汽车型面语义设计与光影解构

李超　杜丽敏　易康

摘 要：“流光塑影，赋形达意”是对汽车造型意图表达的最高诠释，造型意图表现形式分为型面语义和光影表达，型面语义涵盖了型面风格、断面关系、特征轮廓形态三大部分；光影的虚实及流动变化一定程度上反映了型面体量、特征饱满程度、主次协调关系等视觉表征信息。型面表达是汽车造型设计的最终呈现形式，通过“找形”来塑造型面特征的丰富变化，推敲模型比例与姿态；利用“塑形”展现形态肌理和光影的高级感，潜移默化地演变成高辨识度的设计符号，最终形成具有情感语义的品牌基因。本文旨在通过对造型意图的表达方式-型面语义和光影解构的研究，提升A面设计的高级感和精致感，探究光影与型面的共生关系，形成具有技术参数意义的曲面设计策略。

关键词：型面语义 光影 形态肌理 型面体量

前瞻设计阶段，评价三维数据与型效果图的还原程度是检验数字模型师对造型理解能力的重要指标，造型意图的理解偏差或数据过于工程化等将会导致严重降低整车的高级感和精致度。本文旨在通过对型面语义和光影的美学研究，探索汽车造型的内在规律，结合数字模型技术手段，拆解型面的结构类型和光影映射原理，将隐喻的碎片化的信息整合成具有显性意义的技术标准，形成具有技术参数意义上的曲面设计策略。

1 型面语义营造法式

型面的视觉感官介于“混乱、单调、乏味”和“有序、丰富、趣味”两种对立形态，型面的高级感则是通过造型主体的风格定义、层次变化和光影韵律等要素塑造的，豪华品牌型面都具备特定的辨识度和家族基因，型面语义的解读主要包括以下几个方面。

1.1 型面风格识别

型面风格主要包括：肌肉型、平整型、高弹型、硬朗型四类，无论何种类型风格，曲面形态都应是立体且层次变化丰富的；同时整车内外饰造型风格和细节具有统一性和融合性。如图1所示。

1.2 比例、姿态推敲

外饰初版数据制作前，需获取完整的设计输入（前45°、后45°和正侧视图）和工程输入（总布置人机断面/长/宽/高/前后悬/轴距/接近角/离去角等）；比例关系多以轮毂作为参照物，Y0断面是设计姿态的主要的评审依据。数字模型设计师在满足工程硬点的前提下推敲比例关系，将特定的特征线和特征面作为视觉载体和表征元素，反复推敲优化，最终形成满足油泥铣削的比例模型，从而提升设计评审的通过率。如图2所示。

1.3 型面体量塑造

型面体量是指造型特征的凹凸、深浅层次变化，形态的饱满或臃肿、流畅或机械、张力或松弛与断面体量变化直接相关，断面的凹凸、起伏变化和断面之间的穿插、过渡差异所营造的主断面落差越大，层次感越丰富，体量感就越强，如图3所示，不同侧围断面落差会营造出不同的视觉体积效果，“S”形转折越多，落差越大，特征和型面的体量感就越强烈。

1.4 特征线与型面的共生关系

特征线与型面的融合关系主要分为两类：第一种主棱线清晰，特征线下端多以反凹面来强化主特征；外饰侧围腰线或机盖滑移线对车身进行比例分割，从而营造视觉感官上的形式美学效果；第二种无明显特征线，通过相邻面之间的断面变化和光影来判断造型趋势，内门板肘部区域型面独立于车身其他特征线，目的是满足人机舒适性。如图4所示。

1.5 特征线之间的层次关系

特征线之间的呼应关系主要表现为视觉感官的平行或渐变，通过型面的穿插，边界的融合与消失，达到一定的呼应关系，实现形式美学上的均衡变化。如图5所示。

1.6 型面饱满度

型面的饱满度由整车造型风格决定，型面设计应饱满富有张力、松弛变化有度，杜绝平、瘪、板、肉、薄气等缺陷。型面饱满度分为特征饱满度和形状饱满度，多个维度调整片体断面的空间立体形态，可一定程度上实现形状体积最大化并获得一定的体量感；型面饱满度最佳比值公式：主曲率=弧高/弦长（H：L）≥3%～8%，辅曲率≥2%～5%。

1.7 型面加速

型面加速是指特征转折区域未达到G3以上连续所产生的视觉反凹缺陷，可通过调整特征线端头的法向位置和第二排控制点的切线位置，营造极具张力感的线性变化。曲面加速比率和权重一般在面宽的（80%～90%）位置进行加速；加速权重可分为钝角、锐角、直角三种过渡类型，钝角加速权重为1x（0.2-0.5倍）；锐角加速权重为1；直角加速权重为1x（0.6-0.8倍）。如下图6所示。

1.8 形态拆分

分面的目的是更好地表现形体和光影，应注重分面的简洁性和整体设计感，一般围绕理论交线进行结构拆分，可以更好地控制造型趋势变化。如下图7所示。

2 光影解构

光影一定程度上反映了型面凹凸起伏变化、特征走势、空间关系和层级呼应关系等，光影的明暗变化受造型特征的体积变化、光源视角影响，如何通过追溯光源变化来改善型面设计质量，是数模设计师重点关注的对象。

2.1 光影形态机理

光影与形体二者之间属于共生关系，通常以光影明暗和透视变化来评价整车的形体虚实变化、特征线性流畅性、比例姿态协调性、空间层次关系符合性，通过光影变化来优化特征形体的饱满度、光滑性、断面丰富性变化。如图8所示。

2.2 光影随形

理想的光影应具有明确的方向性，光影的方向变化分为平直光影和回旋式光影，主要由特征趋势变化和断面形态所决定。如图9所示。

2.3 光影与线性的取舍

主光影是通过主特征断面来表达明确的光影走势，次要光影是指因硬点限制导致特征形体与预想的光影效果有较大偏差时，此时造型形体线性优先于光影。光影暗区是由于特征型面反凹、基础大面饱满度不足或近圆角端加速不足导致的；光影白斑缺陷源自特征截面夹角不均，形成分段式的角度差值跳跃。如图10所示。

2.4 光影的虚实与流动性

型面光影的虚实变化反映了形体与空间的层次关系，凹凸面诠释了虚实相生之间的光影体态，光影的连续和流动变化一定程度上反映了造型特征的连续性、导向性和动态性。如图11所示。

3 结语

塑造光影和型面的高级感，应着重考虑型面的角度、疏密、位置、聚散、形体变化、主次关系等综合因素；前瞻设计阶段重点凝练造型断面形态信息，而非一蹴而就式地将曲率、过渡、加速等细节性的丰富性信息全部体现，应循序渐进地增加细节，通过光影推敲形体而不是特征的无效堆砌，同时兼顾特征形态、体量关系和光影变化的融合，使其形成具有流动性、隐喻性、富有灵动变化的艺术体态，避免无意义的光影雷同或重复，真正意义上将“找形”和“塑形”转化成曲面设计依据。

参考文献：

[1]梁峭，赵江洪.汽车造型型面的分类与光影表达[J].包装工程，2015，36（4）：2-3.

[2]潘子林.汽车车身曲面光影设计浅析[J].大众文艺，2012（14）：80-81.

[3]赵晓阳.汽车造型风格的现代主义与有机解构主义研究[D].长沙：湖南大学设计艺术学院，2012.

[4]赵丹华，赵江洪.汽车造型特征与特征线[J].包装工程，2007，28（3）：115-117.

[5]朱毅.汽车造型语义研究与设计流程构建[D].长沙：湖南大学设计艺术学院，2010.