汽車造型仿生設(shè)計研究

1、汽車造型仿生設(shè)計研究一、汽車造型設(shè)計研究背景1.1汽車造型研究現(xiàn)狀汽車工業(yè)經(jīng)過一百多年的發(fā)展，在技術(shù)和性能上已經(jīng)日臻成熟和完善。從每年的新車型或是改款車型上看，日新月異的變化更多體現(xiàn)在造型設(shè)計上。進(jìn)入21世紀(jì)后，汽車已不單純被看作是載人運(yùn)物的工具，而日益和人們各種生活需求相互滲透，成為未來生活方式系統(tǒng)中的一部分。汽車從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)歷了120多年的發(fā)展，各大汽車廠商在汽車功能實(shí)現(xiàn)上的差別已不大，新車型在技術(shù)上的差別也越來越小，其外型設(shè)計的重要性就日益顯著。個性鮮明的汽車造型是汽車給人的第一印象，而汽車造型是整個汽車的靈魂。汽車造型從汽車工業(yè)發(fā)展的前半期較少的考慮識別問題，早已經(jīng)發(fā)展形成了現(xiàn)在比

2、較完整的體系。世界各大汽車制造廠都在汽車造型方面傾注了大量的人力和財力，在不斷地競爭和對未來的汽車世界的探索中，造型設(shè)計師們得到了大力的支持，這是汽車造型飛速發(fā)展的重要原因。在這個過程中，許多國家形成了各自國家汽車造型的特色和風(fēng)格，使民族性格得到張揚(yáng)。如浪漫法國的汽車公司非常善于突破和革新，生產(chǎn)的汽車個性鮮明，不入俗流。同時，憑著法國人對藝術(shù)的獨(dú)特品味，法國汽車經(jīng)常會有一些令人驚嘆的設(shè)計出現(xiàn)。法國汽車都有個共同點(diǎn)，就是都喜歡楔形的車身配以奔放的線條；意大利設(shè)計的汽車具有很濃郁的藝術(shù)氣息，造型上都很注重車身整體的比例，對曲線和直線的運(yùn)用以及車身變化的節(jié)奏感掌握得爐火純青，而且在細(xì)節(jié)造型上(如車燈

3、造型)強(qiáng)調(diào)簡潔明快的風(fēng)格，符合大多數(shù)人的審美觀念。意大利始終引導(dǎo)著汽車造型的潮流，它們開發(fā)的模型車身具有線條簡練、精巧靈活、極富動感、充滿活力等特征，而這恰好反映了意大利人其熱情、浪漫、靈活、機(jī)敏的個性；德國的汽車向來以品質(zhì)和做工著稱，每款產(chǎn)品都體現(xiàn)出德國人精細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。不過在汽車造型上，德國人一直沒有太大的突破，造型嚴(yán)謹(jǐn)而傳統(tǒng)，給人以一種堅固和耐用的感覺，汽車造型設(shè)計沉穩(wěn)有余，激情不足；英國汽車造型一直以經(jīng)典風(fēng)格為主，保留著早期流線型時代的一些典型特征，車身線條多以優(yōu)雅流暢的曲線為主，激進(jìn)大膽的造型可謂鳳毛麟角；美國轎車則處處顯示出美國人的生活方式:寬敞舒適、設(shè)備齊全、豪華氣派、車身線條

4、舒展流暢、強(qiáng)勁有力，而且將美國人的自由與霸氣個性表露無遺；日本車則兼收并蓄。中國汽車工業(yè)雖然有50多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了從技術(shù)引進(jìn)轉(zhuǎn)向自主開發(fā)，又從自主開發(fā)轉(zhuǎn)向依靠合資模式的技術(shù)引進(jìn)，但中國的汽車造型設(shè)計才剛剛起步。從最初的紅旗，到現(xiàn)在的奇瑞、吉利，它們主要還是以模仿國外車型為主，但進(jìn)步也很快，在擁有自主品牌車的進(jìn)程上邁出了可喜的一步。然而與合資企業(yè)生產(chǎn)的轎車相比，自主品牌的產(chǎn)品無論從造型上還是從質(zhì)量上都相差很多。尤其是造型上，多年來一味的模仿、抄襲或請國外設(shè)計師代勞，還根本談不上什么特有的風(fēng)格。雖然對于發(fā)展初期節(jié)省研發(fā)成本來說，這種做法情有可緣，但是對于自主品牌的長遠(yuǎn)的利益來講，隨著國人汽車

5、消費(fèi)理念的逐漸成熟和國際品牌的產(chǎn)品更新力度的不斷加大，這么一直繼續(xù)，沒有新的汽車造型理論及方法的指導(dǎo)突破將最終失去市場競爭力或淪為國際品牌的附屬品。1.2 國外汽車造型仿生設(shè)計研究現(xiàn)狀仿生學(xué)最早誕生于美國，發(fā)展于世界各地，特別在西方國家一直保有高度重視。所以，國外對于仿生學(xué)的實(shí)際研究早已得到了肥碩的成果。而且，歐美的眾多設(shè)計機(jī)構(gòu)一直把這項從事生物仿生學(xué)的研究與實(shí)踐不斷進(jìn)行著。以下三種是最具典型的代表。1.2.1 大眾的甲殼蟲上世紀(jì)30年代的德國總理阿道夫·希特勒希望部分大眾能擁有一輛屬于自己的汽車，于是他把這項艱巨的任務(wù)交給了當(dāng)時著名的汽車工程師費(fèi)迪南德·波爾舍。關(guān)于這輛汽

6、車的要求可以簡單概括為：可以同時載兩個成人和三個兒童，最高時速每小時 100 公里，價格不超過一千馬克。（如圖1.1）圖1.1 大眾甲殼蟲阿道夫·希特勒深知汽車會給整個社會乃至國家?guī)淼木薮笫找?，和民眾對擁有私家車的愿望。因此他特別重視汽車工業(yè)的發(fā)展，親自過問汽車的設(shè)計，并提出具體要求。不久，德國汽車協(xié)會這項關(guān)于研發(fā)大眾化汽車的通知，并正式與波爾舍公司簽署合同，由波爾舍公司負(fù)責(zé)設(shè)計制造這款屬于大眾的汽車。時隔幾年，第一批大眾轎車被生產(chǎn)出。設(shè)計公司協(xié)同德國政府對樣車進(jìn)行測試，以最惡劣的自然條件完成了首次試車。不負(fù)眾望，這種轎車是外觀與科技上的驚人巨作。甲殼蟲的外殼，極小風(fēng)阻，油耗少，時

7、速高。最突出的特點(diǎn)是完美的流線型車身造型，是當(dāng)時流線型設(shè)計的杰作。到現(xiàn)在大眾甲殼蟲仍然受到很多汽車愛好者的推崇，這種仿生甲殼蟲的設(shè)計成為汽車設(shè)計的經(jīng)典之作。1.2.2 道奇的蝰蛇道奇蝰蛇是一款概念車，它誕生于1989年，距今僅不過24年，但其影響力卻十分強(qiáng)大。那時候人們還無法預(yù)料到，他超乎想象力的設(shè)計，可以說精采絕倫。作為美國最兇猛的蛇類之一蝰蛇，具備蛇類所有兇險的特征。道奇的蝰蛇以此作為設(shè)計的突破口，外觀的造型設(shè)計十分夸張，特意突顯了銳利的、精神的前臉和大燈。汽車前臉與蝰蛇的面部的“三角和王字”形面部特征非常相似，給人以兇險的、威武兇猛的視覺感，如同一名勇猛戰(zhàn)的斗士，隨時準(zhǔn)備進(jìn)行生死搏擊，從

8、而體現(xiàn)了人們對生命的永恒追求。蝰蛇恰如其分傳遞了這一內(nèi)涵，可以說無論從標(biāo)志、名字和車大燈，還是整體造型設(shè)計都像蝰蛇一樣充滿攻擊性，讓人盡情想象它馳騁時的力量與速度。（如圖1.2）圖1.2 道奇的蝰蛇1.2.3 奔馳的概念車Synergy作為世界著名的豪華車品牌，梅賽德斯奔馳在人們心目中的地位已無法動搖。（如圖1.3）這款奔馳概念車名為Synergy，其設(shè)計元素來源于脊椎動物。該車的車身構(gòu)架酷似脊椎動物的脊椎。Synergy的動力由燃料電池來提供，是名符其實(shí)的環(huán)保車型。就連兩個氫燃料箱放置的位置也與車身構(gòu)架相吻合。獨(dú)特的側(cè)面造型設(shè)計和材料應(yīng)用也讓Synergy擁有了新的開門方式向下滑向車身底部。

9、這樣的設(shè)計極富想象力。圖1.3 奔馳概念車 Synergy1.3國內(nèi)汽車造型仿生設(shè)計研究現(xiàn)狀仿生學(xué)在我國國內(nèi)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用還處于一個起步階段，有關(guān)這一學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究并不多，基本的理論幾乎都來自國外一些學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)，但對仿生設(shè)計理念卻并不陌生，一些自主品牌汽車公司也嘗試結(jié)合中國的文化及審美判斷和審美取向進(jìn)行仿生設(shè)計，并且取得了一定的成果。1.3.1吉利的熊貓作為中國國家級保護(hù)動物熊貓，其憨態(tài)可掬的“國寶”形象十分珍貴可愛。時下，就有一款酷似熊貓的汽車面世了，（如圖 1.4）這只“汽車式熊貓”也將開啟中國汽車仿生研發(fā)的新紀(jì)元。圖1.4 吉利熊貓吉利熊貓的外形真的酷似熊貓，它那兩只大大的黑眼圈

10、，里面好像是水汪汪的大眼睛，開心的大嘴，再配以圓潤的車身，簡直就跟熊貓一模一樣。不僅是前臉設(shè)計如同熊貓，它的尾部設(shè)計也一樣傳神，特別是一對熊貓爪子一樣的尾燈設(shè)計得真實(shí)活靈活現(xiàn)，與前臉和車身相呼應(yīng)，讓這款小車顯得更加可愛迷人。內(nèi)飾方面，吉利熊貓保持著它很大的原創(chuàng)元素，基本上都是以圓形圖樣構(gòu)成，可愛的程度依然不遜于外形設(shè)計，并且也顯得一份干凈利落。可稱的上是國產(chǎn)汽車仿生設(shè)計的經(jīng)典之作。1.3.2 比亞迪的F0在眾多自主品牌中，比亞迪可謂是一個特立獨(dú)行的后起之秀。而在業(yè)內(nèi)人的眼中，它則是一個另類而強(qiáng)有力的競爭對手。而這一切，都是因為它在跨行業(yè)發(fā)展后仍能頻創(chuàng)奇跡，不得不令人拍案稱贊。最具有仿生設(shè)計代表

11、性的比亞迪 F0 以“風(fēng)格JUST COOL時尚0缺撼”為設(shè)計理念，吸取了當(dāng)時歐洲最流行的設(shè)計元素，已經(jīng)成為了時尚微型車的代名詞。（如圖 1.5），其造型獨(dú)特的前大燈很有熱帶魚大鼓眼的感覺，再配合微笑著的大嘴，一副開心、輕松的表情，仿佛一條在水中自由自在、悠閑自得的熱帶魚。內(nèi)飾更是時尚活潑、個性彰顯，獨(dú)特“米老鼠”儀表盤、賽車風(fēng)格防潛滑座椅、MP3+CD，處處體現(xiàn)著時尚風(fēng)格。圖1.5 比亞迪F01.3.3 奇瑞的QQme自2003年奇瑞QQ上市至今，憑借卓越的性能，成功的宣傳和貼心的服務(wù)，成為中國微轎領(lǐng)域的王者之一，而奇瑞QQme則是對中國消費(fèi)市場特別推出的一款雙門微型汽車，從外形和內(nèi)飾上都可

12、以感受到它帶來的的活力。（如圖 1.6），奇瑞QQme的前后燈都采用了集成LED燈組的設(shè)計，最大程度的提升了行車的安全性。其前臉繼續(xù)沿用了QQ的大嘴設(shè)計，整體造型顯得十分夸張；當(dāng)你打開車門后，會驚奇的發(fā)現(xiàn)車門內(nèi)側(cè)的形態(tài)與企鵝面部十分相似，造型可愛之極。據(jù)稱，奇瑞QQme采用了前后對稱、里外一致的設(shè)計理念，再完美融合仿生學(xué)設(shè)計，是一款國產(chǎn)轎車仿生設(shè)計中的代表作。圖1.6 奇瑞QQme近年來，我國汽車仿生設(shè)計也在不斷的發(fā)展并取得了巨大的進(jìn)步，但與國外的發(fā)達(dá)國家相比，無論是從設(shè)計、創(chuàng)意理念、制造的質(zhì)量，都還存在著一定的差距。中國的汽車仿生設(shè)計大多數(shù)還僅僅停留在對生物形態(tài)的直接模仿與運(yùn)用。從目前來看，

13、我國的許多自主品牌在對汽車的仿生設(shè)計上，注入更多情感，充分的將中國元素與仿生思想相結(jié)合，漸漸的設(shè)計出真正屬于我們中國意義上的汽車，我相信在不久的的將來，我國的汽車仿生設(shè)計會有更好的發(fā)展前景，我國的汽車設(shè)計將以它特有的魅力去凸顯我國獨(dú)有的特點(diǎn)，從而展現(xiàn)我中華的形象，這也將成為展現(xiàn)我國希望的一個新的窗口。二、汽車車身形態(tài)仿生設(shè)計歷史脈絡(luò)及作用從汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，汽車的造型設(shè)計就始終伴隨著汽車的發(fā)展而不斷演變。仿生設(shè)計也一直若隱若現(xiàn)的出現(xiàn)在汽車車身形態(tài)領(lǐng)域。“自然界中至少有 140 萬種不同形態(tài)的生物在繁衍生息，為設(shè)計師提供了永不枯竭的資源庫、源源不斷的設(shè)計靈感、和層出不窮創(chuàng)意?！蓖ㄟ^對汽車車身形

14、態(tài)仿生設(shè)計歷史脈絡(luò)及其作用的研究，有助于我們對車身形態(tài)發(fā)展建立起全面的深入的知識體系，對汽車車身形態(tài)仿生設(shè)計研究起到借鑒、參考、促進(jìn)等作用，所以具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。2.1 仿生設(shè)計與汽車流線型設(shè)計風(fēng)格的形成汽車造型設(shè)計的興起自20世紀(jì)20年代，當(dāng)時作為一戰(zhàn)后美國工業(yè)高速發(fā)展的代表，福特公司的T型汽車風(fēng)靡了整個美國。為了與強(qiáng)大的對手競爭，美國通用汽車公司成立了造型設(shè)計部門，這是汽車造型設(shè)計作為一個獨(dú)立的部門第一次出現(xiàn)在歷史的舞臺上，他們尋求在技術(shù)同步時，通過汽車造型的新穎來打垮競爭對手，而采用的設(shè)計手段就是仿生設(shè)計。圖2.1 福特的T型汽車20世紀(jì)初發(fā)明了航空運(yùn)輸，相應(yīng)地引發(fā)了人們對穿越空氣的速

15、度和效率的思考，當(dāng)時的飛機(jī)設(shè)計師開始參照小鯨魚、海豚等生物的形體，設(shè)計飛機(jī)的外形，來消除空氣阻力或紊流，并減弱地面的阻力和拽拉。當(dāng)時設(shè)計師分工沒有現(xiàn)在這樣細(xì)，飛機(jī)設(shè)計師和汽車設(shè)計師經(jīng)常是同一個人，因此種仿照生物形體的設(shè)計的手段也被汽車設(shè)計師所采用，發(fā)現(xiàn)同樣對于汽車速度的提升大有好處，風(fēng)洞試驗開始導(dǎo)入汽車設(shè)計領(lǐng)域，最終促進(jìn)了汽車空氣動力學(xué)的誕生。通用汽車公司按照這樣的手法設(shè)計出來的汽車擁有水滴狀的外形，大大區(qū)別于福特T型汽車的那種大規(guī)模生產(chǎn)線制造的馬車狀的汽車樣式，立即引起公眾強(qiáng)烈興趣，最終通用汽車獲得了巨大的成功。福特公司不得不關(guān)閉了20多年的T型汽車生產(chǎn)線，也設(shè)立了汽車造型設(shè)計部門，開始了汽

16、車造型設(shè)計的研究。圖2.2 1934年款科萊斯勒 Airflow 根據(jù)仿生的空氣動力學(xué)原理設(shè)計，像一頭大犀牛流線型的設(shè)計使得汽車造型發(fā)生了翻天覆地的變化，迅速風(fēng)靡了整個世界，遍布了整個工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的領(lǐng)域，“流線型”成為“現(xiàn)代”的代名詞。圖2.3 薩博saab92汽車就像一只生動的海豚正是仿生設(shè)計的研究，揭開了世界范圍的產(chǎn)品設(shè)計的開端，流線型的設(shè)計激發(fā)了渴望現(xiàn)代生活的人們無窮的想象。雖然流線型的設(shè)計風(fēng)格二戰(zhàn)后走到了盡頭，很少有大的公司在對流線型感興趣，但流線型設(shè)計對于汽車設(shè)計產(chǎn)生的影響卻是永久的。作為流線型設(shè)計的要素之一，一體化車身外殼成為汽車設(shè)計的規(guī)范，迄今為止，所有汽車設(shè)計師都極大地受益于那

17、些流線型設(shè)計的開拓者。在流線型設(shè)計的大潮中，仿生設(shè)計作為汽車設(shè)計師的必要手段之一，造就了汽車設(shè)計的英雄時代。大眾公司的甲殼蟲汽車成為仿生設(shè)計經(jīng)典的神話。圖2.4 德國大眾的甲殼蟲汽車以它小巧可愛、獨(dú)一無二的外觀而聞名世界2.2 仿生設(shè)計與汽車車身設(shè)計的“尾鰭”時代20世紀(jì)的40年代到60年代，美國的汽車生產(chǎn)是史無前例的，設(shè)計師們?yōu)榱擞舷M(fèi)的潮流，熱衷于控制市場和刺激消費(fèi)欲望，拼命的將汽車推向時尚而豪華，設(shè)計師更多的在輪船、海豚、飛機(jī)等尋求設(shè)計靈感上的突破，在激烈的競爭當(dāng)中，魚的“尾鰭”開始成就了汽車設(shè)計的先驅(qū)通用汽車的設(shè)計師哈里厄爾的全新時代：老式的前車輪擋泥板融入了車身，整個車側(cè)面變得輕盈

18、簡潔，配上車的魚狀的“尾鰭”，構(gòu)成了美國汽車設(shè)計的全新時代。圖2.5 Cadillac 0 Cyclone Concept_1959在隨后的十幾年當(dāng)中，尾鰭成為美國汽車的大眾現(xiàn)象，各個公司試圖不斷變換尾鰭的造型和高度來戰(zhàn)勝對方，大量的鍍鉻件布滿了車身。“金錢購買夢想”已經(jīng)成那個時代的象征，人們將汽車設(shè)計師譽(yù)為英雄和夢想的提供者，在汽車發(fā)展史上，設(shè)計師地位第一次超越了工程師，這也是一個汽車設(shè)計走向揮霍浪費(fèi)的時代。圖2.6 “尾鰭”時代的汽車2.3 仿生設(shè)計與概念汽車設(shè)計潮流50年代開始，“夢幻汽車”開始頻頻出現(xiàn)在公眾的視野里，一種對于未來汽車造型和功能的概念車，在公司的品牌發(fā)展和市場銷售上都帶來

19、了深刻的影響，這種對概念車設(shè)計的追逐一直延續(xù)到了今天。當(dāng)時的概念車的主題還都是從科幻小說和各種生物中發(fā)掘靈感，使得汽車成為能夠上天、下海的交通工具，這些純展示用的概念車依賴于公眾對于汽車作為未來的象征和技術(shù)支配未來的憧憬。這些夢幻汽車成就了汽車設(shè)計師的輝煌時代，他們的想象力使得概念車成為50年代汽車文化的主流現(xiàn)象。圖2.7 早期的概念車更象人類的夢幻汽車，想象力超前圖2.8 別克 LeSabre 概念汽車當(dāng)然，今天的概念車也同樣承載著當(dāng)年的重任，但理性更多了一些，各家公司都沒有當(dāng)年那樣的狂熱，完全陶醉于設(shè)計的幻想當(dāng)中。但仿生設(shè)計在概念車設(shè)計上的成功體驗，使得半個世紀(jì)后，設(shè)計師仍然不斷地在這一領(lǐng)

20、域?qū)ふ倚碌脑O(shè)計靈感。2.4 仿生設(shè)計與肌肉感的汽車設(shè)計風(fēng)潮在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美國年輕人成為了汽車消費(fèi)的主力軍，他們的叛逆思想影響了汽車車身的設(shè)計，出現(xiàn)了崇尚具有肌肉感的車身設(shè)計的風(fēng)潮，在20世紀(jì)50年代，他們不再喜歡巨大花哨笨拙的汽車，追求“速度和運(yùn)動”成為設(shè)計的要素，“肌肉感”汽車成為廣受歡迎的產(chǎn)品，“肌肉感”車的車身曲線就像是發(fā)達(dá)肌肉的突起。1964年生產(chǎn)的福特“野馬”汽車，車身形態(tài)像一匹動感十足，充滿力量的野馬，其彎曲的車頭造型，充滿肌肉感的車身給人充沛的動力感。因此得名為“小馬汽車”，很多公司也都陸續(xù)推出了這樣的車身形態(tài)具有肌肉感的設(shè)計，一直持續(xù)到20世紀(jì)70年代初，瘋狂的小馬汽

21、車競爭才開始減弱，如圖2.9所示。圖2.9 野馬汽車在當(dāng)時為年輕人開創(chuàng)了一個自由并富于個性的時代2.5 仿生設(shè)計與現(xiàn)代汽車設(shè)計的形成70、80年代的石油危機(jī)、環(huán)保主義盛行等成為人們反對汽車的依據(jù)，汽車不再是現(xiàn)代和進(jìn)步的象征，當(dāng)時的人們對未來充滿了信任危機(jī)。對汽車看法的改變深深地影響了汽車設(shè)計師們，過去的繁榮期鼓舞著設(shè)計師邁向美學(xué)的極限，但在蕭條的年代不得不付出代價。汽車設(shè)計進(jìn)入了一個平淡無奇的年代，設(shè)計師將實(shí)用性發(fā)揮到了極致，高度的實(shí)用主義和謹(jǐn)慎性支配著汽車的外觀，也支配著汽車設(shè)計的方法，仿生設(shè)計的探索到了階段性的調(diào)整期，汽車造型到了彼此沒有多大區(qū)別的境地。90年代開始，汽車設(shè)計終于結(jié)束了無差

22、別的時代，日本的汽車設(shè)計重新振作起來。通過“復(fù)古”的概念重溫了汽車設(shè)計的英雄年代，創(chuàng)造了一系列全新的汽車類型學(xué)。他們認(rèn)識到：不同市場區(qū)域要求和渴望不同類型的汽車，汽車不再是現(xiàn)代的標(biāo)志，而成為一種生活精品。這種認(rèn)識賦予了設(shè)計師新的自由感，并迅速傳播到歐美，設(shè)計和市場銷售的聯(lián)系變得更加緊密，新的汽車技術(shù)也隨之不斷的產(chǎn)生。圖2.10 客貨兩用、造型酷似蝸牛的日產(chǎn)S-Cargo到如今，汽車設(shè)計走上了全新的發(fā)展道路，設(shè)計品牌化開始風(fēng)靡各個汽車公司，各個品牌的設(shè)計語言開始逐漸清晰，國際化的趨勢開始展現(xiàn)，但不同地域的特色也融入到國際化的浪潮中，許多車型開始重整雄風(fēng)，他向消費(fèi)者證明了汽車的英雄時代沒有結(jié)束，而

23、只是停下來歇息了一會。圖2.11 面向 21 世紀(jì)的寶馬 H2R 氫燃料汽車，設(shè)計的靈感來自海豚、企鵝的低阻圖2.12 凱迪拉克 Aera 概念跑車，應(yīng)用仿生學(xué)設(shè)計車門似雙翼21 世紀(jì)的汽車設(shè)計就像科幻小說一樣充滿了挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新構(gòu)造、新能源、新的生活方式使得汽車設(shè)計有了廣闊的天地，采用的手段越來越先進(jìn)，數(shù)字技術(shù)的廣泛使用不僅提高了效率，還開闊了設(shè)計師的視野，仿生設(shè)計這一有著成熟歷史的設(shè)計方法迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，簡單的形態(tài)仿生發(fā)展到功能仿生、機(jī)構(gòu)仿生的各個領(lǐng)域。三、仿生設(shè)計在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用3.1 汽車車身設(shè)計中的形態(tài)仿生設(shè)計仿生設(shè)計分為具象仿生和抽象仿生，車身仿生形態(tài)的具象設(shè)計，是使大

24、自然中的生物或物質(zhì)的一些形態(tài)特征的再現(xiàn)，在汽車設(shè)計開發(fā)過程中，早期汽車車身形態(tài)仿生設(shè)計是對外形的單純的模仿，并取得了很大的成功，對汽車造型設(shè)計起到了推動的作用，對整個汽車行業(yè)的進(jìn)步起到了決定的意義。具象形態(tài)具有良好的情趣性、親和力、自然性，使人樂意接受。車身仿生形態(tài)的抽象設(shè)計，在設(shè)計師對生物認(rèn)知的基礎(chǔ)上，提取抽象的形態(tài)特征，使之運(yùn)用到汽車車身形態(tài)設(shè)計上，使人們對車身形態(tài)產(chǎn)生視覺上的、心理上的正面影響和積極的情緒，這是汽車車身形態(tài)設(shè)計的最終目的。3.1.1 仿生物“形”的汽車車身形態(tài)設(shè)計汽車車身形態(tài)仿生設(shè)計中模仿生物的設(shè)計，可以體現(xiàn)在模仿生物的“形”特征上，如外形輪廓、局部造型等的物理特性。汽車

25、設(shè)計師在模仿生物造型的時候，主要提取的是生物個體或種類的概念特征。比如，在進(jìn)行汽車車身設(shè)計時，模仿生物的外形全部或局部輪廓，并經(jīng)過提取和加工這些造型特征，做到符合特定車身設(shè)計造型要求。模仿生物造型的汽車車身設(shè)計要突出個性上的不同，外部造型上的差異，如圖3.1所示。圖3.1 仿生物“形”的汽車為了延續(xù)大眾甲殼蟲汽車的輝煌，德國大眾在二十世紀(jì)九十年代，重新設(shè)計了基于老款甲殼蟲形態(tài)基礎(chǔ)上的“新型甲殼蟲”汽車，到目前為止，世界上有超過80萬的人駕駛著這一被稱為是世界上最負(fù)有盛名的“新甲殼蟲轎車”，這使歷史上經(jīng)典汽車設(shè)計又重新煥發(fā)出青春，并繼續(xù)成為歷史中最成功的車型設(shè)計之一，接著延續(xù)汽車世界的傳奇，如圖

26、3.2所示。圖3.2 新型甲殼蟲設(shè)計新甲殼蟲轎車的設(shè)計過程是一次徹底的對甲殼蟲生物造型的模仿。外形和內(nèi)飾的很多部分都應(yīng)用了這種對“形”仿生的手段，在整個車體內(nèi)部的控制面板上都廣泛的使用了這種仿生設(shè)計，可見“形”是非常關(guān)鍵的。在設(shè)計中仿生物“形”的特征要符合人體工程學(xué)的設(shè)計，只有這樣，對生物外形的模仿才能產(chǎn)生很好的效果。汽車設(shè)計師一定要把生物造型和車身形態(tài)有效地結(jié)合起來，繼續(xù)推進(jìn)汽車車身仿生形態(tài)的創(chuàng)新設(shè)計。3.1.2 仿生物“態(tài)”的汽車車身形態(tài)設(shè)計仿生物“態(tài)”的汽車車身形態(tài)設(shè)計，不僅要求汽車設(shè)計師對生物的體量、狀態(tài)等多方面進(jìn)行認(rèn)知和研究，還要掌握生物的動態(tài)平衡、重心、穩(wěn)定性的特征。所有的這些都會

27、產(chǎn)生意象聯(lián)想，直接對人心理造成影響。汽車車身造型多樣化，有些造型方正筆直大氣，有些造型圓滑光潤和諧，有些造型活潑動感，有些造型莊重安靜，這些車身表現(xiàn)出來的不同的風(fēng)格，其實(shí)都是汽車整體“態(tài)勢”表達(dá)的造型基礎(chǔ)，都是設(shè)計師善于觀察自然，從自然中提煉的結(jié)果。所以在汽車車身設(shè)計中，強(qiáng)調(diào)設(shè)計師要對不同的車型中“態(tài)”因素能夠做到很好的把握，如圖3.3所示。圖3.3 仿生物“態(tài)”的汽車英國SC5-RV前臉的造型設(shè)計源于非洲獵豹眼角下的斑紋標(biāo)記所表現(xiàn)出來的“兇狠”的感覺。外觀的造型設(shè)計圓滑，最大限度的減少風(fēng)的阻力，把獵豹肌肉組織結(jié)構(gòu)與車身造型設(shè)計理念很巧妙的融為一體，這種飽滿并富有張力的簡潔而小巧的仿生形態(tài)，必

28、將對新一代的小型車的設(shè)計帶來積極的影響，如圖3.4所示。圖3.4 英倫時尚型英倫SC5-RV3.2 汽車車身設(shè)計中的色彩仿生設(shè)計汽車車身色彩設(shè)計相對于形態(tài)設(shè)計和材質(zhì)設(shè)計來說，更趨于感性化，它的象征作用和對人們情感的影響力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于形和質(zhì)。在汽車車身色彩設(shè)計中，色彩運(yùn)用主要包括強(qiáng)烈的色彩運(yùn)用和中性色彩運(yùn)用，其中，強(qiáng)烈色彩主要指純度較高的顏色，中性色彩主要指黑、白、灰、金屬色和低純度顏色。汽車的顏色是整個汽車設(shè)計過程中非常關(guān)鍵的組成部分，汽車設(shè)計師一直是在觀察大自然中的豐富的色彩，尋找能帶來設(shè)計靈感的目標(biāo)，如圖3.5所示。圖3.5 叢林色彩汽車汽車車身設(shè)計中，色彩仿生設(shè)計要注意以下幾個方面：（1）

29、車身色彩仿生設(shè)計應(yīng)與本身屬性相適應(yīng)。（2）車身色彩仿生設(shè)計應(yīng)符合消費(fèi)者心理。（3）車身色彩仿生設(shè)計應(yīng)與所處的環(huán)境相協(xié)調(diào)。（4）車身色彩仿生設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)出時代性與企業(yè)的特質(zhì)。3.3 汽車車身設(shè)計中的功能仿生設(shè)計在汽車車身的設(shè)計中，能夠非常廣泛的體現(xiàn)功能仿生設(shè)計。隨著汽車發(fā)展變化步伐的加快，人們對于節(jié)能，環(huán)保，安全，速度的要求越來越高，這就要求設(shè)計師在設(shè)計時要全面考慮到這些因素，“在風(fēng)阻、防滑、材料、空間安排等方面作足夠的功課?！敝挥羞@樣，才能在汽車車身設(shè)計中科學(xué)合理的體現(xiàn)所需求的功能。圖3.6 福特S-MAX側(cè)通風(fēng)口、太陽能收集器、寶馬Lovos這款概念車福特S-MAX車身側(cè)面的通風(fēng)口，模仿魚的鰓

30、裂。“鰓型”設(shè)計并不只是單純的形態(tài)仿生，更重要強(qiáng)調(diào)的是其功能性。當(dāng)汽車高速行駛時，空氣會從汽車正面帶來很大的阻力，在車體的側(cè)面也會產(chǎn)生很大的摩擦力，“鰓型”的設(shè)計，減小了空氣對側(cè)面的摩擦力，還能提高高速行駛時汽車的穩(wěn)定性。在 2009 年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蝴蝶翅膀上的鱗片吸收太陽能的效率極高，科研人員應(yīng)用這一發(fā)現(xiàn)經(jīng)過科學(xué)研究，提高了太陽能電池收集陽光的能力，并研發(fā)出新型太陽能電池，經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，這種太陽能電池光能轉(zhuǎn)換效率是最高的。與之前相比，模仿蝴蝶翅膀的太陽能集熱器，更具效益性。寶馬Lovos這款概念車?yán)眠@一科技成果，突破傳統(tǒng)造型理念，車身外形猶如鱗片一般，整車鱗片可以在打開與合攏之間轉(zhuǎn)換，所有的鱗片通過機(jī)械構(gòu)造與車身相連，并且每一塊鱗片就是一片太陽能收集器，如圖3.6所示。3.4 汽車車身設(shè)計中的結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計所有的生物的生存都建立在一定強(qiáng)度、穩(wěn)定度和韌性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上。結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計是在了解生物自身內(nèi)部的組織模式和運(yùn)作模式的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)提煉并把這些元素應(yīng)用到我們的設(shè)計中。例如，普通的蜘蛛網(wǎng)和蜂巢，能夠承受強(qiáng)大的風(fēng)暴。未來的輪胎可以不需要充氣，Resilient 技術(shù)公司和威斯康星州大學(xué)麥迪遜分校聚合