折疊融合、傾斜疊加、旋轉扭曲等方法。值得注意的是，曲面的切割重組可獲得新的曲面，因此在設計中，要依據(jù)不同的造型目的，發(fā)揮曲面的靈活性,進行合理的組合，創(chuàng)造出理想的形態(tài)。

如圖3，近距離來看水杯側面的曲面，可以近似看作是若干個帶狀曲面的結合，賦予其流動的趨勢，相對于曲面來說，平面更加適合加入其杯蓋部位。產(chǎn)品的所有面與面之間的過度都經(jīng)過倒圓角處理。產(chǎn)品使用圓弧作為倒圓角的斷面線。這樣的產(chǎn)品給人平靜和安定的感覺。產(chǎn)品的倒圓角，起到的作用不僅僅是這個部位的平滑，而是能使產(chǎn)品在光照下產(chǎn)生更為美觀的光影折射。圓角曲面的斷面線決定了圓角的美觀程度。為了使圓角的兩端有平滑的光影過渡，緩和曲線代替兩端的部分曲線，這樣可使倒圓角的曲率平緩地變化。

4 結語

隨著當代設計學科不斷的深入發(fā)展部，單向性的發(fā)展早已不再適用。多元化的創(chuàng)造思維，才能更好地滿足產(chǎn)品設計領域當中各種錯綜復雜的因素。曲面形態(tài)的構筑，復雜性相對平面形態(tài)自然是增加了難度，所涉獵的元素更是十分廣泛，包括設計對象的材料、結構與適用性等，但是曲面造型的產(chǎn)品設計，可以解決人們對于審美以及空間的需求。3d打印技術的出現(xiàn)更是為此類的設計提供了無限可能。