基于視覺意象的數控車床外觀造型設計

李飛霞 段金娟

摘要：本文以數控車床為設計研究對象，選取典型數控車床外觀造型意象詞匯進行分析，獲取數控車床的主要造型特征要素，在此基礎上應用文獻分析等方法，選取車床照片為樣本，對應歸納出不同視覺意象對車床外觀造型設計趨勢的影響，解析視覺認知與數控車床外觀造型之間的關系，并指導數控車床外觀造型設計得出新的數控機床造型，從而為數控機床的造型設計研究提供借鑒。

關鍵詞：視覺認知;造型設計;數控車床;感性意象

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）01-0149-02

隨著工業標準化制造技術的發展，產品造型同質化問題日益嚴重，在一定程度上影響了用戶的情感體驗[1]。數控機床是當代加工制造業的重要裝備，國產數控機床與國外數控機床在技術上差距不斷縮小，但在外觀造型設計上缺乏系統性，基于視覺意象上的數控車床外觀造型研究略少[2]。本文將從視覺意象的研究角度出發，針對數控車床正面及側面等關鍵造型特征進行分析，選取典型的意象詞匯，研究了數控車床主造型與意象詞的關系，提出了一種新的設計方法。

1 視覺意象的分析

不同的設計會帶來不同的感官和心理體驗。在設計過程中，數控車床的設計大多注重功能和美觀要求。通過人機工程學的研究方法，對數控車床的外觀進行細化，研究不同產品元素與用戶心理需求之間的關系。用戶的心理形象需求是設計的基礎和核心部分，將用戶對數控車床的主觀評價轉化為數控車床外觀設計的不同設計元素。并將用戶的心理形象需求表達在數控車床外觀設計的不同元素中，將感性與形象轉化為設計元素。

產品視覺意象源自人們對產品形態的視覺感知[3]。圖像認知基于視覺感知原理，以形態特征為要素，并結合了感知意象和理性量化[4]。國內外將意象認知應用于產品形態設計的研究逐漸增多[5-7]。這種意象認知實際就是用戶對產品的心理期望[8]。通過一系列形容詞，描述性意象將被稱為“意象詞”?？梢酝ㄟ^合理地歸納將用戶的視覺意象應用于產品設計的理論和方法之中。為了探討特定的意象詞與特定的產品風格之間的聯系，采用焦點小組法和SD問卷對圖像詞進行選擇，以分析感性形容詞及其反義詞。

2 基于視覺意象的數控車床外觀造型設計調研

2.1 意象詞選取

通過網絡及相關文獻收集與數控車床有相關性形容詞匯，在此基礎上通過小組討論進行民主性選取，共獲取50個意象描述詞匯。通過對6位焦點小組成員進行數控車床造型意象詞的初步調查，最終得到30組形容詞匯。如表1所示。

采用SD調查問卷的方式，發放樣卷15份，收回10份，從之前的15個意象詞中選出4個具有代表性的意象詞。采用打分法對15個意象詞進行選擇，如表2所示。再次萃取頻次較高的詞匯得到4組形容詞，分別為簡潔、現代、科技、沉穩四個意象詞，并繪制意象圖。

2.2 樣本選取

搜集數控車床圖片，從山崎馬扎克、日本德馬吉、德國通快等知名數控車床生產企業中選取圖片樣本。通過數控車床的調研和分析后，初步搜20份數控車床造型圖片作為基礎樣本。為了減輕受試者受測負擔、降低后期工作量以及提高后續對于數控車床造型的分析，將搜集到的20個數控車床樣本，進行列舉，如表2所示。通過焦點小組進行討論，刪除其中造型重復、特殊，相似度高及圖片質量不佳的樣本，篩選出5個數控機床造型樣本進而得到代表性樣本集，如表3所示。

2.3 尺度結果

對5個樣本以現代意象、簡約意象、大氣意象、沉穩意象這4種主要視覺意象感受進行分析，得出了在現有數控車床造型設計意象對用戶有不同程度的影響。并將這5種數控車床作為最終分析樣本，通過語意差異法來對這5種數控車床造型進行分類和歸納，提煉其造型特征元素。如表3所示。

3 基于視覺意象的數控車床外觀造型設計方法

基于意象詞匯的選取，將5個樣本對應意象詞匯進行分析。

數控車床外觀設計的形狀和顏色對車床外觀設計有很大影響。顏色的使用在產品的整體外觀中起著重要的作用。設計中的顏色具有更強的體積感，不同的顏色給人們帶來不同的意象感覺。大多數工廠建筑物是相對封閉的空間，使用較深的深色會給工人的心理和生理帶來壓抑的情緒。因此，大多數控制機床在大面積上使用相對較淺的顏色，通常具有生動活潑的意象。為工人的心理和生理狀況帶來了愉悅的用戶體驗。外觀的大面積淺色中加入部分深色，以反映整體造型的穩定性和層次性。運用高純度的小面積明亮色彩作為裝飾色以增強視覺沖擊力，使產品更加醒、更現代、并滿足基本的功能需求，豐富了情感形象的需求。 根據意象分析得出，簡潔意象的造型特征，在顏色方面需要以冷色為主，機身的顏色不超過3個顏色，顏色明度要比較相近。體塊要采取相對對稱的長方體。造型線條以直線為主，圓角為輔，車床的觀察窗在居中的位置;大氣造型特征，顏色的比例要求是3：2：1，主體為1個長方體，底部略往里收;現代感的造型，顏色需要有明顯的對比，線條以直線為主;沉穩的造型特征需要外觀大面積運用黑白色的對比，底部顏色要比機身要深，機床的造型大體上為梯形。如表3所示。

4 基于視覺意象的數控車床外觀造型設計實踐

針對數控車床的實際情況，研究了數控機床外觀造型設計相關技術理論，并運用三維制圖、渲染等工具完成外觀造型設計。為了構建簡約、大氣、沉穩、現代的車床造型，機身的顏色為主色、輔色和裝飾色3個顏色，主色調為冷色，各部件之間明度相近，底部的顏色要深于機身的顏色。體塊以圓角的長方體為主，略微梯形。機身線條、裝飾線、門把手以直線為主，圓角及直角相結合為輔。觀察窗在機體居中的位置，操作界面靠右。如圖1所示。

4 結語

本文通過文獻搜集整理分析，總結歸納出現有數控機床外觀造型的一般設計方法，綜合運用色彩理論、外觀設計理論、工業設計理論等知識，分析產品設計中的造型語言，并提煉出造型所需要的色彩、材質、比例、線條、體塊的特征。基于造型設計方法對數控車床進行了實例建模設計。綜上所述，本文所設計的數控機床外觀造型對其他機床外觀設計具有重要的指導意義。

參考文獻

[1]朱彥.基于感性工學的家庭服務機器人外形設計研究[J]包裝工程，2015.36（14）：50-54.

[2]胡偉峰.黃朝亮，王晨升，數控機床外觀造型的改進設計[J]產業與科壇，2012，11 （22）：56-57

[3]李發權，熊德國.設計認知過程研究的發展與分析[J].計算工程與運用，2011，47（20）： 24-27.

[4]蘇建寧.產品意象造型設計關鍵技術研究進展[J].機械設計，2013 （01）：97.

[5]TSAL Hung-chcng. TSENU Sciwo. TSAI Hungjung. Evolutionary Shape Design UsingGenetic AIgorithms[Jl. Advanced Science Fetters， 201 1， 4（08）： 301 3-301 7

[6]DANJOUS， LUPAN.KOEHLER P Approach for Autornated Product Modeling UsingKnowledge-Based Design Feaatures[J]. Cornputer Aided Design and Ap-plications， 2008，5（05）： 622629

[7]JIN Chun， ZHANU Chur-hn，LlN Wcr-zhi. Customiza-tion Product Design Based on User'sEmotion and Needs[J]Journal of China Ordnance， 2001 （02）： 245249

[8]胡偉峰.基于感性意象的越野車造型設計研究[J].機械設計，2014，31 （11）：108—110.

[9]胡偉峰，陳黎.汽車品牌造型基因提取及可視化研究[J].機械設計與研究，2011，27 （02）：60-65

[10]劉志磊.數控車床設計方案的評價方法研究[J].工業設計，2015 （12）：122-123.