汽車型面語義設計與光影解構

李超　杜麗敏　易康

摘 要：“流光塑影，賦形達意”是對汽車造型意圖表達的最高詮釋，造型意圖表現形式分為型面語義和光影表達，型面語義涵蓋了型面風格、斷面關系、特征輪廓形態三大部分；光影的虛實及流動變化一定程度上反映了型面體量、特征飽滿程度、主次協調關系等視覺表征信息。型面表達是汽車造型設計的最終呈現形式，通過“找形”來塑造型面特征的豐富變化，推敲模型比例與姿態；利用“塑形”展現形態肌理和光影的高級感，潛移默化地演變成高辨識度的設計符號，最終形成具有情感語義的品牌基因。本文旨在通過對造型意圖的表達方式-型面語義和光影解構的研究，提升A面設計的高級感和精致感，探究光影與型面的共生關系，形成具有技術參數意義的曲面設計策略。

關鍵詞：型面語義 光影 形態肌理 型面體量

前瞻設計階段，評價三維數據與型效果圖的還原程度是檢驗數字模型師對造型理解能力的重要指標，造型意圖的理解偏差或數據過于工程化等將會導致嚴重降低整車的高級感和精致度。本文旨在通過對型面語義和光影的美學研究，探索汽車造型的內在規律，結合數字模型技術手段，拆解型面的結構類型和光影映射原理，將隱喻的碎片化的信息整合成具有顯性意義的技術標準，形成具有技術參數意義上的曲面設計策略。

1 型面語義營造法式

型面的視覺感官介于“混亂、單調、乏味”和“有序、豐富、趣味”兩種對立形態，型面的高級感則是通過造型主體的風格定義、層次變化和光影韻律等要素塑造的，豪華品牌型面都具備特定的辨識度和家族基因，型面語義的解讀主要包括以下幾個方面。

1.1 型面風格識別

型面風格主要包括：肌肉型、平整型、高彈型、硬朗型四類，無論何種類型風格，曲面形態都應是立體且層次變化豐富的；同時整車內外飾造型風格和細節具有統一性和融合性。如圖1所示。

1.2 比例、姿態推敲

外飾初版數據制作前，需獲取完整的設計輸入（前45°、后45°和正側視圖）和工程輸入（總布置人機斷面/長/寬/高/前后懸/軸距/接近角/離去角等）；比例關系多以輪轂作為參照物，Y0斷面是設計姿態的主要的評審依據。數字模型設計師在滿足工程硬點的前提下推敲比例關系，將特定的特征線和特征面作為視覺載體和表征元素，反復推敲優化，最終形成滿足油泥銑削的比例模型，從而提升設計評審的通過率。如圖2所示。

1.3 型面體量塑造

型面體量是指造型特征的凹凸、深淺層次變化，形態的飽滿或臃腫、流暢或機械、張力或松弛與斷面體量變化直接相關，斷面的凹凸、起伏變化和斷面之間的穿插、過渡差異所營造的主斷面落差越大，層次感越豐富，體量感就越強，如圖3所示，不同側圍斷面落差會營造出不同的視覺體積效果，“S”形轉折越多，落差越大，特征和型面的體量感就越強烈。

1.4 特征線與型面的共生關系

特征線與型面的融合關系主要分為兩類：第一種主棱線清晰，特征線下端多以反凹面來強化主特征；外飾側圍腰線或機蓋滑移線對車身進行比例分割，從而營造視覺感官上的形式美學效果；第二種無明顯特征線，通過相鄰面之間的斷面變化和光影來判斷造型趨勢，內門板肘部區域型面獨立于車身其他特征線，目的是滿足人機舒適性。如圖4所示。

1.5 特征線之間的層次關系

特征線之間的呼應關系主要表現為視覺感官的平行或漸變，通過型面的穿插，邊界的融合與消失，達到一定的呼應關系，實現形式美學上的均衡變化。如圖5所示。

1.6 型面飽滿度

型面的飽滿度由整車造型風格決定，型面設計應飽滿富有張力、松弛變化有度，杜絕平、癟、板、肉、薄氣等缺陷。型面飽滿度分為特征飽滿度和形狀飽滿度，多個維度調整片體斷面的空間立體形態，可一定程度上實現形狀體積最大化并獲得一定的體量感；型面飽滿度最佳比值公式：主曲率=弧高/弦長（H：L）≥3%～8%，輔曲率≥2%～5%。

1.7 型面加速

型面加速是指特征轉折區域未達到G3以上連續所產生的視覺反凹缺陷，可通過調整特征線端頭的法向位置和第二排控制點的切線位置，營造極具張力感的線性變化。曲面加速比率和權重一般在面寬的（80%～90%）位置進行加速；加速權重可分為鈍角、銳角、直角三種過渡類型，鈍角加速權重為1x（0.2-0.5倍）；銳角加速權重為1；直角加速權重為1x（0.6-0.8倍）。如下圖6所示。

1.8 形態拆分

分面的目的是更好地表現形體和光影，應注重分面的簡潔性和整體設計感，一般圍繞理論交線進行結構拆分，可以更好地控制造型趨勢變化。如下圖7所示。

2 光影解構

光影一定程度上反映了型面凹凸起伏變化、特征走勢、空間關系和層級呼應關系等，光影的明暗變化受造型特征的體積變化、光源視角影響，如何通過追溯光源變化來改善型面設計質量，是數模設計師重點關注的對象。

2.1 光影形態機理

光影與形體二者之間屬于共生關系，通常以光影明暗和透視變化來評價整車的形體虛實變化、特征線性流暢性、比例姿態協調性、空間層次關系符合性，通過光影變化來優化特征形體的飽滿度、光滑性、斷面豐富性變化。如圖8所示。

2.2 光影隨形

理想的光影應具有明確的方向性，光影的方向變化分為平直光影和回旋式光影，主要由特征趨勢變化和斷面形態所決定。如圖9所示。

2.3 光影與線性的取舍

主光影是通過主特征斷面來表達明確的光影走勢，次要光影是指因硬點限制導致特征形體與預想的光影效果有較大偏差時，此時造型形體線性優先于光影。光影暗區是由于特征型面反凹、基礎大面飽滿度不足或近圓角端加速不足導致的；光影白斑缺陷源自特征截面夾角不均，形成分段式的角度差值跳躍。如圖10所示。

2.4 光影的虛實與流動性

型面光影的虛實變化反映了形體與空間的層次關系，凹凸面詮釋了虛實相生之間的光影體態，光影的連續和流動變化一定程度上反映了造型特征的連續性、導向性和動態性。如圖11所示。

3 結語

塑造光影和型面的高級感，應著重考慮型面的角度、疏密、位置、聚散、形體變化、主次關系等綜合因素；前瞻設計階段重點凝練造型斷面形態信息，而非一蹴而就式地將曲率、過渡、加速等細節性的豐富性信息全部體現，應循序漸進地增加細節，通過光影推敲形體而不是特征的無效堆砌，同時兼顧特征形態、體量關系和光影變化的融合，使其形成具有流動性、隱喻性、富有靈動變化的藝術體態，避免無意義的光影雷同或重復，真正意義上將“找形”和“塑形”轉化成曲面設計依據。

參考文獻：

[1]梁峭，趙江洪.汽車造型型面的分類與光影表達[J].包裝工程，2015，36（4）：2-3.

[2]潘子林.汽車車身曲面光影設計淺析[J].大眾文藝，2012（14）：80-81.

[3]趙曉陽.汽車造型風格的現代主義與有機解構主義研究[D].長沙：湖南大學設計藝術學院，2012.

[4]趙丹華，趙江洪.汽車造型特征與特征線[J].包裝工程，2007，28（3）：115-117.

[5]朱毅.汽車造型語義研究與設計流程構建[D].長沙：湖南大學設計藝術學院，2010.