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工业设计与视觉动力-11

265天前发布

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工业设计与视觉动力-11

凹与凸的平衡




    话题一旦引入了三维,内容主题就会变的多样,出现一些新的概念。比如这一章我们要说的凹凸关系。凹与凸这两个词基本只出现在三维中的情景描述,是三维属性的形容词。那么什么是凹,什么是凸呢?


    你一定觉得这个问题太幼稚,凹凸还不好理解吗?不过按照惯例,在讨论任何概念之前先要确定定义。


    一般把规则简洁的形体上出现的物质缺失,称之为凹。比如,我们在平整的冰淇淋上挖了一勺,或者刚做好的豆腐脑,舀了一勺之后出现的样子。(如下图,以及上图中的死星)



    那凸就是类似的,在一个规则简洁的形体上出现了物质增多形成的形态。这里并不限于真实的物质增多,而是视觉上达到了物质增多的效果,就是凸的。比如下图的,咖啡上的奶油凸起,以及机器人BB8头上那个凸起的摄像头,或者是钢板被子弹射击后,背面形成的隆起。



    看,是不是很简单,这还有什么好定义的呢?不过你是否注意到,上述讲到的凹凸类型,是物质增减形成的。如果排除物质增减,只是物体受力形成的凹凸,那又是什么样子的呢?我们来看看自然界中的例子。



    如上图中两个自然的地里形态,一个是陨石坑,一个是火山口。我猜你已经感受到了,乍一看,分不出哪个是陨石坑,哪个是火山口。在我们的印象中两者应该是极其不同的,因为一个是受到外界力量冲击形成的凹陷,一个是内部压力形成的凸起,怎么会看上去这么接近呢?不对吧,一定是选的照片角度的问题。


    没错,我特地选择了两个看上去很像的图片,来强调我将要讲的重点。在物质多少保持不变的情况下,形体受到力量冲击,无论力量来自于哪里,看上去都差不多。那什么叫做差不多?就是形体确实凹陷了,但它也凸起了。同样,形体确实凸起了,但同时它也凹陷了。


    听的有点晕,我们来看一个二维图的解释。



    上图中是我们一开始讲的,依靠物质的增减实现形体上的凹凸形态。它们是物质少掉了,或者多出来了才形成的。不过当物质在没有发生增减的时候会变成另一种状态。如下图。



    上图中,下方平坦的是柔软的泥土,上方红色的矩形代表一个坚硬重物,它向下坠落,砸在泥土中。我们拿掉那块重物后,观察泥土的样子。它被砸了个坑,但是仔细观察坑的周围,还有一圈凸起,这就和陨石坑的形态特征是一致的,因为物质总量没有增减,只是凹陷部分的物质被挤压移动,成了周围凸起部分的物质,所以形成了一个既有凹陷,又有凸起的形态。这就是我们这一章要讲的主题,凹陷与凸起并存。或者叫凹凸平衡。



    如上图中,我们常能看到,但不说又想不起来的例子。在沙地或者雪地中的脚印的形态,它们其实也是凹陷和凸起并存的。是指我们印象中,它们都是凹陷的。


    那么凹凸平衡,对于视觉有什么重要呢?它与我们的视觉舒适性依然密切相关,因为它符合我们观察到的自然世界。


    你可能会说,不对,自然界中不是也存在很多别的物质总量变化的凹凸形态吗?比如水滴石穿。如果你看过被长时间连续的水滴打穿的石头,你虽然知道是怎么回事,但我们的视觉是困惑的。那石头看上去也会很像是被化学物质腐蚀导致的。我们的视觉是有局限性的,不但受到时间维度的限制,无法理解水滴石穿的过程。也不能识别化学过程,比如腐蚀或者体积剧增的化合反应。所以我们的视觉舒适度基本处于普通物理范围内。


    所以这一章,我们提出一个概念,叫做形态补偿,就是为了在尽可能的实现视觉的舒适性。在单纯突出的形态上,我们需要添加凹陷形态补偿,在单纯凹陷的形态上,我们也要添加突出形态补偿。


    下面我们用二维图来解释一下这个概念。


    看了上图你就能理解形态补偿了,但你一定会说?什么?这不就是之前讲过的生长力和阻碍力的搭配吗?现在再换一种说法?有意思吗?


    别着急。在二维中,它们两个概念是一致的。不过到了三维中,原来的描述方式就不太够用了。形态补偿这个词本身就更偏向于描述三维空间中的关系,而且它所包含的内容比前者更加广泛。所以这里不能说是仅仅换一个词那么简单,而是一个表述方式从二维到三维的跟随性升级。


下面我们来看一些的形态补偿的例子。




    上图中,是一个简单的打印机形态。打印机产品,是一定有天生形态特征的,比如一些凹陷和凸起都是必须的。那么处理这些先天形态的时候就需要采用一些形态补偿,来实现视觉上的舒适性。下面有更多的例子。







    上图中,这种运用在同一个产品上就大量出现。无论是旋钮还是按钮,都是凸起的形态。它们的根部或是周围区域都搭配了凹陷形态的补偿。你可以找到每一个吗?



   上图中的照相机也是一个典型的例子,除了从正面看使用了之前讲过的一些平面处理方式,比如横向彩虹条纹,采用外部干扰的方式处理镜头圆形轮廓的法向视觉力,并指向圆心。在三维上,它的镜头周围的形态正是采用了火山口式的凸起,来补偿镜头的凹陷形态,实现凹凸平衡。


    接着我们来看看另一种类型。看下面这个产品的形态是否有不符合这样的运用方式的呢?







    左边的十字方向键,是符合凸起形态凹陷补偿的。但是右边摇杆部件却是违反这个方法的。如果你用过这种游戏手柄一定知道,这个摇杆部件的根部是一个球体,在空间上就不能实现凹陷,而是一个球状的凸起形态,所以外壳也采用了一个凸起外形,这样能起到形态补偿的作用吗?


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   还记得我们本章开头说过的陨石坑和火山口的类似性吗?火山口与陨石坑不同的是,造成变形的原动力来自于内部。陨石坑的形变是凹陷为主的形变,连带的凸起是次要形变。而火山口的形态是凸起为主的形变,凹陷形态是连带的次要形变。所以火山口的凸起形态更显著,而凹陷则不容易识别。即使采用凸起形态也就会同时产生凹陷形态,它们就是一对形影不离的伙伴。不得已时,使用火山口的强力凸起和微弱凹陷来搭配也是符合视觉舒适性的,这种方法在视觉上更加凸显内在力量,如同正在喷发的火山。



我们把手柄放平,摇杆向上,它的形态是不是和正在喷发的火山口非常接近呢。甚至摇杆头部的形态都与火山灰的样子类似。



    我们把手柄放平,摇杆向上,它的形态是不是和正在喷发的火山口非常接近呢。甚至摇杆头部的形态都与火山灰的样子类似。一个力量从内部向外冲击,一定会把外壳(地壳)隆起,最终破裂。这就是用突出形态来补偿突出形态的物理合理性,也能达到视觉的舒适性。


   下面我来看轮式的交通工具,如果说轮胎的形态既有圆形法向视觉动力,又是凸出的三维实体,那么它一定也需要做形态的补偿处理。比如下图的步战车,就是利用生猛的凹陷,直接了当的进行形态补偿。







    而汽车当中,除了特种车辆之外,大多数汽车都在处理轮胎形体时采用了火山口式的凸起补偿。不止在车辆。只要有圆形元素的产品,几乎都有大量的使用。



    你可以试试,在上图的每一个产品中,找到里面所有的圆形因素,然后观察它们所采用的形态补偿方式,当然,这个形态补偿是不限于圆形的,甚至不限于封闭图形。你看上图中右下角的那个自行车前牙盘,它在横连杆和齿牙盘的连接处,也有一个凸起形态补偿凸起形态的处理。这里要注意的是,用凸起形态来补偿凸起形态,一定要在两者之间保留足够的间隙,以强调凸起形态随带产生的凹陷,不然这一点点微弱的凹陷都会被隐藏,就没有效果了。


    说完了实体形态补偿,就要讲一下虚拟的形态补偿了。什么是虚拟的呢?也就是无法使用实体形变方式产生凹凸进行补偿,只能利用视觉的其它特性来代替,比如明暗。我们眼睛的视杆细胞,是专门感受明暗的。它的产生远远早于感受色彩的视锥细胞的出现。在法向视觉动力中我们又讲到了强制图底分离,也是通过识别明暗(黑白)的视杆细胞产生的。所以明暗或者黑白是可以产生虚拟的前后分离效果的。我来看看是怎么运用的。



   你可能从来没有想过,汽车前脸上,进气格栅周围的镀铬高亮装饰条的作用。在大多室外条件下,它都呈现出整个车体表面最亮的效果。它就是针对进气格栅整个凹陷的形态所搭配的虚拟的凸起形态补偿。它是向外脱离所在平面的,与凹陷形态可以实现平衡。如果我们去掉它们,你就会发现,它们的重要性了。没有镀铬装饰条的汽车前脸,简直就像是被危险化学品规则的腐蚀了一样。



    这种运用方法,不仅仅可以使用在凹陷形态的边沿,也可以直接放在凹陷轮廓的内部。如下图的例子。




    

    不过你也一定能够想象,过度使用镀铬装饰件的结果了。 


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   不止在交通工具产品上,在其他产品类型上也很多见。而且镀铬高亮装饰条的使用在处理法向视觉动力中是也是一种很好的方法。




    你看上图中,摩托车概念设计,前灯的位置,正好在一个巨大的封闭轮廓凹陷形态内,它利用亮度很好的实现了补偿效果。


    到这里,你可能看的有点晕了。我们先来总结一下以上讲过的几个类型。



    以上分别是,凹陷形态的凸起补偿,凸起形态的凹陷补偿,以及凸起形态的凸起补偿。其实它们看上去都差不多,我们只不过按照,凸起为主,还是凹陷为主,强行给它们进行了分类。如果能够融汇贯通,其实它们是一个意思。

    你会不会下意识觉得好像这不是全部,是不是还应该有一个凹陷形态的凹陷补偿?

    没错,这正是我们下面要讲的,但是凸起形态的凸起补偿还好理解,可是凹陷形态怎么再凹陷呢?比较极端的方式就是直接把地平面向下移动。我们来看下面的图示。



    你可能会吃惊,把地面下移,这也太夸张了。你看,地面一旦下移之后,原本的凹陷形态如果保持原位的话,它就变成了相对凸起的位置。这里产生的微弱凸起,是地面下移后的随带效果。看上去,就像黄河堤坝。由于河底泥沙越积越多,河床越来越高,堤坝也就不得不修高,致使河水表面已经超过地面。


    好吧,好像是说的通,但还是感觉比较牵强,这四种类型都差不多啊。没错,我说了,它们都是一回事,凸起和凹陷本来就是相对的,谁是凸谁是凹,很难定义清楚。那我们为什么还需要强行分类呢?为了理解真实的产品形态时更容易一些。不过凹陷形态的凹陷补偿,有一些特殊,这就是把它放在最后单独列出来的原因。请看下图,地面的下陷方式可以是非常明显和剧烈的。




   这样一来,我们才能看懂一些设计中的形态关系。比如下图中的汽车内饰形体。



    空调出风口原本是个凹陷的形态,但如果把它的形体独立出来,并且放置在一个塌陷的大斜面上,就会产生凹陷形态的凹陷补偿。因为塌陷的大斜面,反而使得出风口像是凸起的形态了。


    这样的方法,在投影仪的镜头形态处理中也很多见。



    再来看一个极简的产品心态,也运用了这个方法。




   知道了这些类型,我们再来看产品上的多重补偿运用,就都能看明白了。比如下图中,一个简单的手机外壳局部就用了不止一种方式。



   一个手机的一角,也许你之前都没有注意到,或者说你看到了也没看懂它们是些什么方法。虽然上图中,我用文字指出了每一处的方法名称,但需要再次重申,这些名词并不重要,这些补偿方式是我们采取的强行分类,目的是方便你发现它们,理解它们。无论是什么补偿方式,形体之间永远是凹中有凸,凸中有凹的。当凹与凸大量出现之后,其实我们更不确定哪个是凸,哪个是凹了。


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    你看上图中,左右两张图,左边是凸形态,右边是凹形态,对吗? 其实不好说。


    左边,水泥块是突出的,那我也可以说墙面是凹陷的。右边,蜂窝是凹陷的,我也可以说,蜂窝之间的墙壁是凸起的。


    所以我们用上述方法和分类,简单的介绍它们之间的规律后是方便我们理解那些非常复杂的形态,才不会觉得完全看不懂。



    如果看到这里,你还没有崩溃,那恭喜你。起码我已经快崩溃了,不过还得继续。


    其实,三维中的概念,图文表达的难度之前已经强调过。同样,对于内容的理解,也不是看过之后立刻有效的,可能需要慢慢消化,反复思考。所以如果没看懂,属于正常反应。


    下面我们要看看动物身上的形态凹凸与补偿。


    首先拿我们自己最熟悉的鼻子来举例。如下图。


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    我们的鼻子是一个明显的凸起形态,它有没有凹陷补偿呢?有啊,就是鼻孔。那鼻孔的凹陷有没有形态补偿?也有,就是鼻头的左右两侧隆起。如果我们把鼻孔去掉,会发生什么呢?整个形态关系就不对了。都是凸起形态,凹陷补偿明显不足。视觉上非常不舒适。


    你可能反问,凭什么?凭什么鼻孔形态是补偿鼻子的?鼻孔是先有的,而人类鼻子的形态是很晚才进化出来的,其它灵长类是没有的。应该是鼻子的凸起形态补偿鼻孔的凹陷才对。


    是的,这样说也并没有错。你会发现,就连谁在形态上补偿谁这个事情都是说不准的。


    别急,还没完,鼻子是从器官角度独立出来的名词,而从三维形态上,它并不是独立的,它和周围的其它形态是没有界限的。看下图。



    我们拿西方人举例,因为她的脸上形态凹凸比较容易识别。


    从鼻头开始到鼻梁,到眉心,向左右两侧的眉骨,一直到太阳穴,是一整个形体。这个形态是凸起的吗?也好说,如果以额头的平面作为基准,似乎并没有明显的凸起。那眼窝的形态是凹陷的吗?是的,不过只是相对眉骨和鼻子而言的。眼球相对眼窝又是凸起的。也许睫毛的加长是对眼窝凹陷的一种补偿。


    你会发现,我们用语言表达的方式,对面部形态进行识别的时候出现了明显的困难和不确定性。更不用说谁在补偿谁了。那怎么办,讲了这么半天的内容是不是对我们外观设计能力的提高没有一点帮助?因为连判断都没有办法进行,这样说也可以,那样说也可以。


    当然不能到此为止,不然这么多字就白打了。我们可以绕开它们之间的具体识别,也绕开它们的补偿关系,打断它们之间的关系链条,把某个形态拿掉,或者移开,用视觉来直接判断效果的变化就可以得出一个结论。


    下面我们以动物来举例,以眼窝凹陷和口鼻整体形态,这两者的关系来做个示范。



    比如上图中的猫科猎食动物,它的眼睛和口鼻整体形态是一个什么样的关系,是否存在凹凸补偿,我们可以直接把眼睛移开,观察效果的变化。你会发现它的面部一下子丧失了凶猛的感觉,甚至变得呆滞可笑。这足以说明两个形态之间的补偿关联已经相对位置的重要性。凹凸补偿是存在有效相对距离的 。如果距离拉开之后,从视觉上看,两个形态就会丧失关联性,没有相互补偿关系。同样的效果也会出现在下图中的老鹰形态上。






    下面我们来看看人脸上,眼睛形态和鼻子形态之间的关系。一般,在鼻子根部,也就是鼻子形体最低洼的位置,正好是两只眼睛之间的位置。因为凹陷形态对凸起形态的补偿,要不在最凸起的位置进行,要么在凸起形态的根部进行,因为根部是凸起形态生长的原动力的起始位置。如果错开了这两个关键位置,它们之间的相互补偿作用就会失效。这算是我们目前的一种通过观察得到的假设。那怎么验证这一点呢?


    正好,现在正是大量女生选择面部整容的时代。我们就有大量的案例可以参考比较。现在许多女生做隆鼻的手术,隆鼻之后鼻子造型的根部位置,基本上都做到了接近眉心的位置,而没有停留的两眼之间。我们可以试着把鼻子根部往下移动到两眼之间,然后对比前后效果。看看,能不能修复鼻子形态和眼睛形态之间凹凸补偿的相互关联性。



    通过修改对比,确实发现,鼻子根部位置与两眼之间位置的重要关系。如上图,同时增大的鼻孔的轮廓,从而也证实了鼻孔与鼻头之间的凹凸补偿关系,以及鼻孔大小和鼻头凸起程度的关系。而下图中的修改,则不止如此。不但修改了鼻根位置,加大了鼻孔轮廓,而且尝试把鼻孔之间与人中位置相连接的部分做的更加突出,那说明这个位置也参与了鼻孔凹陷形态的凸起补偿。


    之所以举这样的例子,因为我们对人脸的识别能力是最强的。修改效果也最明显。而回到设计过程中,即使说的一套一套,其指导意义依然是有限的,最好的方法始终是:修改,比较,再修改,再比较的方式,逐步确定每个形态的重要性,以及各个形态之间的凹凸补偿关系链条。



    这一章,我们讲的内容其实是上一章内容的进一步延伸。只是要熟悉凹凸的关系,先要撇开上一中的三个维度的主要次要和附加关系等概念,单独消化。在西方古代建筑中,凹凸关系的处理依然是美轮美奂,有时间你也可以多看看它们。



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    最后留一个思考题给你,看上图中汽车前脸的形态。有一个凹陷和凸起补偿,这个凸起补偿不但是形体上的,而且同时是虚拟的,高亮度的。它在哪里呢?




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