基于车身侧视线条分析的汽车造型设计研究

摘要

为构建一种直观、快速分析交通工具造型设计的方法,对车身侧面线条进行提炼并归纳出3类关键曲线,即外轮廓线、分形线、内部分割线。结合奥迪A系4款车型,重点讨论外轮廓线与分形线的设计应用,通过外轮廓线定义车型、通过分形线表达设计定位、通过内部分割线完善车身细节。以一款车型设计为例,初步证明了该分析方法的合理性和可行性,结果表明:侧视线条分析是一种符合设计人员思维习惯的有效方法。

一、车身侧面曲线分析

1.车身侧面中的关键曲线

车身侧面的曲线根据位置和范围, 可概括为外轮廓线、分形线与内部分割线。
(1)外轮廓线。产品的外轮廓线也叫边界线, 通过二维特征传达出产品属性。产品的外轮廓线是用户视觉最先感知的部分, 除体现外形, 还能使观察者感受到物体的语义特征。
汽车车身侧面外轮廓线具有较强的表现力, 向使用者传递出汽车的造型信息, 通常所说的流线型轿车主要就是形容侧面车身曲线的流畅感。车顶线属于车身侧面外轮廓线的一部分, 一般由前挡风玻璃、车顶、后档风玻璃及后备箱的顶部曲线共同构成, 传达车型属性等特征。奥迪TT轿车的车顶线具有鲜明的跑车特征, 车型紧凑, 车窗窄小。然而, 敞篷版TT轿车中, 其经典的车顶线被破坏掉, 普通大众无法感受到其完整的车顶线线型特征, 这也是敞篷版TT轿车销售状况不如人意的原因之一, 如图1所示。



图1 奥迪TT及敞篷版轿车的车顶线示意图

(2)分形线。曲面之间的连接线或曲面上的转折线可称为分型线。分形线出现在产品整体造型中处于视觉变化的地方, 从视觉心理学上来说, 用户容易接受此处的非整体感设计, 有位置和曲折的变化。汽车造型中重要的分形线包括肩线及裙线等。
肩线 (国内常称腰线) 是侧窗下部贯穿车身前后的重要特征线, 如图2所示。肩线的走势能突出整车的风格。近年来, 各品牌汽车通过肩线来突出汽车风格及车型定位, 甚至用肩线来形成品牌独特的造型语言。



图2 肩线示意图

裙线和腹线指车门下部的造型特征线, 一般可将长而贯穿车身的曲线称为裙线, 短而上扬的曲线成为腹线, 如图3所示。



图3 裙线和腹线

(3)内部分割线。内部分割线是指产品中独立的结构部件, 满足产品结构或成形技术需要。在汽车车身侧面图中出现的内部分割线, 一部分是独立部件, 如车灯、车门、车窗、后视镜、把手、镀铬装饰线、防刮条, 还有一部分是受冲压工艺及装配限制导致的车身面划分。

2.车身侧面曲线分析

以奥迪A系列车型为例, 近年来, 奥迪一直在打造自己的品牌DNA, 但是通过车身曲线仍然能区分出车型, 了解不同车型的定位[14]。文中选取奥迪A系列车型中A1, A4, A5, A7型轿车, 分析其车身侧面的关键曲线, 如图4所示。



图4 奥迪A1, A4, A5, A7型轿车车身侧面曲线

整体上看, 奥迪各系列车型除了尺寸有一定区别以外, 设计手法也有一定的不同。以肩线为例, 虽然这4款车均始于前车灯末端, 从门拉手上方经过, 一直延伸至尾灯, 但是A1型轿车的肩线是一条直线, 与车前脸、车尾部的曲线连贯起来形成整车包围;而A5型轿车则是一条起伏动感的曲线, 结合前、后翼子板线突出了大号轮辋的运动和强悍, 增加了动感的视觉效果, 如表1所示。

表1 奥迪A1, A4, A5, A7型轿车车身侧面曲线分析



通过对奥迪A系列4款车型的车身侧面进行关键曲线分析可看出, 研究轮廓线、分形线的造型规律和曲线间的组合关系能够快速了解整车的造型特征、核心设计语义, 为把握品牌车型的造型发展趋势提供可能。

二、基于车身侧面曲线分析的汽车造型设计

设计人员可通过对侧面外轮廓线及分形线的形状、动态与空间趋势确定整车设计的造型定位, 通过对外轮廓线与分形线的变化和组合将汽车的功能合理性与外观审美性统一起来。

1.通过外轮廓线定义车型。外轮廓线具有属性特征, 根据表1的分析, 车身的外轮廓线是用户视觉最先感知的部分, 除了能体现造型, 更重要的是能使观察者感受到物体的整体造型特征, 设计人员可利用不同的外轮廓线影响车型设计的主要参数, 从而定义车型, 如图5所示。



图5 根据外部轮廓线定义车型

大部分以载人为主要功能的汽车外轮廓线都非常流畅, 能够反映出车身比例、车窗高度与车身关系、车的前脸与车尾等特征, 是识别车型的重要标准。同时, 设计人员可通过轮廓曲线的细节变化细分车型。如轿跑车外部轮廓线流畅, 各功能区域间曲线连贯, 尾舱盖线的上翘以表达稳定车身的设计意图, 而纯粹的跑车尾部曲线自然滑向车尾, 一般通过添加尾翼的方式实现车身的稳定。
2.通过分形线的形状、动态和空间趋势变化及组合强化车型特征, 表达主体设计思想。

2.1通过分形线强调造型特征

在车身造型中视觉变化的地方出现的分形线, 从视觉心理学上来说用户容易接受此处的非整体感设计, 结构分形线两端的曲面一般存在材质、色彩、工艺的差异, 使整体造型更容易记忆。如奥迪A1的驾驶室, 通过肩线的设计及不同材质的运用强调其动感风格, 对比强烈、特征明显, 用户从外观上较容易识别出该款车的造型特征。

2.2通过分形线的设计加强细节表现, 形成设计语言

通过对分形线的形状、材质、态势和空间曲折的变化及组合, 能够有效引导用户视觉, 是用户理解和欣赏车身设计、解读核心设计语义的关键, 如表2所示。奥迪A7的裙线在车尾部上扬与车灯结合, 给用户一种短尾的视觉效果, 引导用户从车头观察至尾灯, 更具动感的同时, 增加车身的细节设计, 形成了独有的造型特征。

表2 分形线的设计



2.3通过内部分割线的设计细分功能、完善造型

在车身造型设计中, 内部分割线需要与整车风格特征、设计语言保持一致。很多设计人员在设计初期不会将这些独立的结构部件作为关键部分来考虑, 但是随着设计的深入, 它们会显得越来越重要, 是细节设计的重要组成部分, 也是设计完成的关键, 设计人员可将这些独立结构通过设计手法的处理, 如不同的色彩、材质、肌理的应用及曲面的变化及穿插, 起到画龙点睛的作用。

三、基于车身侧面曲线分析的汽车造型设计应用

车身侧面曲线分析既是一种认识汽车设计、学习汽车设计的方法, 也是设计汽车、衡量设计作品与设计理念是否一致的重要指标。文中根据外轮廓线定义车型、分形线表达设计思想、内部分割线完善造型的方法进行概念汽车的设计。
根据设计要求, 提炼出4条关键曲线, 设计方法如下:
1.侧面外轮廓线设计。根据未来汽车发展趋势, 将汽车侧面外轮廓线整体打散, 分别强调前脸、车顶与车尾, 重点强化前脸设计特征, 并通过隐藏的A, B, C柱, 突出车顶线的整体感, 通过富于变化的车身侧面外轮廓线, 彰显概念车的科技感、未来感与美感。
2.肩线设计。遵循曲线美感进行设计, 给人一种灵动飘逸之感。同时, 在一定的程度上能降低车身的风阻。
3.腹线设计。车身腹线的设计延续整车的上扬走势, 同样也有风向导流、降低风阻的功能。
4.内部分割线。通过内部分割线划分功能、定义细节特征, 在车身前脸及尾翼处通过透明材质的运用定义整车的设计特征, 利用发光的轮毂加强整车的视觉特征, 使其更加容易识别。设计方案如图6所示。



图6 应用车身侧面曲线分析的设计方案

四、结论

文中提出了一种基于车身侧面曲线分析的汽车造型设计方法。该方法适用于汽车车身造型概念设计阶段, 研究结论如下:
1.以车身侧面中的关键曲线为设计起点, 将复杂的设计过程简单化、可视化, 能够快速形成多样化的设计方向及造型语言。
2.通过外部轮廓线定义车型, 分形线强调车型特征、形成核心设计语言, 内部分割线细分功能完善造型, 将汽车的功能合理性与外观审美性统一起来。
在未来的研究中, 可完善车身特征线系统, 将车身侧面曲线与其他车身特征线多维度结合, 将感性的造型设计过程加以理性的分析, 形成具有逻辑性的分析和设计方法。