第八章 造型创新设计 机电产品的造型创新设计是研究机电产品外观造型设计和人机系统工程的一门综合性学科，不仅设计工程技术、人机工程学、价值工程和可靠性技术，还涉及到生理学、心理学、美学和市场营销学等领域，是将先进的科学技术和现代审美观念有机的结合起来，使产品达到科学和美学、技术和艺术、材料和工艺的高度统一，既不是纯工程设计，也不是纯工艺设计，而是将艺术与技术结合为一体的创造性设计活动 在产品满足同样使用功能的情况下，产品的外观造型创新设计已成为竞争的重要手段之一产品外观造型的比例、色彩、材质、装饰等都会对使用者产生不同感受，如明朗、愉快、振作、沉闷、压抑等这些感受就是产品造型所产生的精神功能，它不仅可以满足人们的审美需要，而且也有利于人机系统效益的提高目前，造型创新设计已引起生产厂商和设计人员的高度重视，成为机电产品开发设计中必不可少的重要组成部分它要求在满足使用功能的条件下实现艺术造型设计，以满足人的心理、生理上的要求和审美要求，从而达到产品实用、美观和经济合为一体的目的8.1 造型设计的一般原则 机电产品造型设计是产品的科学性、实用性和艺术性的结合，其设计的三个基本原则是实用、美观、经济。
1.实用 实用性是产品设计的根本原则，实用是指产品具有先进和完善的物质功能产品的用途决定产品的物质功能，产品的物质功能又决定产品的形态产品的功能设计应该体现科学性、先进性、操作的合理性和使用的可靠性，具体包括以下几个方面 （1）适当的功能范围 （2）优良的工作性能 （3）科学的使用性能 产品功能的发挥不仅取决于产品本身的性能，还取决于使用时产品与操作者能否达到人机间的高度协调，这种研究人机关系的科学称为人机工程学 研究人机工程学的目的是创造出满足人类现代生活和现代生产的最佳条件因此，产品的结构设计及造型设计必须符合人机工程学的要求，产品的几何尺寸必须符合人体各部分的生理特点，使产品具有科学的使用功能例如，用于书写记录的台面高度必须适应人体坐姿，以便书写记录时舒适方便；用于显示读数或图像的元器件必须处于人的视野中心或合理的视野范围之内，以便准确而及时地读数、观察随着生产、科研设备等不断向高速、灵敏、高精度发展，综合生理学、心理学以及人机动作协调等的人机工程学，成为工业设计中不可缺少的组成部分 2.美观 美观是指产品的造型美，是产品整体体现出来的全部美感的综合它主要包括产品的形式美、结构美、工艺美、材质美及产品体现出来的强烈的时代感和浓郁的民族风格等。
造型美与形式美二者不能混淆，否则就会把工业造型设计理解为产品的装潢设计或工艺美术设计产品的造型美与产品的物质功能和物质技术条件融合在一起，造型设计师的任务就是在使用和经济的原则下，充分运用新材料、新工艺，创造出具有美感的产品形态形式美是造型美的重要组成部分，是产品视觉形态美的外在属性，也是人们常说的外观美，影响形式美的因素主要有形态构成及色彩构成材料质地不同，同样会使人产生不同的心理感受，材质美主要体现在材质与产品功能的高度协调上 总之，产品造型创新首先应保证物质功能最大限度地、顺利地发挥，即其实用性是第一位的工业造型设计具有科学的实用性，才能体现产品的物质功能；具有艺术化的实用性，才能体现产品的精神功能某一时代的科学水平与该时代人们的审美观念结合在一起，就反映了产品的某一时代的时尚性 此外，可靠性是衡量产品是否实用及其安全的一个重要指标，也是人们信赖和接受产品的基本保障可靠性包括安全性（即产品在正常情况下及偶然事故中能保持必要的整体稳定）、适用性（即产品正常工作时所具有的良好性能）和耐久性（即产品具有一定的使用寿命）为此，在产品设计、制造、检验等每一个环节中，充分重视可靠性分析，才能保证人们安全、准确、有效地使用产品。
造型创新对功能具有促进作用，若忽视了人们对产品形式的审美要求，将削弱产品物质功能的发挥，使产品滞销，最终遭到淘汰 8.3 人机工程与造型 人机工程与造型有着密切的联系人机工程学起源于欧洲，20世纪50年代前后在美国形成体系，并得以迅速发展人机工程学是一门运用生理学、心理学和其他学科的有关知识，使机器与人相适应，创造舒适而安全的工作条件，从而提高功效的一门科学随着现代科学技术的发展，要求机械产品实现高速、精密、准确、可靠等功能，因此，设计人员必须考虑产品的形态对人的心理和生理的影响因为产品的功能只有通过使用才能体现，所以产品功能的发挥不仅取决于产品本身的性能，还取决于产品在使用时与操作者能否达到人机间高度协调，即是否符合人机工程学的要求即使是最简单的产品，如果造型创新设计得不好，也会给使用带来不便对已经成熟的产品，制造商常通过一系列的再设计进行改进和提高，这种产品与旧产品功能相同，但更有效率，使用更方便 8.4 美观与造型 美是客观事物对人心理产生的一种美好的感受，就造型创新设计而言，如果产品具有美的形态，就能吸引消费者的视线，在心理上易于产生美感在造型创新设计中，应以美学法则为设计的基本理论，但是必须具体情况具体分析，灵活运用，不可生搬硬套，否则很难设计和创造出美好的造型。
产品造型不同于艺术造型，它通过不同的材料和工艺手段构成的点、线、面、立体、空间、色彩等要素，构成对比、节奏、韵律等形式美，以表现出产品的本身的特定内容，使人们产生一定的心理感受但产品造型具有物质产品和艺术作品的双重性作为物质产品，它具有一定的使用价值；作为艺术作品，它具有一定的艺术感染力，使人产生愉快、兴奋、安宁、舒适、感动等各种感觉，能满足人们的审美需要，表现出精神功能的特征在造型创新设计时，必须考虑将产品的物质功能与精神功能密切的联系在一起，这一点就是机电产品造型创新设计与其他艺术作品的区别所在因此，工业造型创新设计既不同于工程技术设计，又区别于艺术作品 例如，在进行产品的比例造型创新设计时，若比例失调，就会使视觉效果没有美感，比例指的就是造型对象各个部分之间、局部与整体之间的大小、长短关系，也包括某一局部构造本身的长宽高三者之间的量的关系例如大部分汽车的造型设计之间竞争都是非常激烈的，都必须给人以各种美感，来争取市场，其造型设计通常采用黄金分割法，如图8-10.P267 产品造型的尺度比例、色调、线型、材质等不仅影响产品物质功能的发挥，而且对于某些产品（如家具、日用品等），造型甚至可以决定这些产品的物质功能。
功能决定形式，形式为功能服务”这一原则，并不是说凡功能形同的产品，都具备相同的形式在一段时期内，即使功能不变，同类产品的造型也应随着时间的推移而变化，就是在同一时期内，相同功能的产品也会具有不同的造型，以适应人们不断变化和发展的审美要求任何一种机电产品，不存在既定的造型形，也不能让习惯约束造型形式，只有如此才能创造出新颖多样、具有强烈时代感的创新产品 8.4.1造型与形态 形态是物体的基本特征之一，是产品造型创新设计表现的第一要素产品形态有原始形态、模仿的自然形态和抽象的几何形态等形态设计主要有模仿设计法和创造设计法模仿设计发就是通过对已经存在的形态进行概括、提炼、简化或变化而得到产品形态的一种造型方法创造设计法就是设计师从产品的特点和需要出发，根据以往的经验，并抓住某一瞬间的灵感而设计出来的全新的产品形态的一种方法，其主要依据的是形式美原则，如变化与统一，对称与平衡，重复与渐变，尺度与比例等 产品形态是产品为了实现一定目的所采取的结构或方式，是具备特定功能的实体形态形态的设计必须注意整体效果，而不能满足于在特定距离、特定角度、特定环境条件下所呈现的单一形状 机电产品的立体形态大部分是由简单的几何抽象形态或有机抽象形态组成，通常是这两者的结合。
几何形态为几何学上的形状，是经过精确计算而做出的精确形体，具有单纯、简洁、庄重、调和、规则等特性 有机抽象形态是指有机体所形成的抽象形体（如生物的细胞组织、肥皂泡、鹅卵石的形态等），这些形态通常带有曲线的弧面造型，形象显得饱满、圆润、单纯而又富有力感如图8-13所示水壶的有机抽象形态设计 形态的统一设计有两个主要方法：一是用次要部分陪衬主要部分，二是同一产品的各组成部分在形状和细部上保持相互协调形态的变化与统一，就是将造型物繁复的变化转化为高度的统一，形成简洁的外观 在造型设计中，常常利用视错觉来进行形态设计视错觉矫正就是估计会产生的错觉，借助视错觉改变造型物的实际形状，在视错觉作用下使形态还原，从而保证预期造型效果利用视错觉就是“将错就错”，借助视错觉来加强造型效果 8.4.2 造型与材质 产品造型是有材料、结构、工艺等物质技术条件构成的在造型处理上，一定要体现构成产品材料本身所特有的美学因素，体现材料运用的科学性，发挥材料或涂料的处理、光泽、色彩、触感等方面的艺术表现力，达到造型中形、色、质的统一因为一件产品是由具体的材料所组成的，只有充分表现出该产品包含的材料质感，才能真实体现出设计方案的只要内容。
在造型过程中，能否合理地运用材料，充分发挥材料的质地美，不仅是现代工业生产中工艺水平高低的体现，而且也是现代审美观念的反映，材质的特征和产品功能应产生恰如其分的统一美和单纯美 材料质感的表现往往还与色彩运用互相依存 产品材料的选择既要考虑美观和装饰工艺，还要考虑材料的加工工艺以及产品的功能 8.4.3造型与色彩 机电产品的形式美是由形态、材质、色彩、图案、装潢等多方面因素综合而成的产品的色彩是依附于形态的，但是色彩比形态对人根据有吸引力产品色彩具有先声夺人的艺术效果，有关研究表明，作用于人视觉的首先是色彩，其次是形状，最后才是质感色彩能使人快速区别不同物体，美化产品、美化环境色彩的良好设计能使产品的造型更加完美，可提高产品的外观质量和增强产品市场竞争力同时，色彩设计对人的生理、心理也有影响，色彩宜人，使人精神愉快、情绪稳定，提高效率；反之，使人精神疲劳、心情沉闷、烦躁，分散注意力，降低功效机电产品的色彩设计与绘画艺术作品的要求不同，前者要受到产品功能要求、材料、加工工艺等因素的限制，因此对产品的色彩设计应该是美观、大方、协调、柔和，既符合产品功能要求、人机要求，又满足人们的审美要求 色相、明度、纯度为色彩三要素，它是鉴别、分析、比较色彩的标准，也是认识和表示色彩的基本依据。
固有色：是物体本身所固有的颜色 环境色：任何一个物体都不能脱离周围环境而孤立存在，色彩同样受周围环境的影响和制约 光源色：光对观察和识别物体是必不可少的，离开了光的作用，固有色就不能够呈现，也就谈不上环境色的作用了 产品色彩创新设计应适应消费者的需要一些功能优异但外形笨拙、色彩陈旧的产品会受到冷落，而那些外观优美又实用的产品却颇受消费者喜爱 一般产品色彩设计的基本原则： 色彩的功能原则 产品的功能是产品存在的前提，色彩只是一种视觉符号，无法直接表达这种现实的功能但是色彩也必须表达出主体所要表达的内容，要使色彩符号的语义和产品的功能一致 色彩的环境原则 产品的设计应充分考虑使用环境对产品色彩的要求，使色彩成为人、产品、环境的保护色在寒冷的季节使用的产品应选用暖色系，以增强人们心理的温暖感，而在炎热的季节使用的产品应使用冷色系，使人有凉爽平静的心理感受 色彩的工艺原则 在产品设计中要充分考虑工艺可能对产品色彩产生的影响 色彩的审美原则 产品色彩的审美原则是创造产品艺术美的重要手段之一，它不仅追求单纯的形式美，更重要的是要与产品的功能性、工艺性、环境和文化等结合起来 色彩的嗜好原则 色彩的嗜好是人类的一种特定的心理现象，各个国家、民族、地区由于社会政治状况、风俗习惯、宗教信仰、文化教育等因素的不同以及自然环境的影响，人们对各种色彩的爱好和禁忌有所不同。
所以，产品色彩设计一定要充分尊重不同地区、不同人群对色彩的好恶特点，投其所好，如附图8-3所示索爱的不同配色，可以适应市场不同性别人群的需要 机电产品的色彩创新设计总的要求必须与产品的物质功能、使用场所等各种因素统一起来，在人们的心理中产生统一、协调的感觉。