產品設計中設計思維與數字思維的探析

劉文慶 趙立新 張佳雯

摘要：技術的快速發展是直接影響設計思維方式的轉變的原因之，數字時代中以計算機為設計工具，調節變量參數量為設計手段的數字化設計將給未來設計提供全新并多樣的設計思路。文章探討了在產品設計中設計思維是基本保障、數字思維是創新探索，深入剖析了設計思維與數字思維的整合是產品設計的發展趨勢，為設計指出明確的研究方向。

關鍵詞：數字化設計;產品設計;設計思維;數字思維

中國分類號：J02文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）01-0145-02

科技的推進必定會主導著人類社會為了進步去探索全新的方式。十九世紀末工業革命帶來的是從手工業到機械化生產的生產技術及生產關系的變革。而二十一世紀數字時代所帶來的數字技術正在急劇地改變著我們的生活，數字技術會以它的方式重新定義時間、空間、材質等，從社會，文化，生活，工作，甚至人與人、物的關系等多方面發生改變[1]。進入數字時代是科技發展的直接影響，帶來的是數字化的社會變革。

對于很多人而言，“數字化設計”相對還是較為陌生，總的來說數字化設計就是計算機技術參與在其中的設計，修改其中的各個環節或要素中的參數變量值，設計結果便會隨之改變呈現出各自形態可能。當下設計專業門類的創新設計思路必定是學科之間交叉的設計實踐產物，現有數字化設計應用于建筑設計、產品設計、平面設計等領域中，且碰撞出強有力的火花

1 設計思維是產品設計的基礎保障

設計思維作為一種思維的方式，每個學者都提出了不同的認知觀點，但歸根結底它是為了解決在某種背景下產品的問題，催生洞察力和設計創意，理性分析后通過制作原型、迭代設計找出最合適的解決方案[2]。典型的產品設計思維流程從設計任務、案例分析、產品定位、設計草圖、設計方案、優化方案到生成方案。在設計轉化過程中，從意象表達到具象元素，通過手繪或電腦繪制的方式完成設計師對預期方案的展現，在詳細設計中考慮生產、加工工藝等約束，在對細節不斷優化完善直到生產要求。設計思維為產品設計中的過程思考和解決問題的方式帶來舉足輕重的作用，幫助設計師找到問題的本質，演變設計產物，保障最終設計方案的可行性。因此，設計思維是產品設計的基礎保障。

同時，產品造型設計會受到多個因素的影響。產品形態受限于設計師的個人偏好，設計師通過產品形態法則，對美感的表意形成個人詮釋[3]。產品形態受限于設計過程，基于草圖的詳細設計同時受到實現工藝的約束，顯然是設計思維固化的結果。典型的設計思維方式以更感性、單一的、受限的思維模式下所產生的產品形態設計為結果。在建筑設計中對于形態的探究仍停留在建筑的筆直坐落，最多出現幾個轉折面，這所呈現的造型還是與數字化設計存在很大差別。探究產品時也同樣跳脫不出傳統產品的整體造型，通過借鑒提煉的方式推導出新外形，但無疑所做的工作就是“套殼”，造型上并沒有跳脫出原有產品的束縛。

2 數字思維是產品設計的創新探索

“數字化”一詞最早由美國麻省理工媒體實驗室的尼古拉·尼葛洛龐蒂（Nicholas Negroponte）博士于1995年發表的著作《數字化生存》中提及。基于計算機發展的數字化設計剛提出之時并沒有給設計領域中帶來什么質的變化，直到數字化設計方法論中之一的“參數化設計”定義由扎哈·哈迪德的建筑師事務所（ZHA）合伙人帕特里克·舒馬赫首次明確，從此數字化設計引領著前端的設計方向。參數化設計實則是通過參數變量以形成數字與形態間的某種關系。

產品設計除了功能性外，還應具備考究的造型語言。現在國內外已有大量創新實踐應用數字化設計方式于造型語言中。數字化設計以感性的線條、延綿層疊的空間感、生態有機的形態構建出傳統設計無法設想的造型語言，實現完全的創新探索，并用全局的角度去審視整個產品造型。扎哈·哈迪德設計運用數字技術大膽地嘗試造型的可能性，運用自然生長算法，打破傳統造型樣式，探究燈具的造型。她設計的起源之燈，沿用發展語言，隱喻了植物生長過程，使燈具造型宛如正在“生長”一般，如圖1。美國設計工作室Nervous System創建以來一直致力于科學、藝術與科技的融合，運用數字化技術模擬蜂窩結構設計出一系列雙薄壁腔的杯子，外壁不僅漂亮，而且還具有隔熱的功能，如圖2。數字化設計語言在通過調節參數變量產生形態的同時，將傳統設計思想融入到數字化設計之中，提煉造型語言，達到現代與古樸、科技與傳統的相互呼應。

以數字化設計思維方式去探索創新產品造型語言，是更理性、直觀性、科學性的計算機運算下的設計為結果，在數學邏輯中運用數字變化量生成具有數字信息的虛擬模型[4]。虛擬模型是無止境的，也正是此，打破了人們思維的局限性，只需要最后根據設計師的經驗挑選出符合的有機形態。數字化設計方式實現造型語言的無限探索，以計算機為設計工具，非線性、參數化的調整為設計手段，實現產品設計的創新探索。我們所關注的設計內涵遠遠超出了設計形態本身，而是設計師在運用時的思考方式。

3 設計思維與數字思維的整合是產品設計的發展趨勢

數字化設計是設計與多領域多層次跨界后生成的結果，將數字思維應用于設計思維之中，利用修改參數等變量值而產生不可預期的造型變化，因此，它的多樣化的設計結果是依靠非線性的、參數化的，造型能完成的復雜程度是人手通過大腦設想無法表達的。不斷地有設計師開始嘗試探索將設計思維與數字思維整合，數字設計中關鍵技術即為算法，算法其實是表述的邏輯表達關系式。跨界整合的設計方式——以數學為基礎的數字化設計，從此那些本和設計無關的“公式”“算法”“代碼”等術語將會頻繁出現在設計師的視角中。

設計思維與數字思維的整合會為設計師在形態設計中帶來無限探索可能。世間萬物中最美的事物不是由人類設計出來的，而是動物、植物、微生物在自然演化下形成的自然形態，它的出現是隨機的，無意識的，存在著無限可能性。能否探索出生物自然演化規律的算法，運用于產品形態設計中，數據的變化生成永無止境、形態各異的產品形態虛擬模型，永遠也無法預見它下一秒會以什么樣的形態出現。大自然中同種貝殼它所帶有的紋路都不盡相同，每一個都美得可以作為藝術孤品，若探究其紋路生長規律生成算法，演繹出更優質的結果，參數的變化生成更多的有機形態。張周捷數字實驗室設計利用數字設計探究計算機中最基本的圖形語言——由點線面生成的三角面，對基本語言的參數化調整算法生成最終的“Triangulation”系列椅（如圖3），使椅面與椅背呈現干變萬化的形態，并可無窮盡下去，極具有未來感。因此，設計需要以一個包羅萬象的角度去看世間萬物，無論是自然演變、物理變化還是世間任何存在的變化都可以作為我們設計的切入點，運用數字思維去探尋它的可能性。設計思維與數字思維的整合必定會為未來的產品設計帶來優勢。

1）設計具有探索性。當設計思維與數字思維碰撞時，數字技術可以為設計完成想做的任何事，那這時最為重要的便是設計概念所具有的創意性。排除了原本受到模型制作的限制，借助數字技術，大膽設想，打破常規的局限，尋找自然空間中存在的處處變化，例如，細胞分化過程、晶體析出過程、水波形成的紋路等，以萬物變化的最小基本單位重新構建“新物種”，在建立的邏輯中，創建出形態的無限可能。

2）設計具有高效性。運用數字技術思想于設計中，無不是添磚加瓦，開拓了設計方式。擺脫了傳統紙上繪制草圖的方式，減少了多次建模的步驟。設計者運用參數，將原本恒定量變為可變量，就可創造出無數滿足設計需求的相似模型，與傳統建模中受到尺寸、功能關系、結構關系控制不同[5]。數字化設計能夠更高效的獲得多種設計形態，因為決定設計的不是形體本身而是由參數決定。設計師通過對上百甚至上千個虛擬模型中篩選探求其可行l生。

3）設計具有個性化。數字化設計可基于用戶個人數據生產出獨一無二的產品，且在制作工藝上精度較高，因此，為了把控設計質量，它的成本相對較高，它所面向的消費群體相對的高端化。由數字技術控制而產生的有機產品形態必定更加符合消費者需求以及空間環境的需求。已現有大數據在互聯網中的應用，未來以消費為導向，具有個性化的數字化設計產品必定指日可待。

4 結論

設計本身是多學科交叉應用，多領域跨界合作的學科。在數字時代下，設計師必須與時俱進，依靠蓬勃發展的科學技術借助數字化設計的方式，將設計思維與數字思維整合。設計過程離不開不斷優化的設計方式，傳統設計思維作為產品設計的基本和保障，融入數字化設計于產品設計中是未來設計的必然趨勢。相較于典型傳統的設計思維方式，數字思維能夠使設計突破局限，擺脫思維固化，完成產品設計創新探索，使設計的可能性達到最高化。

參考文獻

[1]周偉強.建筑全壽命周期下的建筑設計信息化探索[D].重慶大學，2009：1

[2]何楊帆，王小雨，覃會優設計思維下產品設計的應用研究[J]工業設計，2018 （09）：52

[3]曾棟，鞏敦衛，李梅子，李楠.產品造型中的思維固化策略與應用[J].機械科學學報，2017（15）：58

[4]李立，夏海山數字思維下的建筑設計方法[J]華中建筑，2016 （02）：12.

[5]卞京.產品造型設計的參數化探討[D]中國美術學院，2012：11