游艇造型仿生設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用

王小亮

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

作為高端時(shí)尚的休閑娛樂(lè)產(chǎn)品，游艇不但要滿足人們對(duì)海洋的征服與探知欲，而且還要追求引人注目的炫酷造型、乘風(fēng)破浪的高速快感及安全舒適的感官體驗(yàn)。為滿足多種要求，世界各大游艇品牌在船型設(shè)計(jì)時(shí)越來(lái)越多地采用貼近自然的仿生設(shè)計(jì)，這就意味著國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)師對(duì)游艇仿生設(shè)計(jì)越來(lái)越鐘愛(ài)。

1 仿生學(xué)與游艇造型設(shè)計(jì)

仿生學(xué)是一門交叉性學(xué)科，是對(duì)生物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)和作用進(jìn)行研究，從而為工程和技術(shù)的研發(fā)提供創(chuàng)新思維和設(shè)計(jì)原理的科學(xué)，即通過(guò)模仿生物的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)。

應(yīng)用仿生學(xué)進(jìn)行游艇造型設(shè)計(jì)，對(duì)游艇設(shè)計(jì)的思維方式具有重大創(chuàng)新意義。從自然界中尋找創(chuàng)新設(shè)計(jì)的靈感，選擇與游艇相契合的仿生對(duì)象，對(duì)其功能、形態(tài)、色彩、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等要素進(jìn)行分析和研究，經(jīng)過(guò)巧妙、科學(xué)的模仿、提煉和創(chuàng)新，應(yīng)用到游艇造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)游艇造型形式的多樣化，甚至使其回歸大自然的“原始狀態(tài)”。

2 游艇造型仿生設(shè)計(jì)的前提與制約因素

不同層次的消費(fèi)人群及市場(chǎng)需求是進(jìn)行游艇設(shè)計(jì)必須要考慮的前提。目前超級(jí)豪華游艇已成為富豪和知名企業(yè)家們召開(kāi)會(huì)議、商務(wù)洽談、接待貴賓和娛樂(lè)休閑等活動(dòng)的平臺(tái)載體，其強(qiáng)大的購(gòu)買力拉動(dòng)了整個(gè)游艇市場(chǎng)；而中產(chǎn)階層和都市白領(lǐng)精英則成為中小型游艇的主要消費(fèi)群體。由此可見(jiàn)，商務(wù)型、休閑型游艇是當(dāng)前游艇市場(chǎng)需求的主流，游艇造型仿生設(shè)計(jì)的定位也應(yīng)以此類設(shè)計(jì)為主。

然而，在進(jìn)行游艇造型仿生設(shè)計(jì)時(shí)，游艇外觀及艙室內(nèi)部空間還有很多制約因素。如要滿足游艇主人對(duì)航行功能及動(dòng)力性能的要求、對(duì)艙室布局及舒適程度的需求、對(duì)通信導(dǎo)航及安全保障方面的需要等。這就要求設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)仿生對(duì)象的功能、形態(tài)、色彩、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等要素，充分發(fā)揮空間想象力，在緊湊的空間布局約束下進(jìn)行游艇外部造型設(shè)計(jì)，使游艇造型與內(nèi)部空間達(dá)到高度的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。同時(shí)，還要選擇以往經(jīng)典的游艇實(shí)例作為母型船進(jìn)行參照，使艇體各部分比例和尺度符合標(biāo)準(zhǔn)、型線設(shè)計(jì)更趨合理。

3 游艇造型仿生對(duì)象的選擇

目前，仿生游艇造型多與海洋生物或鳥(niǎo)類有關(guān)。魚(yú)類、鯨類和爬行類等海洋生物以其獨(dú)特的生理形態(tài)很好地克服了水的阻力，使其成為游艇仿生對(duì)象的首選。鳥(niǎo)類由于具有流線型的形態(tài)和自由翱翔的姿態(tài)，加之所呈現(xiàn)出的力量感和速度感等形式美感，也非常符合游艇仿生設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，由于它們生存的環(huán)境與游艇航行及?？康谋尘碍h(huán)境相似，且其身形及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)也與游艇的造型及內(nèi)涵要素非常契合，所以海洋生物與鳥(niǎo)類成為游艇設(shè)計(jì)最常仿照的對(duì)象。

4 游艇造型仿生設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用

仿生設(shè)計(jì)的方法可以歸納為：形態(tài)仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生、色彩仿生、肌理與質(zhì)感仿生、形式美感仿生和意象仿生等。從目前游艇造型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展來(lái)看，形態(tài)仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生和色彩仿生都是游艇設(shè)計(jì)中常用的方法，將各種仿生設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用于游艇造型設(shè)計(jì)，是當(dāng)今游艇設(shè)計(jì)師們研究的熱點(diǎn)，并將在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)成為游艇設(shè)計(jì)的主流。

4.1 形態(tài)仿生設(shè)計(jì)

游艇形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是要研究仿生對(duì)象的外形姿態(tài)，經(jīng)過(guò)從具象到抽象的提煉和概括，結(jié)合人機(jī)工程、材料與工藝等因素進(jìn)行研究，應(yīng)用于游艇外觀造型。因此，形態(tài)仿生設(shè)計(jì)具體還可以劃分為比較直觀、逼真的具象形態(tài)仿生（圖1a） 以及比較簡(jiǎn)潔、凝練的抽象形態(tài)仿生（圖 1b）。

圖1 形態(tài)仿生游艇設(shè)計(jì)

圖1 （a） 為SeabreacherX半潛式艇。該艇長(zhǎng)大約5米，可以潛水、跳躍，與普通游艇截然不同。艇身設(shè)有仿真的鯊魚(yú)鰭、鋸齒牙和鯊魚(yú)腮等象征鯊魚(yú)的部件，背部也有標(biāo)志性的鯊魚(yú)背鰭的設(shè)計(jì)，與真實(shí)的鯊魚(yú)非常相似，足以以假亂真。圖1（b） 為日本設(shè)計(jì)師Yu Hiraoka將海洋生物與鳥(niǎo)類的特征融為一體，設(shè)計(jì)出的Delfino超音速概念游艇。這艘游艇將海洋生物與鳥(niǎo)類的特征融為一體，從外觀上來(lái)看，前半部分像一只鴨子的嘴，而后半部分則與魷魚(yú)十分相似。

4.2 功能仿生設(shè)計(jì)

功能仿生設(shè)計(jì)是研究大自然中生物原型所具有的本能，分析其產(chǎn)生原因和運(yùn)動(dòng)原理，并將其利用到游艇設(shè)計(jì)中來(lái)，從而完成游艇功能的改進(jìn)和開(kāi)發(fā)，完成設(shè)計(jì)創(chuàng)造。圖2為美國(guó)設(shè)計(jì)師仿照水蜘蛛撐開(kāi)長(zhǎng)腿在水面上移動(dòng)的方式設(shè)計(jì)制造的波浪適應(yīng)模塊船（Wave Adaptive Modular Vessels，縮寫為WAM-V）。

圖2 波浪適應(yīng)模塊船

4.3 結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)是研究生物原型本身存在的結(jié)構(gòu)特征和規(guī)律，結(jié)合特定的設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)目的，找出生物原型在設(shè)計(jì)中可利用的結(jié)構(gòu)形態(tài)，并應(yīng)用現(xiàn)代科技和理論進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一種方法。圖3為美國(guó)Schopfer游艇公司推出的仿生設(shè)計(jì)概念游艇 Oculus，仿照了鯨魚(yú)的下巴和眼窩的反向弓構(gòu)造。

圖3 鯨魚(yú)仿生豪華游艇Oculus

4.4 色彩仿生設(shè)計(jì)

色彩不是以單一形式存在，它與生物的形態(tài)、功能都有著密切聯(lián)系。因此，色彩仿生并不是照搬生物原型的顏色，而是從大自然豐富的顏料庫(kù)中尋找與游艇設(shè)計(jì)相吻合的配色。將大自然的色彩納入游艇色彩設(shè)計(jì)中，可以激發(fā)人類對(duì)色彩的聯(lián)想。圖4為仿照樹(shù)葉形象設(shè)計(jì)的概念游艇，船體外板采用紅色甲基丙烯酸甲酯制造，透過(guò)光線，骨架看起來(lái)就像是樹(shù)葉上的脈絡(luò)，仿佛水飄紅葉，讓人不知不覺(jué)間融入如詩(shī)如畫(huà)的意境。

圖4 仿生葉游艇

在當(dāng)前的游艇外觀造型及內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)中，這些仿生設(shè)計(jì)方法很少單獨(dú)使用，而多是相互融合、綜合運(yùn)用。在游艇仿生設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮以下方面：符合《游艇入級(jí)與建造規(guī)范》《海上高速船入級(jí)規(guī)范》等行業(yè)規(guī)范；充分考慮各種游艇建造材料的特點(diǎn)以及制造工藝，滿足艇體強(qiáng)度的要求；注意為游艇選用綠色環(huán)保材料，并選擇清潔能源；保證設(shè)計(jì)的可行性，避免因設(shè)計(jì)太過(guò)超前、造型過(guò)于復(fù)雜而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

把仿生學(xué)的原理及設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到游艇造型設(shè)計(jì)中，可以打破常規(guī)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思路上的突破；同時(shí)將游艇的造型、功能、結(jié)構(gòu)和色彩等方面與仿生對(duì)象有機(jī)結(jié)合起來(lái)，讓設(shè)計(jì)出的仿生游艇更加貼近自然、融入自然，反映出現(xiàn)代人所提倡的“人與自然和諧相處”理念。