輕武器瞄準(zhǔn)具造型設(shè)計沿革

輕武器瞄準(zhǔn)具能大大提高士兵的作戰(zhàn)效果和全天候戰(zhàn)斗能力。目前，輕武器瞄準(zhǔn)具作為軍隊必不可少的裝備，其地位也越發(fā)重要[1]。輕武器戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和目標(biāo)機(jī)動性的提高以及電子技術(shù)、夜視技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使輕武器的瞄準(zhǔn)具已逐步向光、機(jī)、電結(jié)合，觀測、跟蹤、瞄準(zhǔn)合一，全天候和高度自動化等方向發(fā)展，逐步形成完整的武器火控系統(tǒng)，擴(kuò)展了武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)時空，強(qiáng)化武器系統(tǒng)的效能，提高生存力，實現(xiàn)武器系統(tǒng)的自動化和智能化[2]。由此我國的兵器工業(yè)研制機(jī)構(gòu)越來越重視瞄準(zhǔn)具的設(shè)計，除了從技術(shù)性能上進(jìn)行創(chuàng)新研究外，也高度重視瞄準(zhǔn)具的外觀造型設(shè)計研究。

瞄準(zhǔn)具工作原理

瞄準(zhǔn)具是指安裝在武器上且能賦予其準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)角，使平均彈道通過目標(biāo)的瞄準(zhǔn)裝置，是武器密不可分的重要組成部分[3]。隨著瞄準(zhǔn)技術(shù)的不斷發(fā)展，先后出現(xiàn)了機(jī)械瞄準(zhǔn)具、望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具、反射式瞄準(zhǔn)具、綜合型瞄準(zhǔn)具等。

機(jī)械瞄準(zhǔn)具

機(jī)械瞄準(zhǔn)具是第一代瞄準(zhǔn)裝置，由準(zhǔn)星和照門兩部分組成，其依據(jù)三點一線原理，眼睛通過照門、準(zhǔn)星和目標(biāo)三點成一線實現(xiàn)瞄準(zhǔn)功能。該瞄準(zhǔn)具形態(tài)簡單，一般來說，用該瞄準(zhǔn)具瞄準(zhǔn)的準(zhǔn)確度主要依靠使用者的經(jīng)驗[3]。

望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具

隨著望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)明，將望遠(yuǎn)鏡與瞄準(zhǔn)裝置相結(jié)合產(chǎn)生了望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具。望遠(yuǎn)鏡的增加，讓望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具有目標(biāo)放大作用，通過高倍率鏡頭，戰(zhàn)士更易清楚地觀察到遠(yuǎn)處的目標(biāo)，增加了瞄準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，是遠(yuǎn)距離精確射擊必不可少的瞄準(zhǔn)裝置。望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)鏡由物鏡、倒象透鏡、分劃板和目鏡組成，對應(yīng)的形態(tài)分為3 個基本部分，即前端的物鏡，中間的倒象透鏡與分劃板、尾端的目鏡。

反射式瞄準(zhǔn)具

反射式瞄準(zhǔn)具也擁有透鏡和分化板，但因為瞄準(zhǔn)原理不一樣，與望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具相比，其光學(xué)系統(tǒng)相對簡單。此外，這種瞄準(zhǔn)具也有另一個形象的名字——紅點瞄準(zhǔn)具，當(dāng)其瞄準(zhǔn)目標(biāo)時，會有一個紅色的點出現(xiàn)，用來識別瞄準(zhǔn)目標(biāo)。除了紅點，也有十字形和圓環(huán)型等其他造型的紅色識別體。由于技術(shù)原理不同，反射式瞄準(zhǔn)鏡一般沒有放大系統(tǒng)，因此沒有倒像系統(tǒng)。其基本結(jié)構(gòu)由析光鏡、分劃板和照明系統(tǒng)組成，對應(yīng)的形態(tài)分為2 個分體，即：前部的析光鏡，后部的分劃板和照明系統(tǒng)集成。

綜合型瞄準(zhǔn)具

隨著輕武器技術(shù)和目標(biāo)機(jī)動性的提高，及電子、夜視等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瞄準(zhǔn)具技術(shù)正逐步向光、機(jī)、電結(jié)合，觀測、跟蹤、瞄準(zhǔn)合一，全天候和高度自動化等方向發(fā)展，逐步形成綜合型瞄準(zhǔn)具[2]。綜合瞄準(zhǔn)具除了包含瞄準(zhǔn)所需的光學(xué)系統(tǒng)，還配備夜視儀、激光測距儀等輔助瞄準(zhǔn)的小型光電設(shè)備，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外觀形態(tài)將所有配件和瞄準(zhǔn)裝置進(jìn)行封裝，以保證所有設(shè)備運行的穩(wěn)定性，瞄準(zhǔn)精準(zhǔn)度得以較大提高。

造型設(shè)計沿革變化

產(chǎn)品造型設(shè)計的任務(wù)，是將產(chǎn)品的科學(xué)性、功能性與藝術(shù)性完美地結(jié)合起來，在保證其使用功能的前提下解決產(chǎn)品的審美需求。

瞄準(zhǔn)具的形態(tài)變化分析

形態(tài)是產(chǎn)品中表現(xiàn)造型風(fēng)格的首個要素，因此其演變至今，不僅要求達(dá)到符合基本功能的實用性，更需要突出其藝術(shù)美和認(rèn)知功能，并通過形態(tài)語言來傳達(dá)象征和指示的含義[4]。

通過對歷代瞄準(zhǔn)具的原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析可以看出，瞄準(zhǔn)具的造型形態(tài)很大一部分受到瞄準(zhǔn)技術(shù)和光電技術(shù)的影響，從原始的機(jī)械瞄準(zhǔn)具到現(xiàn)在最新的綜合瞄準(zhǔn)具，形態(tài)變化很大。

根據(jù)各代瞄準(zhǔn)具典型產(chǎn)品的形態(tài)變化，可總結(jié)出瞄準(zhǔn)具形態(tài)變化的沿革概況。從縱向看，隨著瞄準(zhǔn)技術(shù)和光電技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，歷代瞄準(zhǔn)具的形態(tài)不斷地隨之改變。

從橫向看，將歷代瞄準(zhǔn)具典型形態(tài)進(jìn)行幾何輪廓提取，可以發(fā)現(xiàn)，瞄準(zhǔn)具的形態(tài)追隨功能。由于機(jī)械瞄準(zhǔn)具憑借人眼進(jìn)行瞄準(zhǔn)，沒有任何光學(xué)元器件輔助，故其形態(tài)由最簡單的幾何方形和圓形組成；望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具受到望遠(yuǎn)鏡形態(tài)的制約，其基本形態(tài)與望遠(yuǎn)鏡相似，呈類回轉(zhuǎn)體，考慮到物鏡采光之需，口徑尺寸往往要比目鏡大很多，中間部分是分劃板的可調(diào)節(jié)旋鈕，形態(tài)多為回轉(zhuǎn)體；反射式瞄準(zhǔn)具基于瞄準(zhǔn)原理的重大變革，其形態(tài)較望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具發(fā)生較大變化，物鏡和目鏡合二為一成窗形的析光鏡，輪廓表現(xiàn)為圓形和方形的組合形，分劃板和采光系統(tǒng)組合而成長方體；綜合型瞄準(zhǔn)具具有更為復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用了全封閉外觀，形態(tài)呈一個方形或圓柱形的包裹體，配以各種功能按鈕或旋鈕。

一般地，瞄準(zhǔn)具由目鏡、光電系統(tǒng)、物鏡和防滑帶、按鍵等五部分組成。將歷代瞄準(zhǔn)具各組成部分局部形態(tài)進(jìn)行幾何輪廓提取，可以看出，瞄準(zhǔn)具的外觀形態(tài)逐步從零散的形態(tài)變?yōu)檎w性更為突出的形態(tài)，即從機(jī)械瞄準(zhǔn)具的準(zhǔn)星和照門2個零散分體發(fā)展為由3個局部分體組成的望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具，再發(fā)展為由2個分體構(gòu)成的反射式瞄準(zhǔn)具，最后趨于1個形態(tài)完整統(tǒng)一的綜合型瞄準(zhǔn)具。這種形態(tài)變化的趨向表明，當(dāng)前集光電技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)于一體的瞄準(zhǔn)具，為有效保證瞄準(zhǔn)精度和產(chǎn)品的制造精度，其形態(tài)設(shè)計發(fā)展趨勢是采用全封裝獨立形態(tài)，以確保其形態(tài)的整體一致性。

瞄準(zhǔn)具的色彩變化分析

色彩是產(chǎn)品視覺設(shè)計的第一要素，好的產(chǎn)品色彩設(shè)計不但能夠吸引消費者的目光，而且在展現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計藝術(shù)的同時，將設(shè)計師的情感通過色彩更為有效地傳達(dá)給消費者，增強(qiáng)消費者對產(chǎn)品乃至產(chǎn)品品牌的深刻印象。

通過平面設(shè)計軟件對瞄準(zhǔn)具色彩的RGB數(shù)值進(jìn)行提取，將獲得的數(shù)值對比、觀察，從中尋找歷代瞄準(zhǔn)具色彩的沿革變化趨勢。

根據(jù)機(jī)械瞄準(zhǔn)具典型產(chǎn)品的色彩案例，利用Photoshop軟件可提取出準(zhǔn)星和照門主體色彩的RGB數(shù)值，將提取的RGB數(shù)值放入坐標(biāo)圖進(jìn)行觀察（3個方向的坐標(biāo)軸分別代表R、G、B，紅色圓點是提取到的RGB的數(shù)值點，灰色區(qū)域是RGB數(shù)值的分布范圍）。可以看出，RGB的數(shù)值主要分布在0～100之間，說明機(jī)械瞄準(zhǔn)具色彩多為黑色和低明度、低純度、低彩度的深灰、黑灰、暗藍(lán)等，這樣的色彩使產(chǎn)品具有厚重感和硬度，對于產(chǎn)品造型的均衡和穩(wěn)定作用甚大[5]。

根據(jù)望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具典型產(chǎn)品的色彩，提取了目鏡、物鏡、調(diào)節(jié)旋鈕主體部位的RGB數(shù)值，將提取的RGB數(shù)值放入坐標(biāo)圖進(jìn)行分析，可以看出，望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具的色彩也多為黑色和低明度、低純度、低彩度的深灰、黑灰等，除了和機(jī)械瞄準(zhǔn)具近似度很高的色彩外，望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具的某類產(chǎn)品中有在物鏡部分加入中間明度和彩度的黃褐色，體現(xiàn)出望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具圓柱狀的形態(tài)特征。同時利用色塊的分割，巧妙地使直徑較長的物鏡在整體造型中比例更和諧，這樣的配色保證了產(chǎn)品的厚重感和硬度，又讓產(chǎn)品的色彩具有一定的變化。

根據(jù)反射式瞄準(zhǔn)具典型產(chǎn)品的色彩，提取瞄準(zhǔn)具外殼色彩的RGB數(shù)值，再通過提取的RGB數(shù)值放入坐標(biāo)圖進(jìn)行觀察，結(jié)合各代瞄準(zhǔn)具典型形態(tài)和瞄準(zhǔn)具的形態(tài)變化，可以看出，反射式瞄準(zhǔn)具的色彩除了低明度、低純度、低彩度的深灰色、暗藍(lán)外，也出現(xiàn)了RGB數(shù)值高于100的屬于中間色調(diào)的中灰。反射式瞄準(zhǔn)具相對于望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具的體積小、結(jié)構(gòu)簡單，中間色調(diào)的色彩具有穩(wěn)重感又不會過于沉重和壓抑，比較適合反射式瞄準(zhǔn)具。

根據(jù)綜合型瞄準(zhǔn)具典型產(chǎn)品的色彩，提取主體和旋鈕的RGB數(shù)值，將提取的RGB數(shù)值放入坐標(biāo)圖進(jìn)行分析，可以看出，綜合型瞄準(zhǔn)具色彩的使用豐富了許多，除了歷代都用到的黑色和深灰色以外，綜合型瞄準(zhǔn)具某類產(chǎn)品的旋鈕使用了彩度和明度較高的紅色。由于綜合型瞄準(zhǔn)具功能的多樣性，各種按鍵和旋鈕增加了瞄準(zhǔn)具使用的復(fù)雜度，將明度和彩度高的顏色用于這些部件和主體的顏色產(chǎn)生對比，在使用瞄準(zhǔn)具時更便于區(qū)分和減少誤操作。同時，綜合瞄準(zhǔn)具的色彩也使用了迷彩色，這類瞄準(zhǔn)具的迷彩色與士兵的槍械和穿著的作戰(zhàn)服所用的迷彩色一致，更好地達(dá)到了作戰(zhàn)時隱藏和偽裝的效果。

將歷代瞄準(zhǔn)具RGB數(shù)值放在同一個表格中進(jìn)行比較，紅色、藍(lán)色、綠色、黃色區(qū)域分別為機(jī)械瞄準(zhǔn)具、望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具、反射式瞄準(zhǔn)、綜合型瞄準(zhǔn)具RGB數(shù)值的分布，通過觀察可以看出，各代瞄準(zhǔn)具的色彩多分布在明度低、純度低、彩度低的色彩范圍內(nèi)，顏色多為黑色、黑灰、深灰等。隨著瞄準(zhǔn)具形態(tài)的變化，色彩也有變化，這種變化尤其體現(xiàn)在綜合型瞄準(zhǔn)具上，不僅在其局部部件上用了紅色這樣突破的顏色，且在整體的色彩設(shè)計上加入了迷彩色，不僅從功能上達(dá)到更好的使用效果，也為色彩的設(shè)計增添了變化。

瞄準(zhǔn)具的人機(jī)工程變化分析

歷代瞄準(zhǔn)具的人機(jī)工程受到瞄準(zhǔn)具使用方式的影響，從機(jī)械式瞄準(zhǔn)具到綜合型瞄準(zhǔn)具對人機(jī)工程的要求也有所不同。

機(jī)械式瞄準(zhǔn)具只有瞄準(zhǔn)這一項單一功能，只和使用者的眼睛有所關(guān)聯(lián)，因此在人機(jī)工程的設(shè)計上，機(jī)械瞄準(zhǔn)具的準(zhǔn)星和照門的尺寸更多地受到眼睛的尺寸和視覺機(jī)能的制約[6]。

望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具是用目鏡和物鏡進(jìn)行瞄準(zhǔn)，使用者通過目鏡觀察目標(biāo)，因此目鏡的鏡筒直徑受到人眼睛尺寸和視覺機(jī)能的制約，而物鏡直徑的大小則和望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具的光學(xué)性能有關(guān)。除了基本的瞄準(zhǔn)功能以外，望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)具還有調(diào)節(jié)倍率的輔助功能，因此在結(jié)構(gòu)上增加了調(diào)節(jié)旋鈕，旋鈕和手產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，旋鈕大小的設(shè)計受到使用者手指尺寸的制約。

反射式瞄準(zhǔn)具也只有瞄準(zhǔn)的功能，其目鏡和使用者的眼睛相關(guān)聯(lián)，所以在人機(jī)工程的設(shè)計上，反射式瞄準(zhǔn)具的目鏡尺寸更多地受到眼睛的尺寸和視覺機(jī)能的制約。

綜合型瞄準(zhǔn)具的功能很多，除了瞄準(zhǔn)目標(biāo)外，還有測距、夜視等多個輔助功能，因此其外形上會增加多個按鈕、旋鈕。綜上，綜合型瞄準(zhǔn)具的人機(jī)工程受到眼睛尺寸、視覺機(jī)能和手的尺寸制約。