孫洋，王宇，楊軍波，趙陽

（華晨汽車工程研究創(chuàng)意設計室，遼寧 沈陽 110141）

前言

汽車內(nèi)飾造型設計主要涉及工程與藝術、技術與美學兩大方面。工程領域涉及內(nèi)飾結構、人機工程學、工藝要求和材料學等知識。美學領域涉及內(nèi)飾造型的審美、視覺心理、形態(tài)質(zhì)感、色彩裝飾等。另外，汽車內(nèi)飾設計還要綜合考慮成本、市場定位、地域文化和客戶心理需求等。

汽車內(nèi)飾包括中控面板區(qū)及中控臺、門內(nèi)飾板、頂棚內(nèi)飾等內(nèi)飾覆蓋件，其中內(nèi)飾還包括方向盤、組合儀表、地板墊、手套箱和座椅等內(nèi)部零部件。

本文通過對汽車內(nèi)飾造型開發(fā)設計，達到內(nèi)飾造型設計美學與工程的融合與平衡。

圖1 內(nèi)飾結構圖

1 內(nèi)飾造型概念設計階段

完整的整車內(nèi)飾設計項目，首先通過勾勒汽車內(nèi)飾線條輪廓來表達內(nèi)飾設計師的初步構思。經(jīng)過對整體內(nèi)飾造型的評審和篩選后，會產(chǎn)生多組造型方案。然后再根據(jù)評審結果進行細化，繪制成草效果圖。然后再經(jīng)過對整體內(nèi)飾造型的草效果圖進行評審確定1 到2 組方案，經(jīng)過效果圖的最終評審后，最終確定內(nèi)飾造型設計方案。內(nèi)飾效果圖除了美觀外，還要同整車造型風格呼應，滿足工程設計要求，符合整車布置和人機工程學要求。

圖2 內(nèi)飾效果圖

在當前汽車造型正向設計流程上，草圖和二維設計效果圖都由設計師借助手繪板和手繪屏在電腦上表達，數(shù)字化設計工具手段有利于方案修改，節(jié)省開發(fā)周期和降低開發(fā)成本。目前在汽車內(nèi)飾設計中常用的效果圖繪制軟件有：Photo -shop、Alias 和SketchBook。

圖3 電腦效果圖

2 創(chuàng)建初始外表面數(shù)模

確定內(nèi)飾設計方案后，通過數(shù)據(jù)設計師將二維設計圖轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)設計師需要理解設計方案，把握整車內(nèi)飾設計形態(tài)和各部件相互間的配合關系，再根據(jù)總布置提供的斷面數(shù)據(jù)，綜合設計三維數(shù)據(jù)。這個過程需要與設計師溝通征求創(chuàng)意設計師的意見。

在現(xiàn)實設計工作中，通常汽車廠或設計公司會設立創(chuàng)意設計師和數(shù)字設計師兩個不同的設計職能崗位，創(chuàng)意設計師的主要職能提供新穎的創(chuàng)意方案，構思內(nèi)飾造型，并能夠通過效果圖表達自己的創(chuàng)意構思；當今世界汽車設計開發(fā)過程已將其模塊細分化，無論從成本、時間效率方面來看，已不能將兩個設計崗位合二為一，往往都是不同崗位相互配合來達到設計意圖。

圖4 外表面數(shù)模

創(chuàng)建初始外表面數(shù)模也有不同的階段：首先是制作三維數(shù)據(jù)模型，然后制作油泥模型，在三維數(shù)據(jù)模型和油泥模型上不斷修改直至通過評審，同步進行工程校核。由于項目時間節(jié)點要求。一般來說初始外表面數(shù)模分為3 輪設計，分別為D 面、C 面和B 面。分別完成項目的階段性目標，解決相關的問題。

第一階段是D 面，反映造型的總體型面特征，主要目的是提供給工程師做初步的空間總布置分析和人機工程校核。

第二階段是C 面，反映具體的產(chǎn)品分塊、面的過渡和連接、零部件相互間的斷差和間隙，提供給結構工程師進行產(chǎn)品制造的可行性分析，并且工程師根據(jù)此面進行產(chǎn)品的結構概念設計。

第三階段B 面，要將上面工程分析和校核中發(fā)現(xiàn)的問題在外表面數(shù)模上得以解決并完成零部件外表面的細節(jié)設計，包括零部件的倒角。

初始外表面數(shù)模還能夠生成三維渲染效果圖，并對其整體風格和造型特征與原始的二維效果圖對比，確定是否符合設計方案所要表現(xiàn)的意圖。

3 油泥模型數(shù)控加工

將三維數(shù)據(jù)模型輸入五軸銑床或三軸銑床來完成數(shù)控加工，加工后的汽車油泥模型表面還不夠光滑，這時需要油泥模型師進行表面處理，清理油泥模型型面，如圖5 所示。油泥模型的制作對于造型的推敲也很重要，在此期間也需要與工程師溝通校核，同時油泥模型師需要與創(chuàng)意設計師反復溝通修改方案直至凍結。

接下來需要將凍結的油泥模型進行點云掃描并輸入計算機，根據(jù)點云建立A 級數(shù)據(jù)表面，也就是A-class。

圖5 油泥模型

4 A 級曲面設計

油泥模型經(jīng)過內(nèi)飾造型評審確認后，要對油泥模型進行逆向掃描并采集點云數(shù)據(jù)，提供最終的外表面設計。在此基礎上需要與原CAS 數(shù)據(jù)對比修正，并延用可利用的數(shù)據(jù)。

4.1 外表面設計的原則

汽車內(nèi)飾外表面通常要求按A 級曲面的標準來設計，在設計過程中總體上遵循以下兩條原則：

（1）可見外表面半徑需將大于3 的倒角都達到二階（曲率）連續(xù)；

（2）滿足DTS 要求。

5 內(nèi)飾造型過程中的后期階段

A-class 數(shù)模設計完成并確認后，汽車內(nèi)飾造型設計工作就已經(jīng)基本完成。大量的工程校核已在外表面設計過程中同步進行，確保后面的工程開發(fā)風險降至最低。后期造型工程師需要跟蹤內(nèi)飾樣件狀態(tài)，保證樣件符合要求。有工裝樣車后需要對內(nèi)飾整體進行最終確認是否達到設計要求和造型意圖。

6 結論

綜上所述，汽車內(nèi)飾設計是一個系統(tǒng)工程，是工學和美學的完美融合?，F(xiàn)代化的設計工具和數(shù)字化設計開發(fā)手段將被越來越多地運用，進而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本， 在造型開發(fā)階段可以與工程同步進行，降低開發(fā)風險，達到造型設計創(chuàng)意意圖。未來隨著汽車工業(yè)發(fā)展，汽車內(nèi)飾造型流程將更加簡化和數(shù)字化。