参考文献/References:
参考文献[3-5]以丰田、沃尔沃等品牌的汽车为例,对品牌认知到设计基因的提取再到产品造型的转化过程进行了一系列研究;
参考文献[6-7]以摩托罗拉手机、索尼随身听为例,介绍了设计基因在产品族建设中的应用; 罗仕鉴[8-10]等人进行了一系列设计基因相关的研究,构建了面向工业设计的产品族DNA设计框架,形成了较为全面的理论体系。
2 形态设计方法
形状文法在产品设计中的应用主要从两个方面展开,一是关于设计上现存或过去风格的分析、描述与归纳; 二是如何再现原来的产品风格或者创造出全新且具有原创性的产品风格[11]。刘近荣[12]、卢兆麟[13]等人应用形状文法进行了产品DNA的分析与推演,主要强调在设计中利用形状文法更好地实现品牌的传承性,对于产品族方案设计具有重要意义,但是对于产品的创新性需求体现不足。为了在品牌传承的同时进一步体现产品的创新性,本次研究在形态特征提取时扩大研究范畴,从同族群和异族群[14]中分别选取畅销产品及好评产品作为样本,从中提取符合设计定位和设计潮流的典型形态符号。另外,之前的研究成果都是针对同品牌下的单一产品进行品牌分析,这对于产品涉及面较广的品牌明显有不足之处,为了较准确地提取品牌信息,研究中以目标产品的发展历程为主线,以同品牌其它著名产品为辅线,从而提取品牌信息确定基因约束。此方法旨在基于现有产品传承和发展品牌文化的同时设计出符合时代特征和消费者感性需求的产品形态,其模型如图1所示,9步完成。
第1步:目标产品分析。利用形态分析法将目标产品的整体形态分解为多个子要素。
第2步:提取产品形态元素。收集不同品牌产品的同族群及异族群样本,并从中提取可用的形态要素。
第3步:产品基因分析及DNA的提取。依据企业理念、企业文化、品牌个性等信息,选取目标产品演变过程中的典型产品以及企业的明星产品为样本,利用语义转化法、问卷调研与聚类分析等方法获取产品DNA 的造型意象词汇。
第4步:提取各形态要素的初始形状。依据第2步和第3步的结果,利用二维贝塞尔曲线提取产品形态特征。
第5步:建立约束规则。主要约束有基因约束、权重约束、尺寸及方位约束。
第6步:执行形状文法。按照约束规则进行形状的演变,获得产品各个形态要素的创新方案。
第7步:方案组合与评价。将各个形态要素的创新方案进行任意组合,产生多个产品整体形态方案,利用感性工学的方法对其进行评价及筛选。
第8步:方案细化。利用三维绘图软件对筛选出来的设计方案进行建模及渲染。
第9步:反向验证。判断设计方案与品牌形象之间的匹配度。如果匹配,则设计过程结束,如果不匹配,就说明基因的提取不够准确,要返回基因约束阶段重新修正。
图1 形态设计创新模型
3 实例验证
以美的壁挂式空调形态设计为例,应用形状文法进行产品形态设计,要求保持原有品牌风格,其形态定位为具有“动感”。
3.1 产品形态分析
为了确定壁挂式空调的主要形态要素,设计团队利用形态分析法对其进行了形态要素的分解,分解为正面轮廓、侧面轮廓、出风口、显示窗口4个形态要素。为了降低色彩、质感等要素对形态分析的影响,用二维图形的方式来表示各形态要素。
3.2 提取产品形态特征
产品族群可分为两类,一是由具有相同或相似特征属性的产品构成的同族群; 二是按照特定的分类规则划分后,不在同一特征集的产品所组成的异族群。壁挂式空调的产品族群样本按照其功能属性将同族群产品确定为{壁挂式空调,立式空调,空调扇},异族群产品确定为{洗衣机,电饭锅,热水器,冰箱},根据产品的销量、口碑及人气,设计团队收集并筛选了不同品牌的产品族群样本。同时,应用感性工学理论收集具有“动感”特征的家电产品样本,分析得出与“动感”相对应的产品形态有:曲线或曲面、圆弧、转折、方向感强、凸起或下凹、重心偏移等。以此为依据对样本进行灰度处理,并提取出具有“动感”的产品形态。
3.3 基因分析及基因约束的确定
要建立企业产品的 DNA,就必须要了解企业自身的历史与文化、品牌内涵、技术特征等品牌特有的信息。由美的品牌信息可以看出该品牌崇尚美的体验,主张发扬个性、不断创新。
在产品外在形象上,本次研究只关注其外在的线条、造型的识别特征,首先沿着美的壁挂式空调的形态演变历程(图2为部分美的产品)进行分析,发现在演变的过程中其轮廓线趋于流畅、灵活、自由。其次是收集大量品牌其它产品样本,通过对比得出其形态大都会采用较简洁的线条和几何形态,如图3所示的多种不同产品都有圆角矩形和圆形。
图2 部分美的壁挂式空调
图3 美的其它产品样本(部分)
结合美的品牌信息及产品外在形象,设计团队通过内部讨论及用户调研,收集总结与之相关的意象词汇,经过聚类分析将产品DNA的造型意象归纳为简洁、灵活、时尚、个性。
3.4 建立产品形态原型
基于3.2的样本形态特征和3.3的基因意象约束,经设计团队的分析和讨论之后,利用二维贝塞尔曲线描述壁挂式空调的正面轮廓、侧面轮廓、出风口及显示窗口的初始形状并对它们进行编码,如图4所示。正面轮廓可表示为集合{A1A2,A2A3,A3A4,A4A5,A5A6,A6A7,A7A8,A8A1},侧面轮廓表示为{B1B2,B2B3,B3B1},出风口轮廓表示为{C1C2,C2C3,C3C4,C4C1},显示窗口形状表示为{D1D2,D2D3,D3D4,D4D1}。
图4 各形态要素的初始形状
3.5 制定其它约束规则
3.5.1 权重约束
通过用户调研,从用户对壁挂式空调的描述中统计各个形态要素出现的频率来确定其权重因子。按照权重大小影响壁挂式空调形态的要素依次为正面轮廓、出风口、显示窗口、侧面轮廓。对形态的影响因子较大的特征,在执行形状文法时变形应该小一些从而延续产品DNA; 影响因子较小的特征,则可以更加自由地变形。
3.5.2 尺寸与方位约束
通过对壁挂式空调的结构分析以及与技术人员的沟通,确定了其尺寸方面的主要约束为:
①空调的长宽比为2.5≤L/W≤3。
②空调的宽度大于厚度。
③风口长度与总长比为0.8≤L1/L≤1。
④风口在空调的底部。
⑤显示窗口在风口的上方。
⑥产品标志在正面轮廓上。
3.6 执行形状文法
根据各要素的初始形状和约束规制,应用8种基本的推理规则:置换(r1)、增删(r2)、缩放(r3)、镜像(r4)、复制(r5)、旋转(r6)、错切(r7)、坐标微调(r8),执行形状文法可产生多种形态方案。如图5所示是将3.2所提取出来的部分形态特征与空调正面轮廓初始形状同时输入形状引擎进行推演所得到的部分形态及其推演规则。图6所示为空调的侧面轮廓初始形状同时输入所得到的部分行态及其推演规则。
图5 正面轮廓推演过程
图6 侧面轮廓推演过程
3.7 方案生成与选择
通过执行形状文法,壁挂式空调的正面轮廓标记出4个方案、侧面轮廓8个、出风口轮廓3个、显示窗口形状4个。随后将4组形态要素方案进行按照图7所示方法进行组合,从而形成壁挂式空调的整机方案。
图7 方案生成方法
对多个整机组合方案用淘汰法初步筛选,淘汰掉要素间存在冲突的、视觉上没有美感的、与品牌意象有明显不符的方案,得到如图8所示的3个方案。再以产品形态定位及3.4所提出的美的品牌基因意象作为评价标准,建立语意区分量表(如图9),并以用户调研的方式对这3个方案进行打分,取其平均值得到如表1所示的评价结果,综合动感、简洁、灵活、时尚、个性特征,得出方案三为最佳。
图8 产品组合方案
图9 语意区分量表
表1 方案评价结果
评价标准 方案一 方案二 方案三动感 2.62 2.10 2.53简洁 2.30 2.58 2.45灵活 2.13 2.09 2.41时尚 2.32 2.12 2.57个性 2.24 2.05 2.63
3.8 方案细化
基于方案三的产品形态特征进行细化,在造型软件Rhnio中完成产品的三维建模,然后在Keyshot中进行渲染,最终效果如图10所示。
图10 产品效果
3.9 反向验证及结果
对图7所示的产品效果图进行灰度处理,消除商标、色彩等因素的影响。选择50名普通消费者、20名专业的设计和品牌研究人员,进行访问调研,从而判断产品方案与美的品牌风格的匹配度。结果显示,有37名普通消费者和12位专业人士认为该方案符合美的的品牌风格,说明新的方案在创新的同时继承了品牌的属性,此方法可行。
4 结束语
基于产品基因分析,提取品牌意象,形成约束规则和评价标准,可有效地保证产品形态创新过程中实现品牌的传承性。基于形状文法可以有效地帮助设计人员提取设计素材,激发创意灵感,实现产品形态的创新。将形状文法与基因约束结合起来,在实现产品形态创新的同时,进一步传承和发展品牌文化,提高设计的可行性。
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