基于幾何特征分類的外觀要素分析

張博淵

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)水平和消費(fèi)者審美能力的提升，人們?cè)絹?lái)越注重生活品質(zhì)的質(zhì)感和美感。小家電產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ罾寐首罡叩碾娖鳌Ｆ渲幸恢Κ?dú)秀的智能小家電，充滿了科技感和視覺(jué)沖擊力，是技術(shù)和美學(xué)的有機(jī)融合。其外觀輪廓和線條展現(xiàn)了豐富的變化，給人以美的享受和智慧的啟迪。智能小家電外觀設(shè)計(jì)的作用凸顯出來(lái)。線條作為外觀識(shí)別中的辨識(shí)要素，是由不同的幾何圖形糅合在一起的，產(chǎn)生了多樣的搭配，體現(xiàn)了不同的審美傾向。針對(duì)小米智能小家電外觀進(jìn)行幾何分類研究，以幾何和形態(tài)集合的觀點(diǎn)，研究智能小家電外觀設(shè)計(jì)的幾何美學(xué)。

關(guān)鍵詞：審美能力；智能家電；線條；幾何圖形；分類研究；外觀設(shè)計(jì)

一、外觀設(shè)計(jì)的目的和意義

滿足人的需求是一切產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，將人的需求進(jìn)行深入挖掘和剖析，設(shè)計(jì)理念已經(jīng)不再停留在功能的滿足上，而是提高到創(chuàng)造一種健康美好的生活方式，倡導(dǎo)人們關(guān)心我們所生活的環(huán)境的層面。

設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)象的定位，是對(duì)科技有越來(lái)越多了解的普通大眾，他們關(guān)心產(chǎn)品的科技含量，對(duì)生活品質(zhì)有一定的要求，追求簡(jiǎn)單而有內(nèi)涵的生活情趣，小家電的外觀設(shè)計(jì)要從滿足消費(fèi)者的心理需求出發(fā)。

小家電的外形包含了觸感、色彩、形狀、亮度等元素，消費(fèi)者選擇購(gòu)買產(chǎn)品，會(huì)綜合考慮品牌美譽(yù)度、產(chǎn)品質(zhì)量、外形美感和智能化程度。由于小家電的體系完整，分類眾多；在智能家居、智能終端、影音娛樂(lè)、明星配件等細(xì)分領(lǐng)域，小米的產(chǎn)品已經(jīng)全面覆蓋，產(chǎn)品線色系以柔和的白色為主，線條簡(jiǎn)潔大方，細(xì)節(jié)精致富有科技感，觸感細(xì)膩，形成了鮮明的品牌效應(yīng)，給消費(fèi)者留下了深刻的印象。從設(shè)計(jì)理念的角度出發(fā)，簡(jiǎn)單蘊(yùn)含著深刻，明快蘊(yùn)含著包容，柔美代表著謙遜，曲線展現(xiàn)了開拓創(chuàng)新，小米的產(chǎn)品從外觀的每一個(gè)細(xì)節(jié)，以獨(dú)特的思想打動(dòng)了消費(fèi)者，本文首先從最具代表性的幾類產(chǎn)品出發(fā)，先對(duì)外形進(jìn)行線條特征提取，接著進(jìn)行了幾何圖形元素的辨識(shí)，根據(jù)不同的幾何形狀分類，分析每種產(chǎn)品中包含的幾何之美。

圖1列舉了幾種非常常用的電子設(shè)備和家用電器，從圖中綜合來(lái)看，色系都是淺白或者灰白色，區(qū)分不同產(chǎn)品的特征是頂視圖、側(cè)視圖，即表面形狀和側(cè)面形狀，主要是圓形、橢圓形、正方矩形、長(zhǎng)方矩形、圓弧、雙曲線的一支、等腰梯形等，都是平面幾何中最為常見的形狀。采用無(wú)線的方式，將電源線隱藏起來(lái)，圖形更加簡(jiǎn)潔。

二、幾何特征提取

對(duì)產(chǎn)品特征提取的意義在于，凸顯產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)中的差異性。對(duì)于共性的部分，不能作為其特征進(jìn)行區(qū)分，比如因?yàn)楫a(chǎn)品的色彩比較接近，無(wú)法通過(guò)描述色彩來(lái)區(qū)分某一個(gè)產(chǎn)品，因此在提取產(chǎn)品特征時(shí)，色彩信息不保留。而產(chǎn)品外形輪廓的辨識(shí)度非常高，將外形抽象出來(lái)后，可以作為描述的要素按照產(chǎn)品排列的順序，列表如下：

從表1可以看出，所有產(chǎn)品僅用到了7種基本的幾何形狀，每一種產(chǎn)品都是兩種以上幾何形狀的某種搭配，有意思的是，不會(huì)有任何一種產(chǎn)品會(huì)將所有的幾何形狀糅合在一起，這種主動(dòng)地去掉某個(gè)元素，給視覺(jué)上留下了想象空間。

三、幾何對(duì)稱性

圖1中的9個(gè)產(chǎn)品，除了用線條來(lái)勾勒外形之外，大都采用了對(duì)稱性增加外觀的活潑性和和諧感，在不同的產(chǎn)品中，提取的對(duì)稱性如表2：

從表2可以看出，軸對(duì)稱是使用最廣泛的對(duì)稱方式，旋轉(zhuǎn)對(duì)稱最少采用，這是因?yàn)閱渭兊男D(zhuǎn)對(duì)稱顯得比較激進(jìn)，只有第7個(gè)產(chǎn)品采用了這種形式，而且將軸對(duì)稱和中心對(duì)稱同時(shí)融入其中，減少了過(guò)于強(qiáng)烈的沖擊感，看上去更加沉穩(wěn)。中心對(duì)稱也是通常采用的一種方式，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，綜合的應(yīng)用對(duì)稱美，可以豐富產(chǎn)品的外觀系列。同時(shí)能夠傳達(dá)清新雅致、溫暖親切、沉穩(wěn)莊重的理念，這也符合小米的靈魂人物雷軍的個(gè)性色彩。

四、接觸面幾何特征

把手設(shè)計(jì)不僅要考慮用戶體驗(yàn)，美觀性，還要考慮人體工程學(xué)原理。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品外觀線條的解析，從人們拿起物品的習(xí)慣出發(fā)，9種產(chǎn)品中，僅有1種有明顯的把手，另外8種的抓握點(diǎn)都不存在明確的把手，由本文之前的討論，產(chǎn)品有很強(qiáng)的對(duì)稱性，側(cè)面是直線為主，把手干凈利落，在抓握時(shí)接觸點(diǎn)全部都是弧形，沒(méi)有尖銳的棱角，位置也都在產(chǎn)品的質(zhì)心附近，給人一種方便靈巧的感覺(jué)。

抓握處的圓周長(zhǎng)度以普通人的手掌充分抓握，同時(shí)重量分配均勻?yàn)樵O(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)細(xì)長(zhǎng)的桿型，手掌可以滿握，對(duì)較大的產(chǎn)品，需要考慮用雙手抓握時(shí)的左右均衡，與手掌接觸面的曲率和人體契合，讓人在拿取的過(guò)程中得到舒適的感受。

五、幾何光學(xué)特性設(shè)計(jì)

光亮度、視角和在X-Y-Z三個(gè)平面的投影，和視覺(jué)感受密切相關(guān)，拿在手中的產(chǎn)品，應(yīng)該從正面看到一半左右的外觀，高度和人相差不多的產(chǎn)品，視覺(jué)效果要從眼睛光線投射的角度，重點(diǎn)進(jìn)行美學(xué)設(shè)計(jì)，放置在地面的要更加重視頂面的外觀效果，而大概率放置在較高位置的產(chǎn)品，功夫主要要花在向上以一定角度仰視時(shí)的視覺(jué)感受。

分析以上9款產(chǎn)品，以相對(duì)較為復(fù)雜的水壺為例，由于水壺放置的位置靈活，可能的觀察視角可以是頂面、側(cè)面、把手面、壺嘴面等觀察角度，光線按照直線傳播，當(dāng)從頂面觀察時(shí)，看到的線條是：

頂面只用了兩個(gè)幾何要素，即圓形和弧線，采用了軸對(duì)稱圖形，圓形代表了中規(guī)中矩，弧線代表了創(chuàng)意和活力，這種簡(jiǎn)潔的搭配體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者從基本圖形出發(fā)，表達(dá)張力的美學(xué)理念。

胡夫金字塔的側(cè)面就是典型的等腰梯形，展現(xiàn)了人類對(duì)自然的敬畏和崇拜，這種從建筑歷史上獲得的美學(xué)經(jīng)驗(yàn)也深刻地影響著家電，作為審美的角度，金字塔的外觀展現(xiàn)的主要是幾何的構(gòu)型之美，簡(jiǎn)單又粗獷，與大自然融合成一體，給人以極大的震撼。從這樣的審美角度出發(fā)，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)者將小家電同時(shí)作為工藝品來(lái)設(shè)計(jì)，由于水壺從功能性來(lái)講，裝滿熱水后倒下比較危險(xiǎn)，采用梯形上窄下寬的形狀，使水壺的放置穩(wěn)定，看上去給人踏實(shí)的感覺(jué)，左右兩腰的對(duì)應(yīng)，給視線以最寬的觀察角度。從把手的角度去看，是嚴(yán)格的等腰梯形，而從垂直于把手的側(cè)面觀察，壺嘴的投影像鷹嘴一樣，突出了靜物的活力。endprint

光線的特性是直線傳播，光從的不同方向?qū)λ畨卣丈洌约肮庠此幍姆轿徊煌^察者可能從任何側(cè)面觀察水壺。當(dāng)光源很強(qiáng)時(shí)，如處在明亮的陽(yáng)光照射下，光線投射在水壺的不同部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，基本可以分為以下幾種類型：頂光、正面光、側(cè)光、逆光。頂光容易產(chǎn)生一定對(duì)比度的光影，形成了反差較大的明暗亮度區(qū)分，立體感較強(qiáng)，正面光即光源與水壺在同一方向上，正對(duì)著被照射，對(duì)應(yīng)觀察者水平注視的角度，水壺外觀的梯形側(cè)面容易得到足夠的光線，由于正面的遮擋，只能看到整個(gè)圓周的一部分，觀察者留下了豐富的想象空間。在這樣的光線下水壺有鮮明的明暗層次。觀察者的視線方向如圖4所示：

設(shè)定水壺的切面半徑為r，人眼觀察點(diǎn)與水壺的距離為d，觀察角度為θ，則上述參數(shù)滿足如下關(guān)系：

sinθ=

即，觀察到水壺的側(cè)面角度為：

2arcsin

觀察的距離越遠(yuǎn)，能看到的角度越小，但觀察面越大，隨觀察者的觀察角度，水壺側(cè)面有多樣的弧面呈現(xiàn)。

六、小家電的產(chǎn)品美學(xué)特征

小家電是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂妙l度最高的消費(fèi)類產(chǎn)品，其審美若偏向于復(fù)雜，則易產(chǎn)生審美疲勞感；而能主動(dòng)地追求簡(jiǎn)潔，從線條的勾勒中體現(xiàn)自然之美，反而是更加困難，能做到“簡(jiǎn)”的確很不容易，很多時(shí)候，讓消費(fèi)者心動(dòng)的設(shè)計(jì)就是“大道至簡(jiǎn)”的境界。只選擇基本的幾何形態(tài)的組合，考慮光線的影響，以及人體工程學(xué)原理，顧及人的心理感受，將有形的功能性產(chǎn)品升華至文化層面，配合圓弧線段以及三角形、梯形等曲線，使作品外觀顯出張力。提倡簡(jiǎn)約、樸素、舒適的生活，直達(dá)人的內(nèi)心。

本文從小米的小家電產(chǎn)品系的9種典型產(chǎn)品的外觀出發(fā)，選取典型的水壺為例，分析了其主要的幾何構(gòu)型，分解出設(shè)計(jì)中采用的幾種主要線條：直線、弧線、圓形、梯形、正方形、長(zhǎng)方形、橢圓形等，總結(jié)出設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是這些線條的不同集合；接著分析了把手等與人的接觸面的幾何設(shè)計(jì)，產(chǎn)品選擇了弧線為主，符合人體工程學(xué)原理；從視覺(jué)享受的角度，設(shè)計(jì)者給予了水壺觀察面不同的灰度層次，形成了明暗對(duì)比，水壺的側(cè)面在光線和幾何線條的配合下，立即生動(dòng)豐滿起來(lái)，由此可以看出，家電的設(shè)計(jì)已經(jīng)從功能的滿足，逐漸向工藝品和文化以及美學(xué)的角度發(fā)展。

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？誗編輯 李琴芳endprint