以用戶認(rèn)知為導(dǎo)向的智能化汽車造型設(shè)計(jì)探究

沙強(qiáng)　徐騫

摘要：智能化汽車的研發(fā)與設(shè)計(jì)是信息化時(shí)代汽車工業(yè)的發(fā)展方向。本文在對(duì)智能化汽車進(jìn)行界定和汽車造型的認(rèn)知解釋基礎(chǔ)上，通過調(diào)研獲取用戶認(rèn)知的智能化汽車造型代表樣本，并對(duì)典型樣本進(jìn)行對(duì)比分析，得出智能化汽車與量產(chǎn)車的差異，以及在汽車造型上智能化汽車一些典型特征。

關(guān)鍵詞：用戶認(rèn)知 智能化汽車 造型 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2018）02-0140-02

引言

我國正在大力推進(jìn)以《中國制造2025》為核心的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)計(jì)劃，《“十三五”汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃意見》明確提出，要“積極發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車”，最近我國已啟動(dòng)國家智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的起草工作?？梢?，智能化汽車已成為我國汽車工業(yè)的發(fā)展方向。隨著人們對(duì)美好生活的追求和整體素質(zhì)的提升，汽車造型設(shè)計(jì)在汽車發(fā)展中占據(jù)越來越重要的地位，智能化汽車的造型設(shè)計(jì)不僅要體現(xiàn)產(chǎn)品功能價(jià)值，更要體現(xiàn)用戶情感價(jià)值，因而融入用戶認(rèn)知的汽車造型設(shè)計(jì)已成為一種趨勢(shì)。胡偉峰等（2009）基于造型特征使用語義量表法來推敲汽車機(jī)蓋的造型意向趨勢(shì)；趙丹華（2013）則提出了用戶與設(shè)計(jì)師之間基于認(rèn)知的溝通模型，為設(shè)計(jì)師更好的了解用戶對(duì)于造型需求提供給了理論依據(jù)；李然等人（2015）使用數(shù)學(xué)模型來證明汽車造型與用戶認(rèn)知的匹配程度關(guān)系；等。這些觀點(diǎn)和方法為智能化汽車造型設(shè)計(jì)研究提供了思路。

一、智能化汽車的界定

智能化汽車是運(yùn)用云計(jì)算、現(xiàn)代傳感、通訊、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，將環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、輔助駕駛等功能集于一身的綜合性系統(tǒng)。有助于解決當(dāng)今社會(huì)城市交通擁堵、事故頻發(fā)、能源緊張、環(huán)境污染等現(xiàn)實(shí)問題。

（一）車身總體布置

智能化汽車的發(fā)展處于電池關(guān)鍵技術(shù)不斷突破的時(shí)期，越來越多的智能化汽車選擇了清潔環(huán)保的電能作為動(dòng)力來源，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車，在動(dòng)力、傳動(dòng)方面省去了很多機(jī)械傳動(dòng)桿件，這就表現(xiàn)出與現(xiàn)有化石燃料動(dòng)力汽車很大的不同，車身總體布局上有了很大的自由度，在造型上也有巨大的空間突破。目前驅(qū)動(dòng)汽車的電池都是成組串聯(lián)在汽車的底盤之上，相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油動(dòng)力汽車的油箱，電動(dòng)機(jī)相比燃油發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)的車身位置要少很多，汽車的軸距進(jìn)一步變長(zhǎng)，使整車造型在視覺上更加穩(wěn)定。獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)的配置可以將汽車各個(gè)輪胎進(jìn)行單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，搭載姿態(tài)控制系統(tǒng)時(shí)，在駕駛失控情況下，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)能快速幫助車輛恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)。

（二）車輛操作方式

1.駕駛方式

智能汽車搭載了先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，在汽車接通互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，具備了復(fù)雜環(huán)境的感知，智能化決策和自動(dòng)化控制等功能。改變了一直以來由人來操控汽車的駕駛方式，讓汽車從單純的交通工具變?yōu)榭梢暂d人的移動(dòng)的智能終端。

2.車載系統(tǒng)及內(nèi)飾的變化

傳統(tǒng)車載系統(tǒng)功能單一，以空調(diào)、收音機(jī)與CD播放器為主，操作方式主要通過物理按鈕實(shí)現(xiàn)，使用者和車載系統(tǒng)之間處于操控式交互。智能化汽車的車載系統(tǒng)在整合了傳統(tǒng)汽車的功能之外，還搭載了語音識(shí)別系統(tǒng)，手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)或面部表情識(shí)別系統(tǒng)，通過自主學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析掌握用戶的使用習(xí)慣，為用戶帶來意想不到的便捷。

二、汽車造型的發(fā)展史及認(rèn)知規(guī)律

（一）汽車造型的發(fā)展史

汽車被發(fā)明制造已有百年歷史。20世紀(jì)初福特T型車的出現(xiàn)，改變了汽車在造型上對(duì)馬車的仿造，但是箱型車廂空氣阻力大，汽車速度受到了很大的限制。1911年英國人卡門開始對(duì)渦流進(jìn)行研究，汽車開始出現(xiàn)流線型風(fēng)格，大眾的甲殼蟲成為這一時(shí)期的代表。第二次世界大戰(zhàn)之后，人機(jī)工學(xué)開始興起，汽車設(shè)計(jì)引入了人機(jī)工學(xué)，采用了將乘坐區(qū)域放置于前后軸之間的設(shè)計(jì)，這樣的造型被我們稱之為船型車。20世紀(jì)70-80年代，為了進(jìn)一步的減小空氣阻力，又不讓車速過快時(shí)降低行車的穩(wěn)定性，汽車楔形車身被研發(fā)出來。目前的汽車在楔形車的基礎(chǔ)上加上了上翹的車位，用來消除汽車在行駛時(shí)尾部產(chǎn)生的亂流。在智能化普及的今天，汽車造型又開始了新一輪的變革。

以寶馬的概念車i_Vision與寶馬的量產(chǎn)系轎車做對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)在繼承寶馬前臉傳統(tǒng)的“雙腎”進(jìn)氣格柵的同時(shí)將“雙腎”的造型做了簡(jiǎn)化處理，取消了電動(dòng)車所不必要的前進(jìn)氣格柵，但又在形式上保留了前進(jìn)氣格柵所在位置的形式感，可以說是造型服從功能的經(jīng)典案例（如圖1）。

（二）汽車造型的認(rèn)知解釋

汽車造型是汽車外形設(shè)計(jì)的重要組成部分，而汽車造型的認(rèn)知又分為比例、姿態(tài)和圖形。比例是汽車造型的基礎(chǔ)，用戶對(duì)與車型和功能的認(rèn)知主要是通過車身比例，例如SUV相比較于超級(jí)跑車有著更高的車身和更大的內(nèi)部空間。設(shè)計(jì)師通過比例對(duì)汽車的車型和使用途徑進(jìn)行分類設(shè)計(jì)。就像藝術(shù)家對(duì)人體進(jìn)行塑造的時(shí)候，使用人物的頭作為比例單位來把控人體的比例關(guān)系，設(shè)計(jì)師在對(duì)汽車比例進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候使用輪胎作為測(cè)量單位來確定汽車的比例（如圖2）。

姿態(tài)是汽車在靜止時(shí)給人們感官上的趨勢(shì)感，涉及了態(tài)勢(shì)和通過性以及車身視覺中心。通常情況下姿態(tài)是由工程上的因素所決定的，但是在車身造型上對(duì)不同的設(shè)計(jì)元素進(jìn)行處理，可以在心理上造成一種動(dòng)態(tài)不均衡的趨勢(shì)。設(shè)計(jì)師運(yùn)用姿態(tài)來控制汽車造型的語言風(fēng)格。

圖形是由線條構(gòu)成的。人們對(duì)圖形的認(rèn)知不僅是部分之間簡(jiǎn)單的合成，而是將部分作為完整的形體獲得認(rèn)知圖形。對(duì)于圖形間的邏輯關(guān)聯(lián)我們有著天生的識(shí)別能力，這種能力不僅僅適用于閉合圖形中，也被我們用于識(shí)別某種風(fēng)格特征，設(shè)計(jì)師們通過人們這種特性來設(shè)計(jì)汽車的前臉和局部特征，例如寶馬的雙腎進(jìn)氣格柵，讓用戶可以在很短的時(shí)間內(nèi)識(shí)別出不同品牌的產(chǎn)品。

三、智能化汽車造型的篩選與設(shè)計(jì)分析

（一）智能化汽車的造型篩選

智能化作為一個(gè)技術(shù)概念已經(jīng)深入人心，怎樣的造型才符合智能化汽車應(yīng)有的定位成為研究智能化汽車造型的首要問題。筆者通過調(diào)研對(duì)智能化汽車造型特征進(jìn)行了分析。調(diào)查問卷將不同時(shí)期的100個(gè)汽車造型樣本分為10組，每組里隨機(jī)放置了10輛不同年代不同品牌的汽車樣本，一來可以更客觀的讓被試去選擇每個(gè)組里最具有智能化特征的汽車，二來可以避免樣本過多被試者敷衍測(cè)試。被試人群為不同高校工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)大三學(xué)生，都對(duì)智能化的概念有著較好的了解。通過30名被試者對(duì)100個(gè)汽車樣本的智能化造型認(rèn)知測(cè)試之后，筆者將被試者選取的樣本按受認(rèn)可程度由高到低進(jìn)行排序（如圖3）。

（二）智能化汽車典型樣本的造型分析

我們首先分析排序?yàn)?號(hào)樣本的造型特征，1號(hào)樣本為奔馳公司在2010年發(fā)布的概念車Biome Concept（下文簡(jiǎn)稱Bio），概念原點(diǎn)是生物的成長(zhǎng)，這款概念車的設(shè)定是在土地里和植物一樣是被種植出來的，造型上也充分將生物體的特征與車身元素很好的進(jìn)行了融合。我們可以將它與奔馳Mercedes-AMG GT C Roadster（下文簡(jiǎn)稱GT）以視覺認(rèn)知為基礎(chǔ)進(jìn)行比例、姿態(tài)和圖形上的比較（如圖4）。

用來分析智能化汽車與傳統(tǒng)汽車的異同。兩車有著類似的軸距，但是Biome Concept的車輪更加趨近于車身的兩端。這是因?yàn)槭褂秒妱?dòng)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)可以安裝在每個(gè)車輪的軸承上，給乘坐人員帶來了更大的乘坐空間，在側(cè)面的剪影上Bio比GT前擋風(fēng)玻璃更加靠前，可以發(fā)現(xiàn)Bio比GT有著更加協(xié)調(diào)的比例。姿態(tài)上Bio的視覺重心位于車身的中前端給人一種向前姿態(tài)，而GT偏后的視覺重心則給人以優(yōu)雅的姿態(tài)，兩者雖然姿態(tài)有所不同，但是都帶入人們協(xié)調(diào)的感覺。形面上相比量產(chǎn)的GT，Bio更加飽滿，與眾不同，富有個(gè)性。在細(xì)節(jié)的處理上Bio顯得更加的精致，因?yàn)檫@款概念車的設(shè)定是從土地里生長(zhǎng)出現(xiàn)，所以不存在零件裝配留下的縫線，而GT作為量產(chǎn)車無法完全拋開制造工藝的束縛，相比之下顯得不夠精致。對(duì)其他樣本的分析也發(fā)現(xiàn)有類似一些特征。

四、展望

在分析與研究智能化汽車造型的過程中，我們可以看出，以用戶認(rèn)知導(dǎo)向篩選出的智能化概念車與傳統(tǒng)汽車相比，比例更加協(xié)調(diào)，形面更加飽滿，造型特征更加個(gè)性，細(xì)節(jié)更加精致。這對(duì)正在轉(zhuǎn)型升級(jí)、創(chuàng)新發(fā)展的中國汽車制造業(yè)有著一定的借鑒意義。在今后的研究中將使用更多的實(shí)驗(yàn)和調(diào)研，去獲取客觀的數(shù)據(jù)，從而更進(jìn)一步對(duì)智能化汽車造型進(jìn)行更加精準(zhǔn)的分析和設(shè)計(jì)。