藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的反求特征

摘要：藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計主要是針對形式的創(chuàng)新設(shè)計，強調(diào)審美的價值，涉及面廣，所以反求的運用有其特殊性，主要表現(xiàn)為突出形式的反求分析思路和強調(diào)審美的具體反求對象分析。只有抓住反求對象的關(guān)鍵技術(shù)，面對現(xiàn)階段國內(nèi)反求技術(shù)和手段相對落后的事實，才能實現(xiàn)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計 反求 造型設(shè)計 審美

反求設(shè)計是綜合性很強的技術(shù)，它是以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運用設(shè)計人員的經(jīng)驗、知識和創(chuàng)造性思維，對已有先進產(chǎn)品進行解剖、深化和再創(chuàng)造，是已有設(shè)計的設(shè)計。反求設(shè)計簡稱反求，已有先進產(chǎn)品也稱反求對象。藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計是技術(shù)與藝術(shù)、自然科學(xué)與社會科學(xué)、經(jīng)濟與文化等的交叉融合于一體的邊緣學(xué)科，它是具體考慮到設(shè)計成果的生產(chǎn)技術(shù)、加工工藝可行性、實用性和審美性所進行的創(chuàng)造活動。一般來說，藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計主要是針對形式的創(chuàng)新設(shè)計，強調(diào)審美的價值，所以反求的運用有其特殊性，本文就此特殊性所表現(xiàn)的特征進行討論。

一、突出形式的反求分析思路

反求分析是反求設(shè)計的重要前提，其目的是通過對反求對象的剖析、尋找其技術(shù)缺陷、吸取其技術(shù)精華、關(guān)鍵技術(shù)，為改進或創(chuàng)新設(shè)計提出方向。正確的分析信息是反求設(shè)計成功的保證，往往分析信息一出來，新產(chǎn)品設(shè)計方案也出來了。藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計來由于以形式為主，則涉及面廣，分析在反求中所占份量更重，主要包括設(shè)計指導(dǎo)思想分析、造型設(shè)計分析、材料分析和工藝分析等。

1、設(shè)計指導(dǎo)思想反求分析

反求是一個重新設(shè)計的過程，在開始設(shè)計之前，對自己手中反求對象設(shè)計指導(dǎo)思想（包括設(shè)計理念）進行系統(tǒng)地分析，以確定新開發(fā)產(chǎn)品的整體思路是必須的。不同的地區(qū)、不同的時期、不同的公司，不同的產(chǎn)品，其設(shè)計指導(dǎo)思想都不相同，設(shè)計的指導(dǎo)思想不同，就會得出不同的設(shè)計方案。探索產(chǎn)品設(shè)計的指導(dǎo)思想是分析了解整個產(chǎn)品設(shè)計的重要前提，因為某些反求對象是在設(shè)計思想上實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)形成特色的，如具有全球理念的IMAC蘋果電腦的半透明狀、五顏六色的彩殼就體現(xiàn)了滿足消費者窺視心理并產(chǎn)生一種奇特感、新穎感的設(shè)計思想。

現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的指導(dǎo)思想主要有以下方向：“小型化”設(shè)計；“宜人化”設(shè)計；可持續(xù)發(fā)展設(shè)計；和諧設(shè)計等。“小型化”設(shè)計是為了價廉物美、便于使用；“宜人化”設(shè)計是為了強調(diào)人的生理特點和心理特點的宜人因素；可持續(xù)設(shè)計是為了充分考慮產(chǎn)品的整個生命周期的環(huán)境屬性；和諧設(shè)計則是遵循“以社會為本”的設(shè)計觀念，以民主法治、公平正義、誠信友愛、充滿活力、安定有序、人與自然和諧相處等六項基本特征為內(nèi)涵的創(chuàng)新設(shè)計實踐。

2、造型設(shè)計反求分析

每一種產(chǎn)品都是針對其審美功能要求進行設(shè)計的，而實現(xiàn)相同審美功能的造型原理方案又是多種多樣的，只有充分了解產(chǎn)品的審美功能才有助于對反求對象造型原理方案的分析、理解和掌握，才有可能在進行反求設(shè)計時得到基于反求對象技術(shù)而又高于反求對象技術(shù)的造型原理方案，這是反求設(shè)計的精髓所在。可見，造型設(shè)計反求分析包括了原理方案分析、組織結(jié)構(gòu)分析、形體尺寸分析、精度分析和工作性能分析等含義，這與傳統(tǒng)的反求分析有很大區(qū)別，而分析過程也分為兩步：

（1）主要審美功能的分析。分析產(chǎn)品的審美功能要重點抓住關(guān)鍵功能，而其中一項關(guān)鍵審美功能的解決對新開發(fā)產(chǎn)品的水平和特色起決定性的作用。確實，在市場經(jīng)濟條件下，可能產(chǎn)品的某項外觀造型審美在商品競爭中起著重要的作用。

藝術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品的審美功能主要是通過形式來實現(xiàn)，即造型設(shè)計。造型設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計與藝術(shù)設(shè)計相結(jié)合的綜合性技術(shù)，它的直接審美價值是使人產(chǎn)生視覺愉悅感功能和使用舒適方便功能，也就是外在的審美價值。在對視覺愉悅感功能和使用舒適方便功能反求分析時，一般是從反求對象的美學(xué)原理、使用者的需求動機及商品價值等角度對外形構(gòu)型、色彩設(shè)計等分析：美學(xué)原理包括合理的尺度、比例，造型上的對稱與均衡、穩(wěn)定與輕巧、統(tǒng)一與變化、節(jié)奏與韻律等，色彩也能美化產(chǎn)品并引起感情效果；對有關(guān)產(chǎn)品色調(diào)的選擇與配色、色彩的對比與調(diào)和等方面作相應(yīng)分析，有利于了解它的設(shè)計風(fēng)格。例如，數(shù)控產(chǎn)品的設(shè)計就要充分考慮到數(shù)控系統(tǒng)的顯示器的布局問題，圖形顯示和漢字顯示問題，數(shù)控系統(tǒng)操作面板的造型問題、色彩問題，各個功能操作按鍵的造型、色彩、布局問題等等。

正因為造型設(shè)計使人產(chǎn)生視覺愉悅感功能和使用舒適方便功能，所以很多人也只注重外在的審美價值，而其內(nèi)在的審美價值（如科學(xué)功能——科學(xué)美、文化內(nèi)涵等）卻往往被忽視了。雖然這與藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的的側(cè)重點有關(guān)，但反求分析卻是回避不了的，否則無法發(fā)現(xiàn)設(shè)計的真諦。

（2）關(guān)鍵造型設(shè)計的原理分析。造型設(shè)計的原理反求分析是對反求對象內(nèi)在審美價值的分析。產(chǎn)品的同一審美功能可以選用不同的外觀造型原理方案，而不同的原理往往是不同的技術(shù)所實現(xiàn)，這也是進行造型設(shè)計原理分析困難的地方。這時只有理出頭緒抓住關(guān)鍵的原理，問題才能迎刃而解。

對造型設(shè)計原理的分析要抓住反求對象的關(guān)鍵審美功能展開，由于涉及學(xué)科較廣，分析是比較復(fù)雜的。如某豪華型微波爐的“裝飾”百頁窗實際功能是通風(fēng)和散熱；服飾設(shè)計更與文化、傳統(tǒng)，甚至民族有關(guān)。一條思路是：由于現(xiàn)代產(chǎn)品的開發(fā)綜合型成果已占全部創(chuàng)新成果的60％～70％，即采用綜合創(chuàng)造技法構(gòu)思的原理（概念），那么利用與其逆向思維的分離創(chuàng)造技法無疑是進行原理分析的首選工具。當然，分離信息要圍繞著實現(xiàn)主要審美功能的造型設(shè)計展開。就像在水里使用的產(chǎn)品要圍繞著流體（動）力學(xué)分析；在空氣中高速使用的產(chǎn)品則要圍繞著空氣動力學(xué)分析，在這里有人馬上會想到“流線型”風(fēng)格，但可能你就分析錯了，有個例子可以說明。德國著名設(shè)計師路易吉·克拉尼（Luigi Colani）設(shè)計的小汽車，時速可以達到540公里/小時，但非常平穩(wěn)，因為在這個設(shè)計中運用了仿生學(xué)的原理，它像一個顛倒的鳥的翅膀。因為在正常的狀態(tài)下，一臺像鳥一樣的汽車達到一定速度之后，在空氣動力的作用下，會像鳥一樣起飛，離開地面，但如果反過來，將它放在一個完全顛倒的狀態(tài)下，雖然達到了這個速度，它仍然很平穩(wěn)地在地面上奔跑，因為空氣動力的作用不斷將它壓向地面。可見，“流線型”只是空氣動力學(xué)的一部分。另外，高速使用的小汽車還有重心配置問題，調(diào)整重心要影響到發(fā)動機位置，而發(fā)動機位置又是汽車整體設(shè)計的重要參數(shù)，包括影響造型、空間設(shè)計等，因而可能形成一個互相影響的迭代過程。可見，造型設(shè)計原理分析的復(fù)雜性。造型設(shè)計原理分析主要運用設(shè)計美學(xué)、產(chǎn)品造型原理、人機工程學(xué)原理、創(chuàng)造學(xué)原理、現(xiàn)代設(shè)計理論等，及相關(guān)學(xué)科對反求對象進行分析和適當?shù)挠嬎闩c模擬試驗，以提高新開發(fā)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和舒適方便程度。

值得一提的是，隨著科技的發(fā)展，是可以借助先進儀器設(shè)備（如三坐標測量機、三維掃描儀等）和相關(guān)軟件（如UG、Surfacer等）來進行高效率的外觀造型分析，雖然目前人工干預(yù)的比重還比較大。不過，先進的儀器設(shè)備或軟件不可能代替人的創(chuàng)造力，在設(shè)計一個產(chǎn)品之前，還是要盡量理解反求對象的設(shè)計思想和原理，只有在此基礎(chǔ)上才可能修復(fù)或克服原有造型設(shè)計存在的缺陷，并獲得突破和創(chuàng)新。

3、材料反求分析

對反求對象材料的分析包括了材料成分的分析、材料組織結(jié)構(gòu)分析和材料的性能檢測幾大部分。材料一般分為金屬、非金屬和復(fù)合材料三大類，而用于形式設(shè)計的材料中非金屬和復(fù)合材料所占的比例較高，如陶瓷、木材、塑料、漆、染織材料、玉石材料、編織材料，以及金屬陶瓷、玻璃鋼、復(fù)塑鋼板等。藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵材料反求分析主要是指表面材料的分析。一般采用的方式是外觀比較、化學(xué)分析和物理試驗等。

外觀比較方式。包括表面觀測、聽音鑒別和觸摸感受，主要是通過材料的感覺特性，利用人的視覺、聽覺和觸覺對反求對象材料所得出的綜合感知進行分析。但外觀比較一般都是定性分析，不能定量全面的反映事實，只有借助于科學(xué)技術(shù)和儀器設(shè)備才能充分了解反求對象材料表面的改性處理技術(shù)等。

化學(xué)分析方式主要用于材料成分分析，包括鋼種火花鑒別法、原子發(fā)射光譜分析法、紅外光譜分析法、微探針分析技術(shù)等。

物理試驗方式。包括重量測定、硬度測定、金相檢驗等。物理試驗測定材料的主要力學(xué)性能和磁、電、聲、光、熱等物理性能，以及分析研究材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體缺陷及相互之間的位相關(guān)系等。

以上三種方式的運用不是孤立的，其結(jié)果也往往是互為因果，如溫暖的木材、延展的金屬等。其最終目的是要對反求對象的物理性能、化學(xué)成分、表面處理情況進行全面鑒定，以確定材料牌號及表面處理方式。分析、發(fā)現(xiàn)反求對象的材料設(shè)計原理，甚至缺陷，利于創(chuàng)新設(shè)計的借鑒或改進。但是，由于機械工業(yè)的發(fā)展，對金屬材料進行分析的反求設(shè)備比較多，技術(shù)也較成熟；而對非金屬材料和復(fù)合材料進行分析的反求設(shè)備相對較少，再加上非金屬材料和復(fù)合材料本身品種較多、非標準件也多（如配漆），都造成材料反求分析的困難，導(dǎo)致直接獲取與反求對象完全相同的形式材料比較困難。如果再考慮到資源和成本問題，可以說，形式材料反求分析的核心問題之一是材料自主化或國產(chǎn)化，即選擇代用材料。

提高國產(chǎn)化程度無疑是藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的重要問題。選擇代用材料的原則是首先滿足表面感覺特性、力學(xué)、物理性能，其次滿足化學(xué)成分的要求，并參照其他同類產(chǎn)品，確定代用材料的牌號、技術(shù)條件及標準換算。所有這一切都需憑借設(shè)計師的豐富知識和經(jīng)驗。

４、工藝反求分析

工藝技術(shù)是設(shè)計技術(shù)的一個組成部分，反求設(shè)計和反求工藝是相互聯(lián)系缺一不可的。工藝主要包括加工工藝和裝配工藝，藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計主要涉及加工工藝。分析反求對象的加工過程和關(guān)鍵工藝決竅，并根據(jù)需要改進反求對象原工藝方案，選擇合理工藝參數(shù)，可為新產(chǎn)品開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。

許多先進產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)是先進的工藝，這一點在藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計過程中表現(xiàn)得更突出一些，如所謂的祖?zhèn)鞴に嚰夹g(shù)等，又由于工藝技術(shù)目前表現(xiàn)為手工、機械和電腦三者并存無規(guī)律可循的狀態(tài)，以及藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計工藝跨眾多學(xué)科，都導(dǎo)致對工藝的分析比對其它技術(shù)的分析要困難得多，而且大多是定性的摸索過程。所以，在缺乏反求對象的工藝資料和未掌握某些技術(shù)訣竅的情況下，一般要抓住關(guān)鍵工藝，并根據(jù)經(jīng)驗大致判斷出其工藝分析的方向和難易，然后按先易后難的步驟進行。

（１）采用逆向思維方法編制達到或超過反求對象工藝水平的虛擬工藝規(guī)程。以形式材料的技術(shù)要求如尺寸精度、造型結(jié)構(gòu)、表面質(zhì)量等為依據(jù)，查明設(shè)計基準，分析關(guān)鍵工藝，優(yōu)選加工工藝方案，并依次從后向前遞推加工工序，編制工藝規(guī)程，并逐步進行審美評價。

（２）改進工藝方案。在審美評價中不能保證反求對象原設(shè)計要求時，要在保證原設(shè)計要求和功能的前提條件下，局部地改進某些實現(xiàn)較為困難的工藝方案。

（３）用曲線對應(yīng)法反求工藝參數(shù)。改進某些實現(xiàn)較為困難的工藝方案可以采用曲線對應(yīng)法進行定量分析，即先將反求對象的性能指標或工藝參數(shù)建立第一參照系；以新開發(fā)產(chǎn)品的模型實際條件建立第二參照系，再根據(jù)反復(fù)審美評價所獲取的常規(guī)數(shù)據(jù)點或某些特殊點轉(zhuǎn)換成工藝參數(shù)及其有關(guān)的量與性能的關(guān)系擬合出一條曲線，并按曲線的規(guī)律適當拓寬，從曲線中找出相對于第一參照系性能指標的工藝參數(shù)，就是反求得到的工藝參數(shù)。以此為基礎(chǔ)，修正并確定為最終的工藝方案。因為材料對加工方法的選擇起決定性作用，那么，在無法保證使用反求對象的形式材料或在使用之后工藝水平不能滿足要求時，選擇使用已擁有嫻熟工藝技術(shù)的自主化或國產(chǎn)化材料適應(yīng)虛擬工藝規(guī)程所期望的工藝水平是明智的。確實，無論是因為適應(yīng)工藝水平，還是材料問題或是為了創(chuàng)新，國產(chǎn)化都是必須面對的問題。最后，將虛擬工藝規(guī)程完善補充，如關(guān)于保證性能要求的裝配和提高裝配速度的裝配工藝等，使其成為實用的工藝規(guī)程。

二、強調(diào)審美的具體反求對象分析

藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計強調(diào)審美。針對具體反求對象的不同——實物、軟件或影像，其形式的分析有難有易，可根據(jù)審美原則采用不同特點的反求分析方法，即實物反求、軟件反求和影像反求。

1、實物反求。顧名思義，它是在已有實物條件下，通過試驗、測繪和詳細分折，提出再創(chuàng)造的關(guān)鍵，其中包括審美功能、原理性能、材料、工藝、使用規(guī)范等眾多方面的反求。實物反求的反求對象最具體，有直觀、形象和較好的分析條件，是應(yīng)用較廣和較容易的分析研究方法，其對象可以是整機，也可以是形式部件；實物反求對反求對象的審美功能、工藝、材料等均可進行直接審美評價，求得詳細的設(shè)計參數(shù)；新產(chǎn)品開發(fā)的起點高，步伐大，設(shè)計周期可大大縮短；反求對象就是新產(chǎn)品開發(fā)的審美評價標準，為新產(chǎn)品開發(fā)確定了明確的趕超目標。實物反求具體操作步驟是：

（１）根據(jù)反求對象和使用說明書，觀察摸索和調(diào)研審美功能指標。

（２）做好測繪或試驗的前期準備，包括測繪儀器和試驗規(guī)范，如萬能量具、投影儀、坐標機等對反求對象直接進行測繪的儀器；對于具有復(fù)雜曲線曲面的造型，則要采用一些先進的測繪手段和測繪儀器。

（３）對測繪和試驗結(jié)果的進行科學(xué)處理，包括壞點修正、曲線擬合，通過優(yōu)化設(shè)計反求特殊形狀曲線（例如各種過渡曲線等）的科學(xué)依據(jù)，如汽車車身外形曲面等，并用圖紙表達或利用計算機儲存數(shù)據(jù)，其中有靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。

（４）如果僅僅是復(fù)制的話，可以利用環(huán)氧樹脂類材料熔化后涂在反求對象表面，冷卻后即變成其陰模，可直接生成所需的造型，不經(jīng)過表面數(shù)字化過程。不過，這是未進行技術(shù)性反求的仿制，創(chuàng)新含量不高。

所有這些操作的目的是要客觀捕捉和反映反求對象的真實面貌，總結(jié)其優(yōu)點和不足。關(guān)鍵是根據(jù)不同對象的特殊個性進行消化、摸底，提出改進挖潛和再創(chuàng)造的途徑。

2、軟件反求。技術(shù)文件、設(shè)計書、使用說明書、圖紙、質(zhì)量保證手冊、有關(guān)規(guī)范和標準等均稱為技術(shù)軟件。通過對技術(shù)軟件的反求一般可分析出反求對象的審美功能、原理方案和結(jié)構(gòu)組成。如果是從廠家獲取的相關(guān)圖紙資料，則可詳細了解所需有關(guān)部件的材料、尺寸、精度，甚至工藝要求等數(shù)據(jù)；但如果是從商家獲得的使用說明書類資料，則反求難度較大。

3、影像反求。既無實物，又無技術(shù)軟件，僅有反求對象的照片、圖片、廣告介紹、參觀印象和影視畫面等，要從中去構(gòu)思、想象來反求分析，稱影像反求。通過影像資料得到的設(shè)計信息最少，反求難度最大，目前還未形成成熟的技術(shù)，要求設(shè)計師有較豐富的設(shè)計實踐經(jīng)驗。影像反求往往是從反求對象的外部已知信息，再參照審美功能和工作原理進行推理開始的。一般要利用透視變換和透視投影，形成不同透視圖，從外形、尺寸、比例和專業(yè)知識，去琢磨其功能和性能，進而分析其內(nèi)部可能的結(jié)構(gòu)和材料，得到間接的審美評價結(jié)果。如為了較準確地得到形體的尺寸，可采用參照物對比法，利用透視成像的原理和作圖技術(shù)，并結(jié)合人機工程學(xué)和相關(guān)的專業(yè)知識，通過分析計算來確定形體尺寸。參照物可為已知尺寸的人、物或景等。影像反求一般只能獲得一些設(shè)計理念（概念），以引導(dǎo)人們?nèi)ミM行創(chuàng)新設(shè)計。

科技發(fā)展日新月異，如果說早期的反求設(shè)計是模仿、相似的技術(shù)活動，用傳統(tǒng)的經(jīng)驗和方法基本可以勝任，那么對現(xiàn)代產(chǎn)品中復(fù)雜多樣的高新技術(shù)就無能為力。例如高層建筑的設(shè)計，不掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)和空氣動力學(xué)知識是不可想象的；高次方組合曲線或曲面的造型斷面，不掌握優(yōu)化技術(shù)就難以消化；分析反求對象各組件的壽命周期，如不掌握疲勞和可靠性設(shè)計方法就會是個謎，也就無法控制新開發(fā)產(chǎn)品各組件的壽命差異于合理的范圍之內(nèi)等。可見，今天的設(shè)計如果還是模仿，就很難再稱之為反求。總之，藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的反求是一門創(chuàng)新性、綜合性和實用性很強的技術(shù)，主要表現(xiàn)為突出形式的反求分析思路和強調(diào)審美的具體反求對象分析，從涉及的內(nèi)容、專業(yè)和知識來說具有鮮明的特征，只有抓住反求對象的關(guān)鍵技術(shù)，面對現(xiàn)階段國內(nèi)反求技術(shù)和手段相對落后的事實，才能探尋“為什么要這樣做”的答案，進而深化到新開發(fā)產(chǎn)品“應(yīng)該怎樣做”，甚至提升到“為什么不要這樣做”的境界，實現(xiàn)引進、消化、吸收和再創(chuàng)新。

（課題項目：湖南省哲學(xué)社會科學(xué)基金（08YBA166）湖南省普高教改課題（湘教通【2010】243）。）

（何輝，長沙理工大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院院長。專業(yè)方向：視覺傳達設(shè)計、設(shè)計藝術(shù)教育等）