（河北工業(yè)大學 300401）

一、產品造型設計中的幾何形體要素

隨著經濟的日益發(fā)展，消費者對于產品的要求也在不斷提升，對產品的外型設計也有著越來越強的個人偏好，因此設計獨具一格的產品外形給用用戶帶來滿意的情感體驗顯得越來越重要。產品設計要滿足兩個基本條件，一方面產品能夠滿足其所必需的功能性，另一方面設計者需要把握不同消費者對于產品造型的風格偏好。好的產品造型能夠迅速抓住消費者的眼球。另外，產品的造型方法是否快捷、有效率，是否能夠解決復雜產品的基本造型問題也是衡量造型方法是否有效的重要標準。

產品造型中的幾何比例對于產品營造的外形美感有很大的影響，一個好的產品形態(tài)無論是它整體的形態(tài)還是造型比例都會給用戶創(chuàng)造一種美感，任何一個復雜的形態(tài)造型，夠可以簡化為一個基本幾何體和幾個基本幾何體的疊加，這給我們產品的造型設計提供了靈感，借用基本的幾何體，在基礎幾何形態(tài)上對產品的造型進行改進、設計。因此該論文致力于從產品設計的源頭出發(fā)，將產品的形態(tài)設計回歸于最基本的幾何形體，結合數(shù)學中坐標軸知識，對產品造型的設計流程提出了一些可供參考的方向。

（一）形態(tài)構成的要素

產品的立體造型由三個部分構成，即功能要素、形態(tài)要素和審美要素，功能要素與產品形態(tài)的組織機構相對應；形態(tài)要素是產品呈現(xiàn)給用戶的第一視覺感受；審美要素是對功能要素和形態(tài)要素結合后實現(xiàn)造型的完美程度。通常造型要素包括形態(tài)、結構、色彩、技法及其法則等構成形態(tài)的基本要素，這些要素通過視覺、知覺引起用戶情感心理上的反應。幾何形態(tài)，具有規(guī)則性，容易被模仿、復制。應用幾何形態(tài)進行設計，能給設計師帶來更多與眾不同的設計創(chuàng)意。產品造型設計創(chuàng)作中的形態(tài)要素主要指點、線、面、體、空間等構成要素，而這些要素也是構成幾何形態(tài)的基本元素，都有著各自的應用形式和造型特點，這些元素之間的相互轉換、變化使得幾何體的形態(tài)發(fā)生變換。

立體幾何是三維空間幾何的總稱，常見的立體幾何有四面體、圓柱、球、圓錐、棱錐、棱柱等等。認識并且運用立體幾何進行產品造型設計能鍛煉運用圖形語言表達的能力。多樣的立體幾何經過造型方法與設計美學的處理，最終能衍化出具有形式美感的產品形態(tài)。

（二）產品幾何形態(tài)創(chuàng)意衍化

形態(tài)要素作為整個產品設計中最主觀的要素，具有很大的不確定性，不同用戶對特定產品造型、色彩、結構等形態(tài)要素的看法不同。使得形態(tài)創(chuàng)新存在偶然性，缺乏系統(tǒng)化思路。

通常進行產品設計時，我們會往往會被現(xiàn)有經驗和知識制造出一種習慣性的思維定式，例如，人們談到“汽車”，馬上就會想到甲殼蟲造型的經典結構；談到“水杯”，圓柱的造型形態(tài)就會忽然顯現(xiàn)。考慮到這種思維創(chuàng)新的慣性，本文提供一種介紹產品造型設計的基本流程，基于幾何形體的造型設計，主要圍繞基本幾何形態(tài)型進行形態(tài)創(chuàng)意，形態(tài)創(chuàng)新要首先從形態(tài)的基本體開始分析，再進行產品語義的代入。將產品設計與幾何思維聯(lián)系在一起，在基于幾何思維的基礎上進行產品形態(tài)的設計，首先選用基本的幾何體，置于三維空間中，在三維坐標軸向對基本幾何形體做分析、改造與變換，確定產品基礎的幾何形態(tài)，在此基礎上賦予它們合適的產品語義，以此來為產品的形態(tài)設計提供可供間接的設計流程，滿足產品在視覺上的觀感。

二、幾何思維下的軸向分析法

每個產品都可以簡化為一個三維的簡單幾何體，包括四面體，棱錐，棱柱，圓柱，球， 這幾種基本的幾何形體給人以不同的視覺觀感，棱錐給人尖銳，靈巧的視覺感受；而四面體相對厚重，給人以沉穩(wěn)的視覺觀感；球體給人圓滑，輕巧的視覺感受，將這些基本的幾何體置于一個三維的坐標軸中，進行一種產品基本形態(tài)的演變、推理。任何復雜的形體，經過產品的簡化，都可以簡化為一個簡單的幾何形體或者是幾個簡單幾何形體的疊加，將這些分解后的簡單形體置于一個三維的坐標軸中，從最初的幾何形體進行產品外觀的改造與設計，再對產品添加合適的語義，以此讓產品的形態(tài)更加豐富，情感更加飽滿，更加符合用戶的需求。

（一）軸向延伸法

將產品簡化后的幾何形態(tài)置于空間三維坐標軸中，該幾何形態(tài)在某一軸向上所占的比例大，跨度大，會給人輕巧的視覺觀感，無限增大這一軸上的比例，會增加產品的輕盈感，靈巧感。圖1與圖2是一些基本的幾何體置于三維坐標軸上的效果，改變它們在不同軸上所占的比例，產品的基本形態(tài)雖未發(fā)生變化，但基本幾何體整體所呈現(xiàn)的效果會卻有所不同，幾何形體給人的視覺觀感也會發(fā)生了極大的變化。

圖1

圖2

以火車頭為例，在火車頭逐漸發(fā)展，逐步改進的過程中，火車頭逐步趨向于流線型，這樣的造型既富美感，又可以減小風阻，流線型的造型設計使得火車頭的設計更具有速度感，將這樣的設計分解為最基本的幾何形態(tài)去考慮，火車頭的最初的幾何形態(tài)可以簡化為簡單的四面體，四面體在三維軸中橫軸上所占的比例不斷增大，火車頭的設計是加大了火車車頭設計在橫向軸向上的比例，給人以流暢的視覺觀感，更具有速度感。

圖3

（二）軸向一致法

在三維的坐標軸中，產品的基本形態(tài)在三條軸上所占比例相等或近似相等，這樣的產品會給人以穩(wěn)定、厚重的視覺觀感。

在三維坐標體系中，產品的在每條軸上所占比例接近，圖中為兩種智能服務機器人圖片，（圖片來自花瓣網），這兩種產品均可以簡化為基本的幾何形態(tài)—圓柱體。圖4產品在三條軸上分布相對均勻，所占比例接近一致，因此產品向用戶傳達了一種沉穩(wěn)的視覺觀感，圖5中的產品增加了在Z軸上的比例，X軸、Y軸的比例相對一致，因此產品變得輕巧，輕盈，更具有視覺沖擊力。

圖4

圖5

（三）軸向改進

在穩(wěn)定、厚重的視覺觀感上，實現(xiàn)輕盈，靈巧的視覺觀感，在某一條固定的軸線基礎上 進行鏤空設計或者分割，從而減少物體在這個軸向上的厚重感，增加物體的輕盈感。圖7中的咖啡機（圖片來自花瓣網）的基本造型可以簡化為圖6中的簡單幾何體，在Z軸上減小比例，對基本幾何形體進行鏤空設計，會緩解該形體在該軸向上的厚重感，增加產品的輕盈，靈巧的視覺感，而讓產品具有觀賞價值與實用價值。因此，如果想在既定的基本形態(tài)上實現(xiàn)靈動、輕巧的視覺觀感，在三維軸向上的某一軸向上進行鏤空或者分割設計，以此去緩解穩(wěn)定厚重感，增加輕盈、靈巧感。

圖6

圖7

三、適用范圍

因此對于一些要求體量感、重量感的產品，產品的三維軸向所占的比例相對均勻，比例 接近一致，而對于一些更具觀賞價值，具有形態(tài)美感的產品，加大某一軸向上的走勢，突出 某一軸向所占的比例，可以起到輕盈，靈巧的視覺觀感。針對產品所要適用的不同領域，我們在設計產品時，可以對一些需要給人以穩(wěn)當，厚實的產品中運用軸向一致法，而對于一些 要求形態(tài)變化的產品，在設計之初的幾何造型設計上，可以適當改變軸向上比例，以及在坐 標軸上做一些形態(tài)的改進，增加產品形狀的豐富度。

四、結語

幾何是對具體現(xiàn)象進行總結之后再抽象形成定理，該設計是對幾何體和三維坐標結合的運用，再用具象的手法加以展現(xiàn)，其中的樂趣相信很多設計師都深有體會。幾何與設計的結合，是完全建立在視覺習慣的基礎之上的，稍加比例和審美的元素在其中，就可以在陌生與熟悉中求得一種平衡和視覺認同感，在接近審美極限中把握它的黃金分割，在幾何基本元素里體會它的節(jié)奏感。

本文主要介紹了基于幾何思維三維軸向法的產品設計方法，通過對幾何形體在空間軸向上的形態(tài)研究，提出了產品的形態(tài)創(chuàng)造可以先由簡單的幾何形態(tài)出發(fā)，然后將它們置于立體三維的坐標軸中，通過改變該幾何形體在某一軸向上所占比例的大小，對產品進行形狀的創(chuàng) 造，從而達到用戶對產品外形的審美需求，并且舉例分析產品，歸類說明了不同的軸向設計方法適用的產品范圍以及對產品形狀設計改進方面帶來的優(yōu)勢。