束曉永 李呈祥 孫文

關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì) 騎行頭盔 用戶(hù)模型 定制設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)創(chuàng)新

引言

共享單車(chē)的普及使得人們對(duì)騎行交通的需求得到了巨大的增長(zhǎng)，然而巨大的交通隱患也隨之產(chǎn)生。在每年的騎車(chē)事故中，頭部致命傷害成為最主要的死亡原因，而佩戴頭盔被證明是預(yù)防兩輪機(jī)動(dòng)車(chē)導(dǎo)致傷亡的最有效方法之一，并能大幅度減少醫(yī)療費(fèi)用。一個(gè)合理的頭盔，對(duì)于交通安全問(wèn)題的改善，具有非常重要的意義。與此同時(shí)，人工智能技術(shù)的發(fā)展，使得設(shè)計(jì)領(lǐng)域的參數(shù)化設(shè)計(jì)擁有了更大的發(fā)揮潛力，人工智能的數(shù)理模型與參數(shù)化設(shè)計(jì)的生成原理在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面發(fā)揮著巨大的共性與互補(bǔ)性，并且產(chǎn)生了許多探索性的設(shè)計(jì)案例。此外，隨著產(chǎn)品家族化、系列化、極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品無(wú)名性設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)理念的深入，產(chǎn)品更多地趨向于大眾特征化類(lèi)型的設(shè)計(jì)，這些新背景使得用戶(hù)對(duì)于產(chǎn)品個(gè)性化的需求大大增長(zhǎng)。本文在當(dāng)前智能制造時(shí)代背景下，以騎行安全問(wèn)題為切入點(diǎn)，以騎行頭盔為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)技術(shù)的整合應(yīng)用，挖掘設(shè)計(jì)與技術(shù)之間的關(guān)系，探討參數(shù)化設(shè)計(jì)在騎行頭盔定制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念

參數(shù)一詞最早來(lái)自數(shù)學(xué)領(lǐng)域，指的是控制數(shù)據(jù)變化的各種元素。參數(shù)化設(shè)計(jì)的技術(shù)理論基礎(chǔ)來(lái)源于“非線性科學(xué)”，主要體現(xiàn)為動(dòng)態(tài)性、自組織性、不規(guī)則性等。參數(shù)化設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)和要素參變量化，對(duì)影響設(shè)計(jì)的各個(gè)要素賦予一定的內(nèi)在拓?fù)潢P(guān)系，一個(gè)參變量的變化將引起整個(gè)邏輯系統(tǒng)的變化，從而實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的全相關(guān)和參數(shù)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)產(chǎn)生各種不同的設(shè)計(jì)結(jié)果[1] 。

參數(shù)化設(shè)計(jì)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言與理性邏輯，去取代一部分設(shè)計(jì)師本身感性創(chuàng)造的一種設(shè)計(jì)方式，最早出現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，但由于在產(chǎn)品領(lǐng)域受到制造技術(shù)、產(chǎn)品成本控制等多方面的限制因素，所以產(chǎn)品領(lǐng)域的參數(shù)化設(shè)計(jì)一直處于停滯的狀態(tài)。后來(lái)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，由于理論研究的不足，參數(shù)化設(shè)計(jì)更多被應(yīng)用在建筑表皮上，成為一種外形方案，這就導(dǎo)致參數(shù)化設(shè)計(jì)的潛力沒(méi)有得到充分挖掘。近年來(lái)參數(shù)化設(shè)計(jì)逐漸開(kāi)始走向理性，參數(shù)化設(shè)計(jì)所能設(shè)計(jì)的內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于產(chǎn)品的外形與表皮，而更多的走向一種設(shè)計(jì)思維甚至設(shè)計(jì)思想的層面，使得參數(shù)化設(shè)計(jì)有了另一個(gè)稱(chēng)呼——生成式設(shè)計(jì)，即在方案之中去尋找所有的限定因素，并且在限定因素之上生成產(chǎn)品方案，這是一種設(shè)計(jì)思想上的變革。這時(shí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)能提供的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案擁有了更大的隨機(jī)性、更大的探索性，甚至能夠快速產(chǎn)生大量的創(chuàng)意方案。這對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，可以為新問(wèn)題提供新的解決思路，為舊問(wèn)題尋找最優(yōu)的解決方案。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)方法研究

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，參數(shù)化設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域迅速發(fā)展，并且不斷催生新的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域涌現(xiàn)了大量的研究，王妍，李卓[2] 通過(guò)對(duì)參數(shù)化的數(shù)據(jù)邏輯思維進(jìn)行研究，探究其在不同需求背景下的設(shè)計(jì)實(shí)踐;沙強(qiáng)，閆文麗[3] 將參數(shù)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用在汽車(chē)輪轂形態(tài)設(shè)計(jì)中，得到了個(gè)性化需求下參數(shù)化輪轂設(shè)計(jì)的方法步驟;王珂，劉揚(yáng)[4] 將參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印相關(guān)聯(lián)，進(jìn)行定制化服務(wù)設(shè)計(jì)的方法實(shí)踐，從用戶(hù)角度的理念進(jìn)行了服務(wù)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新;除此之外，研究參數(shù)化與個(gè)性化平臺(tái)定制、家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及傳統(tǒng)編織工藝的再呈現(xiàn)等方面都取得了良好的研究成果[5-7] 。同時(shí)，參數(shù)化設(shè)計(jì)在國(guó)外的諸多領(lǐng)域都受到極大的推崇，涌現(xiàn)了大量的優(yōu)秀作品。扎哈設(shè)計(jì)事務(wù)所正因?yàn)槁氏日莆樟藚?shù)化設(shè)計(jì)的技能，得以從眾多的設(shè)計(jì)事務(wù)所中脫穎而出。參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一個(gè)突破傳統(tǒng)束縛的新思路，隨著3D打印等新技術(shù)的快速發(fā)展，主要限制參數(shù)化設(shè)計(jì)發(fā)展的制造技術(shù)得到了有效的解決，產(chǎn)品領(lǐng)域也隨之出現(xiàn)了很多著名的案例，如Marco Hemmerling設(shè)計(jì)的“衍生椅”、寶馬的概念車(chē)VisionNext 100、耐克的3D打印跑鞋等。

（二）參數(shù)化設(shè)計(jì)方法研究

參數(shù)化設(shè)計(jì)的核心是其各元素間的關(guān)聯(lián)性和邏輯性，以?xún)?nèi)在邏輯的方式將影響設(shè)計(jì)結(jié)果相關(guān)的參數(shù)相關(guān)聯(lián)，通過(guò)參數(shù)變量的改變，即可以得到大量形態(tài)不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，從而輔助設(shè)計(jì)師進(jìn)行方案的選擇及優(yōu)化，是一種“所見(jiàn)即所得”的設(shè)計(jì)方式。結(jié)合參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)更高效的設(shè)計(jì)方法、更客觀的設(shè)計(jì)過(guò)程和多元化的設(shè)計(jì)結(jié)果[8-9] 。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程是自上而下的設(shè)計(jì)方式，需要以設(shè)計(jì)師自身的經(jīng)驗(yàn)為主導(dǎo)來(lái)進(jìn)行反復(fù)大量的設(shè)計(jì)方案，從而造成頻繁的設(shè)計(jì)溝通、復(fù)雜形態(tài)應(yīng)用修改困難從而造成時(shí)間與成本的浪費(fèi)。運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜形態(tài)的提取與應(yīng)用、快速進(jìn)行大量具有規(guī)律感和秩序感方案的生成，并可以不同系列的有效劃分。

在參數(shù)化設(shè)計(jì)建模軟件中，Grasshopper是一款基于Rhino的參數(shù)化建模軟件，具有極高的設(shè)計(jì)靈活度和強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能，在在建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Grasshopper自身具有編程屬性，代碼被集成到一個(gè)個(gè)單獨(dú)的運(yùn)算器中，支持設(shè)計(jì)者使用生成算法探索形態(tài)，使得設(shè)計(jì)人員在不具備編程或腳本知識(shí)的情況下也可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次的騎行頭盔定制設(shè)計(jì)將使用Grasshopper來(lái)輔助本次的設(shè)計(jì)實(shí)踐，將參數(shù)化應(yīng)用到騎行頭盔設(shè)計(jì)中，可以?xún)?yōu)化結(jié)構(gòu)、最大化提升頭盔本身的結(jié)構(gòu)安全性，同時(shí)可以催生新的設(shè)計(jì)樣思路和樣式，從而滿(mǎn)足不同使用者需求的定制化設(shè)計(jì)。

三、參數(shù)化設(shè)計(jì)與頭盔內(nèi)膽的設(shè)計(jì)邏輯

參數(shù)化設(shè)計(jì)能夠依據(jù)基礎(chǔ)數(shù)位模型、限定條件、設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行造型的生成，對(duì)于頭盔設(shè)計(jì)而言，除了滿(mǎn)足基本的需求外，最重要的是產(chǎn)品的形式，因此很適合作為參數(shù)化設(shè)計(jì)的案例。人體頭部的三維模型中可以提取出重要的點(diǎn)、線、面等基本元素，利用參數(shù)化方法可以對(duì)頭部提取的特殊點(diǎn)、特殊線、特殊面進(jìn)行曲面原型的調(diào)節(jié)，將原型面和干擾曲線進(jìn)行結(jié)合，從而通過(guò)基本參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行不同形式的方案生成。

（一）頭盔內(nèi)膽的特性研究

EN1078標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保護(hù)性頭盔、頭盔型號(hào)、泡棉類(lèi)型、緊固系統(tǒng)、織帶、頭部和頭型基本平面、相關(guān)物料等名詞進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，結(jié)構(gòu)頭盔應(yīng)能夠吸收和緩沖沖擊能量，在事故中應(yīng)具有耐抗性并能經(jīng)得起測(cè)試處理，使得戴在頭上的位置不變。頭盔應(yīng)該合理設(shè)計(jì)及成型，其部件如帽沿、鉚釘、通風(fēng)孔、邊沿、緊固器等在使用時(shí)不能傷到使用者。一個(gè)良好的頭盔應(yīng)滿(mǎn)足重量輕、通風(fēng)性、易于戴上及取下、符合大眾性、不會(huì)嚴(yán)重影響交通提示聲等方面的要求。針對(duì)頭盔內(nèi)膽的設(shè)計(jì)，需從內(nèi)膽的舒適性、安全性和散熱性三個(gè)特性入手，使其符合頭盔設(shè)計(jì)規(guī)范。因此在接下來(lái)的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，對(duì)于內(nèi)膽的設(shè)計(jì)將圍繞這幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整。

（二）內(nèi)膽舒適性與TS面的特殊點(diǎn)調(diào)整

1.人體頭部三維模型錄入與處理：對(duì)于內(nèi)膽舒適性方面的設(shè)計(jì)，首先需要獲取用戶(hù)的頭部三維模型，并且對(duì)掃描的三維模型結(jié)果進(jìn)行分析，識(shí)別頭部的骨骼關(guān)系，依據(jù)骨骼關(guān)系劃分三類(lèi)區(qū)域，分別是核心受力區(qū)（主要包含頭蓋骨的中心部分）、一般受力區(qū)（頭蓋骨邊緣區(qū)域以及其他相關(guān)骨骼覆蓋區(qū)）和非受力區(qū)（頭部的脆弱部分，主要包含太陽(yáng)穴等非骨骼覆蓋區(qū)域），見(jiàn)圖1。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)對(duì)于舒適性的定義，在頭盔設(shè)計(jì)時(shí)需要將頭盔的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)點(diǎn)集中在主要的堅(jiān)硬的骨骼上（核心受力區(qū)），并避開(kāi)非受力區(qū)。

2.NURBS面、Mesh面、TS面特征及轉(zhuǎn)換：用戶(hù)的三維掃描模型并不能直接進(jìn)行曲面調(diào)整，需要對(duì)掃描獲得的曲面進(jìn)行轉(zhuǎn)化。因而需要將點(diǎn)云數(shù)據(jù)面先轉(zhuǎn)化為Mesh面、再轉(zhuǎn)化為T(mén)S面。這三類(lèi)曲面擁有各自不同的功能關(guān)系，其中點(diǎn)云數(shù)據(jù)面不可編輯，組成面的是數(shù)以萬(wàn)計(jì)的點(diǎn)數(shù)據(jù)，不能用于曲面的調(diào)整;Mesh面是在保留點(diǎn)云面基本特征的情況之下進(jìn)行曲面的簡(jiǎn)化，此時(shí)的面是矢量曲面，但調(diào)整難度較大，只能對(duì)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)的調(diào)整，調(diào)整的精確度與便捷性都存在難度;TS面是對(duì)曲面調(diào)整的關(guān)鍵，相比較于Mesh網(wǎng)格面，TS面可以利用TSplines直接對(duì)面上的任何一個(gè)點(diǎn)、線、甚至面塊進(jìn)行徑向和法向的調(diào)整，且操作難度低，精確性較高，并可以對(duì)曲面上的面塊進(jìn)行定位編碼，從而使得結(jié)合Grasshopper工具對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行調(diào)整變?yōu)榭赡堋?/p>

（三）內(nèi)膽散熱性與參數(shù)干擾孔洞分布

1.人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的頭部散熱模型：用戶(hù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的頭部散熱模型，具有一定的生理特征，其散熱的區(qū)域主要集中在額頭、太陽(yáng)穴周?chē)约昂竽X勺的下半部分。這些特征是每一個(gè)用戶(hù)都具有的特征，屬于不同散熱模型之間的共性，然而用戶(hù)頭部三維模型之間的差異，決定了用戶(hù)頭部散熱模型之間的差異性。此外，相對(duì)于散熱區(qū)域之間的共性，非散熱區(qū)域之間一樣存在共性，二者之間的散熱程度是過(guò)渡漸變的關(guān)系。

散熱模型之間的這種生理特征需要進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的表達(dá)，才能夠轉(zhuǎn)化成能夠被計(jì)算機(jī)所理解的數(shù)維模型，因此可以從溫度模型之中提取恒溫的曲線，并利用恒溫曲線來(lái)干擾調(diào)節(jié)孔洞的分布。散熱性的定制首先要收集用戶(hù)在騎行狀態(tài)下的頭部溫度散熱模型，在散熱模型上提取出恒溫曲線，并用曲線干擾調(diào)整內(nèi)膽之上孔洞的分布。將孔洞集中放置在頭部的主要散熱部分，而其他的部位空洞則相對(duì)稀疏以保證一定結(jié)構(gòu)的合理性。

2.參數(shù)干擾孔洞分布：曲線對(duì)圖形分布及尺寸的干擾調(diào)整主要基于圖形中心點(diǎn)與干擾曲線之間的距離而定，而且這個(gè)距離相關(guān)的原理也剛好適用于對(duì)頭盔孔洞分布以及尺寸的條件上，此時(shí)的曲線即是頭部的恒溫曲線，圖形則對(duì)應(yīng)頭盔內(nèi)膽的孔洞，見(jiàn)圖2。因此，借助參數(shù)化曲線干擾的原理來(lái)進(jìn)行頭盔內(nèi)膽的孔洞的調(diào)節(jié)，可以使得頭盔的孔洞特征適應(yīng)用戶(hù)頭部的散熱模型。

（四）結(jié)構(gòu)性與有限元分析

隨機(jī)產(chǎn)生的頭盔內(nèi)膽造型并不一定能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)要求和國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，所以第一步就是對(duì)生成結(jié)果進(jìn)行測(cè)試，靜應(yīng)力分析是對(duì)頭盔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，壓力測(cè)試是對(duì)頭盔受到?jīng)_擊力時(shí)頭盔內(nèi)膽造型能否有效起到緩沖的作用，有限元分析是對(duì)頭盔內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行最終的評(píng)定[10] 。隨機(jī)變量干擾下的內(nèi)膽模型批量生成為了避免模型的變化都是在同一個(gè)維度上的變化，所以在模型的批量設(shè)計(jì)過(guò)程之中，需要構(gòu)建不同維度的隨機(jī)變量，這些隨機(jī)變量包含孔洞的位置、大小、形狀和結(jié)構(gòu)等各方面，從而產(chǎn)生更有差異性的結(jié)果，并且能夠提供更多的可能性。

利用孔洞干擾對(duì)通過(guò)隨機(jī)變量調(diào)節(jié)產(chǎn)生的大量模型進(jìn)行有限元分析，見(jiàn)圖3。對(duì)于內(nèi)膽模型的選擇其實(shí)是一個(gè)求最優(yōu)解的過(guò)程，由于隨機(jī)變量具有多個(gè)維度，所以產(chǎn)生的結(jié)果也有各式各樣的差異性。首先對(duì)產(chǎn)生的批量模型進(jìn)行進(jìn)行測(cè)試，剔除不符合要求的模型，從而形成第一輪的篩選;之后在模型上進(jìn)行不同角度的力學(xué)測(cè)試來(lái)模擬頭盔受到?jīng)_擊之后的場(chǎng)景，進(jìn)行第二輪模型的選擇;接下來(lái)對(duì)第二輪選擇的內(nèi)膽模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，選擇數(shù)值最符合工程要求的模型。整個(gè)過(guò)程是依次篩選的過(guò)程，幫助在諸多隨機(jī)結(jié)果之中選擇出最符合安全標(biāo)準(zhǔn)、最適合用戶(hù)佩戴、最符合用戶(hù)喜好的“最優(yōu)解”。

四、圖形定位與頭盔造型、CMF的設(shè)計(jì)邏輯

（一）圖形坐標(biāo)定位語(yǔ)言與用戶(hù)喜好量化

1.圖形語(yǔ)言對(duì)用戶(hù)的親和性：語(yǔ)言和文字是人類(lèi)文明非常重要的表達(dá)方式，能夠有效地將用戶(hù)的感受以最具效率的方式表達(dá)出來(lái)，但是這個(gè)表達(dá)往往比較含糊而不夠精準(zhǔn)，用文字表達(dá)感受往往受到表達(dá)技巧的影響，這也是語(yǔ)言文字自身的局限性，因此近年來(lái)的社交媒體大多會(huì)以圖片、視頻等新形式表達(dá)感受。通過(guò)語(yǔ)言表達(dá)往往與真實(shí)的意圖之間存在一定的差異和誤差，用一句話(huà)或者幾個(gè)詞來(lái)形容自己對(duì)造型的喜好對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)并不容易，往往真實(shí)意圖與表達(dá)之間的差異非常大。相比較而言，真正適合用戶(hù)去選擇作出判斷的工具，其實(shí)是圖片或視頻的形式，鑒于圖像學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，在頭盔定制系統(tǒng)之中選擇圖片作為最適合與用戶(hù)交流的工具。用戶(hù)可以通過(guò)分門(mén)別類(lèi)的意象圖來(lái)傳達(dá)用戶(hù)的心理感受，從而表達(dá)自己對(duì)造型的喜好，這樣的結(jié)果會(huì)比語(yǔ)言文字的表達(dá)和轉(zhuǎn)述更精準(zhǔn)和真實(shí)。

2.坐標(biāo)定位設(shè)計(jì)方法：基于以上的論述用圖片來(lái)表達(dá)內(nèi)心感受是系統(tǒng)定制非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以系統(tǒng)需要借助設(shè)計(jì)學(xué)對(duì)于造型語(yǔ)義的一個(gè)研究?jī)?nèi)容——坐標(biāo)定位法。通過(guò)坐標(biāo)定位可以把造型的語(yǔ)義進(jìn)行量化，從而從不同的維度去定位一個(gè)產(chǎn)品的語(yǔ)義。其具體執(zhí)行步驟是先對(duì)一類(lèi)產(chǎn)品的意向進(jìn)行調(diào)研整理歸納，找出這類(lèi)產(chǎn)品的共性，并歸納成為關(guān)鍵詞，之后對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行量化，從正反面兩個(gè)方向劃分等級(jí)，等級(jí)越高越是精準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)感性造型的量化。

（二）量化喜好模型與造型模型匹配

1.頭盔的語(yǔ)義關(guān)鍵詞：經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研選擇出相應(yīng)的幾組關(guān)鍵詞，選擇這些關(guān)鍵詞最重要的就是精準(zhǔn)，并能夠準(zhǔn)確地概括出市場(chǎng)上存在的不同形式頭盔之間的區(qū)別。這一環(huán)節(jié)是頭盔造型設(shè)計(jì)的重中之重，最重要的思路就是設(shè)計(jì)流程中常用的“發(fā)散—收斂”思維，先找出不同種類(lèi)的形式，收斂概括共性，再發(fā)散去尋找收斂結(jié)果的邏輯漏洞，收斂修改關(guān)鍵詞，如此往復(fù)。最終我們得出的關(guān)鍵詞是下面的四組：層次—錯(cuò)落、圓潤(rùn)—銳利、平滑—肌理、極簡(jiǎn)—繁復(fù)。

2.關(guān)鍵詞階梯尺度：在描述完語(yǔ)義關(guān)鍵詞之后，需要對(duì)每一組關(guān)鍵詞進(jìn)行七個(gè)等級(jí)的量化標(biāo)準(zhǔn)并為每一個(gè)等級(jí)配上一個(gè)合適的、具有代表性的圖片，用來(lái)幫助用戶(hù)作出自己真實(shí)的喜好判斷，從而對(duì)產(chǎn)品造型風(fēng)格風(fēng)格做出精準(zhǔn)的定位。選擇圖片的過(guò)程之中，最重要的就是要依據(jù)控制變量的原理。選擇時(shí)不能夠直接用頭盔圖片來(lái)進(jìn)行，從而來(lái)減少品牌設(shè)計(jì)水平等因素對(duì)結(jié)果的影響，并且選擇的物品盡量不具有品牌人文等特性，來(lái)堅(jiān)守圖片所包含的感性因素，同時(shí)圖片需要進(jìn)行黑白處理來(lái)減少色彩等因素對(duì)結(jié)果的影響。通過(guò)圖形定位的方法量化用戶(hù)喜好模型，建立產(chǎn)品語(yǔ)義的關(guān)鍵詞階梯尺度，并將量化后的喜好模型與前面參數(shù)化方法得到的眾多模型進(jìn)行匹配。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)即可從用戶(hù)那里獲取一組數(shù)列，這個(gè)數(shù)列就是我們從參數(shù)化設(shè)計(jì)造型庫(kù)里選擇造型的依據(jù)，見(jiàn)圖4。當(dāng)然基于用戶(hù)對(duì)頭盔造型的喜愛(ài)并不局限于參數(shù)化的視覺(jué)語(yǔ)言形式之上，因而需要保留傳統(tǒng)的造型形式，參數(shù)化形式是用戶(hù)的待選項(xiàng)之一，系統(tǒng)的落地還需要建立外殼的造型庫(kù)，使得造型庫(kù)能夠與用戶(hù)的數(shù)列進(jìn)行一一匹配。

（三）圖像映射頭盔CMF方案

1. 基于CMF的色彩選擇：經(jīng)過(guò)以上的步驟可以得到的是一個(gè)單純的，沒(méi)有任何細(xì)節(jié)和CMF，但包含內(nèi)膽和外殼造型的頭盔，下一步就是對(duì)頭盔的CMF進(jìn)行定制。此時(shí)系統(tǒng)依舊用意向圖的方式來(lái)進(jìn)行顏色的選擇，相比較而言，雖然用戶(hù)可以去選擇自己喜歡的顏色，但是直接去選擇的顏色會(huì)更多地受到用戶(hù)自己認(rèn)知層面局限的影響。舉例而言用戶(hù)可能會(huì)選擇紅色，但在最終的產(chǎn)品方案之中，很有可能藍(lán)色的產(chǎn)品效果更符合他們的喜好，使得他們轉(zhuǎn)而喜歡藍(lán)色的產(chǎn)品。基于此依舊采用圖片的方式，用戶(hù)來(lái)選擇自己喜歡的圖片，我們將圖片的色彩進(jìn)行提取調(diào)整，對(duì)用戶(hù)喜愛(ài)的明度，飽和度等因素進(jìn)行歸納，得出用戶(hù)喜愛(ài)的色系，并且將圖片的色彩方案調(diào)整后應(yīng)用在頭盔的色彩上。例如系統(tǒng)通過(guò)圖片的分析可以得出用戶(hù)喜歡的色相是以紅色為主的暖色系，明度飽和度上是莫蘭迪色系，飽和度范圍是30-70，明度范圍是36-50，之后就能夠更真實(shí)更精準(zhǔn)地對(duì)用戶(hù)的色彩做出判斷。

2.圖片通道轉(zhuǎn)換與白模HDR映射導(dǎo)出：將圖片轉(zhuǎn)化為頭盔的色彩方案的過(guò)程中需要用到的工具是圖片的通道轉(zhuǎn)換，這個(gè)轉(zhuǎn)換方式的原理是將圖片轉(zhuǎn)化為發(fā)光體，通過(guò)對(duì)通道的明度進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)映射到產(chǎn)品之上，光源對(duì)產(chǎn)品的映射并不能夠直接匹配上用戶(hù)的反饋，所以需要對(duì)光的大小尺寸位置等進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可產(chǎn)生色相、飽和度、明度等方面都滿(mǎn)足用戶(hù)喜好的一組模型，用戶(hù)只需要在該組模型之中做出選擇即可，見(jiàn)圖5。圖像映射頭盔CMF方案將用戶(hù)喜好因素與參數(shù)化思想進(jìn)行連接，分析探究用戶(hù)色彩選擇、通道轉(zhuǎn)換對(duì)白模的映射導(dǎo)出，運(yùn)用參數(shù)化易操作、高效率以及其創(chuàng)新性的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行一系列的生成設(shè)計(jì)，不僅是參數(shù)化手段的有效應(yīng)用，更是參數(shù)化思想的重要體現(xiàn)。

五、定制效果展示

結(jié)合大量理論邏輯和科學(xué)驗(yàn)證，量化用戶(hù)喜好模型，可以構(gòu)建多種差異化的造型案例，以層次—錯(cuò)落、圓潤(rùn)—銳利、平滑—肌理、極簡(jiǎn)—繁復(fù)四組關(guān)鍵詞進(jìn)行喜好評(píng)測(cè)，通過(guò)四組喜好值的選擇，可以得到一組最符合用戶(hù)喜好的外形方案，同時(shí)結(jié)合圖像映射CMF效果，根據(jù)用戶(hù)的六大方面的分析判斷，最終得到用戶(hù)最喜愛(ài)的定制方案。如圖6，根據(jù)不同用戶(hù)的需求特點(diǎn)，最終輸出“X-Class”“簡(jiǎn)”“Concept-Class”三個(gè)定制化設(shè)計(jì)系列，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頭盔定制化設(shè)計(jì)。

結(jié)語(yǔ)

參數(shù)化設(shè)計(jì)以其強(qiáng)隨機(jī)性、高探索性等優(yōu)勢(shì)，可以批量產(chǎn)生大量的創(chuàng)意方案，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的解決思路。本文對(duì)頭盔設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵步驟進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助建模的新嘗試，將騎行頭盔的結(jié)構(gòu)安全性、氣動(dòng)性、舒適性、外觀造型、CMF六個(gè)主要方面與用戶(hù)之間構(gòu)筑關(guān)聯(lián)，通過(guò)系列的探究過(guò)程從而實(shí)現(xiàn)對(duì)騎行頭盔的定制化設(shè)計(jì)。將參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于騎行頭盔定制設(shè)計(jì)中，既充分考慮到頭盔安全性，又滿(mǎn)足了不同用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品特異性的需求，同時(shí)也為參數(shù)化在產(chǎn)品定制化設(shè)計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展提供了一定的參考。

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