線型分析模式在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

鐘偉民

（上汽通用五菱汽車股份有限公司技術(shù)中心 545007）

線型分析模式在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

鐘偉民

（上汽通用五菱汽車股份有限公司技術(shù)中心 545007）

本文就汽車造型影響因素進(jìn)行分析，說(shuō)明線型分析模式的重要性。同時(shí)介紹線型分析的方法，然后通過(guò)對(duì)比分析不同汽車中的線型應(yīng)用，對(duì)最新趨勢(shì)進(jìn)行判斷，幫助汽車造型設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出符合時(shí)代發(fā)展、滿足用戶要求的汽車。

線型分析模式；汽車造型；車身設(shè)計(jì)

1 線型分析模式在汽車造型設(shè)計(jì)中的重要性

在汽車發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中，我們不難發(fā)現(xiàn)，汽車造型設(shè)計(jì)一直在尋找工程和美學(xué)兩者間平衡點(diǎn)。影響汽車造型的工程約束條件很多，但對(duì)于同一用途、同一級(jí)別車型外觀輪廓線研究方法卻是基本相同的。依靠線型分析，設(shè)計(jì)師可以把握汽車造型發(fā)展的趨勢(shì)，通過(guò)變換不同的線條，設(shè)計(jì)出各種不同的車身造型?？梢?jiàn)線型分析模式在汽車設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。

此外，線型分析模式可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加相關(guān)設(shè)計(jì)約束，這樣能夠有效地提高工作效率，最大限度地提高使用者舒適性。如：汽車造型的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了不加大駕駛員的盲區(qū)，就需要嚴(yán)格控制A柱寬度。同時(shí)車窗也不可以過(guò)小，不宜裝置較高的發(fā)動(dòng)機(jī)罩，只有這樣才可以使前部、側(cè)部視野范圍足夠廣闊。因此，這就需要汽車造型設(shè)計(jì)師充分考慮汽車各個(gè)部分的線型實(shí)際情況，然后有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)。可見(jiàn)線型分析模式在車型設(shè)計(jì)過(guò)程中越來(lái)越重要，而造型方面對(duì)于線型設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。

2 線型分析方法

2.1 提取關(guān)鍵線

關(guān)鍵線的提取必須重視原造型線基本風(fēng)格的保持，并準(zhǔn)確把握車身線條光順程度、粗細(xì)變化、節(jié)奏、動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)等重要的信息。具體從圖1中可以看出，奔馳CLS白色腰線提取并不是等寬的線型，而是從細(xì)到粗然后再?gòu)拇值郊?xì)，其變化比較微妙，且極具動(dòng)感，這樣車線就會(huì)成為一條充滿張力、尖銳與流暢造型線，跟原設(shè)計(jì)腰線處理方式基本一致。如果提取造型中關(guān)鍵線不夠準(zhǔn)確，比較容易影響后續(xù)深入分析的工作，進(jìn)而影響了分析結(jié)論可信度與準(zhǔn)確性，使其喪失了指導(dǎo)的意義，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)分析工作沒(méi)有實(shí)用性只是停留在表面形式。

圖1 在奔馳CLS的側(cè)視圖提取腰線

2.2 線型的比對(duì)與分析

關(guān)鍵線提取后，其具體比對(duì)分析的內(nèi)容包含線分析、線線關(guān)系分析及線面關(guān)系分析。

2.2.1 線分析

俄羅斯美術(shù)理論家康定斯基曾經(jīng)提出：線條是某個(gè)點(diǎn)在多種或者是一種力量下產(chǎn)生的相關(guān)通道，依據(jù)力量矛盾或是迸發(fā)，是線條發(fā)生相應(yīng)變化。而曲線則是其中一個(gè)支配部位，也就是因?yàn)閴毫?dǎo)致直線彎曲。提取出來(lái)的汽車造型關(guān)鍵線能夠清晰反映車型本身內(nèi)在張力與特性，且這類線條走勢(shì)在時(shí)代風(fēng)格的特征方面比較鮮明。從圖2中可以看出，大眾Jetta老款線條比較平直與硬朗，而Sagitar汽車則比較動(dòng)感與圓滑，這類外形直觀感受差異主要就是因?yàn)閮烧咦邉?shì)差異和線條形狀所致。對(duì)于線的分析主要就是重視關(guān)鍵線每一個(gè)曲折點(diǎn)，其線本身自身的張力與走勢(shì)都可以將車型美感與動(dòng)感呈現(xiàn)出來(lái)。

圖2 大眾Sagitar與Jetta的側(cè)線對(duì)比

2.2.2 線線關(guān)系分析

如果將多條曲線看作整體來(lái)分析時(shí)，線線關(guān)系也就成了需要深入分析的問(wèn)題。將關(guān)鍵線間相對(duì)關(guān)系與疏密程度進(jìn)行對(duì)比分析，這樣可以幫助汽車造型設(shè)計(jì)師尋找整車造型的規(guī)律。圖2中可以清晰看到Sagitar和Jetta側(cè)面，從兩者窗線與腰線上緣間距，以及車底與腰線的間距中能夠清楚判斷車窗面積在整車側(cè)面呈現(xiàn)逐漸縮窄趨勢(shì)，且腰線張力和動(dòng)感也會(huì)越來(lái)越明顯。

從以上分析可以看出設(shè)計(jì)造型過(guò)程中比例大小至關(guān)重要，但是人們?cè)诿栏斜壤笊弦恢倍际桥c時(shí)俱進(jìn)。不同地理位置、不同人群及不同時(shí)代等不同的條件下，人們喜愛(ài)比例勢(shì)必會(huì)發(fā)生變化。因此，僅僅注重比例數(shù)值關(guān)系而不關(guān)注審美要求時(shí)間性、多樣性、差異性與模糊性等因素，車型設(shè)計(jì)就容易脫離現(xiàn)實(shí)，使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程僵化。

就目前汽車造型設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一些比例較大的關(guān)系并不是全部由造型設(shè)計(jì)師的主觀想法決定。技術(shù)條件、制造水平與市場(chǎng)需求決定著車型空間布置與基本尺度，進(jìn)而就出現(xiàn)整車的基本比例變化，從圖3中可以看出。此外，設(shè)計(jì)師必須尊重汽車設(shè)計(jì)硬點(diǎn)，并結(jié)合發(fā)展趨勢(shì)以及車型判斷與理解，在一定限度上調(diào)整可變比例，這樣才可以使得汽車實(shí)用性、美觀性與舒適性得到保障。

2.2.3 線面關(guān)系分析

就當(dāng)下汽車造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多設(shè)計(jì)師在車身造型曲面設(shè)計(jì)方面主要傾向使用復(fù)雜處理的方式，使得曲面變化幅度與范圍比較夸張，且許多復(fù)雜的曲面無(wú)法使用規(guī)矩和簡(jiǎn)單的幾何圖形來(lái)理解和解釋。此外加上各種環(huán)境變化與不同光線照射，復(fù)雜表面就會(huì)出現(xiàn)多彩的光影，讓觀察者無(wú)法真正把握汽車造型的核心。但是只要認(rèn)真觀察與分析復(fù)雜曲面，容易發(fā)現(xiàn)很多地方都可以使用抽象、簡(jiǎn)化的曲線來(lái)組合，這類曲線也就是造型的關(guān)鍵線。

圖3 緊湊型轎車與大中型轎車比例圖

三維數(shù)字化模型的曲面構(gòu)造原理可以把曲面視作曲線掃略而成的軌跡，這樣曲面中間關(guān)鍵截面線與邊緣線決定著曲面變化趨勢(shì)、大小與空間，曲面曲率大小與凹凸程度基本都是由曲線控制。具體說(shuō)來(lái)，曲線能夠迅速掃描與分析控制面形態(tài)。同時(shí)關(guān)鍵的控制線提取可以對(duì)一些重要面進(jìn)行分析，三維空間的觀念與分析方式，能夠幫助造型設(shè)計(jì)師構(gòu)建整車曲面造型的三維空間觀念，進(jìn)而有效地把握和控制復(fù)雜曲面形態(tài)的變化，如圖4所示，寶馬前首席設(shè)計(jì)師Chris Bangle使用截面線來(lái)演示寶馬的新舊兩代車型轉(zhuǎn)折面處理方式。

圖4 寶馬新舊兩代車型轉(zhuǎn)折面處理方式

不同造型面中所提取的控制線曲面并無(wú)好壞之分，而是根據(jù)各個(gè)汽車企業(yè)實(shí)際市場(chǎng)狀況與不同歷史沿革，選取不同消費(fèi)者類型，以及使用不同設(shè)計(jì)理念和方案進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)，并生產(chǎn)不同風(fēng)格和類型的汽車，如圖5所示。

圖5 Porsche911與Mercedes CLS截面的線型對(duì)比

3 應(yīng)用實(shí)例

為更直觀理解分析線型模式，下面就以大眾概念車與量產(chǎn)車為例進(jìn)行分析。在大眾Passat B6、Sagitar、Golf V及Polo GP側(cè)視圖中所提取的腰線與輪廓線實(shí)行比較分析，如圖6所示。不難發(fā)現(xiàn)車身側(cè)面棱線數(shù)量不多，其中腰線的線條走勢(shì)比較平穩(wěn)，貫穿于整個(gè)車身，而結(jié)束棱線一般使用漸隱方式，在視覺(jué)上可以感受到棱線在飽滿車體中逐漸消失。同時(shí)無(wú)論兩廂車還是三廂車，水平走向線條基本呈現(xiàn)匯聚趨勢(shì)，視覺(jué)上整個(gè)大眾汽車頭部都比較圓潤(rùn)飽滿。

圖7是大眾Polo GP、Golf V、Passat B6前臉和局部比較，從圖中不難看出，格柵邊緣棱線貫穿到發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)罩，呈現(xiàn)U字形狀，而下方的進(jìn)風(fēng)口被分成三部分，而中間封口呼應(yīng)著格柵中網(wǎng)形狀，兩者在鍍鉻件基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)一，前大燈基本是四邊形，內(nèi)側(cè)線條順應(yīng)前臉的U字形狀，而上緣出現(xiàn)上翹趨勢(shì)。如果從透視的角度去觀察汽車整體，可以發(fā)現(xiàn)輪眉和輪包之間交界處硬棱，輪眉邊緣和棱線形成寬度相等的窄面。而發(fā)動(dòng)機(jī)罩與翼子板、頂面與側(cè)面兩個(gè)大造型表面間主要是通過(guò)圓滑過(guò)渡的方式，這也是量產(chǎn)車中重要的造型特征之一。從細(xì)節(jié)分析，腰線截面形狀與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比起來(lái)，視覺(jué)感受比較銳利，沒(méi)有明顯大半徑的導(dǎo)角，棱線均是呈漸隱消失走勢(shì)，與老產(chǎn)品比起來(lái)，這種處理比較鋒利，具體從圖8中可以看出。

圖7 大眾Polo GP、Golf V與Passat B6前臉、局部比較

圖8 Passat B6與Passat W8（B5）大眾側(cè)面的截面線比較

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，線型設(shè)計(jì)的前提就是工程技術(shù)，現(xiàn)有設(shè)計(jì)分析方式在后續(xù)設(shè)計(jì)中具有指導(dǎo)意義深刻、適應(yīng)性比較廣、尊重造型原貌和抽象表現(xiàn)力豐富等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)線型分析，總結(jié)各車型造型發(fā)展趨勢(shì)，幫助汽車造型設(shè)計(jì)師發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，促進(jìn)新時(shí)代汽車設(shè)計(jì)造型演化和發(fā)展，呈現(xiàn)出較多新奇、風(fēng)格迥異、變化豐富的新型設(shè)計(jì)。換句話說(shuō)，把感性的造型理性分析，進(jìn)而形成系統(tǒng)和科學(xué)的研究方法，幫助汽車企業(yè)擬定有效的造型設(shè)計(jì)方案。

[1]邵斐，黃黎清，李明珠.文化仿生在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2014，35（11）：114～117.

[2]程遠(yuǎn).計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)有利于促進(jìn)汽車造型人性化設(shè)計(jì)[J].高等教育研究（成都），2014，23（02）：16～17.

U462

A

1673-0038（2015）24-0248-03

2015-5-10

鐘偉民（1982-），男，工程碩士，主要從事汽車造型設(shè)計(jì)、汽車模型開(kāi)發(fā)等研發(fā)工作。