汽车造型设计开发流程浅谈 II 赛闻汽车设计分享

汽车产品诞生至今已有数十年，随着时间的推移，车型数量实现了从0到1，再从1到n的变化。在汽车车型增多给人带来多样选择性的同时，也激发了人们对汽车形态美感的需求变化。“汽车造型设计”这一概念由此应运而生，并逐步演变成为各大汽车品牌在市场中竞争力的体现。造型设计更是每个主机厂重点关注的难题,同时 为了缩短汽车产品研发周期，节约研发成本，汽车开发流程的优化和改进也成为了各大汽车生产商（业内俗称：主机厂）提升竞争力的重要手段。

    经过数十年的演变，现如今汽车开发已经形成了一套完整的设计流程。本文将为大家讲述汽车造型行业里有关造型设计的常规工作流程和模式,希望能对大家有所帮助。

    目前，主流的造型设计方式主要分为正向设计和逆向设计两大类。在汽车行业，我们俗称的造型设计绝大多数时候指的是正向设计，这类设计从0开始，实现的是一个完整的汽车研发流程，该流程主要包含5大阶段：分别是产品策划阶段、概念设计阶段、工程设计阶段、样车实验阶段以及量产阶段，如下图：

    众所周知 ,  汽车设计是一项庞大的系统工程 ,汽车造型设计是不可能仅仅 由大师级的人物依靠个人的力量实现的 , 它需要大规模有组织的集体设计团队使用高度技术所支持的手段、 方法来实现 。其设计开发手段、 方法的体系就是整体设计程序。 

    在现代汽车造型概念设计的发展中 , 很大程度要依靠开发汽车造型设计的程序及其标准化 。在此我们将其中与造型设计关系相对比较紧密的部分进行概述和简要说明，具体内容如下：

1、制定产品开发计划和市场研究

    汽车设计是一项庞大的系统工程 , 要投入巨大的人力、 物力、 财力 , 要制定详细的产品开发计划 , 进行产品可行性分析和产品所针对目标市场的调研。主要工作内容包括：消费人群研究、竞品分析及定位、产品定位、造型风格确定、初步技术方案确定、以及财务分析等。

    在造型设计方面 , 产品设计负责人召集相关设计师讨论并确定产品的风格 , 形象与造型设计方向。最后 , 制定设计任务书。

2、总布置设计

    总布置设计通过对整车设计的总体规划来确定车身、 底盘 、动力总成等系统之间的配置关系、重量 、法规和整车的性能指标 。

    目前汽车企业大都采用数字化的三维总布置设计 , 这项技术的应用 , 使总布置的易辨识性增强 , 人机工程结合性增强 , 很大程度上提高了布置和设计的准确性与精度。

    绝大多数汽车公司普遍采用的开发方式是在成熟总体布置基础上进行适当的变动和局部改进 , 这种开发的模式 , 大大缩短了开发周期 , 是很多国内汽车企业小改型的首选 。

3、创意草图与效果图设计

    制定产品开发计划和总布置设计属于造 型设计的准备工作 , 是作为造型设计人员的一个输入指标 , 真正的造型设计过程 , 是从设计师的构思创意 , 绘制草 图, 效 图开始进行的。造型设计师根据总布置设计定出的汽车尺寸和基本形状 , 融入自己对车型的理解和看法，勾画出汽车外形的具体形象。

    方案设计可以分为前期的概念发散阶段和后期的深入探讨阶段。在概念发散阶段，设计师可以抛去现实中的许多约束，展开思路，充分发挥自己的想象力进行创作，这有助于诞生新的想法和好的创意，非常有利于产品的创新性设计。经过概念发散阶段得到大致的设计方向后，从众多的设计草图中挑选出一些有发展潜力的方案进行探讨，包括各种造型细节、结构等都要在深入探讨阶段才能明确。

 4、创意设计方案初审

    创意方案设计结束时，要按照预先的规定提供若干种备选方案进行评审。对于一种全新开发的车型，一般主机厂会提供6-9款备选方案的效果图进行评审，通过评审中选定的方案进入下一步的比例油泥模型的设计环节。

    现阶段，主机厂设计部门一般使用大型的幕墙进行设计评审，这类幕墙一般可以实现将设计方案放大到1：1的尺寸，以减小视觉偏差，有利于评审人员更加直观的整体把握造型创意方案。

5、CAS制作

    创意设计草图完成后，就将进入CAS模型的制作过程。CAS 的全称是 Concept A Surface，中文名称是前期外表面数模，指在汽车设计中用于表达造型意图且体现一定工程信息的三维数字模型。CAS 一般用于体现造型意图、洗削模型、工程可行性分析、后续 A 面制作等。

    目前，各大汽车主机厂常用的CAS模型构建软件主要是Autodesk Alias以及Icem.Surface。其中，Alias包含概念手绘、Subdivision细分曲面模型制作、NURBS曲面模型制作、Dynamo参数化设计、A级曲面模型制作，模型渲染、VR评审等功能板块，可以为我们使用人员提供完整的汽车造型研发生态，是汽车造型设计领域三维数字模型构建的主要应用软件，国内外绝大部分主机厂&设计工作室都使用该软件来进行自己的创意数字设计。

   制作 CAS 要求的输入有效果图、工程可行性分析、造型策略等支持文件。效果图一般定义为项目组选定的方案。很多项目中，CAS 也可以支持效果图的设计，比如在 CAS 上截取某一视角的截图，然后造型师在该截图上进行发挥和再创造，制作出一幅新的效果图，然后再进行 CAS 制作，如此反复，最终制作符合造型意图的效果图。

制作 CAS 数据不是一步就可以完成的，根据项目实际情况，一般来说做三轮，分别为 CAS 0、CAS 1、CAS 2。分别完成项目的阶段性目标，解决相关的问题。
需要提醒大家的是，目前，各大主机厂在自家的CAS 0和CAS 1阶段都开始逐步引入了Alias Subdivision细分曲面建模技术，使其成为CAS制作过程中的一个重要阶段。Subdivision细分曲面建模是Autodesk自Alias2020版本开始逐步添加进入Alias生态的一个重要功能部分，该项建模技术使用多边形的建模方式对模型进行快速构建，操作简单，学习成本低，对于设计师和数模师都非常友好。与之类似，使用多边形建模方式的建模软件主要有Maya、Blender、3DsMax、Speedform等，以上软件各有所长，具体内容将在以后的文章中作详细对比，这里不做过多叙述。

6、油泥比例模型制作

    油泥是一种由油料、硫磺、石蜡等成分组成的一种棕黄色固态物。这种棕黄色固态物在45摄氏度左右会软化，冷却至室温又会变得相对坚硬，是工业造型最常用的材料之一，也是汽车造型设计过程中常用的标准材料。

    通常，CAS模型完成到一定程度后，设计人员将会将三维数字模型以小比例油泥模型的形式呈现到现实之中，并将之作为提案，进行造型验证和评审。在油泥模型制作过程中设计师会全程跟踪指导，以确保油泥模型能够符合自己的设计意图。汽车外饰油泥比例模型一般按照1：5或1：4的比例进行制作。    

    对于内饰而言，空间是一个很重要的评估内容，所以，内饰验证模型一般直接做全尺寸模型，不做比例模型。同时，为了节约成本，一般情况下，内饰第一轮验证模型会使用模具泡沫来进行加工。

7、油泥比例模型方案评审

        比例模型方案评审是汽车造型设计过程中的第一次实物模型评审，将综合考虑各个影响到生产的的因素，包括：美学、工艺、结构等。主要还是对模型外观美学的评判（每个主机厂都会有自己内部的评估标准，这里不做叙述），通过评审挑选出其中的两三个方案进行 1∶1 的全尺寸油泥模型制作。

8、全尺寸内外饰模型制作

    根据选定的比例模型，结合胶带图和1：1效果图的修正情况来制作1：1的内外饰模型。一般情况下，1：1油泥模型都使用5轴铣床进行加工制作，再配合油泥师手动对其进行优化和修正。全尺寸模型制作完成后，再用贴膜（贴图）或喷漆的方式进行装饰，将轮毂、附件等都进行可视化的仿真处理，使其具有类似真车一样的效果，模型在制作过程中会同步进行多次的评审和优化。

9、A级曲面模型制作

   当方案最终确定下来以后 , 就不再用油泥模型来推敲方案 ,而是全面进行数模的质量提高工作 , 即制作整车的最终 A 级曲面 。这个阶段数字设计师的主要工作是改进汽车模型曲面之间的光顺、间隙和面差等影响表面质感的内容；主机厂中，整车A面数据构建一般会交由专门的A级曲面（部分主机厂称之为光顺）小组或部门来进行。A面构建的这段时期内 , 一般情况不会对汽车内外饰设计主体进行更改 ,  目前，各大主机厂的数字设计师主要使Icem.Surface软件来进行整车模型的光顺处理。

10、色彩设计（Color & Trim）和评审

    汽车色彩与装饰设计工作一般由主机厂内专门的Color & Trim（CMF）部门进行，Color & Trim设计师一般以女性为主，可谓是主机厂内男性数模师们最向往的部门。Color & Trim的工作内容包括潜在用户的色彩喜好以及色彩流行趋势, 与设计师配合进行汽车内外饰造型的色彩和材质选择和搭配。    

    在汽车造型设计中，把色彩和材质进行恰如其分的设计和搭配显得尤为重要。目前，主机厂内对色彩设计进行评审的主要方式是使用三维渲染软件进行仿真模拟，在渲染软件中极致还原材质样品的显示效果，并将其添加赋予至对于的整车部件，以实现“所见即所得”的真实色彩搭配效果。

     为了在三维虚拟渲染软件中实现色彩的准确表达，三维可视化设计师一般在使用高色域显示器的同时，还会借助时下非常流行的VR技术（需要配合VR HMD使用）对整车三维模型进行造型色彩设计评估。

    目前，汽车行业内，主流的三维渲染渲染软件主要包括：VRED、RTT、Unity、Unreal Engine等；

11、模型风洞试验

    在制作比例模型和全尺寸模型时，原则上都要进行风洞试验 , 旨在提高空气动力学特性。由于风洞试验要进行多次 , 将会导致造型方案的反复修改，所以需要与其他过程同步进行。

12、造型方案的设计冻结

     设计冻结表示造型方案不再更改，车身结构工程师开始进行结构设计。该部分内容由工程部门进行，造型设计部门一般不介入其中。

    好啦； 以上就是汽车造型设计过程中的主要设计流程，汽车造型设计工作主要是产品设计的前期，不同的国家不同的主机厂在其车型的设计研发过程中，都有其自己的独特之处，但整个行业的基本流程仍然是遵循上述流程的。这里就不做过多叙述。

    对于上述内容，主要为Seven根据自己的从业经验和经历所写，谨代表个人观点，部分内容若有不妥之处，还请多多指正。另，关于文中内容，各位如有疑问或需要交流的地方，欢迎关注“赛闻汽车”微信公众号，谢谢~