图6-e
不同造型曲面
4. 体——立体的形
在几何学中，体是面的移动轨迹，是具有相对的长度、宽度和高度 的三元单位，体给人的视觉感受与构成体的面形或体的视向线有关。 平面立体单纯、规整、呈静态；曲面立体温和、亲切、有动感。 造型物的视觉重量称为体量，体量大显得稳定、充实；体量小显得 轻盈、灵便。 图6-5所示的两款数控车床设计，其形体上的差别引起视觉感受明显 不同。
（10）单纯和谐美 现代产品造型特点是日益趋向简练与单纯。造型设计简洁明 快、外形单纯不仅可提高生产效率，易保证质量，且也符合人们 的审美趋势。单纯不是肤浅，高度的概括与洗练才是造型设计追 求的目标。
6.1.4 工业造型设计的程序
在工业产品开发设计的过程中，造型设计与工程技术设计应自 始至终同步地、交叉地、相互参与地进行。 产品造型设计的程序如下：
经济：用“创造工程学”和“价值工程”理论指导产品造型，恰 当地选用材料和工艺，尽量降低成本，获得优良的产品造型。
6.1.3 产品造型的美学内容
通过对产品造型设计内容、原则与特征等问题的讨论，可知产 品造型的美学含义不是单一的，而是构成产品造型的诸多因素（功能、 精神、材料、工艺等）美感的综合体现，是科学与艺术的有机结合。 工业产品的美学内容具体表现为以下十大方面： （1）功能美 （2）舒适美 （3）规范美 （4）严格与精确美 （5）结构美 （6）材质美 （7）工艺美 （8）形态美 （9）色彩美 （10）单纯和谐美
3. 完善及改进设计
对样机作局部改进，仍是原设计工作的延续。如果全面大改， 就是新的一轮设计了。 对旧产品的改造，由于受到工艺装具、专用设备等因素限制， 一般可从以下几方面入手： ①统一产品风格，规整构形要素，增强产品的整体感。 ②调整尺度比例，在结构允许的前提下，使之符合美学法则。 ③改进人-机关系，重新选择和布置显示、操作元器件及面板等。 ④重新设计色彩。 ⑤妥善处理外置辅助装置及照明、管路，线路等等。
■ 工业造型设计的基本原则、内容及程序 ■ 工业造型设计的美学法则与应用 ■ 人机工程学的基本原理与应用 ■ ■
产品色彩设计原理和方法 计算机辅助工业设计(CAID) 简介
6.1 概述
工业造型设计，或称工业产品造型设计，简称工业设计，是一 门涉及科学和美学、技术和艺术、以产品设计为主要对象的新兴边 缘学科。 国际工业设计协会(IDSID)为其作过如下的定义：“就批量生 产的工业产品而言，凭借训练、技术、知识、经验及视觉感受，而 赋予材料、结构构造、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和 规格” ，叫做工业设计。 工业产品造型不仅要确定产品的外观质量，还要考虑影响生产 者、使用者利益的结构、功能与材料。因而是对产品进行材料、构 造、加工方法、功能性、合理性、经济性、审美性的全面推敲与设 计。
（6）材质美 材料是工业造型设计的物质基础。不同的材料具有各不相同的外 观特征、质感与手感，因而体现不同的材质美。
（7）工艺美 任何一种产品要创造美的形态，必通过相应工艺措施来实现。工 艺包括：制造和装饰工艺。制造工艺是造型得以实现的措施，装饰工 艺则是完美造型的手段。二者相辅相成，才能体现出产品造型的工艺 美。 （8）形态美 产品的形态美是指产品整体与局部、局部与局部、人与机器间 的比例关系符合美学形式法则。 （9）色彩美 色彩的美感来自色彩适当程度的调和与对比。产品的色彩美表现为 产品色彩合理的组合以及与产品功能、使用环境、人的生理心理协调一 致。色彩美具有极强的时代性、社会性和民族地区的差异。
不同的面形给人不同的心理感受，如图6-4所示。 但总的来说，面给人以明朗、端正、简洁的感觉。
实际在造型设 计中，点、线、面 之间并没有绝对的 界限。 点扩大可以成 为面； 线加宽也能成 为面。
图6-4 几何平面形的心理感受
面可分为平面和曲面两大类。
。
平面给人的感觉是平坦、规整、简洁、朴素。 由于平面易于制造和加工，使用上有很多优良性能，所以平面是 各类造型物中使用最广泛的。建筑物、机器、仪器、仪表及家具等的 表面大多是平面。 曲面使人感到流畅、光滑、柔和、丰满、富于变化、有动感。
图6-5
点、线、面、体在机床中的综合体现
5. 肌理
肌理是指物体表面细微的组织构造形成的整体效果。 触摸可感觉到的肌理，称为触觉肌理，如粗、细、软、硬，纹理 方向等。 触觉肌理在适当的光照下，也可通过视觉感受到。只能通过视觉 感受到的肌理，称为视觉肌理，如木材纹理、文字图案等。 肌理是通过表面形态、色彩及光影产生的。 不同的肌理具有不同的视觉美感和触觉快感，能产生不同的心理 感受，因而是造型的重要构成要素。 造型设计中肌理的创造和运用，应视造型物整体或局部的功能、 环境而定，使造型物具有整体美感和使用舒适感。 如图汽车内部装饰肌理。
2) 曲线
曲线能给人以运动、温和、光滑、流畅、丰满且富有弹性的感觉。 在造型设计中，曲线的使用能使产品体现出“动”和“丰满”的 美感。 曲线可分为：几何曲线和任意曲线。
■ 几何曲线：具有渐变、连贯、流畅和按一定规律变化与发展等
特点。 在造型设计中，圆弧线、椭圆曲线、抛物线及双曲线的应用较多。
■ 任意曲线：具有自由、奔放的特点。
产品造型是由形态要素构成的，因而有必要研究形态要素的构成 及其性格。
1. 点
工业造型设计中的点是指那些和整体相比起来相对细小的造型单元。 如仪器面板上的指示灯、旋钮、开关以及文字、商标、符号等和仪 器及面板整体相比而言，都可以认为是点。
图6-b 仪器面板的“点”布局
在几何学上，点只有位置， 而不具有大小，没有任何形状。 但造型实践中的点不仅有大 小，也有面积与形状。 以大小而言，越小点的感觉 越强，越大则越有面的感觉。 以形状而言，圆形点的感觉 最强，即使面积较大，在不少情 况下仍给人以点的感觉。 点是造型最基础的元素，大 量的点按照一定的方式组合起来， 可以展现出线或面的感觉，并可 形成各种图案化效果。如图6-2 所示。
图6-c
线的各种形态
线的感知心理
1) 直线
直线能给人以严格、坚硬、明快、正直、力量的感觉。 ■ 细直线有敏锐之感，粗直线有厚重强壮之感。 在造型设计中，直线的运用，可以体现出“力”的美感。 ■ 水平线具有安宁、稳定、松弛效果，给人以平稳、开阔、寂 静的感觉； ■ 垂直线表示了力量和重力的平衡，视觉效果挺拔、刚劲、向 上、稳重； ■ 斜线有不稳定、运动、倾倒的不平衡感。 在造型设计中使用倾斜线可以使产品形态显得活泼、醒目，打 破由于垂直线和水平线过多而造成的方正、拘谨、呆板之感。
在造型设计中，应用较多的是变化有序的任意曲线，如波纹线。
在造型设计中，直线亦称硬线，曲线又称软线。 以直线和曲线相结合的造型，有直有曲，或方或圆，刚柔相济， 具有形神兼备的特色。
图6-d
不同风格线装饰的数码相机
3. 面——平面的形
造型中的面都是有边界的面形。这些面形可能是一个凹凸的区域 或由色彩、装饰色等分割形成的区域。
图6-2 点的视觉效果
2. 线
线是点移动的轨迹，一连串的点也可以造成线的感觉。 造型设计中的线是指平面立体的棱线、曲面体的轮廓线、平面图 形的边界线、造型物上的分割线、装饰线等。 线的整体形状分为直线和曲线两种。 直线包括：平行线、垂直线、斜线和折线等。 曲线包括：几何曲线及任何任意曲线。其中几何曲线具有规范 美，工艺性好，是造型中常用线，如：弧线、抛物线、双曲线、渐 开线等。
（4）严格与精确美 造型设计应使科学领域的严格和精确特性，化为现代工业产品富 有时代感的、生气勃勃的艺术表现手段。不仅表现出科学的精神，而 且体现了产品的严格、精确美。
（5）结构美 标志力学新成就的结构构成是造型设计创造新形象的重要因素。 设计者可以根据结构上的受力情况，对各部分材料进行加强和减弱， 因而使产品的结构形态显示得轻盈、刚劲有力、单纯简洁。空气动力 学的发展，使火箭、导弹、船舶、飞机、火车、汽车等高速运行的工 业产品在结构上采取鳟鱼形的低阻流线体态，以减少运动中的流体阻 力。
（1）功能美 先进的科学技术所赋予产品的新的更高级的功能，不断改变着人 们的生活方式。产品的新功能、新结构以及与之相应的新造型，使人 们产生喜爱、美好的感受，便是产品的功能美。
（2）舒适美 应用人机工程学的基本原理，使产品在使用中安全、高效、感觉 舒适是产品的舒适美。例如座椅设计，除了形态优美，还应让使用者 在生理和心理上感觉安全、舒适和降低疲劳。 （3）规范美 现代工业产品造型设计的一个重要的要求就是符合现代化大生 产方式。因此，很多工业产品都规定了自己的型谱和系列，使其设 计生产符合标准化、通用化和系列化的原则。
6.1.1 工业造型设计的基本内容与要素
工业造型设计的基本内容包括以下四个方面： （1）产品的人机工程设计，或称宜人性设计。 结合人的生理、心理因素，获得人-机(产品)-环境的协调与最佳 匹配，使人们的生活与工作环境更舒适、安全和高效。 （2）产品的形态设计。 使产品的形态构成符合美学法则，通过正确地选择材料、表面修 饰工艺，形成与产品功能、环境条件等因素相适应的良好的外观质 量。 （3）产品的色彩设计。 色彩设计是完善产品造型的一个基本要素。设计中应综合产品的 各种因素，制定出合适的配色方案。 （4）产品的铭牌、标识、字体等的设计。 以形象鲜明、突出、醒目的标志和字体形态，给人以美好、深刻 图5-b 有限元法分析实例及应用 的印象。
6.2 造型基础与美学法则
6.2.1 形态要素及其视觉效果
在一般的说法中，狭义的造型，只表示工业产品的三维形状。 广义的造型，则包括形状、色彩、材质、装饰等一切可被人的感 觉器官感知的特性以及从中抽象出来的概念性特征。 这里的造型形态是指工业设计所包含的三个领域——平面设计、 产品设计和环境设计中一切可被人的感觉器官感知的特性。而其中产 品设计中的形态设计则构成了形态设计任务的大部分内容。 点、线、面、立体、色彩、肌理是构成一切形态的基本要素，称 为形态要素。
第6章
Ⅵ