以用户认知为导向的智能化汽车造型设计探究

摘要

智能化汽车的研发与设计是信息化时代汽车工业的发展方向。本文在对智能化汽车进行界定和汽车造型的认知解释基础上,通过调研获取用户认知的智能化汽车造型代表样本,并对典型样本进行对比分析,得出智能化汽车与量产车的差异,以及在汽车造型上智能化汽车一些典型特征。

一、智能化汽车的界定

智能化汽车是运用云计算、现代传感、通讯、自动控制等先进技术, 将环境感知、路径规划、辅助驾驶等功能集于一身的综合性系统。有助于解决当今社会城市交通拥堵、事故频发、能源紧张、环境污染等现实问题。

(一) 车身总体布置

智能化汽车的发展处于电池关键技术不断突破的时期, 越来越多的智能化汽车选择了清洁环保的电能作为动力来源, 相对于传统汽车, 在动力、传动方面省去了很多机械传动杆件, 这就表现出与现有化石燃料动力汽车很大的不同, 车身总体布局上有了很大的自由度, 在造型上也有巨大的空间突破。目前驱动汽车的电池都是成组串联在汽车的底盘之上, 相当于传统燃油动力汽车的油箱, 电动机相比燃油发动机占据的车身位置要少很多, 汽车的轴距进一步变长, 使整车造型在视觉上更加稳定。独立的电动机的配置可以将汽车各个轮胎进行单独驱动, 搭载姿态控制系统时, 在驾驶失控情况下, 四轮独立驱动能快速帮助车辆恢复到正常行驶状态。

(二) 车辆操作方式

1. 驾驶方式

智能汽车搭载了先进的传感器、控制器、执行器等装置, 在汽车接通互联网与物联网的同时, 具备了复杂环境的感知, 智能化决策和自动化控制等功能。改变了一直以来由人来操控汽车的驾驶方式, 让汽车从单纯的交通工具变为可以载人的移动的智能终端。

2. 车载系统及内饰的变化

传统车载系统功能单一, 以空调、收音机与CD播放器为主, 操作方式主要通过物理按钮实现, 使用者和车载系统之间处于操控式交互。智能化汽车的车载系统在整合了传统汽车的功能之外, 还搭载了语音识别系统, 手势识别系统或面部表情识别系统, 通过自主学习和大数据分析掌握用户的使用习惯, 为用户带来意想不到的便捷。

二、汽车造型的发展史及认知规律

(一) 汽车造型的发展史

汽车被发明制造已有百年历史。20世纪初福特T型车的出现, 改变了汽车在造型上对马车的仿造, 但是箱型车厢空气阻力大, 汽车速度受到了很大的限制。1911年英国人卡门开始对涡流进行研究, 汽车开始出现流线型风格, 大众的甲壳虫成为这一时期的代表。第二次世界大战之后, 人机工学开始兴起, 汽车设计引入了人机工学, 采用了将乘坐区域放置于前后轴之间的设计, 这样的造型被我们称之为船型车。20世纪70-80年代, 为了进一步的减小空气阻力, 又不让车速过快时降低行车的稳定性, 汽车楔形车身被研发出来。目前的汽车在楔形车的基础上加上了上翘的车位, 用来消除汽车在行驶时尾部产生的乱流。在智能化普及的今天, 汽车造型又开始了新一轮的变革。

以宝马的概念车i_Vision与宝马的量产系轿车做对比可以发现在继承宝马前脸传统的“双肾”进气格栅的同时将“双肾”的造型做了简化处理, 取消了电动车所不必要的前进气格栅, 但又在形式上保留了前进气格栅所在位置的形式感, 可以说是造型服从功能的经典案例 (如图1) 。

(二) 汽车造型的认知解释

汽车造型是汽车外形设计的重要组成部分, 而汽车造型的认知又分为比例、姿态和图形。比例是汽车造型的基础, 用户对与车型和功能的认知主要是通过车身比例, 例如SUV相比较于超级跑车有着更高的车身和更大的内部空间。设计师通过比例对汽车的车型和使用途径进行分类设计。就像艺术家对人体进行塑造的时候, 使用人物的头作为比例单位来把控人体的比例关系, 设计师在对汽车比例进行计算的时候使用轮胎作为测量单位来确定汽车的比例 (如图2) 。



图1 BMW I VISON与BWM6系





图2 通过轮胎的作为汽车比例的测量单位



图3 用户认可的10个智能化汽车造型样本

姿态是汽车在静止时给人们感官上的趋势感, 涉及了态势和通过性以及车身视觉中心。通常情况下姿态是由工程上的因素所决定的, 但是在车身造型上对不同的设计元素进行处理, 可以在心理上造成一种动态不均衡的趋势。设计师运用姿态来控制汽车造型的语言风格。

图形是由线条构成的。人们对图形的认知不仅是部分之间简单的合成, 而是将部分作为完整的形体获得认知图形。对于图形间的逻辑关联我们有着天生的识别能力, 这种能力不仅仅适用于闭合图形中, 也被我们用于识别某种风格特征, 设计师们通过人们这种特性来设计汽车的前脸和局部特征, 例如宝马的双肾进气格栅, 让用户可以在很短的时间内识别出不同品牌的产品。

三、智能化汽车造型的筛选与设计分析

(一) 智能化汽车的造型筛选

智能化作为一个技术概念已经深入人心, 怎样的造型才符合智能化汽车应有的定位成为研究智能化汽车造型的首要问题。笔者通过调研对智能化汽车造型特征进行了分析。调查问卷将不同时期的100个汽车造型样本分为10组, 每组里随机放置了10辆不同年代不同品牌的汽车样本, 一来可以更客观的让被试去选择每个组里最具有智能化特征的汽车, 二来可以避免样本过多被试者敷衍测试。被试人群为不同高校工业设计专业大三学生, 都对智能化的概念有着较好的了解。通过30名被试者对100个汽车样本的智能化造型认知测试之后, 笔者将被试者选取的样本按受认可程度由高到低进行排序 (如图3) 。

(二) 智能化汽车典型样本的造型分析

我们首先分析排序为1号样本的造型特征, 1号样本为奔驰公司在2010年发布的概念车Biome Concept (下文简称Bio) , 概念原点是生物的成长, 这款概念车的设定是在土地里和植物一样是被种植出来的, 造型上也充分将生物体的特征与车身元素很好的进行了融合。我们可以将它与奔驰Mercedes-AMG GT C Roadster (下文简称GT) 以视觉认知为基础进行比例、姿态和图形上的比较 (如图4) 。

用来分析智能化汽车与传统汽车的异同。两车有着类似的轴距, 但是Biome Concept的车轮更加趋近于车身的两端。这是因为使用电动驱动, 电动机可以安装在每个车轮的轴承上, 给乘坐人员带来了更大的乘坐空间, 在侧面的剪影上Bio比GT前挡风玻璃更加靠前, 可以发现Bio比GT有着更加协调的比例。姿态上Bio的视觉重心位于车身的中前端给人一种向前姿态, 而GT偏后的视觉重心则给人以优雅的姿态, 两者虽然姿态有所不同, 但是都带人人们协调的感觉。形面上相比量产的GT, Bio更加饱满, 与众不同, 富有个性。在细节的处理上Bio显得更加的精致, 因为这款概念车的设定是从土地里生长出现, 所以不存在零件装配留下的缝线, 而GT作为量产车无法完全抛开制造工艺的束缚, 相比之下显得不够精致。对其他样本的分析也发现有类似一些特征。



图4 Biome Concept与Mercedes-AMG GT C Roadster视觉重心对比

四、展望

在分析与研究智能化汽车造型的过程中, 我们可以看出, 以用户认知导向筛选出的智能化概念车与传统汽车相比, 比例更加协调, 形面更加饱满, 造型特征更加个性, 细节更加精致。这对正在转型升级、创新发展的中国汽车制造业有着一定的借鉴意义。在今后的研究中将使用更多的实验和调研, 去获取客观的数据, 从而更进一步对智能化汽车造型进行更加精准的分析和设计。