基于幾何特征分類的外觀要素分析

張博淵

摘 要：隨著經(jīng)濟水平和消費者審美能力的提升，人們越來越注重生活品質(zhì)的質(zhì)感和美感。小家電產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ罾寐首罡叩碾娖?。其中一枝獨秀的智能小家電，充滿了科技感和視覺沖擊力，是技術(shù)和美學的有機融合。其外觀輪廓和線條展現(xiàn)了豐富的變化，給人以美的享受和智慧的啟迪。智能小家電外觀設(shè)計的作用凸顯出來。線條作為外觀識別中的辨識要素，是由不同的幾何圖形糅合在一起的，產(chǎn)生了多樣的搭配，體現(xiàn)了不同的審美傾向。針對小米智能小家電外觀進行幾何分類研究，以幾何和形態(tài)集合的觀點，研究智能小家電外觀設(shè)計的幾何美學。

關(guān)鍵詞：審美能力；智能家電；線條；幾何圖形；分類研究；外觀設(shè)計

一、外觀設(shè)計的目的和意義

滿足人的需求是一切產(chǎn)品設(shè)計的基本目標，在此基礎(chǔ)上，將人的需求進行深入挖掘和剖析，設(shè)計理念已經(jīng)不再停留在功能的滿足上，而是提高到創(chuàng)造一種健康美好的生活方式，倡導(dǎo)人們關(guān)心我們所生活的環(huán)境的層面。

設(shè)計目標對象的定位，是對科技有越來越多了解的普通大眾，他們關(guān)心產(chǎn)品的科技含量，對生活品質(zhì)有一定的要求，追求簡單而有內(nèi)涵的生活情趣，小家電的外觀設(shè)計要從滿足消費者的心理需求出發(fā)。

小家電的外形包含了觸感、色彩、形狀、亮度等元素，消費者選擇購買產(chǎn)品，會綜合考慮品牌美譽度、產(chǎn)品質(zhì)量、外形美感和智能化程度。由于小家電的體系完整，分類眾多；在智能家居、智能終端、影音娛樂、明星配件等細分領(lǐng)域，小米的產(chǎn)品已經(jīng)全面覆蓋，產(chǎn)品線色系以柔和的白色為主，線條簡潔大方，細節(jié)精致富有科技感，觸感細膩，形成了鮮明的品牌效應(yīng)，給消費者留下了深刻的印象。從設(shè)計理念的角度出發(fā)，簡單蘊含著深刻，明快蘊含著包容，柔美代表著謙遜，曲線展現(xiàn)了開拓創(chuàng)新，小米的產(chǎn)品從外觀的每一個細節(jié)，以獨特的思想打動了消費者，本文首先從最具代表性的幾類產(chǎn)品出發(fā)，先對外形進行線條特征提取，接著進行了幾何圖形元素的辨識，根據(jù)不同的幾何形狀分類，分析每種產(chǎn)品中包含的幾何之美。

圖1列舉了幾種非常常用的電子設(shè)備和家用電器，從圖中綜合來看，色系都是淺白或者灰白色，區(qū)分不同產(chǎn)品的特征是頂視圖、側(cè)視圖，即表面形狀和側(cè)面形狀，主要是圓形、橢圓形、正方矩形、長方矩形、圓弧、雙曲線的一支、等腰梯形等，都是平面幾何中最為常見的形狀。采用無線的方式，將電源線隱藏起來，圖形更加簡潔。

二、幾何特征提取

對產(chǎn)品特征提取的意義在于，凸顯產(chǎn)品外觀設(shè)計中的差異性。對于共性的部分，不能作為其特征進行區(qū)分，比如因為產(chǎn)品的色彩比較接近，無法通過描述色彩來區(qū)分某一個產(chǎn)品，因此在提取產(chǎn)品特征時，色彩信息不保留。而產(chǎn)品外形輪廓的辨識度非常高，將外形抽象出來后，可以作為描述的要素按照產(chǎn)品排列的順序，列表如下：

從表1可以看出，所有產(chǎn)品僅用到了7種基本的幾何形狀，每一種產(chǎn)品都是兩種以上幾何形狀的某種搭配，有意思的是，不會有任何一種產(chǎn)品會將所有的幾何形狀糅合在一起，這種主動地去掉某個元素，給視覺上留下了想象空間。

三、幾何對稱性

圖1中的9個產(chǎn)品，除了用線條來勾勒外形之外，大都采用了對稱性增加外觀的活潑性和和諧感，在不同的產(chǎn)品中，提取的對稱性如表2：

從表2可以看出，軸對稱是使用最廣泛的對稱方式，旋轉(zhuǎn)對稱最少采用，這是因為單純的旋轉(zhuǎn)對稱顯得比較激進，只有第7個產(chǎn)品采用了這種形式，而且將軸對稱和中心對稱同時融入其中，減少了過于強烈的沖擊感，看上去更加沉穩(wěn)。中心對稱也是通常采用的一種方式，產(chǎn)品設(shè)計中，綜合的應(yīng)用對稱美，可以豐富產(chǎn)品的外觀系列。同時能夠傳達清新雅致、溫暖親切、沉穩(wěn)莊重的理念，這也符合小米的靈魂人物雷軍的個性色彩。

四、接觸面幾何特征

把手設(shè)計不僅要考慮用戶體驗，美觀性，還要考慮人體工程學原理。通過對產(chǎn)品外觀線條的解析，從人們拿起物品的習慣出發(fā)，9種產(chǎn)品中，僅有1種有明顯的把手，另外8種的抓握點都不存在明確的把手，由本文之前的討論，產(chǎn)品有很強的對稱性，側(cè)面是直線為主，把手干凈利落，在抓握時接觸點全部都是弧形，沒有尖銳的棱角，位置也都在產(chǎn)品的質(zhì)心附近，給人一種方便靈巧的感覺。

抓握處的圓周長度以普通人的手掌充分抓握，同時重量分配均勻為設(shè)計目標，對細長的桿型，手掌可以滿握，對較大的產(chǎn)品，需要考慮用雙手抓握時的左右均衡，與手掌接觸面的曲率和人體契合，讓人在拿取的過程中得到舒適的感受。

五、幾何光學特性設(shè)計

光亮度、視角和在X-Y-Z三個平面的投影，和視覺感受密切相關(guān)，拿在手中的產(chǎn)品，應(yīng)該從正面看到一半左右的外觀，高度和人相差不多的產(chǎn)品，視覺效果要從眼睛光線投射的角度，重點進行美學設(shè)計，放置在地面的要更加重視頂面的外觀效果，而大概率放置在較高位置的產(chǎn)品，功夫主要要花在向上以一定角度仰視時的視覺感受。

分析以上9款產(chǎn)品，以相對較為復(fù)雜的水壺為例，由于水壺放置的位置靈活，可能的觀察視角可以是頂面、側(cè)面、把手面、壺嘴面等觀察角度，光線按照直線傳播，當從頂面觀察時，看到的線條是：

頂面只用了兩個幾何要素，即圓形和弧線，采用了軸對稱圖形，圓形代表了中規(guī)中矩，弧線代表了創(chuàng)意和活力，這種簡潔的搭配體現(xiàn)了設(shè)計者從基本圖形出發(fā)，表達張力的美學理念。

胡夫金字塔的側(cè)面就是典型的等腰梯形，展現(xiàn)了人類對自然的敬畏和崇拜，這種從建筑歷史上獲得的美學經(jīng)驗也深刻地影響著家電，作為審美的角度，金字塔的外觀展現(xiàn)的主要是幾何的構(gòu)型之美，簡單又粗獷，與大自然融合成一體，給人以極大的震撼。從這樣的審美角度出發(fā)，現(xiàn)代的設(shè)計者將小家電同時作為工藝品來設(shè)計，由于水壺從功能性來講，裝滿熱水后倒下比較危險，采用梯形上窄下寬的形狀，使水壺的放置穩(wěn)定，看上去給人踏實的感覺，左右兩腰的對應(yīng)，給視線以最寬的觀察角度。從把手的角度去看，是嚴格的等腰梯形，而從垂直于把手的側(cè)面觀察，壺嘴的投影像鷹嘴一樣，突出了靜物的活力。endprint

光線的特性是直線傳播，光從的不同方向?qū)λ畨卣丈洌约肮庠此幍姆轿徊煌?，觀察者可能從任何側(cè)面觀察水壺。當光源很強時，如處在明亮的陽光照射下，光線投射在水壺的不同部位會產(chǎn)生不同的效果，基本可以分為以下幾種類型：頂光、正面光、側(cè)光、逆光。頂光容易產(chǎn)生一定對比度的光影，形成了反差較大的明暗亮度區(qū)分，立體感較強，正面光即光源與水壺在同一方向上，正對著被照射，對應(yīng)觀察者水平注視的角度，水壺外觀的梯形側(cè)面容易得到足夠的光線，由于正面的遮擋，只能看到整個圓周的一部分，觀察者留下了豐富的想象空間。在這樣的光線下水壺有鮮明的明暗層次。觀察者的視線方向如圖4所示：

設(shè)定水壺的切面半徑為r，人眼觀察點與水壺的距離為d，觀察角度為θ，則上述參數(shù)滿足如下關(guān)系：

sinθ=

即，觀察到水壺的側(cè)面角度為：

2arcsin

觀察的距離越遠，能看到的角度越小，但觀察面越大，隨觀察者的觀察角度，水壺側(cè)面有多樣的弧面呈現(xiàn)。

六、小家電的產(chǎn)品美學特征

小家電是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂妙l度最高的消費類產(chǎn)品，其審美若偏向于復(fù)雜，則易產(chǎn)生審美疲勞感；而能主動地追求簡潔，從線條的勾勒中體現(xiàn)自然之美，反而是更加困難，能做到“簡”的確很不容易，很多時候，讓消費者心動的設(shè)計就是“大道至簡”的境界。只選擇基本的幾何形態(tài)的組合，考慮光線的影響，以及人體工程學原理，顧及人的心理感受，將有形的功能性產(chǎn)品升華至文化層面，配合圓弧線段以及三角形、梯形等曲線，使作品外觀顯出張力。提倡簡約、樸素、舒適的生活，直達人的內(nèi)心。

本文從小米的小家電產(chǎn)品系的9種典型產(chǎn)品的外觀出發(fā)，選取典型的水壺為例，分析了其主要的幾何構(gòu)型，分解出設(shè)計中采用的幾種主要線條：直線、弧線、圓形、梯形、正方形、長方形、橢圓形等，總結(jié)出設(shè)計的要點是這些線條的不同集合；接著分析了把手等與人的接觸面的幾何設(shè)計，產(chǎn)品選擇了弧線為主，符合人體工程學原理；從視覺享受的角度，設(shè)計者給予了水壺觀察面不同的灰度層次，形成了明暗對比，水壺的側(cè)面在光線和幾何線條的配合下，立即生動豐滿起來，由此可以看出，家電的設(shè)計已經(jīng)從功能的滿足，逐漸向工藝品和文化以及美學的角度發(fā)展。

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？誗編輯 李琴芳endprint