低地板有轨电车造型要素认知层级研究

(中南大学 湖南 长沙 410083)

引言

目前，我国已有了总长度已经超过了6000km的有轨电车建设规划，在2020年以前的总建设长度超过2600km。根据国家“十二五”规划，“绿色出行”已经成为了城市交通发展的新命题，低地板有轨电车作为清洁能源的代表，其载量大，造价低，舒适性高等特点受到了各个城市的青睐，可见，低地板有轨电车将在未来的城市交通系统中扮演重要的角色。同时，也对低地板有轨电车的造型设计提出了更高的要求。

现今世界上制造现代有轨电车的制造厂家主要有法国阿尔斯通(Alstom)、德国西门子(Siemens)、加拿大庞巴迪(Bombardier)等公司。从各品牌的产品造型设计可以发现，在30多年的发展历程中，低地板有轨电车造型设计越来越符合人的认知审美。从传统的工程机械技术决定造型设计转变为当今的设计主导工程技术，从单调的配色和平直的线型风格到现在多样化曲面演变，从冰冷的与人、物与物的之间的关系发展到现在以情感要素为主导的交互关系。现代有轨电车造型特征线逐渐从刚硬的直线发展为多变的曲线，从简单的方形到多种几何造型的组合，从冰冷的造型进化为具有感性意象的形态，是一个从理性认知到感性理性认知兼备的变化。

一、低地板有轨电车造型要素

低地板有轨电车是一个大型的城市公共交通工具，在城市公共交通系统中起着重要的作用，其功能结构和其它轨道交通产品相同，列车两端的车头车尾(1)，加上车厢的单元结构(2)。(如图1)

图1 低地板有轨电车分区示意图

从图1分析可知，在低地板有轨电车造型方面，是由车头设计(车头车尾相同)和车厢设计组成，而造型设计重点集中在车头处，车厢设计相对单一。因此在低地板有轨电车造型设计中，我们可以把设计范围简化到红色方框区域(如图2)。

图2 低地板有轨电车造型研究区间示意图

为了更加直接分析低地板有轨电车造型要素，笔者从互联网上找到低地板有轨电车的扁平化图片，能帮助我们更好的理解和提取低地板有轨电车造型要素。(如图3)，图中所示低地板有轨电车中，除去转向架等功能元件，给人第一视觉印象是外轮廓，其次我们会观察到车身上很引人注目的几条特征线，将单一的形面变得丰富有趣，最后是车身的平面图形的分割,图形分割基于列车本身的功能需求，例如车门，车窗等，丰富的图形分割让整车设计更加丰富。

图3

二、低地板有轨电车造型认知要素

低地板有轨电车造型认知要素是指基于认知属性和审美属性的造型整体形态的构成要素。克鲁普认为产品中的包含外在形态，构成组织和物理特性三类基本认知属性。基于这一基本造型认知理论，以低地板有轨电车造型为认知主体，可以分解为三个层次对其进行认知，第一，类型特征；第二，型面特征，第三，图形特征，首先是类型的认知，涉及造型的基本审美属性——体量(Volume)，其次，是形面(surface)和图形(graphic)的认知，即体量关系、形面线关系和图形关系三个层面分析低地板有轨电车造型。

(一)体量

数学上对空间位置和体积的定义是体量的概念来源，即一个平面朝着一个方向运动形成的长宽高体积。在造型审美上，体量不仅反映物体体积、尺寸、大小的物理特征，更重要的是包含了比例关系、姿态等的审美认知。低地板有轨电车造型的体量认知要素主要包括：比例、姿态和空间。低地板有轨电车造型的审美比例关系是低地板有轨电车造型中局部于局部或局部与整体之间的关系，涉及对称、宽窄、厚薄等等一系列视觉感知。作为车身整体造型特征的基础，比例也是造型中几何美学和形式美学的体现。(如图4)图中所示,①②③中都是低地板有轨电车产品，但是三个产品拥有不同的姿态和比例，以此来区别它们体量上的不同。

图4体量示意图

(二)形面

相对于体量的认知抽象性，低地板有轨电车造型的形面特征则是可以通过视觉或触觉感受到的造型物理实体。低地板有轨电车造型的形面特征表现为低地板有轨电车的基本造型语言和造型手法，是低地板有轨电车造型的形面风格信息和与造型相关的结构工艺信息的集合。形面特征主要分解为，低地板有轨电车造型的特征线和形面(自由曲面)，特征线是形面的构成基础，可以作为标志性的、区别性的、可辨识的显著形态特点，低地板有轨电车造型形面主要受到材料和成型技术、自身车身结构和工艺制约，其形面风格演变也反映了人对造型设计认知的发展。低地板有轨电车造型的造型语言是特征线和形面，而特征线和形面的处理是造型手法。虽然和汽车类似，低地板有轨电车同样是在天光环境下使用的交通工具，但是由于它体型较大，在车身材质处理上往往会使用发射率较低的工艺处理手法，从而在视觉效果上降低了形面的表达。如图5所示，经过特殊处理后，形面转折形成的光影更加明显，形面的变化给造型带来了更丰富的视觉体验，在图5中，此处的形面转折变化让整个造型变得更加有力和壮实。因此，在设计意图和认知解释上，形面的触觉反馈和光影关系同样具有相当的专业性和抽象性。

图5 形面示意图

(三)图形

在认知心理学中，图形(graphic)的概念就是“图”，“图”与“底”形成一个完整认知形象的理论概念。金(King)等指出设计的视觉认知核心是完整图形，即人对总体的形象认知不仅仅是部分的简单总和，而是将部分作为完整的形体获得知觉图像，这个过程中“最好、最简单和最稳定”的特征部分会被知觉为一个目标，形成“图形”凸显于其他特征组成的“底图”之上。在低地板有轨电车造型设计中，车身图形的设计大部分为了满足基本功能的需求(车窗、车门、车灯)，然后通过组合形成不同认知的造型。因低地板有轨电车的头车和尾车是同一种车型，所以将低地板有轨电车的图形组分为车身图形组和前脸图形组。如图6。

图6 图形示意图

三、低地板有轨电车造型认知层级

低地板有轨电车造型认知体系中的第一层级，也就是体量要素，通过车身轮廓线去呈现列车的姿态，对于车身轮廓线，在低地板有轨电车造型认知中具有抽象性。形面要素在低地板有轨电车造型认知中的第二层级，具有一定的直观性和一定的抽象性，单一的形面在特征线的分割下使曲面变的更加丰富。图形要素在造型中以侧面图形和前脸图形来呈现，在低地板有轨电车的造型认知中的第三层级，具有很强的直观性。

图7 低地板有轨电车造型认知要素层级图

总结

低地板有轨电车有着节能、低躁、无污染等多方面优点，必将在城市轨道交通中占举足轻重的位置。本文通过对低地板有轨电车造型分析，总结整理了在产品造型设计中各认知要素的及其各要素之间的认知关系，以期在将来对低地板有轨电车造型设计中提供设计方法上的参考。当然除了低地板有轨电车外观造型的认知外，技术和功能仍是其发展过程中不可忽视的方面。只有当技术与外观造型并驾齐驱时，我国在日益激烈的国际市场竞争中才会有立于不败之地的竞争力。