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第二章 步入設計殿堂
我們已經走進了五彩斑斕的技術世界。在技術活動中，有一項極為重要的工作一一設計，它是所有技術活動的基礎。
讓我們步入設計殿堂，來認識設計、了解設計。
第一節 揭開設計的面紗
什么是設計？設計有哪些特點？
一、身邊處處有設計
提到設計，你是否認為這是科學家、專家、工程師的事情，與自己沒有什么關系？你是否只會聯想到雄偉的建筑，復雜的機器，神奇的電腦、飛船、導彈……其實，你只要仔細思考一下，就會發現：我們身邊處處都有設計。四季穿戴的服裝鞋帽，飲食使用的餐具、茶杯，寫字用的筆，照明用的燈，家中舒適的桌椅沙發，出門使用的交通工具……我們日常生活時時接觸的各種用品，哪一樣個是經過設計而產生出來的？如果要使各種用品更加滿足人們的需求，也要經過設計來解決。由此可見，人們的衣、食、住、行都離不開設計。
下面我們先看一看家用餐廳裝修設計的具體過程。

餐廳設計經歷了以下幾個步驟：
在日常生活中，類似這樣的設計活動大家也許都做過，只是沒有意識到而已。
在人類的生產活動中，設計是普遍存在的技術活動，任何一樣新產品，小自一粒紐扣，大到飛機、汽車、房屋、橋梁，都是經過人們的設計而產生的。
大家一定會問，各種各樣技術產品的設計與我們生活中的設計是一樣的嗎？我們也能設計工業產品嗎？其實，工業產品設計和我們日常生活中的設計過程與方法基本上是一致的，只不過前者設計 更為復雜，所召要的知識、技能更多而已。
下面我們再來看一看生態垃圾桶的設計過程。
將垃圾進行科學的分類和處理，是保護生態環境的重要措施。為此，工程師設計了一種生態垃圾桶（圖2-2），其目的是制作一個清潔、小巧、有個性的產品。
討論交流
分組討論生活中還可以提出哪些設計課題。

生態垃圾桶的設計經歷了這樣幾個步驟：
討論交流

讓我們一起比較分析上述兩個案例中的設計過程有哪些相同之處。

過程項目 發現與明確問題 制定設計方案 模型或原型制作 優化設計方案 編寫產品使用說明書
家用餐廳裝修設計
生態垃圾桶的設計

通過上面的討論，同學們會得出這樣的結論：家用餐廳裝修設計和生態垃圾桶的設計，其基本過程是大體一致的。
設計的一般過程是：

需要指出的是，上面是一個普遍的設計過程，不是一個規定的程序。在不同的設計過程中，這種次序可以發生變化，也可以產生反復。

試一試

你能舉出生活中1~2個技術設計的案例，并分析其設計過程嗎？

通過上面的案例分析，我們對設計開始有了一些了解。那么，什么是設計呢？設計有些什么特點？

二、設計及其特點
設計就是從確定的目標出發，經過一定的規劃、分析和決策，產生相應的文字、數據、圖形等信息的過程。簡單地說，設計其實就是問題求解的計劃過程。根據設計，可以通過實踐轉化為某項技術項目，或通過加工制造成為產品或作品。
讓我們先來看一看下面的案例。
新型削皮器是怎樣設計出來的？
20多年前，美國市場上供應的用來做烹該準備工作的削皮工具，使用起來很不方便，而且外觀難看，制作粗糙。一家生產家庭用具的企業通過市場調查，了解到人們需要一種使用方便，便于抓握，而且能體現某種新的美學觀念的削皮用具，于是組織人員進行設計，終于制造出了一種全新的普通削皮器（圖2-3）、產品投放市場后，很受歡迎。設計者從人們的反應中認識到，使用舒適，滿足人們追求更高的生活質量，是改善削皮器的主要方向。
人們在使用這種普通削皮薦的過程中，發現它存在需要進一步改進的地方。消費者需要一種上起來更舒服，有水時也能方便使用，而且用途更廣泛的新型削皮已。于是，這家公司抓住機遇，經過大量人機工程學測量，設計了一種理想的橢國形手柄，并在上面刻上鱗片，使食指和拇指能舒服地抓提，而且更便于控制。為了使手和削皮再有一種良好的技觸感，并確保有水時仍有足夠的摩擦力，設計者又找到了一種合成彈性元了橡膠（Santoprene）。這樣，削皮a具有足夠的彈性，可以讓人緊緊握住，又具有足夠的硬度保持形狀，能放在洗碗機里洗滌（圖2-4）。這種新型削皮器成功地運用了人機工程學和美學原理，采用了理想的制作材料，從而暢銷至今，深得人們的青睞。

問題思考：
新型削皮器的設計主要考慮了人們的哪些需求？
各種需求 你的知識
生理需求
心理需求
重質量需求
其他需求
分析上面的案例后，我們可以歸納出設計有如下特點。
⒈ 設計課題的源泉是人類的需求
人類為了適應生存環境，在不同階段會提出不同需求。一種需求滿足后，又會在此基礎上提出更新、更高的需求。設計的目的正是為了滿足人類的需求。
⒉ 設計的本質是創新
設計指的是一種新產品的創新活動。其目的是在給定的條件下，尋求最優化的方案，研究和創造新的產品、過程或系統。雖然這個目的可以在利用已知的元件、材料或原則的基礎上達到，但需要進行創新性探索，用新的、獨特的方法把這些元件、材料和過程有機地結合起來，以便達到功能上、質量上或數量上有創意的技術成果。
試一試：
分組對下列生活、學習用品進行創新設計。
用品 存在的缺點 創新設計目標 創新設計方案
文具盒 單層：文具多時擺放擁擠雙層：取下層文具不方便 雙面可開式雙層透明文具盒
插頭 兩腳插頭不能插三孔插座三腳插頭不能插兩孔插座 萬能式插頭
尖嘴鉗 張開不易 像剪刀一樣容易張開的尖嘴鉗
防風曬衣架 衣架容易吹到一起或吹落地 定位防風，防吹落的曬衣架

⒊ 設計的領域很廣泛
春、夏、秋、冬，　　人們穿著各種各樣的時令服裝。是服裝設計師設計了這些新穎的裝扮，使人們享受著舒適，顯示風采。
　　天上的飛機、地上的汽車、水面上的輪船……每天運載著人們南來北往。是機械設計師創造了多種多樣的現代交通工具，使人們的出行越來越方便。
　　一幢幢新房屋，凝聚著建筑設計師的汗水。層出不窮的新產品，閃爍著各行各業設計工作者的智慧……
　　各行各業的新變化，離不了設計的核心作用（圖2-5）。
　　設計的對象，個僅僅局限于新產品設計，還包括新技術的設計、新工藝方案的設計等；也不僅僅局限于個體產品的設計，還包括系統工程，如城市的規劃設計、地區的交通設計、工業基地的整體設計、大型工程的整體設計等。
　?、?設計工作需考慮多方面問題
　　設計主要是一項智力活動，必須考慮多方面的問題（圖2-6）?？傮w上講，主要考慮兩個方面的內容：一是解決好技術產品（如機械、設備、交通工具、建筑等）中物與物關系的問題，比如汽車的氣缸與活塞之間的關系、發動機與傳動機械之間的關系等；二是解決好技術產品與人階關系問題，建立以人為本的設計價值觀念，比如汽車的安全性、舒適性。美觀性等。

討論交流：
　　以生活中的一種日用品（如系、椅、書架、文具盒等）為例，要把它設計得更符合我們的要求，需要考慮哪些方面的問題？
　　⒌ 設計需要發揮團隊精神
　　一項成功的設計，需要市場調研人員、設計師、工程技術人員組成的團隊分工臺作，實現領域間的合作與互動，樹立以用戶為中心的產品觀念，共同關心產品的有用性、可用性和吸引力。只有這樣，才能最終實現設計的成功。
問題思考：
　　在設計過程中為什么要發揮團隊精神？
小資料：
技術設計的三種類型
　?、?開發性設計
　　在沒有先例的情況下所進行的獨創性的設計。
　　2 綜合性設計
　　利用現有技術及其原理，進行重新組合，使設計系統化、綜合化，從而創造出具有新功能的技術產品。
　　3 改進性設計
　　在總的方案原理保持不變的。情況下，對已有的產品進行局部變更，使其進一步滿足某些特定需要的設計。
　　三、影響外觀設計的因素
　　好的外觀設計令人賞心說日。一件產品的外觀是否漂亮、優雅，是否使人感覺安全、舒適，往往決定了它在市場上受歡迎的程度。那么，影響外觀設計的因素主要表現在哪些方面呢？
　?、?造形
　　物體都有形態，形態都由基本幾何元素組成。正確運用造形知識，就能設計出理想的物體外觀形態．
　　⒈ 平面設計的基本元素
　　點是最基本的元素。不同人小的點，下同的排列和密度可以產生人同的表現效果（圖2-7）。
　　線是各種形象的基礎。線可分為直線、曲線?？梢岳镁€條產生各種不同的效果（圖2-8）。
　　面是設計中非常重要的一個概念。面可以有不同的形狀、大小和方向。面的組合可以形成不同的效果，構成各種立體造型。生活中使用的各種物品，大都由不同的面組合而成（圖2-9）。
試一試：
　　利用點、線、面的特點，畫出不同的表現效果圖。
　?、?物體的對稱與平衡
　　對稱的形狀設計給人穩重、安全、規律的感覺，而不對稱的設計也能創造一種新穎、突破傳統的效果（圖2-10）。
　　此外，協調統，空間大理，體積適宜等，都是造型設計應該考慮的因素。
　　討論交流：
　　觀察一件對稱的物品和一件不對稱的物品，寫出你對這兩件物品設計的評價意見，并與小組同學交流。
　　評價意見：
　?、?色彩
　　色彩可以表達多種消緒，傳遞不同信息。潤色也是外觀形體設計的更要內容之一。
　　⑴ 各種色相給予人的抽象感覺如下表，可供設計參考。
色相 可能產生的抽象感覺
紅色 艷麗、熱情、緊張、歡樂．興奮、停止、危險、庸俗
橙色 熱烈、溫暖，陽光、希望、高興、刺激、精神
黃色 柔和、明朗、開心、生命、溫和、舒服
綠色 生命、青春、安寧、平衡、希望、新鮮、生長、前進、清爽
藍色 誠實、認真、沉著、涼快、寂寞、孤獨、深思、博大
紫色 高貴、神秘、夢想、女性化、哀傷、惦念、優郁
白色 純潔、單純、開放、潔凈
灰色 抑郁、冷酷、沉著、科技、冷靜、哀傷、曖昧、暗淡
黑色 中立、嚴厲、陰沉、莊嚴、遲鈍、不安、死亡、罪惡
　　⑵ 色彩的對比往往可以使設計的物品產生刺激性的效果。我們進行設計時，可以通過色彩的對比、不同亮度的對比和不同色調的對比來實現突出和刺激性的效果，以達到吸引別人注意的目的。
　　⑶ 色彩的和諧所產生的效果同對比恰恰相反，和諧的效果給人以安全、和平、舒適等感覺。希望產生和諧的效果，就應該選用相接近的色彩、相接近的色調、相接近的亮度來進行配色。
　?、?不同的材料具有不同的質感。色彩的巧妙運用可以仿造出某種材質的質感。用涂飾色彩實現設計者預期的材質感，是降低產品成本的手段。
討論交流：
　　選擇幾件你認為色彩處理較好的物品，把你的認識填入下表，并與小組同學交流。
物品名稱 你的認識


　?、?美感
　　什么樣的產品外觀是美的？可以從哪幾方面來評價？
　　產品的形式美是各種美的形式所具有的共同特征，有其共同的評價標準。
　　⒈ 動感
　　動感是設計者在作品中表現出來的一種帶有想像化的感覺。例如，自行車、摩托車、汽車等產品的流線型外觀，除了具有能減少空氣阻力的好處外，還能產生一種動感效果，增添了產品的攝力。圖2-12所示的飾物設計，利用活躍的線條創造出了動感。
　　
⒉ 節奏感
有規律的變化，可以產生出節奏感效果。設計者需要使自己的作品產生既安穩又不顯得呆板的效果時，就可以利用制造節奏感這一手段。例如，利用重復出現的形態配上間隔、空間、大小、方向等變化，就可以形成較好的節奏感效果。圖2-13所示的悉尼歌劇院就是根據上述原理設計的富有節奏感的建筑。
⒊ 方向感
具有方向感的物品，會平添幾分生氣，使其更具有意念和，清緒方面的表現力，如直上云霄的建筑，給人挺拔、宏偉的感覺。圖2-14所示是具有方向感效果的雕塑。
⒋ 比例
比例是指物體各個部分之間相互的大小關系、正確的比例既具有實用的價值意義，也能產生舒適的視覺效果。
　　根據黃金分割法則優化的比例，稱為黃金比例。按這個比例設計的長方形的寬度與長度之比為1：1．618。黃金比例被廣泛應用于各類設計中（圖2-15）。
　　某些產品，如兒童玩具等，為廠產生漫畫化和趣味性的效果，有時也有故意設計得不合比例。
　　前面講的物體的形態、色彩等都是評價美的重要標準。

　　技術美是功能、精神、材料、技術工藝、藝術等美感的集合．面不僅是停留在形式美感上。那么，工業產品技術美的基本內容有哪些呢？
　　討論交流：
　　選擇造型整體效果好的和欠佳的物品各一件，寫出評價意見，并在小組成員之間進行討論交流。
　
閱讀材料：
技術美的基本內容

　?、?功能美
　　功能美是指產品良好的技術性能所體現的合理性，它是科學技術高速發展對產品造型設計的要求。
　　產品的功能美有明顯的層次需求。如汽車的功能是運輸，但由于社會生產和生活對它的功能要求是多樣的，從而出現了具有不同功能的專用汽車（如轎車、貨車、消防車、救護車以及各種軍用汽車等）（圖2-16）。
　　產品優良的工作性能（如汽車的速度、穩定性、耗油量等）和使用性能（如汽車的操縱性、舒適性等）也是產品功能美的表現形式。
　?、?材質美
　　材質美指選取天然材料或通過人為加工所獲得的具有審美價值的表面紋理，它的具體表現形式就是質感美。
　　不同的材質或表面形狀產生不同的質感，例如，粗糙的墻壁表面產生原始、樸素的感覺；磨砂玻璃有一種神秘、安全和浪漫的感覺；光滑的表面具有明快清晰的質感；不同的材料、如金屬、木材、塑料、布料等，都具有各自不同的質感（圖2-17）。
　?、?結構美
　　結構美是指產品依據一定原理而組成的結構系統產生的美感、結構既包括產品內部組織、也包括產品各組成部分的合理配合和排列。如飛機、火箭、汽車、船舶等高速行駛的工業產品，在結構上實現低阻流線體人 當然，這些新的結構形態也產生新的美學特征，俗稱流線美。
　?、?工藝美
　　產品零部件加工的方法和表面涂飾的方法通稱為工藝、任何產品要獲得美的形態，必須通過相應的工藝措施來保證。制造工藝主要是指產品通過機械精整加工后，材料表面在有潤滑油保護的情況下．可以保持長期的光潔特征，體現出工藝精致的外觀。
　　裝飾工藝主要指對成型產品進行必要的涂料裝飾或電化處理、以提高產品的力學性能和審美情趣，給人以舒適美麗的感覺。
　　把先進的精密加工手段在產品上反映出來。不僅能體現現代各種加工工藝和裝飾工藝的先進性，而且也可以體現產品的時代美感。
　?、?色彩美
　　工業產品的色彩比形體對人的視覺更有吸引力，色彩在產品造型中具有先聲奪人的藝術魅力，人們在觀看物體時，色彩因素始終處于首位。
產品的色彩美感應表現為產品色彩組合的秩序與產品功能、人的生理、人的心理等因素的一致，有著強烈的時代性（圖2-18）。由于科學技術和社會生活的發展，人們對色彩的需求也在不斷發生變化。
　　⒍ 舒適美
　　舒適美是指人們在使用某產品的過程中，通過人機關系的協調一致而獲得的一種美感。
　　產品設計通過舒適美的研究，使人與機器的關系更加和諧，并把勞動過程變為勞動者自我美育和精神享受的過程．充分發揮人機關系的使用效能。舒適美主要是通過人的生理感受（如操作方便、使用舒適、不易產生疲勞等）和心理感受（如形態新穎、色彩調和、裝飾適當）兩方面來體現的，、其中更側重生理上的感受（圖2-19）。
　　⒎ 規范類
　　產品的造型必須符合生產工藝流程，符合大規模、標準化、通用化和系列化的現代特點。產品零部件標準化所形成的外出尺寸整齊劃一，表現出強烈的邏輯性和秩序感。這就是規范美所在。
試一試：
　　選擇一個你熟悉的技術產品，按照技術美的標準對其進行評價，并撰寫一篇小論文。
　?、?人機工程學
　　人機工程學是指以人的活動范圍及人體各部分或各種動作、姿勢所需的尺寸范圍為基本條件，在設計時考慮使人安全舒適、操作便利的尺寸形狀。例如，座椅設計得好可使人坐著舒服，活動方便。分析下面的設計有什么問題（圖2-20）。
　　設計座椅應考慮的因素如圖2-21所示。
　　在設計過程中，人們往往會遇到人機工程學的問題。尤其是設計操作手柄之類的形狀、尺寸、位置時，或涉及人體活動空間、光線環境時，更應認真處理。
　　技術實習：
　　選擇一件生活日用品（如臺燈）．根據你現有的設計知識、畫出設計草圖，使之更符合我們生活、學習的要求。
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