游艇造型仿生設計的方法及應用

王小亮

（渤海船舶職業學院，遼寧興城125105）

作為高端時尚的休閑娛樂產品，游艇不但要滿足人們對海洋的征服與探知欲，而且還要追求引人注目的炫酷造型、乘風破浪的高速快感及安全舒適的感官體驗。為滿足多種要求，世界各大游艇品牌在船型設計時越來越多地采用貼近自然的仿生設計，這就意味著國內外設計師對游艇仿生設計越來越鐘愛。

1 仿生學與游艇造型設計

仿生學是一門交叉性學科，是對生物的結構、性質、狀態和作用進行研究，從而為工程和技術的研發提供創新思維和設計原理的科學，即通過模仿生物的特征來實現設計活動。

應用仿生學進行游艇造型設計，對游艇設計的思維方式具有重大創新意義。從自然界中尋找創新設計的靈感，選擇與游艇相契合的仿生對象，對其功能、形態、色彩、結構和運動規律等要素進行分析和研究，經過巧妙、科學的模仿、提煉和創新，應用到游艇造型設計過程中，可以實現游艇造型形式的多樣化，甚至使其回歸大自然的“原始狀態”。

2 游艇造型仿生設計的前提與制約因素

不同層次的消費人群及市場需求是進行游艇設計必須要考慮的前提。目前超級豪華游艇已成為富豪和知名企業家們召開會議、商務洽談、接待貴賓和娛樂休閑等活動的平臺載體，其強大的購買力拉動了整個游艇市場；而中產階層和都市白領精英則成為中小型游艇的主要消費群體。由此可見，商務型、休閑型游艇是當前游艇市場需求的主流，游艇造型仿生設計的定位也應以此類設計為主。

然而，在進行游艇造型仿生設計時，游艇外觀及艙室內部空間還有很多制約因素。如要滿足游艇主人對航行功能及動力性能的要求、對艙室布局及舒適程度的需求、對通信導航及安全保障方面的需要等。這就要求設計人員能夠根據仿生對象的功能、形態、色彩、結構和運動規律等要素，充分發揮空間想象力，在緊湊的空間布局約束下進行游艇外部造型設計，使游艇造型與內部空間達到高度的協調與統一。同時，還要選擇以往經典的游艇實例作為母型船進行參照，使艇體各部分比例和尺度符合標準、型線設計更趨合理。

3 游艇造型仿生對象的選擇

目前，仿生游艇造型多與海洋生物或鳥類有關。魚類、鯨類和爬行類等海洋生物以其獨特的生理形態很好地克服了水的阻力，使其成為游艇仿生對象的首選。鳥類由于具有流線型的形態和自由翱翔的姿態，加之所呈現出的力量感和速度感等形式美感，也非常符合游艇仿生設計的要求。同時，由于它們生存的環境與游艇航行及停靠的背景環境相似，且其身形及運動姿態也與游艇的造型及內涵要素非常契合，所以海洋生物與鳥類成為游艇設計最常仿照的對象。

4 游艇造型仿生設計的方法及應用

仿生設計的方法可以歸納為：形態仿生、功能仿生、結構仿生、色彩仿生、肌理與質感仿生、形式美感仿生和意象仿生等。從目前游艇造型設計的現狀及發展來看，形態仿生、功能仿生、結構仿生和色彩仿生都是游艇設計中常用的方法，將各種仿生設計的方法應用于游艇造型設計，是當今游艇設計師們研究的熱點，并將在長時間內成為游艇設計的主流。

4.1 形態仿生設計

游艇形態仿生設計是要研究仿生對象的外形姿態，經過從具象到抽象的提煉和概括，結合人機工程、材料與工藝等因素進行研究，應用于游艇外觀造型。因此，形態仿生設計具體還可以劃分為比較直觀、逼真的具象形態仿生（圖1a） 以及比較簡潔、凝練的抽象形態仿生（圖 1b）。

圖1 形態仿生游艇設計

圖1 （a） 為SeabreacherX半潛式艇。該艇長大約5米，可以潛水、跳躍，與普通游艇截然不同。艇身設有仿真的鯊魚鰭、鋸齒牙和鯊魚腮等象征鯊魚的部件，背部也有標志性的鯊魚背鰭的設計，與真實的鯊魚非常相似，足以以假亂真。圖1（b） 為日本設計師Yu Hiraoka將海洋生物與鳥類的特征融為一體，設計出的Delfino超音速概念游艇。這艘游艇將海洋生物與鳥類的特征融為一體，從外觀上來看，前半部分像一只鴨子的嘴，而后半部分則與魷魚十分相似。

4.2 功能仿生設計

功能仿生設計是研究大自然中生物原型所具有的本能，分析其產生原因和運動原理，并將其利用到游艇設計中來，從而完成游艇功能的改進和開發，完成設計創造。圖2為美國設計師仿照水蜘蛛撐開長腿在水面上移動的方式設計制造的波浪適應模塊船（Wave Adaptive Modular Vessels，縮寫為WAM-V）。

圖2 波浪適應模塊船

4.3 結構仿生設計

結構仿生設計是研究生物原型本身存在的結構特征和規律，結合特定的設計原則與設計目的，找出生物原型在設計中可利用的結構形態，并應用現代科技和理論進行創新設計的一種方法。圖3為美國Schopfer游艇公司推出的仿生設計概念游艇 Oculus，仿照了鯨魚的下巴和眼窩的反向弓構造。

圖3 鯨魚仿生豪華游艇Oculus

4.4 色彩仿生設計

色彩不是以單一形式存在，它與生物的形態、功能都有著密切聯系。因此，色彩仿生并不是照搬生物原型的顏色，而是從大自然豐富的顏料庫中尋找與游艇設計相吻合的配色。將大自然的色彩納入游艇色彩設計中，可以激發人類對色彩的聯想。圖4為仿照樹葉形象設計的概念游艇，船體外板采用紅色甲基丙烯酸甲酯制造，透過光線，骨架看起來就像是樹葉上的脈絡，仿佛水飄紅葉，讓人不知不覺間融入如詩如畫的意境。

圖4 仿生葉游艇

在當前的游艇外觀造型及內部環境設計中，這些仿生設計方法很少單獨使用，而多是相互融合、綜合運用。在游艇仿生設計時，還要考慮以下方面：符合《游艇入級與建造規范》《海上高速船入級規范》等行業規范；充分考慮各種游艇建造材料的特點以及制造工藝，滿足艇體強度的要求；注意為游艇選用綠色環保材料，并選擇清潔能源；保證設計的可行性，避免因設計太過超前、造型過于復雜而無法實現。

把仿生學的原理及設計方法應用到游艇造型設計中，可以打破常規，實現設計思路上的突破；同時將游艇的造型、功能、結構和色彩等方面與仿生對象有機結合起來，讓設計出的仿生游艇更加貼近自然、融入自然，反映出現代人所提倡的“人與自然和諧相處”理念。