基于美學(xué)法則的機械裝備造型設(shè)計研究

張寧　馬彧　衛(wèi)彥博

摘要：針對機械裝備造型設(shè)計而言，其造型的美觀性直接影響產(chǎn)品的品牌形象。本文從設(shè)計美學(xué)的角度出發(fā)，以產(chǎn)品設(shè)計中的美學(xué)基本原理為入手點，首先闡述了美學(xué)法則的概念，分別從比例與尺度、統(tǒng)一與變化、對稱與均衡、節(jié)奏與韻律這四個方面探討美學(xué)法則在機械裝備造型設(shè)計中的應(yīng)用。以JWF1317型并條機為例，通過對并條機造型設(shè)計中的形態(tài)因素、人機和色彩因素進行美學(xué)分析和應(yīng)用，證明以上方法的可行性。本文研究的目的在于提升機械裝備造型設(shè)計水平，達到產(chǎn)品功能與形式美的完美統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：美學(xué)法則;機械裝備;造型設(shè)計

中圖分類號：TB472 文獻標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）11-0155-02

1 美學(xué)法則概述

美學(xué)法則是人們在長期審美實踐中總結(jié)和概括出來關(guān)于美的基本規(guī)律。研究、探索美學(xué)法則，能夠培養(yǎng)人們的形式美感，指導(dǎo)人們創(chuàng)造更多美的事物。

1.1比例與尺度

在造型設(shè)計中，比例是指事物形態(tài)局部與整體、局部與局部之間的數(shù)量關(guān)系。恰當(dāng)?shù)谋壤粌H能給人帶來和諧的視覺美感，還能正確地反映事物內(nèi)在的邏輯性。在各種比例關(guān)系中，黃金分割比例是最基本、最為知名、也是最常使用的一種比例形式。

1.2統(tǒng)一與變化

統(tǒng)一與變化在美學(xué)原理的法則中是總的形式規(guī)律。統(tǒng)一體現(xiàn)了整體和各個部分之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性。變化體現(xiàn)了各部分之間矛盾對立的關(guān)系，使事物內(nèi)部產(chǎn)生差異，給人以活躍、新穎的感覺。設(shè)計中既要求統(tǒng)一中有變化，又要變化中有統(tǒng)一。統(tǒng)一中求變化即在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上有適度的對比，變化中求統(tǒng)一即在對比的基礎(chǔ)上有一定程度的協(xié)調(diào)。

1.3對稱與均衡

對稱在設(shè)計中形成一種秩序感，給人以安穩(wěn)、平衡，條理的美感。均衡則是刻意打破對稱的形式，有計劃地通過不對稱達到視覺的平衡。均衡給人以內(nèi)在的、有秩序的動態(tài)美感，這種美比對稱更富有情趣，可謂動中有靜，靜中寓動，但穩(wěn)定程度不如對稱造型。

1.4節(jié)奏與韻律

節(jié)奏是自然界、社會和人的活動中一種與韻律結(jié)伴而行的有規(guī)律的突變。韻律是一種周期性的律動。節(jié)奏通常被定義成反復(fù)出現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或外部形態(tài)，其復(fù)雜、多變的形式需要通過韻律顯示或表達，可見韻律不僅是節(jié)奏的表現(xiàn)形式，還會因為其在造型設(shè)計中的變化，使節(jié)奏產(chǎn)生趣味性。

2 基于美學(xué)法則的機械裝備造型設(shè)計意義

造型設(shè)計是機械裝備產(chǎn)品研發(fā)的核心環(huán)節(jié)之一，基于美學(xué)法則將工程技術(shù)和造型藝術(shù)融合，追求產(chǎn)品在外觀設(shè)計、材料工藝以及色彩肌理等方面達到實用、經(jīng)濟和美觀的高質(zhì)量水平。機械裝備不僅應(yīng)該功能實用、結(jié)構(gòu)合理，更要外觀優(yōu)美?；诿缹W(xué)法則的機械裝備造型設(shè)計，不僅僅是對機械產(chǎn)品進行美化，而是基于功能、材料、結(jié)構(gòu)和工藝以及人機工程學(xué)的造型設(shè)計，最終使產(chǎn)品造型美觀，具備現(xiàn)代化工業(yè)品質(zhì)。

3 基于美學(xué)法則的機械裝備造型設(shè)計思路

3.1比例與尺度的應(yīng)用

在機械裝備的外觀造型設(shè)計中，比例是指裝備的整體與部分的大小對比關(guān)系以及長、寬、高尺寸關(guān)系。由于操作空間的需要，造型的形體尺寸應(yīng)適應(yīng)人體的操作習(xí)慣和需求。例如，機械裝備中的操控臺、把手、按鈕等應(yīng)與人體的操作功能相適應(yīng)。此外，操作力度也要適合人的要求。

3.2統(tǒng)一與變化的應(yīng)用

統(tǒng)一與變化在機械裝備造型設(shè)計中體現(xiàn)在外觀樣式、結(jié)構(gòu)形式、整體風(fēng)格等方面。不同的表現(xiàn)形式在設(shè)計中體現(xiàn)出不同的統(tǒng)一與變化的關(guān)系，見表1。通過設(shè)計元素的變化，充分展現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計風(fēng)格，通過產(chǎn)品外部形態(tài)的變化、色彩搭配的順序與其他元素之間相互協(xié)調(diào)、相互呼應(yīng)的關(guān)系，充分展現(xiàn)產(chǎn)品的統(tǒng)一韻味。通過材質(zhì)、肌理、外部形態(tài)的對比變化，可以有效提升機械產(chǎn)品的審美價值，但在強調(diào)美學(xué)效果的同時需要與其它設(shè)計元素如對比、呼應(yīng)、韻律相結(jié)合，用以提升造型整體的協(xié)調(diào)性。例如，在設(shè)計中確定主體色調(diào)，不僅要體現(xiàn)出產(chǎn)品的審美價值，還要綜合產(chǎn)品的設(shè)計風(fēng)格、類型、功能、使用環(huán)境等相關(guān)因素;確定輔助色，不僅要體現(xiàn)出品牌的個性化及辨識度，還要與主體色調(diào)相呼應(yīng)，盡量滿足大眾的審美需求。

3.3對稱與均衡的應(yīng)用

將對稱與均衡的美學(xué)原則應(yīng)用到機械裝備造型設(shè)計中，不僅要展現(xiàn)出產(chǎn)品的審美價值，還應(yīng)根據(jù)機械產(chǎn)品的使用環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容，將產(chǎn)品的對稱性及平衡性落實到設(shè)計中。協(xié)調(diào)控制局部零件與產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)間的平衡關(guān)系，準(zhǔn)確把握內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部形態(tài)間的對稱關(guān)系，確保機械產(chǎn)品設(shè)計的嚴(yán)謹性、產(chǎn)品使用的安全性、產(chǎn)品造型的緊湊性，由整體到局部，由視覺到觸覺，全部符合對稱與均衡的美學(xué)原則。

3.4節(jié)奏與韻律的應(yīng)用

設(shè)計師在機械裝備造型設(shè)計過程中涉及產(chǎn)品的外形部分，往往會通過造型、線條、顏色、形態(tài)、材質(zhì)等設(shè)計元素的變化，運用回旋、漸變、交替、重復(fù)、間隔、起伏等表現(xiàn)形式的轉(zhuǎn)換，充分展現(xiàn)出產(chǎn)品的節(jié)奏與韻律。借助外部形態(tài)，增加空間感;借助產(chǎn)品主體色調(diào)與輔助色調(diào)的轉(zhuǎn)換增加層次感;借助產(chǎn)品材質(zhì)的變換、復(fù)用，增加局部造型與整體秩序的協(xié)調(diào)性，充分展現(xiàn)趣味性、靈動性及美觀性。節(jié)奏與韻律的應(yīng)用對于機械裝備造型設(shè)計至關(guān)重要，能加強設(shè)計中的藝術(shù)性及美觀性，有規(guī)律的節(jié)奏、起伏的韻律，既能提升機械設(shè)計的藝術(shù)價值，還能左右使用者的情感變化。

4 基于美學(xué)法則的機械裝備造型設(shè)計實踐

根據(jù)以上思路，對中紡集團JWF1317型并條機進行造型設(shè)計。在設(shè)計過程中，基于美學(xué)原則，主要對設(shè)計過程中的形態(tài)因素、人機因素、色彩因素進行分析。

4.1形態(tài)因素

本次設(shè)計的提升和改變主要體現(xiàn)機器的整體和細節(jié)部分。并條機的整體由機架組件、換筒組件、導(dǎo)條組件等部分組成，細節(jié)部分包括標(biāo)志、型號、通風(fēng)口形式、機臺號、按鈕、門把手、鉸鏈、螺絲等五金件。其中重點針對標(biāo)志、型號字、通風(fēng)口的造型美學(xué)進行分析，如表2所示。

4.2人機因素

并條機的誕生從最開始的設(shè)計、加工、生產(chǎn)、運輸、維修的過程中都需要人的參與，因此人機設(shè)計的合理性決定機器的易用性。在并條機的人機工程學(xué)設(shè)計中，首先保證操作的安全性，其次要注意操作的舒適度。以門把手和踏板為例，在門把手的設(shè)計中，把手的安裝高度應(yīng)選取人身高的50%作為設(shè)計依據(jù)，并適合不同身高的人群使用，如圖1。在踏板的設(shè)計中，由于并條機前蓋需要定期開倉維修、清理，所以腳踏的面積應(yīng)適當(dāng)加寬些，保證工作人員站立維修時的穩(wěn)當(dāng)和安全，同時設(shè)計了二層腳踏，在滿足腳踏整體造型的同時又能保證操作的便捷性和安全性。

4.3色彩因素

色彩作為信息傳遞的主要途徑之一，通過周圍環(huán)境因素影響，使得用戶產(chǎn)生不同的體驗層次。JWF1317型并條機的主體色主要以淺灰、深灰為主，裝飾色為綠色。主體包括門罩和外露件為淺灰色，腳踏、鑄件、齒輪等結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)部件為深灰色，牽伸殼、腳踏裝飾條、門把手為綠色。這幾個色系彼此之間形成統(tǒng)一變化、主從與重點的關(guān)系。體現(xiàn)在機器大面積采用淺灰色，給人以平靜、明快的感受;腳踏和其他部件等小面積采用深灰色，給人以沉穩(wěn)，莊重的感受;裝飾性部件如門把手采用點綴色綠色給人以活潑、輕松、明亮的感受。這三個色系既有整體的統(tǒng)一又有細節(jié)的變化，使機器顯得穩(wěn)重而豐富。

5 結(jié)語

本文針對機械裝備的造型特征以及美學(xué)的基本原則進行設(shè)計分析，并運用到實踐中，既滿足當(dāng)代人們的審美需求，又符合現(xiàn)代的造型設(shè)計趨勢。機械裝備造型設(shè)計中美學(xué)法則的運用是一種有效的造型設(shè)計方法，這為國內(nèi)機械裝備的造型提供了很好的參考，為機械產(chǎn)品設(shè)計的快速發(fā)展提供了動力。同時，設(shè)計師對美學(xué)原則的認識和運用，了解以及恰當(dāng)?shù)靥幚砻缹W(xué)與各個因素的關(guān)系，更有助于提升機械裝備的造型能力。