前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的形態(tài)原型演化的家具產(chǎn)品設(shè)計，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：針對目前家具行業(yè)競爭激烈、創(chuàng)新不足的現(xiàn)狀，構(gòu)建以形狀文法為主要演化工具，同時運用產(chǎn)品語義、用戶研究相關(guān)知識的推演模型，進行基于形態(tài)原型演化的家具產(chǎn)品設(shè)計。模型通過形態(tài)原型研究、形態(tài)推演及方案設(shè)計完成產(chǎn)品創(chuàng)新。通過對形態(tài)原型的收集、篩選，確定符合設(shè)計定位的目標參考形態(tài)及同類參考形態(tài)，對其形態(tài)特征進行分析、提取得到形狀文法推演的輸入值。根據(jù)推演規(guī)則及設(shè)計約束進行推演，并以其結(jié)果為設(shè)計依據(jù)，設(shè)計方案群，從中篩選、評價，得出最優(yōu)解，進行方案細化及效果展示。最后以鳳凰為原型，以扶手椅為設(shè)計載體，對該模型加以驗證。

關(guān)鍵詞：設(shè)計原型；設(shè)計演化；形狀文法；家具設(shè)計

家具行業(yè)發(fā)展迅速，競爭激烈，家具業(yè)面臨的新問題不斷涌現(xiàn)，不斷需要新的、與之相適應(yīng)的理論予以解釋和指導，傳統(tǒng)家具設(shè)計在繼承的同時需要創(chuàng)新[1-4]。目前家具設(shè)計的重點多在造型、技術(shù)、工藝等方面，缺乏對歷史、文化、精神的挖掘[5-8]，導致產(chǎn)品多為已有成品的復制，新意不足。在設(shè)計領(lǐng)域，形狀文法常被用于產(chǎn)品的創(chuàng)新、演化。目前針對形狀文法的研究主要以參考產(chǎn)品為輸入，如文獻[9]中以智能手表為概念輸入，文獻[10]與文獻[11]中以滑板車為輸入，文獻[12]中以瓷器為輸入。此類研究和應(yīng)用的局限性在于：由于初始產(chǎn)品的限制，文法推演獲得產(chǎn)品自由度不高，對產(chǎn)品語義的把控不足，對于家具行業(yè)的適用度較低。因此，構(gòu)建以形狀文法為主要演化工具，同時結(jié)合產(chǎn)品語義、用戶研究相關(guān)知識的推演模型。模型基于特定形態(tài)原型輸入，構(gòu)建形態(tài)原型演化的路徑，為家具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計及原型演化提供指導。

1基本概念

1.1形狀文法

文法，原意指的是詞、句之間的組成規(guī)則。形狀文法（ShapeGrammar，SG）即形狀之間規(guī)則、關(guān)系的研究，由GeorgeStiny和JamesGips提出。該觀點首先服務(wù)于繪畫與雕塑創(chuàng)作[13-14]，之后作為設(shè)計方法延伸到產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域。形狀文法作為一種計算機輔助設(shè)計方法，通過研究形狀的文法規(guī)則及關(guān)系進行運算，從而產(chǎn)生新的產(chǎn)品造型。根據(jù)Stiny和Gips的定義，形狀文法可以表示為：其中，S為形狀集合，SG指S經(jīng)過各種推演操作衍生的形狀集；L為標記的有限集合；R表示推理規(guī)則的集合；I表示初始形狀。

1.2形狀文法推演規(guī)則

形狀文法步驟為：1）確定基本形狀；2）設(shè)定形狀變化規(guī)則與區(qū)間；3）結(jié)合設(shè)計需求產(chǎn)生新的形狀。常見的形狀文法推演規(guī)則有縮放、置換、增刪、復制、鏡像、旋轉(zhuǎn)、錯切以及微調(diào)。縮放指放大或者縮小基本形狀的部分或全部曲線；置換指利用產(chǎn)品族部分形狀來替換基本形狀的部分的變化；增刪指增加或刪除基本形狀的部分或全部形態(tài)曲線；復制指對基本形狀曲線進行復制和移動；鏡像指基本形狀的部分或全部曲線沿某一軸線進行翻轉(zhuǎn)的操作；旋轉(zhuǎn)指對基本形狀進行角度的變化；錯切指改變基本形狀坐標值的方法；微調(diào)為基本形狀坐標值的微調(diào)。幾種方法不斷交叉和重復以獲得理想效果。

1.3產(chǎn)品語義

產(chǎn)品語義通過對產(chǎn)品形態(tài)在使用情境中象征特性的研究，使產(chǎn)品造型有特定內(nèi)涵。其可分為外延性語義和內(nèi)涵性語義。外延性語義表征用戶特征、產(chǎn)品功能、產(chǎn)品用途等；內(nèi)涵性語義表征工藝、文化、意境、心理等，多為象征價值[15-16]。家具產(chǎn)品除了滿足基本使用需求外，同時還需考慮其內(nèi)涵性語義的構(gòu)建。因此在家具產(chǎn)品設(shè)計中，產(chǎn)品語義分析是必要的環(huán)節(jié)。

2模型構(gòu)建

2.1模型基本概念

所述推演模型主要用于解決基于一定形態(tài)原型的家具產(chǎn)品創(chuàng)新問題。通過對產(chǎn)品設(shè)計演化路徑的研究，構(gòu)建科學合理、普適性強的適用于家具設(shè)計的推演模型。其中主要研究方法有：形狀文法，用于原型演變分析；產(chǎn)品語義分析，用于設(shè)計定位及設(shè)計評價；語義差分法，用于方案篩選等。用戶研究方面：在定位分析、方案評價等階段進行用戶問卷調(diào)查，推演約束中根據(jù)人機工程學考慮產(chǎn)品尺寸，保證產(chǎn)品符合用戶使用需求及心理期望[17]。

2.2模型構(gòu)建解讀

根據(jù)形狀文法的研究步驟，構(gòu)建模型如圖1所示。模型分三個模塊：1）原型研究：選擇原始形態(tài)，并收集、匯總一定量樣本。根據(jù)用戶需求分析產(chǎn)品定位，如用戶特征、產(chǎn)品風格等。根據(jù)定位的風格篩選樣本，可分目標參考形態(tài)和同類參考形態(tài)。對形態(tài)進行分析，提取有代表性的形態(tài)特征。2）形態(tài)推演：將提取的形態(tài)特征作為初始值輸入，根據(jù)形狀文法規(guī)則庫選擇合適規(guī)則進行推演，推演過程考慮各種設(shè)計約束，如：外觀尺寸、推理次數(shù)、設(shè)計風格、形狀約束、空間關(guān)系等，最終完成推演。3）方案設(shè)計：根據(jù)推演結(jié)果，設(shè)計方案群，對方案進行初選保留個別方案。運用SD法對方案進行評價，得到最優(yōu)方案。對最優(yōu)方案進行細化，完成設(shè)計。

3實例驗證

選取在傳統(tǒng)文化中寓意美好的鳳凰為形態(tài)原型，以中式扶手椅為設(shè)計載體。根據(jù)市場研究及用戶研究，確定目標用戶人群為：30~55歲中青年人群，產(chǎn)品意象定位為：祥瑞，端莊。

3.1原型研究

為了明確針對設(shè)計目標的主要造型要素，首先對扶手椅進行形態(tài)層次分析。扶手椅相對其他工業(yè)產(chǎn)品造型較簡單、部件相對較少。因此抽取其三視圖輪廓作為外形要素，進行分析。針對30~55歲中青年人進行問卷調(diào)查，獲取扶手椅主視圖、左視圖、俯視圖對祥瑞、端莊意象的貢獻值，分析影響產(chǎn)品意象認知的主要形態(tài)要素。調(diào)研實際發(fā)放問卷200份，有效問卷171份，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。由表可知，62.3%的被調(diào)查者認為左視圖更能體現(xiàn)扶手椅祥瑞的感覺，53.6%的被調(diào)查者認為左視圖更能體現(xiàn)扶手椅端莊的感覺。因此，筆者主要研究扶手椅左視圖的演化過程。對收集的鳳紋形態(tài)進行計算機軟件處理，在PHOTOSHOP中做去色處理，提取紋樣線條，并分類匯總，如圖2所示。將鳳紋分為：云鳳、草鳳、花鳳、翔鳳、拐子鳳、立鳳、夔鳳、團鳳、綜合鳳。

3.2形態(tài)推演

由于翔鳳紋樣表現(xiàn)了鳳凰飛舞時的動態(tài)特征，有美好吉祥寓意，符合扶手椅祥瑞的意象定位，因此選擇其為目標參考形態(tài)。拐子鳳紋樣相較圖2中其他樣本，有抽象簡化、線條明了的特點，便于設(shè)計推演，選其為同類參考形態(tài)。根據(jù)上述分析，選取翔鳳與拐子鳳紋樣樣本作為參考，對其形態(tài)進行分析，并以簡單線形提煉，如表2所示。以扶手椅基礎(chǔ)左視圖線形為初始目標S1，其曲線合計為{a1a4，a2a5，a5a7，a3a6}。表2中目標形態(tài)P2、P3的提取形態(tài)升騰感較強，O2的提取形態(tài)相對簡潔。因此，選取表2目標形態(tài)中P2、P3及其他形態(tài)O2所提取的形態(tài)，并抽取其部分線條與S1共同作為形狀文法輸入值，如圖3所示。推演過程中設(shè)計約束設(shè)為：406mm≤H(座高)≤445mm，380mm≤D(座深)≤420mm,200mm≤H'(扶手高)≤250mm，推演過程如圖4所示。其中，r1為置換命令，r2為增刪命令，r3為縮放命令，r4為鏡像命令，r6為旋轉(zhuǎn)命令，r7為錯切命令，r8為微調(diào)命令。

3.3方案設(shè)計

形狀文法推演后，進行方案群設(shè)計，含過程方案與最終方案，選取其中推演相對成熟且造型有差異的（7）、（9）、（10）三個方案進行扶手椅左視圖設(shè)計。對祥瑞和端莊兩意象，運用語義差分法5級評價尺度對用戶心理意象測試打分，如圖5所示。選擇35位30~55歲，裸眼或經(jīng)校正后視力正常的中青年人進行測試。向被測者介紹測試內(nèi)容及要求，為其分別展示三個方案的設(shè)計圖，每個方案圖停留30s。測試結(jié)束后對所得數(shù)據(jù)進行平均化處理，結(jié)果如表3所示。由測試結(jié)果可知：方案一祥瑞感較強，方案二端莊感較強，綜合得分方案二＞方案一＞方案三，因此選擇方案二為最優(yōu)方案，對其細化并進行計算機軟件建模，得圖6所示最終效果圖。扶手椅名為“鳳鳴”，取其和睦吉祥之意。選用橡木與尼龍材質(zhì)，橡木木質(zhì)較硬，穩(wěn)定性較強，紋理清晰，經(jīng)久耐用。尼龍坐墊耐磨性能優(yōu)良,吸濕性較好,彈性及彈性恢復性極好,耐用舒適。

4結(jié)論

基于形態(tài)原型演化路徑的家具產(chǎn)品設(shè)計可以文中所述推演模型較為清晰地表達出來。該模型通過形狀文法推演、語義分析及用戶研究，基于一定形態(tài)原型進行家具產(chǎn)品設(shè)計。通過該模型可得到具有一定風格意象且符合用戶認知的產(chǎn)品。在滿足家具產(chǎn)品使用需求的基礎(chǔ)上，更賦予了其與原型相關(guān)的象征寓意。設(shè)計實例中以鳳凰為形態(tài)原型，以扶手椅為設(shè)計載體，驗證了模型的可行性。模型的操作適用于注重意境構(gòu)造的家具產(chǎn)品設(shè)計，對解決家具市場同類產(chǎn)品飽和，推動產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新有一定指導意義。

作者:賀雪梅 曹廷蕾