基于產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的無(wú)人拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)的研究

劉棒棒，裴學(xué)勝

（1.河南科技大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471003；2.洛陽(yáng)智能農(nóng)業(yè)裝備研究院有限公司，河南 洛陽(yáng) 471934）

0 引言

2018 年，習(xí)近平總書記指出“大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化，給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀”[1]，這給農(nóng)機(jī)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展以及轉(zhuǎn)型升級(jí)指明了方向。近些年，智能化、無(wú)人化技術(shù)不斷地應(yīng)用在拖拉機(jī)上，由洛陽(yáng)智能農(nóng)業(yè)裝備研究院有限公司研發(fā)的“氫燃料電動(dòng)拖拉機(jī)”、“73.5 kW 輪邊電機(jī)電動(dòng)拖拉機(jī)”已經(jīng)完成了初步的田間試驗(yàn)。相信智能化、無(wú)人化的拖拉機(jī)將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。無(wú)人駕駛拖拉機(jī)取消了傳統(tǒng)拖拉機(jī)駕駛室，采用遙控控制或者自動(dòng)路徑規(guī)劃，其造型設(shè)計(jì)除了滿足傳統(tǒng)拖拉機(jī)設(shè)計(jì)要求外，也傳達(dá)了未來(lái)感，科技感等全新的語(yǔ)義。本文將產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)引入到無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的造型設(shè)計(jì)上，研究其造型語(yǔ)義。

1 產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)概述及應(yīng)用

1.1 產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)概述

產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)是研究產(chǎn)品語(yǔ)言的意義的學(xué)問(wèn)。其理論架構(gòu)始于1950 年德國(guó)烏爾姆造型大學(xué)的“符號(hào)運(yùn)用研究”，更遠(yuǎn)可追溯至芝加哥新包豪斯學(xué)校的查理斯·莫理斯（Charles.Morris）的記號(hào)論。產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的概念于1983 年由美國(guó)的克里彭多夫（K.Krippendorf）、德國(guó)的布特教授（R.Butter）明確提出，并在1984 年美國(guó)克蘭布魯克藝術(shù)學(xué)院（Cranbrook Academy of Art）由美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)（IDSA）所舉辦的“產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)研討會(huì)”中予以定義：產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)乃是研究人造物的形態(tài)在使用情境中的象征特性，以及如何應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)上的學(xué)問(wèn)[2]。

1.2 產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的本質(zhì)是通過(guò)產(chǎn)品外在視覺(jué)形態(tài)的設(shè)計(jì)揭示或暗示產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品功能明確，使人機(jī)界面單純、易于理解，從而解除使用者對(duì)于產(chǎn)品操作上的理解困惑，以更加明確的視覺(jué)形象和更具有象征意義的形態(tài)設(shè)計(jì)傳達(dá)給使用者更多的文化內(nèi)涵，從而達(dá)到人-機(jī)-環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一[3]。目前產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有以下5 種階段：①符合人的感官認(rèn)知，看到一個(gè)形態(tài)就想到它應(yīng)有的功能和動(dòng)作含義；②產(chǎn)品語(yǔ)義應(yīng)該提供方向含義，物體之間互相的位置和關(guān)系布局；③產(chǎn)品語(yǔ)義要提供狀態(tài)的含義；④具有比較判斷的功能；⑤必須給用戶表示操作的指示。

2 拖拉機(jī)造型發(fā)展歷史

自拖拉機(jī)被發(fā)明出來(lái)已經(jīng)過(guò)去一百多年，早期拖拉機(jī)造型非常簡(jiǎn)單，大多是“包覆式”方形外觀，受制于結(jié)構(gòu)、技術(shù)等因素的影響，拖拉機(jī)的造型并未得到全面發(fā)展，人們更加注重的是拖拉機(jī)的使用功能。如圖1 所示，其造型傳達(dá)的語(yǔ)義也以明確的功能為主。

圖1 早期拖拉機(jī)造型

20 世紀(jì)隨著流線型風(fēng)格的不斷發(fā)展，美國(guó)著名工業(yè)設(shè)計(jì)師雷蒙德·羅維率先將流線型風(fēng)格運(yùn)用到拖拉機(jī)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了一款“法瑪爾”的拖拉機(jī)[4]，這款拖拉機(jī)主要以曲線及曲面設(shè)計(jì)為主，打破了先前拖拉機(jī)直面、方形呆板的造型風(fēng)格。同一時(shí)期，意大利造型設(shè)計(jì)師也將當(dāng)時(shí)盛行的汽車曲線、曲面設(shè)計(jì)風(fēng)格運(yùn)用到拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)上，促進(jìn)了流線型風(fēng)格在拖拉機(jī)造型上的發(fā)展。二戰(zhàn)后，美國(guó)設(shè)計(jì)師又在流線型基礎(chǔ)上，引入大圓弧的造型特征。如圖2所示，這一時(shí)期的拖拉機(jī)的造型語(yǔ)義傳達(dá)的是富有人情味、親切、速度和時(shí)代感。

圖2 流線型風(fēng)格在拖拉機(jī)造型上的應(yīng)用

20 世紀(jì)后期，隨著繪圖技術(shù)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，以及各種設(shè)計(jì)風(fēng)格的流行，拖拉機(jī)的造型設(shè)計(jì)有了很大的變化，直面造型、斜面造型、曲面造型以及混搭風(fēng)格相繼在拖拉機(jī)上得到推廣和應(yīng)用。如圖3 所示，多樣化的造型設(shè)計(jì)表達(dá)時(shí)代包容性和創(chuàng)新性。

圖3 現(xiàn)代拖拉機(jī)多樣化造型設(shè)計(jì)

無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的，比較有代表性的是凱斯Magnum，它取消了傳統(tǒng)拖拉機(jī)的駕駛室，整車采用極富未來(lái)感的流線型線條，如圖4 所示。黑、紅2 種顏色的輪轂和富有科技感的LED 狀態(tài)信號(hào)指示燈，使得整車設(shè)計(jì)非常前衛(wèi)、大膽。這款拖拉機(jī)的設(shè)計(jì)完全顛覆了傳統(tǒng)拖拉機(jī)的形式。在高科技產(chǎn)品快速發(fā)展時(shí)代，消費(fèi)者更加關(guān)注產(chǎn)品的科技含量以及情感化消費(fèi)。凱斯Magnum 無(wú)人拖拉機(jī)傳達(dá)出來(lái)的科技、未來(lái)語(yǔ)義符合這個(gè)時(shí)代的特性以及消費(fèi)者不斷提高的審美需求。

圖4 凱斯Magnum 無(wú)人駕駛概念拖拉機(jī)

3 基于產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的無(wú)人拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)分析

無(wú)人拖拉機(jī)取消了傳統(tǒng)拖拉機(jī)的駕駛室，其造型設(shè)計(jì)的方法也要與時(shí)俱進(jìn)，本文從無(wú)人拖拉機(jī)的形態(tài)語(yǔ)義、色彩語(yǔ)義和人機(jī)語(yǔ)義進(jìn)行分析，從無(wú)人駕駛拖拉機(jī)形態(tài)提取的線、面造型方法，到研究拖拉機(jī)企業(yè)色運(yùn)用，豐富品牌的價(jià)值，最后建立無(wú)人駕駛拖拉機(jī)人機(jī)交互語(yǔ)義。

3.1 無(wú)人拖拉機(jī)形態(tài)語(yǔ)義分析

形態(tài)語(yǔ)義是指產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在具有本身屬性功能的同時(shí)，產(chǎn)品的整體外觀設(shè)計(jì)在不需要經(jīng)過(guò)過(guò)多的聯(lián)想和思考就能理解產(chǎn)品本身與產(chǎn)品產(chǎn)生共鳴[5]。無(wú)人駕駛拖拉機(jī)作為前瞻性探索，其形態(tài)傳達(dá)的語(yǔ)義為打破常規(guī)、引領(lǐng)未來(lái)。在形態(tài)設(shè)計(jì)上要更加前衛(wèi)，具有科技感和未來(lái)感。拖拉機(jī)作為牽引的農(nóng)用機(jī)械，給人在視覺(jué)感受上一定要傳達(dá)一種力量感和穩(wěn)重感[6]。外觀造型是給用戶的第一感受，這樣的造型語(yǔ)義也讓用戶覺(jué)得更加安全、可靠。由洛陽(yáng)智能農(nóng)業(yè)裝備研究院有限公司和江蘇大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的50 馬力輪邊電動(dòng)拖拉機(jī)是一種無(wú)人駕駛拖拉機(jī)造型布局。無(wú)人駕駛拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)主要包含前臉設(shè)計(jì)、前臉進(jìn)氣柵格設(shè)計(jì)、車身設(shè)計(jì)、整車車燈設(shè)計(jì)和涂裝設(shè)計(jì)，在進(jìn)行造型設(shè)計(jì)時(shí)要遵循線、面造型設(shè)計(jì)的基本法則，對(duì)其結(jié)構(gòu)線、功能線和裝飾線進(jìn)行劃分，如圖5 所示。功能線指在拖拉機(jī)設(shè)計(jì)中具有實(shí)際意義的獨(dú)立線條，比如進(jìn)氣柵格均勻排列的線條，其線型、位置、排列方式在滿足散熱功能的前提下應(yīng)該富有節(jié)奏感和韻律感[7]。結(jié)構(gòu)線是指拖拉機(jī)塊面劃分的分割線。裝飾線雖然在拖拉機(jī)造型上沒(méi)有實(shí)際作用，但是精心設(shè)計(jì)的裝飾線可以豐富造型細(xì)節(jié)，使產(chǎn)品更加高檔，起到畫龍點(diǎn)睛的作用。整車采用流線型設(shè)計(jì)風(fēng)格，線條力量感十足，鯊魚式故障報(bào)警燈充滿科技感。車身以黑色搭配亮銀色設(shè)計(jì)，動(dòng)感、簡(jiǎn)潔，保持與洛陽(yáng)智能農(nóng)業(yè)裝備研究院有限公司企業(yè)品牌的統(tǒng)一。

圖5 無(wú)人駕駛拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)要素

3.1.1 無(wú)人拖拉機(jī)形態(tài)線的語(yǔ)義分析

無(wú)人駕駛拖拉機(jī)造型上有豐富的設(shè)計(jì)線條，其主要線條是：輪廓線、分割線、分模線、裝飾線和沉槽線。不同的設(shè)計(jì)線條代表不同的語(yǔ)義。比如直線給人以嚴(yán)肅、利落、沉穩(wěn)、剛毅的感覺(jué)。曲線給人以圓潤(rùn)、親切、輕快和柔美之感。折線給人以節(jié)奏、強(qiáng)硬、靈活之感。無(wú)人拖拉機(jī)在造型線條上要打破傳統(tǒng)的語(yǔ)義，要傳達(dá)給人力量、動(dòng)感、體量。形態(tài)語(yǔ)義最基本的設(shè)計(jì)手法表現(xiàn)為仿生設(shè)計(jì)，仿生產(chǎn)品最重要的特點(diǎn)是產(chǎn)品與人之間的情感互動(dòng)。形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是為了在認(rèn)知的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化或發(fā)散自然生物具有的主要形態(tài)特征。通過(guò)設(shè)計(jì)，使外在的形式和象征寓意用藝術(shù)處理方式表現(xiàn)出來(lái)[8]。在提取線條語(yǔ)義的時(shí)候可以運(yùn)用仿生學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，“?！弊鳛樽钤绲霓r(nóng)作動(dòng)力源，將其形態(tài)語(yǔ)義運(yùn)用到拖拉機(jī)造型上，從最直觀的外觀造型上增加產(chǎn)品與用戶的親和感。如圖6 所示，首先提取“牛”的脊背、面部等特征曲線，然后將提取的意向線條轉(zhuǎn)換成整車造型曲線，最后運(yùn)用到整車造型設(shè)計(jì)上。整個(gè)設(shè)計(jì)有機(jī)地將傳統(tǒng)生物與現(xiàn)代科技結(jié)合，讓用戶不需要經(jīng)過(guò)過(guò)多的聯(lián)想和思考就能理解產(chǎn)品本身并與之產(chǎn)生情感共鳴。

圖6 無(wú)人駕駛拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1.2 無(wú)人拖拉機(jī)形態(tài)面的語(yǔ)義分析

無(wú)人拖拉機(jī)面的造型設(shè)計(jì)上主要有直面、曲面和斜面。直面給人平穩(wěn)、安全和呆板之感。曲面給人優(yōu)美、靈巧以及親近之感。斜面給人力量、堅(jiān)毅和層次之感。無(wú)人拖拉機(jī)作為前瞻性的探索，通過(guò)不同形式曲面造型的結(jié)合運(yùn)用，其語(yǔ)義要傳達(dá)未來(lái)感、科技感及創(chuàng)新性。整車塊面的劃分也要明確表達(dá)拖拉機(jī)的功能分區(qū)語(yǔ)義。

3.2 無(wú)人拖拉機(jī)色彩語(yǔ)義分析

產(chǎn)品的色彩語(yǔ)義源于色彩對(duì)人的生理、心理刺激以及人對(duì)色彩產(chǎn)生的視覺(jué)感受，不同的色彩擁有不同的心理暗示[9]。色彩是產(chǎn)品外觀最先被人們感知的部分。圖7 為不同品牌拖拉機(jī)代表色彩，不同的色彩代表不同企業(yè)的品牌含義：紅色代表熱情、熱烈；綠色代表生機(jī)、活力；藍(lán)色代表沉穩(wěn)、科技。無(wú)人拖拉機(jī)在進(jìn)行色彩設(shè)計(jì)時(shí)，整機(jī)色彩搭配除了要符合田間作業(yè)要求外，也要考慮新穎性和創(chuàng)新性，從最直觀的色彩層面表現(xiàn)科技感。裝飾色的選取要起到豐富細(xì)節(jié)的作用。無(wú)人拖拉機(jī)的色彩搭配也要考慮企業(yè)的文化色，將企業(yè)色有機(jī)的融合到拖拉機(jī)上，能夠加強(qiáng)企業(yè)品牌的推廣。

圖7 不同品牌拖拉機(jī)代表色彩

3.3 無(wú)人拖拉機(jī)人機(jī)語(yǔ)義分析

產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的本質(zhì)是通過(guò)產(chǎn)品外在視覺(jué)形態(tài)的設(shè)計(jì)揭示或暗示產(chǎn)品的功能，使人機(jī)交互更加單純，易于理解[10]。無(wú)人拖拉機(jī)取消了傳統(tǒng)拖拉機(jī)的駕駛室，采用遠(yuǎn)程遙控或者自動(dòng)路徑規(guī)劃，因此需要使用一種全新的人機(jī)交互方式。無(wú)人拖拉機(jī)的操作主要集中在遙控器上，操作上要有明確的指示或者引導(dǎo)信息，符合操作者的認(rèn)知習(xí)慣。無(wú)人拖拉機(jī)作為大功率牽引機(jī)械，操作不當(dāng)會(huì)造成危險(xiǎn)，除了遠(yuǎn)程遙控器上設(shè)置急停按鍵之外，在車身上要設(shè)計(jì)明確且易于接觸的急停按鍵，便于在緊急情況下操作。狀態(tài)指示燈及故障報(bào)警燈要具有更好的辨識(shí)度，以便時(shí)刻了解整車運(yùn)行狀態(tài)，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。具體布局如圖8 所示，啟動(dòng)、熄火和喇叭作為最常用的按鍵，設(shè)計(jì)在遙控器右側(cè)和左側(cè)邊緣處，可以輕易觸碰到；控制車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的搖桿設(shè)計(jì)在遙控器左側(cè)靠近邊緣，符合大眾的操作習(xí)慣。急停按鍵設(shè)計(jì)在上方中心最顯眼的位置，當(dāng)故障發(fā)生的時(shí)候可以第一時(shí)間注意到并進(jìn)行緊急處理。整體操作界面充分考慮人機(jī)工程學(xué)，用戶可以更加直觀、準(zhǔn)確地進(jìn)行操作。

圖8 無(wú)人拖拉機(jī)遙控器操控布局

4 結(jié)語(yǔ)

本文以產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，深入分析國(guó)內(nèi)外拖拉機(jī)造型發(fā)展歷史，不同時(shí)期拖拉機(jī)造型語(yǔ)義。通過(guò)對(duì)無(wú)人拖拉機(jī)的形態(tài)語(yǔ)義、色彩語(yǔ)義和人機(jī)語(yǔ)義深入分析，為無(wú)人拖拉機(jī)造型設(shè)計(jì)提供一種新的思路。