走進工業(yè)設計

供稿|覃京燕，王曉慧，姚克寬

工業(yè)設計專業(yè)介紹

什么是工業(yè)設計

工業(yè)設計專業(yè)是技術(shù)和藝術(shù)、科技和人文等多學科的相互交叉與結(jié)合，是跟企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)、制造技術(shù)緊密聯(lián)系的學科，是國家工業(yè)競爭力的重要標志之一，是提升工業(yè)競爭力的有效途徑，在國家經(jīng)濟建設中占有重要地位。工業(yè)設計包括產(chǎn)品設計、用戶界面設計、平面設計、包裝設計、廣告設計、動畫設計、交互設計、網(wǎng)站設計、服裝設計、室內(nèi)設計、建筑設計等。

北京科技大學工業(yè)設計專業(yè)

北京科技大學工業(yè)設計系在2000年成立了“工業(yè)設計”專業(yè)，并在2002年成立了“視覺傳達設計”專業(yè)。工業(yè)設計系工業(yè)設計專業(yè)立足人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等前沿的創(chuàng)新設計領(lǐng)域，探索融合藝術(shù)與科學、科技與人文、文化與經(jīng)濟多種學科多重領(lǐng)域的創(chuàng)新，引領(lǐng)設計教育生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

北京科技大學工業(yè)設計專業(yè)主要在信息與交互設計、工業(yè)設計、視覺傳達與媒體設計三個專業(yè)方向開展設計基礎(chǔ)理論研究、設計管理與設計策略、信息交互界面設計、人工智能智慧產(chǎn)品設計、大數(shù)據(jù)信息可視化、數(shù)字娛樂與數(shù)字媒體設計、數(shù)字文化遺產(chǎn)與創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)研究、人機工程與認知心理、服務設計理論與方法、文化創(chuàng)意商品研發(fā)、品牌形象設計與傳播等領(lǐng)域的研究工作。

信息與交互設計

信息與交互設計介紹

信息與交互方向主要涵蓋交互設計、信息藝術(shù)設計、可持續(xù)設計、服務設計等領(lǐng)域。

以北京科技大學工業(yè)設計系為例，2002年(國內(nèi)最早)在高校本科教學中開設交互設計、信息藝術(shù)設計等課程；有國家杰出青年基金1人、新世紀優(yōu)秀人才1人；承擔19項國家自然科學基金和國家社會科學基金、文化部和教育部人文社科基金、北京市社科基金等國家省部級項目，200萬元以上科研項目4項；擁有智能機器人、智能汽車制造等大型設備150臺套；畢業(yè)生在谷歌、微軟等擔任設計負責人；50多名學生留學劍橋大學、卡內(nèi)基梅隆大學等名校。

信息與交互設計作品

北京科技大學工業(yè)設計系交互設計方向的優(yōu)秀作品，如空性之數(shù)舞——光影睡蓮智能服裝可穿戴設備設計獲得中國創(chuàng)新設計紅星獎，如圖1所示?！肮庥八彙笔且豢钪悄芊b可穿戴設備，它將舞者與環(huán)境的大數(shù)據(jù)進行信息可視化，通過傳感器收集舞者的身體動作、心跳與脈搏、體溫以及舞者與觀眾互動的反饋數(shù)據(jù)，智能服裝體現(xiàn)出光影變化與服裝造型的變化。編制工藝嘗試采用非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的云錦技術(shù)。此類智能服裝的設計及技術(shù)可應用于健康監(jiān)護、大數(shù)據(jù)個體信息管理、運動員運動情況智能管理、軍事單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)等廣泛領(lǐng)域，具有極高的經(jīng)濟價值與社會意義。

北京科技大學工業(yè)設計系的學子不遑多讓，學生作品“智能鐘表——楚門的世界”獲得第二屆中國高校智能機器人創(chuàng)意大賽二等獎，如圖2所示，用不同層的轉(zhuǎn)盤形象來映射不同的家庭成員，通過實體交互(Tangible User Interface，TUI)及家居核心聯(lián)網(wǎng)的機制，將每位家庭成員的時間安排可視化、共享化。

對于當下熱門的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，北京科技大學工業(yè)設計系也將其開發(fā)應用于數(shù)字工廠之中，如圖3所示。以虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供身臨其境的用戶體驗，大幅度提高生產(chǎn)和培訓效率，減輕勞動強度；從模型優(yōu)化、模型智能動態(tài)預加載和撤銷等角度綜合解決數(shù)字工廠中大規(guī)模場景的實時渲染問題；設計虛擬現(xiàn)實場景中的三維交互方式，使用基于互聯(lián)網(wǎng)圖像的模型匹配方法，提高數(shù)字工廠開發(fā)效率。該VR數(shù)字工廠已應用于數(shù)家工業(yè)企業(yè)的研發(fā)設計、培訓、裝配、監(jiān)測、運維和管理等應用場景。

圖1 空性之數(shù)舞——光影睡蓮智能服裝可穿戴設備設計

圖2 智能鐘表——楚門的世界

圖3 虛擬現(xiàn)實數(shù)字工廠

工業(yè)設計

工業(yè)設計介紹

工業(yè)設計專業(yè)屬于機械大類招生范疇，以智能產(chǎn)品及服務系統(tǒng)為研究對象，開展產(chǎn)品服務系統(tǒng)設計的研究。

北京科技大學工業(yè)設計系開設設計心理學、設計方法學、人機工程學等課程進行用戶研究、可用性工程等研究工作。在產(chǎn)品設計與研發(fā)方向，針對服務系統(tǒng)設計、智慧產(chǎn)品設計、大數(shù)據(jù)等開展用戶分析等設計工作。在文化遺產(chǎn)保護與民藝造型研究方向，針對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)開展保護與傳承開發(fā)設計工作，擁有新世紀優(yōu)秀人才1人，承擔3項國家自科基金，1項文化部項目，2項200萬以上科研項目。

工業(yè)設計作品

北京科技大學工業(yè)設計系在產(chǎn)品設計方向的重要項目——第十六屆廣州亞運會火炬及配套設置設計，如圖4所示；設計的2008年奧運火炬進入全球招標四強；無人駕駛車設計項目獲德國紅點獎和國際消費類電子產(chǎn)品展覽會(CES)科技創(chuàng)新獎，如圖5所示。

圖4 廣州亞運會火炬“潮流”

圖5 無人駕駛車設計

在數(shù)字文化遺產(chǎn)保護方面，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與多模態(tài)交互的設計思維對雕刻類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進行數(shù)字化保護的探索與嘗試，以用戶為中心研究雕刻技法的數(shù)據(jù)采集和建模方法，構(gòu)建了虛擬展示系統(tǒng)，通過實現(xiàn)全套雕刻刀具建模，漫游場館搭建及漫游實現(xiàn)提供了更多體驗的樂趣，為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護和傳播提供一個新的方向和思路，如圖6所示。

這些數(shù)字化非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、大數(shù)據(jù)處理與可視化、數(shù)字文化虛擬現(xiàn)實等研究成果對北京市的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護具有積極的推進作用，在數(shù)字博物館展陳設計、文化遺產(chǎn)虛擬現(xiàn)實展示廳建設等具體文化宣傳、文化繼承和文化自信活動中發(fā)揮了重要的支撐作用，為北京市海淀區(qū)文化局文化遺產(chǎn)保護和數(shù)字文化推進工作提供了技術(shù)和決策支持。

北京科技大學工業(yè)設計系在傳統(tǒng)工藝方面也卓有建樹，漆藝作品“持Ⅱ”參加國際漆藝展并被中國美術(shù)館收藏，如圖7(a)；漆藝作品Holding-up入選日本石川國際漆藝展，如圖7(b)。

圖6 象牙雕非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的虛擬展示

圖7 北京科技大學工業(yè)設計系傳統(tǒng)漆藝作品

視覺傳達和媒體設計

視覺傳達和媒體設計介紹

視覺傳達與數(shù)字媒體方向涵蓋新媒體與交互式敘事方法、數(shù)字影像與交互式電影、品牌文化與視覺傳達設計、視覺思維與大數(shù)據(jù)信息可視化等領(lǐng)域。

北京科技大學工業(yè)設計系著眼于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能的視覺思維，強調(diào)視覺語言表現(xiàn)與信息傳達的美學及倫理問題研究和文化品牌形象設計研究；承擔6項國家自然科學基金及社會科學基金；建設了專業(yè)實驗室，提供Optitrack動作捕捉設備制作虛擬人數(shù)字電影，實時捕捉演員的各種動作，建立虛擬的動畫角色，利用關(guān)鍵點的軌跡驅(qū)動動畫角色的運動，讓動畫角色的動作和表情逼真自然，實現(xiàn)高質(zhì)量的影視動畫制作。

視覺傳達和媒體設計作品

在慶祝中華人民共和國成立70周年活動中，依托本科生專業(yè)課程“角色造型基礎(chǔ)”，與北京天安門旅游服務集團和北京設計學會進行深入的產(chǎn)學合作，將北京天安門IP形象及衍生品設計主題融入課堂教學。設計主題為“慶祝新中國成立70周年北京天安門儀仗兵形象設計”，組建以該班級優(yōu)秀學生為主體的設計團隊，開發(fā)出一套天安門儀仗兵形象設計產(chǎn)品，最終實現(xiàn)量產(chǎn)，市場反映良好，以“紅色文創(chuàng)”為主題思想，產(chǎn)生了較好的社會反響，成為產(chǎn)學合作的典范案例(圖8)。此項目作為先期項目，引發(fā)了“紅色文創(chuàng)”主題的延伸合作意向，思考如何將人工智能、傳感器技術(shù)等科技手段嵌入該主題文創(chuàng)產(chǎn)品傳達的文化內(nèi)涵之中，以增強文創(chuàng)產(chǎn)品的全新體驗。

絲綢之路可視化系統(tǒng)是北京科技大學工業(yè)設計專業(yè)在信息可視化方向的案例，如圖9所示。可視化絲綢之路的路線、國家、城市、主題數(shù)據(jù)等方面，使大眾更加直觀地了解和感受絲綢之路的歷史人文氣息和新絲綢之路給世界帶來的變化和影響。

圖8 北京天安門儀仗兵形象設計及衍生品設計開發(fā)

圖9 絲綢之路可視化系統(tǒng)

簡歷數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)基于372829份簡歷數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，挖掘簡歷中元素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如工資與哪些因素有關(guān)、關(guān)聯(lián)性多大、行業(yè)和能力的關(guān)系等，為求職人員提供基于大數(shù)據(jù)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)管理、員工薪酬的數(shù)據(jù)咨詢。人民日報可視化系統(tǒng)基于人民日報1946年5月至2003年12月發(fā)表的1365802篇文章，進行文本處理和可視化，包括中文分詞、詞云生成和基于詞頻-逆文本頻率(TF-IDF)的關(guān)鍵詞提取等，最終實現(xiàn)了文檔視角、日歷視角、故事線視角和查詢視角的可視化系統(tǒng)，達到從政治、經(jīng)濟、文化等多角度挖掘人民日報數(shù)據(jù)背后知識的目的。

在視覺傳達的常見領(lǐng)域：繪本制作、廣告宣傳方面，北京科技大學工業(yè)設計系同樣屢創(chuàng)佳績，獲得多項大獎。兒童繪本“‘媽媽我想告訴你’共情陪伴親子繪本系列”參加2017年北京國際童書博覽會及2017CCBF中國上海國際童書展，如圖10(a)；插畫“臆想”榮獲第六屆中國高校美術(shù)作品學年展年度銀獎作品，如圖10(b)；兒童插畫“那年夏天”獲得Hill Illustration2014 最佳作品獎，如圖10(c)；“waiting for you”參加了由中國設計師協(xié)會與北京中外視覺藝術(shù)院主辦的第二屆全國平面設計大展，如圖10(d)；繪本“她和她”獲得2016國際藝術(shù)設計大賽美術(shù)作品組優(yōu)秀作品獎，如圖10(e)；插畫“等你回來”入選第四屆中國高校美術(shù)作品學年展并入編“中國創(chuàng)意設計年鑒”，如圖10(f)。

工業(yè)設計系學生王安雨“小迷糊面膜廣告”，如圖11所示，表現(xiàn)了“有裂紋的”世界名畫人物被面膜敷過以后變得平滑如初，傳達了小迷糊面膜具有除皺、潤膚的功效，利用手繪插畫增加表現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)點，榮獲2019年全國大學生廣告大賽全國一等獎。近五年以來，北京科技大學工業(yè)設計系視覺傳達設計專業(yè)學生共獲得全國大學生廣告大賽及北京市各類獎項119項。

圖10 繪本制作獲獎作品

圖11 王安雨同學的“小迷糊面膜廣告” 獲全國大學生廣告大賽一等獎

北京科技大學工業(yè)設計系師生致力于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護，響應國家精準扶貧與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，開展了一系列的鄉(xiāng)村非遺再生設計研究。如圖12所示，視覺傳達設計專業(yè)學生牛軒通過對鄉(xiāng)村竹編工藝的廣泛調(diào)查研究，打造了“竹于之間”的文創(chuàng)品牌，致力于將鄉(xiāng)村傳統(tǒng)竹編工藝與現(xiàn)代時尚設計相結(jié)合。

如圖13所示，全系師生為對口扶貧單位甘肅省秦安縣提供品設計支持，圍繞秦安縣“伏羲女媧”地域文化特色，為當?shù)剜l(xiāng)村博物館設計“羲里媧鄉(xiāng)”壁畫，探索中國鄉(xiāng)村非遺再生設計方法，促進當?shù)刈匀晃幕Y源的永續(xù)發(fā)展。

如圖14所示，工業(yè)設計專業(yè)學生謝洪濤將水族馬尾繡傳統(tǒng)民間工藝應用在布鞋設計上，通過現(xiàn)代設計讓非物質(zhì)文化遺產(chǎn)重返日常生活。

圖12 基于傳統(tǒng)竹編工藝的“竹于之間”文創(chuàng)品牌設計

圖13 “羲里媧鄉(xiāng)”鄉(xiāng)村博物館對口扶貧壁畫設計

圖14 基于馬尾繡傳統(tǒng)工藝的布鞋設計

北京科技大學工業(yè)設計系

北京科技大學工業(yè)設計系在師資隊伍方面，目前有專任教師21人，其中教授5人，副教授5人；有11名清華大學美術(shù)學院、中央美院、湖南大學、江南大學等設計名校博士；13人次獲得國家杰出青年基金、”新世紀百千萬人才工程”國家級人選、“科學中國人”年度人物、教育部新世紀人才計劃、北京高等學校“青年英才計劃”、國家科技進步二等獎、北京市科學與技術(shù)一等獎、中國包裝之星金獎、中國創(chuàng)新設計“紅星獎”、“光華龍騰獎”第十屆中國設計業(yè)十大杰出青年；外聘4名劍橋大學、賓州州立大學、首爾科技大學、臺北科技大學知名教授擔任兼職教授。

北京科技大學工業(yè)設計系在人才培養(yǎng)方面，每年培養(yǎng)博士研究生6名、碩士研究生約27名、本科生約80名。17年來已培養(yǎng)200余名碩士研究生以及1000余名本科生在微軟、谷歌等世界500強企業(yè)擔任要職，培養(yǎng)了200余名優(yōu)秀學生在劍橋大學、皇家藝術(shù)學院(RCA)、美國帕森斯設計學院(Parsons)、藝術(shù)中心設計學院(Art Center)、卡內(nèi)基梅隆大學(CMU)等設計全球排名前50名的學校深造。

北京科技大學工業(yè)設計系在平臺條件方面，設立四個研究實驗平臺，包括產(chǎn)品模型設計制作平臺、人機工程與認知心理平臺、數(shù)字影像平臺、交互與媒體平臺；擁有配套完善的科研條件，如模型及影視制作、大數(shù)據(jù)存儲分析服務器、可用性測試、生理測量、智能硬件、虛擬現(xiàn)實設備、數(shù)字攝影等設備；與英特爾、阿里巴巴、用友成立人機交互與可用性工程實驗室、大數(shù)據(jù)信息可視化與用戶體驗實踐基地。

攝影 高 龑

北京科技大學工業(yè)設計系在交流合作方面，國家公派訪問學者10人次；教師受邀劍橋大學等講學及主題講座76人次；邀請劍橋大學、斯坦福大學、皇家藝術(shù)學院等名校教授交流講學21人次；與劍橋大學、德蒙福特大學、鄧迪大學、藝術(shù)中心設計學院、首爾科技大學、臺北科技大學等簽訂了合作協(xié)議，建立了常態(tài)化的交換生制度；與德蒙福特大學(DMU)建立3+1+1聯(lián)合辦學機制。

結(jié)束語

通過對工業(yè)設計專業(yè)的含義以及研究方向、具體項目的介紹，可以看出工業(yè)設計包羅萬象，生活中隨處可見工業(yè)設計的身影，隨著時代發(fā)展帶動生活水平的提高，人們對于設計提高生活質(zhì)量的渴求必將與日俱增。5G時代來臨之際，工業(yè)設計將帶來生活方式的轉(zhuǎn)變，思想觀念的進化。科技進步的時代背景下，工業(yè)設計大有可為，迎接工業(yè)設計莘莘學子的將是巨大的機遇和全新的挑戰(zhàn)。