基于三維體面的項背智慧
——工業產品逆向設計研究

白 淼

（吉林師范大學,吉林 四平 136000）

前言

傳統工業設計流程由市場調研、草圖風暴、電腦塑模、試用反饋構成，多年來伴隨企業生產實踐及高校教學推廣，已然成為推動工業設計進程的慣用模式。然而，由于設計環境及實現手段的約束，傳統設計思維流程的單向性限制了設計師與工程技術人員的協同突破，容易造成解決問題片面或結論單一。因此，依托現代技術進步、材料更新及學科交叉性的逆向思維設計方法展現了前所未有的發展前景，進入了理論研究及實踐應用階段：工業反求工程、醫用人體擬合、航空軍工探測等領域伴隨3D打印、點云數據、快速成型等現代技術，闡釋了信息社會全新的工業設計“造物”方式①。具體到藝術設計學科發展中來，逆向思維設計方法引入工業產品設計學科的可行性值得關注與探討：工業產品設計，其三維體面特性為主要的構成因素，也是設計意圖的直觀表現媒介。借助拆分成品模型體塊空間，細化提取“面”的特性進行重塑與再造，進而重構還原產品模型，達到摒棄設計弊端的目的，不失為逆向設計思維作用于產品設計研究的新視角。因其逆向于傳統工業設計流程，即先通過現有三維產品功能定位朝向后，嘗試將無效或效率較低的“背面”進行一系列研究，總結出一般過程和遇到的問題；故為工業產品逆向設計的思維范疇內進行的全新界定。

一、逆向設計思維方法——三維體面觀

（一）概念提出

提及“面”的概念，日常生活多用來表示部分、方位，是立體物件或意向空間的定位輔助。正所謂“體面互見”，于設計之中深究“面”的存在形式，無非寄托于三維立體形態中，各司其職。而追溯面的本源，從視覺傳達設計的二維平面伊始，遵循面數多少的劃分形式來界定“體面”與“維度”，不失為一種研究設計思維方法的新視角。一旦將二維平面立體化，如何處理全新洐生出的四個立面，以及其相互銜接，是工業設計或產品設計區別于視覺傳達的必經考量，也是工業設計初學者常常感到困惑的表現方法。視覺傳達設計考慮肌理、色彩的平面構成，工業設計人員則針對每個三維立面進行結構處理，朝向安排，功能賦予，最終多個空間面組合成綜合功能體，決定了產品的終極形態及適用功能，進而決定產品的方向、性格、主次，讓使用者依據設計語義解讀到產品的正反、項背，賦予產品擬人化的朝向甚至面向，也能提取到與此相對的背面、反面甚至功能暗示。由此提出三維體面觀的概念，對于工業產品逆向設計研究具有嶄新意義。需要申明的是，本文集中討論的是從產品“背面”入手的設計思路即工業產品的逆向設計方法，如同所有對立概念一樣，“背”面的界定需要參照面的存在方可成立，即與哲學中的“尺有所短寸有所長”相對思辨性同理，當今工業產品造型中依托產品形態學繁榮促使產品視覺新奇各異，諸多形態何以界定前后項背因人因時因態度習慣而各有差異，設計的包容性也體現于此，本文討論的是明確正反“面”特征的產品剖析，諸多難分前后的產品不在論述范圍之內，尊重設計者美好的設計初衷以及其為使用者進行趣味挖掘而保留的空間。

圖1 三維體面觀的研究模式思維導圖

圖2

圖3

圖4

圖5

（二）應用原理綜述

逆向思維是高層次的邏輯思維延續，其本質仍是層層深入的思考并解決問題，只不過是異于常理的“由果尋因”②。設計依據逆向思維的展開，對現有工業產品或形態進行問題引征及部件拆分，理性分析并回溯至產品設計初期，找出不能與時俱進或實際投產使用的不便與弊端，從而進行調整修正，完善設計再升級。如圖1為工業產品逆向設計——三維體面觀的研究模式思維導圖。由此提出，針對三維工業產品的多“面”特征，任何一個殼體的基本面存在都應有理可循，往往被設計師忽視的產品“背面”，除了承載基本的輔助功能外，一改僵化刻板的“綠葉”襯托主體功能而更值得設計師用心去反思與考量。立體面數的刪減，正反面的轉換甚至通用，影響的不僅是大眾印象中常見的產品使用情景，更加苛求技術的進步及設計師的美學設計思想的綜合提高。如減少主義設計師飛利浦斯塔克的設計思想，其精簡“輔助面”，增加“有效功能面”的設計目的，應該是工業設計人員考慮的重要內容，同時也是一種設計思考方式。

二、基于三維體面觀的“項背”智慧

“背面”的存在，是產品設計區別于視覺傳達專業的顯在特質，也是工業產品設計中屢遭忽視的部分。特別是基礎教學中，多數設計專業初學者往往集中精力重點塑造“前面”，而“側”及“背”面往往一筆帶過甚至不予交待。由此，能否將產品多個立面及相互銜接處處理得當并使其承載功能成為衡量作品完整性的明顯指標，這也呈現了產品設計能力的優劣之分。由此我們嘗試由逆向設計思維入手，解讀工業產品的項背智慧。

（一）項背功能綜述

1. 認知心理層面的人機交互可視化

側背面在傳統工業產品中最常用的功能是保障主要功能區的效能發揮。即主要功能區位于產品正面或前面，后面或背面往往以“殼體”角色存在，支撐主體，保護內部元件，保障產品形態及功效完整。如家用電器、數碼產品等常規工業產品，其背面設計現狀往往是“必須存在”而又“意義單一”。如圖2產品結構拆分圖，A部分的存在即為與主體功能區（計算器按鍵）相對的“背面”，通過成品拆分可以列為模具功能單一或設計缺失部分，故可據此提出優化設想。如此逆向設計思維方法可以提高產品的實用性、趣味性，甚至可以改變人們的慣性認知及行為習慣：如直接刪減低效存在面做到極簡設計的圖3；結合人機工學突破正反體面概念的設計圖4。設計心理學所關注的創造性思維要求思維的發散與資源的整合。打破固有概念對形象、概念的束縛，實現固化事物的重組與再造③。未來工業產品設計中項背面與新材料的結合設計必然是一個重要創新點，如打破正反局限的U盤設計、球狀穹幕的多維體驗等。當1984年蘋果—馬金托什電腦StⅠ（Apple MacintoshⅠ）問世所帶來的令人耳目一新的三維體塊設計感觀時，又有誰會料到如今個人PC的“瘦身”速度已然大大減少了其他幾個面的存在空間。歷史在螺旋上升中進步，設計也于不斷的出新與推翻中使生活更加便捷。摒除產品設計之于使用者基本的功能提供與生理（人機工學）滿足，背面設計的經營同時體現心理層面的態度，如圖5德國布線的理性精神。在市場主導消費的設計競爭時代，“于無聲處”的精工細節與內斂氣質更加牽動消費行為，引起設計共鳴。

2. 機器美學視野下的功能綜合體

即使我們界定正反往往依據主功能界面所在面定位，工業產品功能衍生之多帶來更多正背面呼應的功能機器層出不窮，往往以精密產品居多：如數碼相機正面鏡頭與背面視窗的完美配合，座椅的正面美觀與背面舒適度，諸多精密工業機床、顯微鏡等，工藝越是復雜，技術越是先進，其正反與項背的劃分越是不明晰，常會有外行不知如何下手的迷亂態勢。我們可以輕松辨別日用產品的正反面，可以借助說明書明確層出不窮的概念產品的擺放朝向，卻無法界定和諧號的頭尾，大型工業盾構機的正反。總結一個趨勢：越能調動所有立體面賦予其功能，越是無法精簡舍棄任何面的極致產品，其背后隱藏的技術與科技越是隱秘，越是高精，越是發人深思的綜合設計體。正如柯布西耶1923年在《走向新建筑》中提到的“今天已經沒有人再否認從現代工業創造中表現出來的美學。那些構造物，那些機器，越來越經過推敲比例、推敲形體和材料的搭配，以致它們中有許多已經成了真正的藝術品，因為他們包含著數，這就是說，包含著秩序。”④由此，進行產品設計初期應該綜合考量好產品的功能、技術、使用情景及功能朝向。指導產品設計者刪減不必要的立面數量或體積空間，一方面在經濟意義上減少模具成本及使用誤導；另一方面也是機器美學作用于現代大眾的積極回應。增強其“精確、適當、簡單、無暇和經濟”⑤的制度化，做到無論功能復雜與否，設計者尊重產品面數合理及功能分配，各個承接面承載實際訴求滿足的主要或輔助功能，使面的存在皆有其設計智慧。

（二）發展趨勢

1. 三維體面無界

現代VR技術讓我們領略了超凡意義的“空間”概念，以多維視角突破了“面”的約束，以多維視角、多元擴張來全新介入產品設計，賦予現代工業產品前所未有的表現力與代入感。這無疑也是未來產品設計的發展趨勢，即視角切換自由，空間轉換靈活，無界與面的遮擋與限制。趨于“把機器的制造與人的需要和愿望充分的結合起來，是新技術發展的一個標志”⑥。現代工業設計中產品的形態逐漸退居技術之后，從德雷福斯1930年設計的電話機到喬布斯的全球iPhone，同一功能產品借助技術的引導其產品形態精簡到令人耳目一新的程度，技術革新始終將主要按鍵功能區面保留（鍵盤是實物或是虛擬形式），然而側面背“面”數的精簡化趨勢顯而易見，詮釋著工業設計由繁至簡的設計趨勢。

2. 品牌公關指征

產品側背面的另一重要特性是伴隨市場化消費的特殊現象：背面成為產品標識品牌或重要文字信息所在的參考面。如腕表產品，正面表盤主功能區提供時間，重要品牌信息隱于產品背面。如此形成諸多行為慣性：產品將主要功能區賦予前面位置以便捷操作，而背面記錄著最為重要的隱性信息如品牌、設計師、生產商、功能參數、使用價值等。特別是品牌意識日益凸顯的當代產品設計中，品牌營銷與口碑效應往往在選購參考比重中占比頗大，于是我們常會看到一些有趣的現象：選購產品時往往越過“正面”主要功能區的美觀或試用，而去注重翻閱產品“背面”的品牌標志或重要參數。產品背面的設計布局無疑轉化為了一種營銷手段，在當今紛繁復雜的產品競爭中依托經營設計給生產商的銷售戰略提供了一席“可塑”之地，推進商業上特定服務目標的目的實現。

3. 模塊化重構

模塊化已是綠色產品設計的老生常談，借助體面概念討論其模塊擴展的更多可能性。系統觀指導下的模塊化設計理念為新的設計思維方法，其系統存在中的作用或系列產品中的模塊實質是一種可拆分重組的零部件。因此，模塊化具有固定的通用接口或銜接面以保證模塊的互換性。由此產品設計的側背面作為“固定銜接面”是多數設計師的最佳選擇，既可增加產品面的使用幾率與存在意義，又可實現背面的有效遮擋使正面功能區得以最大化展示。諸多模塊化產品的銜接面往往鎖定“背面”，借助背面功能的預留，實現隨時隨地迎合需求的模塊重組，負負得正，功能擴展。由此通過模塊化設計打破單一的前后面的概念，產品的互通互換或拆卸維護，是轉化經濟效益的目的之一。如產品背面使用狀態的轉換課題，包含普適使用的人機尺寸、感知覺特征，故結合設計心理學等課題展開，研究產品設計流程中對空間面的突破、拆分、重組、合理利用等是極具延展性的交叉課題，也為工業產品設計的逆向思維提供一種新模式。

4. 產品視覺性服務

雖說三維體面的概念之于視覺傳達設計較為陌生，但如今借助視覺符號、視覺文化為主流的審美價值標準時代下，工業產品設計作為體面綜合的設計媒介，其經營與安排背負著更多元的大眾審美判斷。面數越多，設計師面對的視覺指向性考量風險越大。反之，面數精簡，視覺審美中安排的主體功能、信息傳達、品牌傳達、留白構成等方面也同樣期待消費者視覺審美的認可。我國設計教育推進大眾審美品位及視覺包容度的提升，同時面對全球化設計視覺文化的涌入，以功能造型為主要任務的工業產品設計也亟需提高設計吸引力以迎合大眾日益提高的認知閾限。各個面所承載的功能是否可以借助造型語義順利符合消費者生理習慣及心理訴求，成為工業產品視覺性的重要內容。視覺上的簡潔，功能上的明確使人們更容易接受產品，這即是產品設計易用性的課題。由此，工業設計的視覺轉向預示著產品需要為視覺注入一些新的內容，視覺將成為“新感性”系統中的重要因素，與“新感性”共同來引領工業設計的未來發展。

結語

通過對計算器背面逆向設計舉例，本文探討了“項背”策略在產品設計中的重要作用，分析了現有問題，研究了“項背”面反求優化方案的發展趨勢——超越三維體面觀念的協同一體化及工業模塊中“項背”立面的積極應用，在工業設計中的適用范圍和應用價值。豐富了現有的逆向設計理論，展示了三維體面視角下獨特的“項背智慧”，促進工業設計者的設計實踐及思維創新。■

注釋:

① 盧碧紅，曲寶章.逆向工程與產品創新案例研究[M].北京：機械工業出版社，2013：12-25.

② 柳沙.設計心理學[M].上海：上海人民美術出版社，2012：100-105.

③ 唐納德·A·諾曼.設計心理學[M].北京：中信出版社，2003：189-192.

④（法）勒·柯布西耶.走向新建筑[M].陳志華，譯.西安：陜西師范大學出版社，2004：77.

⑤ 徐恒醇.現代產品設計的美學視野——從機器美學到技術美學和設計美學[M].北京：北京大學出版社，2016：12-25.

⑥（美）芒福德.技術與文明[M].陳允明，王克仁，李華山，譯.北京：中國建筑工業出版社，2009：12-25.