基于參數(shù)化在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

歐春黎　王夢(mèng)蝶

摘 要：在全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)亦日趨激烈，我國(guó)自主研發(fā)的汽車產(chǎn)品如何在蓬勃發(fā)展的大潮中占據(jù)一席之地，需要做到先聲奪人，出奇制勝，不斷創(chuàng)造新的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。而消費(fèi)者是汽車產(chǎn)品的終端體現(xiàn)，如今消費(fèi)者對(duì)汽車產(chǎn)品的品質(zhì)需求越來越高，這種需求不僅體現(xiàn)在零部件性能方面，汽車外觀造型也逐漸成為一個(gè)重要考量標(biāo)準(zhǔn)。然而各式各樣的汽車造型層出不窮，如何設(shè)計(jì)出極富吸引力以及個(gè)性化、科技化的造型成為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要突破點(diǎn)。隨著新材料、新技術(shù)等新工藝的出現(xiàn)，汽車參數(shù)化設(shè)計(jì)成為個(gè)性與科技的代名詞。本文采用Rhino+Grasshopper設(shè)計(jì)平臺(tái)完成汽車造型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，介紹了軟件的設(shè)計(jì)背景、特點(diǎn)以及一些基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，強(qiáng)調(diào)了參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，最后在汽車造型實(shí)際應(yīng)用案例中介紹了產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，分析了參數(shù)化設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì);汽車造型應(yīng)用;設(shè)計(jì)思路

1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的背景

“參數(shù)化”一詞來源于數(shù)學(xué)中的參數(shù)方程，是指使用某些可以編輯的參數(shù)更改系統(tǒng)的最終結(jié)果。2005年，英國(guó)設(shè)計(jì)師扎哈在設(shè)計(jì)德國(guó)費(fèi)諾科學(xué)中心時(shí)，采用了復(fù)雜的型面結(jié)構(gòu)，為了使工程師快速得到計(jì)算結(jié)果，首次將參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件引入建筑行業(yè)。此后，扎哈成為近十年最知名和最流行的建筑師之一。而參數(shù)化設(shè)計(jì)也成為建筑行業(yè)中最流行、最前衛(wèi)的設(shè)計(jì)手法之一，例如鳥巢、中鋼國(guó)際、北京銀河soho、廣州歌劇院等都體現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想。近兩年，參數(shù)化設(shè)計(jì)也逐漸在汽車造型設(shè)計(jì)中嶄露頭角，尤其是在新能源汽車和概念汽車的設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)所體現(xiàn)的未來感和科技感十足。

2 參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

參數(shù)化設(shè)計(jì)并不是簡(jiǎn)單的對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，而是從一個(gè)全新的角度去重新思考設(shè)計(jì)，突破傳統(tǒng)的、規(guī)則的幾何形態(tài)設(shè)計(jì)。

2.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)更符合自然規(guī)律

參數(shù)化設(shè)計(jì)是基于過程的設(shè)計(jì)思想。在設(shè)計(jì)的過程中，首先要考慮的是效果圖中的設(shè)計(jì)思想，理解設(shè)計(jì)師想要表達(dá)的規(guī)律，才能準(zhǔn)確的設(shè)置可變參數(shù)，設(shè)置邏輯關(guān)系，每一個(gè)邏輯的實(shí)現(xiàn)都由計(jì)算機(jī)中的程序控制。

2.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)可以提高設(shè)計(jì)效率

復(fù)雜的設(shè)計(jì)建模有時(shí)候會(huì)使傳統(tǒng)的建模工具無能為力，而參數(shù)化設(shè)計(jì)可以為汽車設(shè)計(jì)提供更多的選擇，將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)思想融入到汽車造型設(shè)計(jì)中，通過電腦調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的參數(shù)和改變各元素或結(jié)構(gòu)達(dá)到各式各樣的形態(tài)變化，以提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

3 參數(shù)化在汽車設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)

Grasshopper（簡(jiǎn)稱GH）是一款在Rhino環(huán)境下運(yùn)行的采用程序算法生成模型的插件，是目前設(shè)計(jì)類專業(yè)參數(shù)化設(shè)計(jì)方向的入門軟件。與傳統(tǒng)建模工具相比，GH的最大的特點(diǎn)是可以向計(jì)算機(jī)下達(dá)更加高級(jí)復(fù)雜的邏輯建模指令，使計(jì)算機(jī)根據(jù)擬定的算法自動(dòng)生成模型結(jié)果。

3.1 容器的使用

其中橙色表示容器為空，紅色為輸入錯(cuò)誤，淺灰色為輸入正確處于可見狀態(tài)，深灰色為輸入正確但處于不可見狀態(tài)。容器示例如圖1。

3.2 點(diǎn)干擾

點(diǎn)干擾為常利用的一個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)手段，利用生成六邊形的工具，在犀牛中畫一個(gè)點(diǎn)作為干擾中心，計(jì)算每個(gè)六邊形中心點(diǎn)到干擾點(diǎn)的距離，根據(jù)距離縮放六邊形，最后連接成面。點(diǎn)干擾電池設(shè)計(jì)流程示例如圖2。

4 參數(shù)化設(shè)計(jì)在汽車造型中的應(yīng)用

參數(shù)化設(shè)計(jì)的結(jié)果往往天馬行空，完全不規(guī)則，在量產(chǎn)汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)制造工藝和材料有很高的要求。因此，目前的汽車設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的參數(shù)化大多都是簡(jiǎn)單可實(shí)現(xiàn)的圖案和工藝。

4.1 音響

經(jīng)典的柏林之聲汽車音響，僅利用參數(shù)化中簡(jiǎn)單的點(diǎn)干擾，便能制作出設(shè)計(jì)感十足的作品，在某種程度上，外造型給人華麗、榮耀感，算是一種身份的象征。參數(shù)化設(shè)計(jì)思路如下：1）導(dǎo)入設(shè)計(jì)圖片，建立基礎(chǔ)大面和所需的輔助線;2）利用投影裁剪工具剪出音箱輪廓;3）把音箱孔分成六個(gè)區(qū)域畫好每個(gè)起點(diǎn)區(qū)域的圓;4）每個(gè)區(qū)域的線段等分縮放后，生成等分大小的圓;5）用投影工具在投影方向把所有的圓孔線都連接好并裁剪出想要的音箱最終效果。柏林之聲汽車音響示例如圖3。

4.2 前格柵

奔馳Smart造型上設(shè)計(jì)了一個(gè)“微笑的”蜂巢式前格柵，外形獨(dú)特、新穎，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是采用了密集點(diǎn)陣式造型。參數(shù)化設(shè)計(jì)思路如下：1）生成六邊形;2）按照干擾點(diǎn)與每個(gè)六邊形中心點(diǎn)的距離縮放六邊形;3）在格柵基礎(chǔ)面上投影;4）挑選邊界以內(nèi)的閉合線段;5）擠出;6）修剪格柵大面。Smart格柵示例如圖4。

4.3 汽車紋理

2016年3月，寶馬發(fā)布BMW VISION NEXT 100概念車，代表了寶馬未來的設(shè)計(jì)方向。這款在車身上應(yīng)用了大量的參數(shù)化設(shè)計(jì)，儀表盤上的可翻動(dòng)的小三角，是車輛與駕駛員溝通的媒介，可以根據(jù)路況、環(huán)境，以波動(dòng)、頻閃等信號(hào)傳遞情緒，使車主反應(yīng)更迅速;散布于輪拱上的如同魚鱗片的設(shè)計(jì)，是寶馬對(duì)未來汽車的展望，將用彈性鈑件將車輪覆蓋，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，猶如魚鱗片的彈性鈑件會(huì)隨車輪伸縮擺動(dòng)，無時(shí)無刻將車輪包覆在內(nèi)，使車身更為流線，低風(fēng)阻。參數(shù)化設(shè)計(jì)示例如圖5。

寶駿E200前大燈結(jié)構(gòu)中也運(yùn)用了參數(shù)化設(shè)計(jì)紋理，在大燈上實(shí)現(xiàn)了幾何形態(tài)設(shè)計(jì)語言的表達(dá)，使之視覺效果更為炫酷，也更具辨識(shí)度。參數(shù)化設(shè)計(jì)思路是運(yùn)用線干擾，縮放每個(gè)三角形中心點(diǎn)到線的距離，投影設(shè)計(jì)成紋理。參數(shù)化設(shè)計(jì)示例如圖6。

5 結(jié)束語

在科技發(fā)展日新月異的時(shí)代，汽車造型設(shè)計(jì)如何與科技聯(lián)系在一起成為設(shè)計(jì)趨勢(shì)之一，而參數(shù)化設(shè)計(jì)則巧妙的將兩者聯(lián)系在一起，構(gòu)建了無限的創(chuàng)造力，并且提高了設(shè)計(jì)效率，在汽車研發(fā)過程中也在逐漸的被熟知應(yīng)用起來，且日漸成為汽車造型設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要手段。希望更多的人能夠關(guān)注到參數(shù)化設(shè)計(jì)，將參數(shù)化設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用到汽車造型設(shè)計(jì)中，讓汽車造型設(shè)計(jì)更為豐富多彩起來。

參考文獻(xiàn)：

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