产品造型设计复习资料

第1章

工业产品造型设计是一门涉及工程技术、人机工程学、价值工程、可靠性设计、生理学、心理学、美学、市场营销学及CAD等领域的综合性学科。

发展时期：第一时期——19世纪中叶至20世纪初

第二时期——20世纪20年代至50年代

第三时期——20世纪50年代后期至今

★现代产品观念——产品是为了满足人们的某种需求而设计生产的具有一定用途的物质产品和非物质形态的服务的总和。产品包含实体、形式、延伸。

工业产品造型设计的要素，主要有功能、物质技术和艺术造型3个基本要素。

①功能。是指产品的功用，是产品赖以生存的根本所在。

②物质技术条件。包括材料、制造技术和手段，是产品得以实现的物质基础。

③艺术造型。是指综合产品的物质功能和技术条件所体现出来的精神功能。

产品的三要素同存在于一件产品中，它们之间有着相互依寸、相互制约和相互渗透的关系。

产品造型设计的任务

对批量生产的工业产品，赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格。

简单而言，产品造型设计的任务就是确定结构和形状——赋予材质——选择产品色彩，最终创造出符合人们使用需求和操作功能，并同时满足形态、色彩、视觉和情感需要的产品。

为了达到这样的目的，我们需要掌握的知识体系有：美学法则；色彩设计；人机工程学等。

产品功能主要包括物质功能和精神功能两个方面。物质功能，一般指产品的实用功能和对环境的功能（系统与环境是外部联系的）；精神功能，包括产品的美学功能、象征功能和对社会的功能。

实用功能即是指产品的具体用途。环境功能是指对人和放置产品的场所影响，周围环境条件在人和产品方面所发生的作用，其中物理要素是环境功能的主体。（生态平衡，保护环境）

美学功能是产品的精神属性，它是指产品外部造型通过人们视觉感受而产生的一种心理反应。

社会功能对社会或社会环境产生的作用。

产品的物质技术条件：

①材料：实现造型的最基本物质条件。

②结构：指系统内部诸要素的联系。（舒适，安全，省力和高效）

③机构：是实现产品功能的重要技术条件之一。

④生产技术和加工工艺：是产品设计从图纸变成现实的技术条件，是解决产品设计中物与物之间的关系（如产品的结构和构造、各零部件之间的配合、机器的工作效率、使用寿命等问题）的技术手段或途径。

⑤经济性：通常制约造型方案的选用，加工方法的选择和面饰的采纳。

产品造型：产品的艺术造型是产品设计的最终体现。

工业产品造型设计的3个基本原则是实用、美观、经济。实用是产品的生命，美观是产品的灵魂，经济则是两者的制约条件。

实用：指产品具有先进而完善的物质功能。产品的用途决定产品的物质功能，产品的物质功能又决定产品的形态。功能范围即产品的应用范围；工作性能通常是指产品的功能性能，如机械、物理、电气及化学等

性能；产品的物质功能只有通过人的使用才能体现出来。

美观：指产品造型美，是产品整体体现出来的全部美的综合。美观主要包括产品的形式美、结构美、工艺美、材质美和产品体现出来的强烈的时代感和浓郁的民族风格等。

经济：产品的商品性使它与市场、销售和价格有不可分割的联系，因此，造型设计对于产品价格有很大影响。

工业产品造型设计方法论包括3个基本问题，即技术与艺术的统一，功能与形式的统一、微观与宏观的统一。

第2章

系统论是美籍奥地利理论生物学家贝塔郎菲首创的一门逻辑和数学领域的科学。

系统设计思想的核心是把工业设计对象及其有关设计问题，如设计程序和管理、设计信息资料的分类整理、设计目标的拟定、人——机——环境系统的功能分配和动作协调规划等视为系统，然后用系统论分析的概念和方法加以处理和解决。

系统方法的显著特点是整体性、综合性和最优化。

整体性是系统论思想的基本出发点，即把事物整体作为研究对象。

综合性有两方面的含义：一是任何系统都是一些要素以特定目的而组成的综合体，如建筑就是功能、环境、技术、人文、艺术等组成的综合体；二是对任何事物的研究者必须从它的成分、结构、功能、相互联系方式等方面进行综合系统考察。

所谓最优化，就是取得最好的功能效果，即达到选择出解决问题的最好方案的目的。

现代工业产品的系统化设计是把产品的开发设计、生产制造、市场销售3个方面作为一个统一的整体考虑，并运用系统工程的方法进行系统分析和系统综合从而使产品的设计工作更有效、更合理地推进和展开。

在开发一种新产品之前，先进行需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计参数和制约条件，最后作出详细的设计要求表，作为设计、评价和决策的依据。

需求可能由用户提出，也可能由设计、经营人员分析得出。

调查研究：市场调查、技术调查、社会调查。

设计要求

①产品开发的必要性，开发产品的种类、寿命周期、技术水平、经济效益和社会效益分析，销售对象、销售情况预测。

②用户对产品功能、用途、性能、形态、色彩、价格、使用维护等方面的要求，有关产品的国内外水平、发展趋势。

③为了开发该产品需解决的设计、制造工艺、产品质量等方面的关键技术问题。

④投资费用、开发进度及经济效益的估计和预算。

⑤现有条件下开发的可能性及准采取的有关措施。

人性是人的自然性和社会性的统一。

产品的人性化设计是现在工业设计的大趋势。

人性化设计观念用考虑主要因素：动机因素、人机工程学因素、美学因素、环境因素、文化因素等。

动机因素：产品设计的出发点是满足人的需要，即是问题在先，解决问题的设计在后。人的需要层次可分为以下5个层次：生理的需要、安全的需要、爱和归属的需要、尊严的需要、自我实现的需要。一般而言，与设计关系最为密切的需求因素可归纳为3个方面：生理性需求、心理性需求和智能需求。

生理需求是人们生活、生产、劳动、工作中必要的需求。

审美需求、归属需求、认知需求和自我实现的需求都属于理性需求的范围。

智能需求是一种无形的但却对人有重要意义的需要。

人性化设计观念首先考虑的是人们需求的动机因素，其次即是人与产品之间的关系因素，这方面的因素就是人机工程学因素。

人机工程学因素主要包括：运动学因素、动量学因素、美学因素、心理学因素。

美学是一种研究和理解“美”的学问。包括：视觉感受和视觉美的创造、审美观和美感表现、听觉感受和听觉美的创造、触觉感受和触觉美的创造、美的媒介及其美学特性的发挥、美的形式、美感冲击力和人的适应性、美学法则和方法等。

通常环境对产品设计的影响包括微观和宏观两个层次。所谓微观层次，是指产品使用的实际环境，它对产品设计的影响往往是显性的。所谓宏观层次，是指从更大的方面看产品所处的特定的时空，它对产品设计的影响一般是隐性的，如法律、法规、社会状态、文化特点等的影响。

文化因素也是环境因素的一个重要方面。

人性化设计的表现形式：产品造型的人性化设计、产品色彩的人性化设计、产品材料的人性化设计、产品功能的人性化设计、产品名称的人性化设计。

可靠性是衡量系统或产品质量的主要因素之一。所谓可靠性，是指系统、产品或元件、部件等在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。“规定的时间”是可靠性定义中的重要前提。

产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率定义为可靠度R（t），失效的概率定义为不可靠度F（t）。可靠度与不可靠度为互逆事件。R（t）+F（t）=1 通常情况，R（t）≧0.90时，即表示可靠度比较高。

失效率是指工作到某时刻尚未失效的产品在该时刻后单位时间内发生失效的概率，用λ（t）表示。失效率的观测值为在某时刻后单位时间失效的产品数与工作时刻到该时刻尚未失效的产品数之比。

平均无故障工作时间（MTBF）是指对于可以修复的一个或多个产品在它使用寿命期内的某个观察期间累计工作时间与故障次数之比。

有效度是指在某个观察期内，产品能工作时间对能工作时间和不能工作时间只和的对比。

影响系统可靠性的因素：系统完成的功能容量和精度（主要功能参数变动范围）、系统工作要求的寿命和外界条件的干扰、组成系统的结构和元件的质量。

提高产品可靠性的途径途径主要有3个方面，即设计、生产加工和使用维修。从设计方面来看，主要有以下3个方面：人机系统综合考虑、简单性与冗余性辩证分析、原材料与零部件有机选配。

★工业产品的美有两个显著特征：一个是产品外在的感性形式所呈现的美，称为“形式美”，另一个是产品内在结构的和谐、秩序所呈现的美，称为“技术美”。形式美和技术美两者的要素相互联系。

所谓形式即元素间的构成关系和逻辑关系

形式美法则:（1）对称与平衡（2）对比与调和（3）比例与尺度（4）节奏与韵律（5）变化与统一 (6)稳定与轻巧

对称——形体用对折，基本上可以重叠的图形，或镜面反射所映出的一对左右对称的形体。他们是等形等量的形体。如：自然界中的物体、人。特点：稳定统一、井然有序、庄严平静的视觉感受。缺点：拘谨生硬、单调平乏。

对称的类型：双侧对称、移动对称：平移对称、旋转对称

平衡——从视觉上来讲是指一种等量而不等形的平衡状态，平衡是一种比较自由的重复形式。

特点：富于变化、趣味、灵巧、生动、活泼、明快有变化的统一的形式美感。

形状均衡、色彩均衡、态势均衡

对称与平衡的法则来源于人类对自然属性的认知，是人类发现和运用最早的法则。

产品设计采用对称的形态。一方面是产品功能所要求的，如飞机、汽车、火车、轮船等；另一方面是对称形式造型，可给人们增加心理上的安全感，使产品的功能与造型获得感受上的一致，产生协调的美感。

在产品形态设计中，对称是绝对的，它是一种同形同量的实际均衡。均衡是相对的，是对于对称的破坏，是一种视觉上的对称。然而，均衡形式支点的两边体量距是相等的，因此，它又是对称的保持，是对称形式的发展和变化。

在产品设计中，要达到均衡和对称的视觉效果，可以从以下几个方面去处理。

产品本身的形态均衡

利用色彩的轻重感觉

利用材质的轻重感觉

利用支点的位置调节产品的均衡效果

利用装饰的效果

对比与调和是造型设计中最常用的一种手法。通过强调各种因素的差异，达到造型丰富、有层次的变化统一效果。

对比的类型：

形的对比：大小对比、形状对比

明暗与黑白对比：光影造成的明暗关系是我们识别物象的基础，也是借以表达物象的手段。

虚实对比虚——模糊、清淡、稀疏、松软

实——清晰、明快、浓重、密实、坚硬

虚——退、隐晦、松弛、含蓄

实——进、张扬、紧张、强调

疏密对比

动静对比

色彩对比

体量的对比与谐调：体量对比一般是指大小不同所发生的对比关系。构成产品各部分的体量主要是由产品的功能结构要求所决定的，但可适当地调整各部分的体积，做到相互衬托、互相弥补。

形状的对比与谐调：形状对比在产品设计是较为常用的设计手法。原因有二：其一，产品各部分的结构不

同，产生了多种结构形态，将这些不同的结构形态加以整合，就需要运用形状对比的法则。其二，为了丰富产品的线条的对比与谐调。

线条的对比与谐调：产品中线的存在形式有：面与面的相交线、结构线、不同颜色的相交线，以及装饰线；还有曲面轮廓线、高光线以及明暗交界线整体造型，为了达到功能与美的和谐，设计师需要运用形状对比的法则。

虚实的对比与谐调：在产品设计中虚实的对比与谐调，是使产品具有更明显的空间感的设计手法。

方向的对比与谐调：在造型设计中，应用方向的对比可以使产品造型更富有变化，形成空间立体交错的视觉效果。

质感肌理的对比与谐调：将不同质地的材料，或同种材料经不同的工艺处理形成不同质感的表层组合在一起，形成产品外形表面的质地对比关系，在一定程度上增加了造型的变化，起一定的装饰作用。

色彩的对比与协调：色彩作为产品设计的相关要素，对其具有相当的影响。一般来说，一件产品采用的颜色不能太多，且不宜大面积使用互补色。

材质的对比与调和：使用不同的材料可构成材质的对比。材质的对比主要表现为人造材料与天然材料的对比；金属与非金属的对比；粗糙与光滑材料的对比等等。

比例与尺度：美的造型都具有良好的比例和合适的尺度，造型体的比率美可以认为是一种用几何语言和数学词汇去表现现代生活和现代科学技术美的抽象艺术形式。正确的比例尺度是完美造型的基础。

比例的确定，一般是先从整体大的比例关系上推敲，当大的比例关系基本确定之后，再推敲细部及局部的比例，最后协调局部和整体之间的关系，使细部与整体完美的统一起来。

比例指的是产品造型的局部与局部之间、局部与整体之间的大小对比关系以及整体或局部自身的长、宽、高之间的尺寸关系。

比例是人们在长期的生活实践中所创造的一种审美度量关系，是一种以数比的形式来表现现代生活和现代科学技术美的理论。

黄金分割比列0.618

产品的比例与尺度是产品功能部件之间的相互关系以及与整体之间的大小关系。

产品的形态设计必须具备合适的比例和合理的尺度，是实现产品功能与形式以及各个部分形式美的最基本的、也是最重要的前提之一。

尺度是产品的局部与人体或者整体与人体之间的比例关系，所以尺度没有一个固定的比值，必须根据使用者的身体尺寸的大小来确定。

人体的各个关节之间都有一定的比例关系，这个尺寸范围可以用人体的模度比例来表示，人体模度比例是以人体尺度为基础，选定人体上身的手臂、头顶、脐、下垂手臂4个部位作为基准点，测出它们与地面的标定距离分别为226cm、183cm、113cm、86cm，利用这4个基本尺寸，再分别标出相应的其他数值，从而形成两套相加级数比级数(又称弗波纳齐级数)。

一般来讲，尺度是相对固定的，因此，在产品造型设计中，一般应先设计尺度，然后再推敲比例关系，比如，电视机的设计，从视觉生理特点出发及使用环境考虑，其屏幕的大小自然就被限制在一定大范围内。

节奏是指事物运动过程中有秩序的连续或重复。或者说，节奏是由相同或相似的单元在一定范围内重复出现而产生的一种连续或流动的感觉。

在节奏基础上所产生的变化，就形成了抑扬顿挫的韵律。韵律是产生了某种韵味的节奏。在产品形态中，元素在重复过程中发生变化，节奏依然成立，并可以形成韵律。

韵律是以节奏为基础，有情调、有变化的节奏，它比节奏更富有魅力。

★节奏和韵律的关系：

节奏是韵律的基础，韵律是节奏的丰富。

节奏强调的是秩序，韵律突出的是生动。

节奏与韵律都是指的相同因素的不断出现构成事物的整体性、秩序性、规律性、生动性。节奏是简单的重复，韵律是有变化的重复。

韵律美的存在形式有五种：

1)连续的韵律：以一种或几种要素连续的排列；

2)渐变的韵律：连续重复的要素按一定的规律逐渐变化；

3)起伏的韵律：保持连续变化的要素时起时伏，具有波浪状的韵律特征；

4)交错的韵律：连续重复的要素相互交织穿插，产生时隐时现的韵律美；

5)发射式韵律：造型要素围绕一点，犹如发光的光源一般向外发射所呈现的视觉现象。

变化与统一：视觉艺术中的统一，是指设计作品所体现出的整体性与一致性。形式的统一是对各种对比关系度的把握与协调，从而达到的和谐效果。

形式美的最高法则，就是“和谐一致”的美。

统一与变化是一对相互矛盾的有机体。

统一是寻求内在联系，是追求形态的完整性、整体性。

变化则刚好相反，是寻求差异性，追求形态的变化。

统一给人以和谐、有秩序的心理感受，因而产生愉悦感。

变化给人以生机、活力、生动的心理感受。

统一与变化法则，是要让我们在设计时，既要追求产品形态的统一，又要具有一定的变化，使其不过分整体或完整。也就是：在统一中求变化，在变化中求统一。光有变化没有统一，产品就会杂乱无章；光有统一没有变化，产品就会单调枯燥。

稳定与轻巧：稳定和轻巧是指产品上下之间的轻重和大小关系。

稳定是指产品在使用时的稳定性和视觉上的安全感,但过于安定则会导致笨重。

轻巧则是指产品的体量小、质感轻,使用轻盈、灵活。

稳定与轻巧之间的关系，常常难以量化，往往要凭设计师的视觉感受。一般来说：形体小、质轻的：要着重处理安定；形体大、质重的：要着重处理轻巧。

设计师要权衡两者的得失，根据产品的功能、材料和使用对象等作出恰如其分的处理。

轻巧的心理基础：使产品看起来更容易搬动。

第3章

★形态大体可分为现实的和抽象的两类。现实形态又分为自然界原有的自然形态和人手加工出来的人为形态。抽象形态又称概念形态。

概念形态是概念元素的直观化。概念形态只是一种形态创造之前在人们意念中的感觉。

自然形态是指自然界客观存在、由自然力所形成的形态，如山峰、河流、浪花、彩虹等非生物形态，以及树木、花草、飞禽、走兽等生物形态。

人为形态是指人类为了某种目的而使用某种材料、应用某种技术所加工制造出来的形态，如生活用品、艺术作品、劳动工具和各类建筑物等。

人为形态又可再分为内在形态和外观形态两种。内在形态主要通过材料、结构、工艺等技术手段实现，它是构成产品外观形态的基础。外观形态是指直接呈现于人们面前、给人们提供不同感性直观的形象。所以说，内在形态直接影响着产品的外观形态。当然，产品的内在形态和外观形态是相互制约和相互联系的。

工业产品造型都是人为形态。

人类创造的产品大致可分为以下3中形态：原始形态、模仿自然形态、抽象几何形态。

形态构成中最基本的形态要素是点、线、面、体、空间、色彩、肌理等。

点可分为概念的点和实际存在的点。点是一切形态的基础，从造型上说，点是具有空间位置，并且具备大小、面积、形态、浓淡甚至方向等性质的视觉单位，它可以用作各种视觉表现。

概念点是几何学上的点，只有位置没有形状和大小。实际存在的点是指视觉上的细小的形象。

产品形态中的点是有大小和形状变化的。

点的大小是相对而言的，同样大小的点在不同环境中感觉是不一样的。

与实点相反，虚点是由四周的形包围，中间留下的空白所形成的。

★点的属性：点是力的中心、点在画面空间中具有张力作用、点具有一定大小、点具有一定的形态。

线是点移动的轨迹。线是具有长度的一维要素。线是描绘物像最基本的造型手段。线在画面上可分为直线、曲线。几何学上的线没有粗细，只有长度与方向。

直线有垂直线、水平线、各种角度的倾斜线。曲线更有趋势、回转、流向等方向性。

①直线能给人以严格、坚硬、明快、正直、力量的感觉。

②水平线具有安详、宁静、稳定、永久、松弛感。

③垂直线含奋发、进取感，给人以严正、刚强、硬直、挺拔、高大、向上、雄伟、单纯、直接等感受。

④斜线有不稳定、运动、倾倒的感觉。

⑤曲线能给人运动、温和、优雅、流畅、丰满、柔软、活泼等感觉。

面是线移动的轨迹。面是相对点和线较大的形体，是平面造型的主体形态。线移动形成面；点、线排列形成消极面。

从构成面的形状来划分，面可分为以下两种：几何形面、自由形面。

面的表情呈现于不同的形态类型中，在二维的范围中，面的表情总是最丰富的，画面往往随面的形状、虚实、大小、位置、色彩、肌理等变化而形成复杂的造型世界，它是造型风格的具体体现。

几何形总能给人以单纯、明朗、理性、秩序、端正、简洁的感觉。

几何曲面具有流畅连贯、变化有序、规则流动的感觉。

自由曲面具有自由奔放、轻松欢快、亲切自然的感觉。

几何立体是平面进行运动的轨迹。体包括：直面体(平面几何体)、几何曲面体、自由曲面体、有机体等。平面几何体——简练、大方、单纯有力、棱角挺拔、庄重，稳定性强

点立体是以点的形态在空间所产生的视觉凝聚的形体，占据少量的空间，形成玲珑、活泼的独特效果。

线立体的构成：a 框架构成b 垒积构成c 脚架构成d 拉伸构成e 织面构成

面立体——以面的形态在空间中所形成的形体。面立体的加工方法：a 折b 曲c 切d 插 e 粘贴

块立体造型手法：a 变形（扭曲、膨胀、倾斜、盘绕）b 减法构形（分裂、破坏、退层、重组）c 加法造型（接触、镶嵌、贯穿）

空间形态的造型是通过立体形态对其的限定来完成的。

体的基本形可分为球、圆锥、圆柱、立方体、正棱形、正棱锥6种。

★肌理：丰富造型、消除单调感、加强形态的立体感、作为形态的语义符号。

肌理指的是物体表面的组织构造或纹理。

触觉质感又称为触觉肌理、三维肌理。

视觉质感又称为视觉肌理、二维肌理。

触觉肌理也是一种立体造型。

肌理与形态、色彩、光彩有着密切的关系。

肌理的加工工艺：（1）印制工艺（2）喷涂工艺（3）表面腐蚀工艺（4）表面模具成型工艺（5）表面覆盖工艺（6）表面渗透工艺（7）表面切削

第4章

色彩：无彩色系：白、灰、黑

有彩色系：纯色、其他一般色彩

按冷暖性区分：暖色系：红、橙、橙黄、黄

冷色系：白、蓝

固有色——标准光源环境下，视觉正常的人能看到的颜色。

光源色——在色彩关系中占支配地位，对物体的受光部分影响较大。

环境色——被观察物所处环境的色彩。往往不是单一的。对物体背光部分影响较大。

★色相、明度、纯度称为色彩的三要素。

色相简写为H，是指色彩的相貌。

明度简写为V，是指色彩的明暗程度。有彩色中黄色最亮，紫色最暗。

纯度简写为C，是指色彩的鲜艳程度。又可称为彩度或饱和度。在任何一个色相汇总掺入白色后，其纯度就降低，而明度提高；掺入黑色，则其纯度和明度都降低。因此一个叫明调一个叫暗调。

无法用其他颜色或色光混合得到的，也无法分解为其他色相的色称为原色。原色中任意两原色等量相加，得到的新色彩称为间色，也称为二次色。原色和间色混合，或三个原色相互混合，或两个间色相互混合得到的新色称为复色，又称为三次色。色环上相距180°的颜色互为补色。

★色光的三原色是红、蓝、绿；色料的三原色是红、黄、蓝。

如果不同色料混合而得到的新的色彩较混合前的色彩更暗淡，则称为减色混合。

中间混合有色盘旋转混合和空间视觉混合，其特点是混合后的明度是混合色的平均明度。

将色彩的三要素——色相、明度、纯度合理地配置成一个三维空间的立体形状，就称色立体。

为了在生产和使用中正确地表示所使用的颜色，需要一个科学的表示方法，目前常用的表示方法有三类：色名体系、CIE色度学系统和色立体表色体系。色立体表色体系有孟塞尔色立体和奥斯特华德色立体。

孟塞尔表色系以红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）5种色相为基础，再加上黄红（YR）、黄绿（YG）、

蓝绿（BG ）、蓝紫（BP ）、红紫（RP ）5种中间色顺时针方向排列组成10中主要色相，又对每一种色相按顺时针方向10等分，由此获得100中色相的孟氏色相环，直径两端的色相为互补色。明度阶段是在白和黑之间加入明度渐变的9个灰色，成11个阶段，用10N ，9N ，8N ，…，0N 表示。

日本色彩研究所表色系以红、橙、黄、绿、蓝、紫6个主要色相为基础，再加入5个中间色相，每个色相再分为2或3色相，共构成24色相。该色相环的特点是互补色关系不在直径两端的对立位置。

对比与调和是色彩设计最基本的配色方法，是获得色彩既变化丰富又有统一的重要手段。

色彩对比有同时对比和连续对比两大类。

两种色彩并置时，所产生的对比现象称为同时对比。同时对比有色相对比、明度对比、纯度对比、冷暖对比等。 色相的对比：色相环上任何两种颜色或多种颜色并置在一起时，在比较中呈现色相的差异，从而形成的对比现象 。

明度对比：色彩的明暗程度的对比,也称色彩的黑白度对比。根据明度色标,可将明度分为11级,0级为纯黑，明度最低;10级为纯白,明度最高。在明度对比中，如果其中面积最大，作用也最大的色彩或色组属于高调色，另外色的对比属于长调对比，那么整组的对比称为高长调。 纯度对比：因色彩纯度的差异而形成的色彩鲜浊对比称之为纯度对比。这种对比可以是一种色相纯度鲜浊对比，也可以是不同色相间的纯度对比。将灰色至纯鲜色分成10个等差级数,1--3划为低纯度区,4--7划为中纯度区,8--10划为高纯度区。 纯度推移构成—纯度渐变：纯度推移是指某一纯色向无彩色系逐渐变化造成的色彩构成。即：一种色彩由纯色向无彩色的黑、白、灰渐次变化。特点：含蓄、丰富、又有明度的变化。

降低纯度的方法有以下4种：

① 加入白色。纯度降低，明度提高。

② 加入黑色。纯度降低，明度降低。

③ 加入灰色（或同时加入白色和黑色）。纯度降低。

④ 加入互补色。纯度降低，如红色加入绿色，可得到灰暗的红色。

冷暖对比：色彩因冷暖差别而形成的对比。

色彩的面积对比：因色彩面积大小的差异而形成的对比。物体表面色彩面积大，则光量和色量也大；反之，则光量和色量小。

人们观察某一种色彩后，接着再观察第二种色彩时，后看到的色彩将会收到前者的影响，其色调在视觉上也会产生变化，这种现象称为“连续对比”。

色彩调和 两种或两种以上的色彩合理搭配，产生统一和谐的效果，称为色彩调和。

同种色的调和相同色相，不同明度和纯度的色彩调和。

类似色的调和以色相接近的某类色彩调和。

对比色的调和以色相相对或色性相对的某类色彩调和。

色彩冷暖感的产生，主要是由于人们在观察各种色彩时，引起对客观事物和生活经验的联想。

明度不同的色彩对人们的心理会产生不同的轻重感。色彩的轻重感与明度和纯度有关，一般明度高，感觉轻；明度低，感觉重。纯度高显暖色有重感，纯度低显冷色有轻感。

在同一画面上或同一产品上，不同的色彩会使人们感到有的色在前，有的色在后，即有的有近感，有的有

远感。一般暖色、明度高的有近感；而冷色、明度低的有远感。

在同一画面上或产品上的色彩对比中，有些色彩的轮廓使人有膨胀或缩小之感。一般是明度高和暖色系的色彩有膨胀感，明度低和冷色系的色彩有收缩感。

色彩的软硬感主要与色彩的明度和纯度有关。明亮的色彩感觉软，深谙的色彩感觉硬，高纯度和低纯度的色彩有硬感，而中等纯度的色彩则显得较柔软。在无彩色中，黑色和白色给人感觉较硬，而灰色则较柔软；在有彩色中，暖色较柔软，冷色较硬，中性的绿色和紫色则柔软。

色彩的兴奋与安静感主要取决于色相和纯度。暖色的红、橙、黄有兴奋感，而冷色的灰性色有安静感。但纯度降低，兴奋感与安静感也随之减弱。

所谓色彩的联想，是指人么观察色彩时，往往想到与该色彩相联系的某些事物，致使该色彩成为该事物的象征，由于这种感觉而引起的一种心理现象。

产品的色彩设计应是美观、大方、协调、柔和，既符合产品的功能要求、人——机要求，又满足人们的审美要求。

色彩润饰可用水粉、水彩、色粉、油画等，因水粉色彩鲜明，有一定的覆盖能力，比其他方法更富于表现造型物的色质效果，因此应用广泛。

加法混合：指色光的混合。两种以上的光混合在一起光亮度会提高，混和色的总亮度等于相混各色光亮度的总和，因此叫加法混合。

减法混合：指的是颜料、染料的混合。

中性混合：无论是色光的混合还是色料的混合，都是色彩未进入眼睛之前以在视觉外混合好了，再由眼睛看到。另一种情况是颜色在进入视觉之前没有混合，而在一定的条件下通过眼睛的作用将色彩混合起来。这种发生在视觉内的混色为生理混色。由于视觉混色效果在知觉中没有变亮也没有变暗的感觉，它所得到的亮度感觉为相混各色的平均值，因此叫中性混合。

第五章

人机工程学起源于欧洲英国，20世纪50年代前后在美国形成体系，并得以迅速发展。

起源于人与物之间的矛盾，即人和机器或者“人造物”之间的关系和矛盾。

尚德斯（Mark S. Sanders）和麦克米克（Ernerst J.McCormick）在《工程和设计中的人因学》一书中，将人机工程学简史分为四个阶段：早期人机工程学、人机工程学的诞生、人机工程学迅速发展期和1980年以后的人机工程学。

第一时期：石器时期、青铜时期、手工业生产时期。第二时期：工业化时代。第三时期：信息化时代。

泰勒（W Taylor）最早进行人和机器匹配问题研究的学者、铁锹实验、《科学管理原理》

吉尔伯瑞斯（F Gilbreth ）时间和动作研究、手术研究

莫斯特伯格（H Musterberg）用实验方法进行人员挑选和培训

随着现代科学技术的发展，高速、精密、准确、可靠的操作等要求，都给操作者造成了相当大的精神和体力上的负担。

传统人机工程学的定义：人机工程学研究人—机—环境系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。

新的人机工程学定义：人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康幸福之间的关系。

人们总以为设计有三维：美学、技术和经济，然而更重要的是第四维：人性。

人性化设计是一种注重人的存在、价值、尊严的设计理念。

工程技术设计椅座、椅背、头托的升降、仰俯调节机构，控制电路及传动系统，部件材料及其强度、刚度。

人机工程设计尺寸及各部件的调节范围（适应患者的不同身材，便于牙医操作），控制开关的选型及安置，照明要求等。

工业造型设计式样、色彩、材质外表等，涉及工业美学、人的心理因素、精神因素，与人机工程也相关。

可用性的五大属性为：效率(Efficiency)、学习(Learnability)、记忆(Memorability)、错误(Errors)及满意程度(Satisfaction)。

人机工程学研究的目的有以下4个方面：

①设计产品必须考虑如何适应和满足人的生理和心理的各种要求。

②产品的设计应操作简便、省力与准确、可靠。

③使工作环境舒适和安全。

④提高工作效率。

人机工程学的研究范围：

①研究“人——机”的合理分工和相互适应的问题。

②研究被控制对象的状态，即信息如何输入以及人的操纵活动信息如何输出。

③建立“人——机——环境”系统的原则。

人体测量学是一门用测量方法研究人的体格特征的科学。测量的基本目的是为设计提供设计参数。分类：人体构造尺寸（静态尺寸——人体构造上的尺寸）和功能尺寸（动态尺寸——包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸）

影响人体测量数据差异的因素：年龄、性别、年代、地区与种族、职业。

1、对于大多数人体尺寸，男性比女性大些；

（但有四个尺寸：胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反）

2、同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽；

3、皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有明显差别；

4、在腿的长度尺寸起重要作用的场所（如座姿操作的岗位），考虑女性的人体尺寸至关重要。

各种机械、设备、设施和工具等设计对象在适合于人的使用方面，首先涉及的问题是如何适合于人的形态和功能范围的限度

一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围内，其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应其布置应尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围内。

人体尺寸的应用方法

（1）确定所设计产品的类型

（2）选择人体尺寸的分位数

（3）确定功能修正量

（4）确定心理修正量

（5）产品功能尺寸的确定

最小功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量

最佳功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量＋心理修正量

主要人体尺寸的应用原则

1、极限设计原则：主要内容包括设计的最大尺寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体的高百分位。

2、可调原则：设计优先采用可调式结构。一般调节范围应从第5百分位到第95百分位。

3、平均尺寸原则：设计中采用平均尺寸计算。（多数专家不主张按平均尺寸设计）

依据产品功能特性，将产品尺寸设计分类三类四种：

（1）Ⅰ型产品尺寸设计（双限值设计）

（2）Ⅱ型产品尺寸设计（单限值设计）

a、ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计）

b、ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计）

（3）Ⅲ型产品尺寸设计（平均尺寸设计）

人机信息交换系统模型:人机信息界面包括环境信息、机器信息的显示与控制装置。

机械显示主要是显示数字或者某种状态。数字显示可以分为:指针移动式、刻度标尺移动式、直读式三种指针移动式：开窗式认读范围小、视线集中、动眼扫描路线短，误读率最低，因此优于其他四种形式。

机械显示设计状态指示灯来显示状态。

数字与字母编码：指利用数字和字母作代码的信息编码。在进行编码的时候，要注意两点，

第一，不要产生多余的编码。

第二，在设计中要注意编码的数量不能过多。

刻度盘设计

选择刻度盘：主要从人的任务的角度考虑，包括显示的精度、显示范围以及刻度划分等。

刻度盘的大小：研究表明，在视距750mm左右时，直径小于35mm的圆形表盘的判读效绩随表盘直径增大而提高；直径为35-70mm的表盘，判读效绩差别不大；表盘直径超过70mm，其认读效绩随表盘增大而降低。刻度标记：刻度标记的宽度：一般以小刻度标记作为基准，其宽度以占刻度间距的1/5～1/20为宜。对于

刻度盘运动或瞬间观察的刻度，其刻度标记不能采用窄线刻度标记。近年来发展了一种宽线标记的刻度，特点是标记的宽度等于两刻度标记间距，这个宽度是按人观察时的最佳视角设计的。

盘面固定，指针旋转，字符处于铅垂立位容易认读；盘面旋转，标记固定不动，字符向心立位，到标记位置转为铅垂正立，便于认读。

指针的形状要简洁、明快、不加任何装饰，具有明显的指示性形状。一般以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好。

设计字母和数字时最重要的是要设法避免不同字母之间或不同数字之间发生混淆。

拉丁或英文字母：大写印刷体；汉字：仿宋和黑体字的印刷体。

数码和字符的高宽比一般可采用3:2?5:3的比例，即狭长形，这种比例的字形在白昼条件下易辨认。在夜间采用发光字的情况下，采用1:1的方形字较好。

最清晰的搭配是黑与黄，最模糊的搭配是黑与蓝。

仪表所用颜色是否合适，对认读速度和误读率都有影响。仪表盘面和指针的颜色应当对比鲜明，视度清晰。一般刻度线、标记字符的颜色与指针的颜色应当相同。墨绿色和淡黄色刻度盘分别配上白色和黑色的刻度时，其误读率最小。黑色和灰黄色刻度盘配上白色刻度线时，其误读率最大。

仪表的用色，还应注意醒目色的使用，因为醒目色是与周围色调特别不同的颜色，它能突出醒目色代表的含意，适于作仪表警戒部分或危险（急）信号部分的颜色，但醒目色不能大面积使用，否则会过分刺激人眼，引起视觉疲劳。

信号灯设计：作用：指示性和显示工作状态；优点：面积小、视距远、引人注目、简单明了；缺点：信息负荷有限，易形成杂乱和干扰

信号灯的颜色选择，空气散射小、射程较远的长波红光、功率消耗较小的蓝绿光

图符设计：图符和背景、图符边界、封闭图符、简单化、整体化。

实心图形、对比强烈、图形简单。

声音信号具有以下一些特点：

（1）声音向四周等能传播，人不必转移头部位置就能接收全方位的声音信息。

（2）声音具有强迫性，容易使人注意力集中。

（3）声音具有绕道和穿透烟雾的性能，可在很多条件下传播信息。

（4）声音信号可以传递得较远。

听觉显示设计中的注意事项

（1）听觉显示设计首先应该满足显示的兼容性。任何听觉显示器的有效性都取决于对显示器工作的声环境的适宜考虑。

（2）听觉显示是具有时效性的。一般显示传递的信息不能太长。

按显示信息的特点，听觉显示可分为音响显示和言语显示。

（1）音响显示呈现的是音调信号。

例如：下课的钟声。

（2）言语显示则用言语方式传递信息。

例如：

A. “请输入密码”；

B. “如需人工服务请拨1”。

手持工具设计的重要意义提高使用效率、减少意外事故、减少职业病

手持工具设计的人机工程学原则，有效地实现预期的功能、与操作者身体及手成适当的比例、按照操作者的力度和作业能力设计、尽量符合手的运动速度与习惯

尽量符合手的运动速度与习惯：

水平方向的运动：前后运动比左右方向动作快、旋转运动比直线运动快

垂直方向的运动：从上往下比从下往上的运动速度快

水平与垂直方向：垂直面上运动速度比水平面上的快、准确度垂直面比水平面的高