（设计艺术学专业论文）源于自然的艺术——仿生在灯具设计中的运用研究.pdf

中文摘要中文摘要 自然界中的万物，是自然生物历经亿万年不断进化和演变的最佳结果。生物从一开 始就面临着要与环境竞争以谋生路，在此先天环境条件下，各项生理结构、机能必须持 续进化， 以符合猎食与避免被猎食的基本生存需要。 设计的过程也如生物进化过程一样， 从最初到最终成品也经历了无数次的实验、测试和修正，才能最终达到完美。 人类诞生于自然，并依赖自然而生存，大自然是人类一切生存与发展的源泉。人类 认识和改造世界的过程，始终伴随着对自然界不同程度的仿生与模拟。自然界蕴含着无 尽设计宝藏，它为设计师们提供了一个取之不尽、用之不竭的设计素材。自然界中的万 物所特有的丰富多彩的生物结构、形态、生物生理反应以及各种生物现象，在人类漫长 的实践中，带给人们无限启迪，从而创造出了许多惊人的设计。自然界中生物的一些结 构、功能和形态近乎完美，如果我们将它们的这些优点充分发挥出来并利用到人类的生 产和生活中，这将是很好的设计素材和财富。 当今社会，随着人们物质生活品味的极大的提高，灯具作为每个家庭必不可少的东 西，人们对灯具的需求从最初简单的照明功能，逐渐过渡到功能与装饰并重，灯具造型 越来越趋向于多样化、 个性化。 仿生设计不仅丰富了灯具造型的样式， 同时还以更讨喜、 更幽默、更富亲和力的方式，带给人类生活许多的乐趣与生机。 本文主要以产品仿生设计为载体，初步探讨了仿生设计在灯具设计中的运用。从师 法自然、可用性设计、绿色设计、情感化设计等主流的设计思想与设计理念对仿生设计 的内涵进行了分析，进而引出仿生灯具设计方法及其可能出现的误区。并从形态仿生、 色彩仿生、肌理仿生、结构仿生、功能仿生五方面就仿生设计在灯具设计领域的运用进 行解析，结合已有的优秀仿生灯具设计作品，分析、研究、总结出仿生灯具设计的具体 方法及要点。文章最后对未来仿生灯具的发展提出了畅想，希望能为以后的仿生灯具设 计提供一些借鉴与指导。 关键词：关键词：仿生设计；产品设计；灯具设计 iv abstract all things in the nature are the best results of natural biological evolution of millions of years. from the beginning,living creatures have to face the competition with the environment to fend for themselves. under the innate environmental conditions the physiological structure and function must continue to evolve in order to meet the basic survival needs of hunting and avoiding being hunted. the designing process is the same as biological evolution, and from the initial to the final product it has gone through numerous experiments, tests and corrections in order to achieve perfection. born in nature, and relying on nature to survive, all human beings regard nature as the source of survival and development. the process of knowing and transforming the world is always accompanied by bionics and simulation of various degrees. nature contains endless treasures and it offers designers inexhaustible designing materials. the rich biological structure, morphology, biology and a variety of biological phenomena of the creatures in the nature bring human unlimited inspirations during the long practice of human beings, creating a lot of amazing designs. some biological structures, functions and forms in the nature are almost perfect, and if we fully apply these advantages to human production and life, it would be the nice designing material and wealth. in modern society, peoples taste in material has been greatly improved. and lighting is regarded as something essential to each family. people s needs of lighting tend to diversification and individuality from the initial simple lighting function to a gradual transition of paying more attention to both function and decoration. bionic design not only enriches the style of lamp shape, but also brings a lot of fun and vitality in a more lovable, more humorous and more friendly way. this paper discussed the bionic design in the use of the lighting design. it starts from mimesis, usability design, green design, emotional design, and other mainstream design ideas and design concepts to analyze the bionic content, and thus leads to biomimetic designing methods and the probable lighting errors. besides, it analyzes the use of bionic lighting design from the five areas of the bionic, bionic color, bionic texture, bionic structure and function, combining with the existing lighting design works, so as to analyze, research, sum up the specific methods and key points of the biomimetic lighting design. finally, the paper v puts forward the future development of bionic lamp design, hoping can provide some reference and guidance for the future of the bionic lamp design. key words: bionic design, product design, lamp design 关于学位论文独创声明和学术诚信承诺 本人向河南大学提出硕士学位申请。 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立 完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中 不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。 学位申请人（学位论文作者）签名： 201 年 月 日 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者， 本人完全了解并同意河南大学 有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校 图书馆等提供学位论文（纸质文本和电子文本）以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展 览学校学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位 论文（纸质文本和电子文本）。 （涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书） 学位获得者（学位论文作者）签名： 201 年 月 日 学位论文指导教师签名： 201 年 月 日 绪 论 1 绪绪 论论 一、选题研究的目的与意义一、选题研究的目的与意义 自然界中蕴藏着无穷无尽的美和规律。 自古以来， 自然万物一直是人类创作最直接、 最生动的原型和题材。人类从有意识地进行造物活动起，就不断地模仿自然，以自然为 师。从人类初期对自然界生物和生态现象的有意识的模仿起，到当今的深入探索研究， 人类在“仿生”过程中不断地吸取他物之长来补己之短，优化自身。 回顾中国的整个古代灯具照明史，始终伴随着模仿自然生态的痕迹。从远古原始人 心构想的人首蛇身、人面鸟身等物象，到以现实生活中各种动物形态及人自身为原型， 如牛形灯、侍女灯等。国外也是如此，创始于1895年的蒂芙尼灯具，大量模仿自然界的 植物、动物、花草及人类自身。人类文明长河中大量的事例记述了人类对自然生命创造 性的模仿。 经过长期的经验积累， 仿生的设计理论与方法更是被人们广泛地运用于灯具设计领 域中。仿生设计不仅丰富了灯具产品的形式，从形式上唤起人们对于自然美感的视觉审 美需求；更满足了当今人类回归自然、追求和谐与舒适的情感需求，消减了高科技所带 给人的冷漠与生疏，增加了产品的情趣。仿生设计也是当今国际上灯具设计的流行趋势 之一，通过仿生设计，可以增加灯具设计的趣味性、装饰性、功能性，给灯具设计带来 取之不尽用之不竭的灵感来源。 国内外设计师从事灯具仿生设计创作的热情较高， 但目前关于灯具仿生设计这方面 的理论研究却很少。有些灯具属于仿生设计的范畴，却并不为人所知。本文尝试从仿生 设计的视角出发，探索拓宽灯具设计思路的方法；把握仿生设计精髓，设计以创意为主 的灯具。 本文针对仿生设计在灯具设计中的应用进行了全方面的分析与研究， 并与实例相结 合展开分析。希望通过此论文的研究，提高人们对仿生设计应用理论知识的认识，充实 仿生的理论构架，能对目前及未来的灯具设计和发展提供些有意义的借鉴。 二、课题研究现状二、课题研究现状 仿生设计在灯具设计中的应用由来已久， 但是对于仿生灯具设计做针对性理论研究 的学者并不多见，相关的专著更少。通过查阅有关涉及到书籍的和网上资料的整理，发 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 2 现目前国内外大部分的著作多停留在研究如何设计和生产灯具产品。 对灯具设计进行专 项研究的著述较多，但对仿生灯具进行深入研究的却寥寥无几。下面对国内外的研究状 况进行阐述和分析： （一）国外研究现状 仿生设计的理念在欧美一些国家的工业设计、 环境设计和设计教育等方面已成为新 的设计潮流。 欧美一些著名的设计院校已成功地将仿生学观念在工业设计教学与研究中 应用，且取得了一定成效。灯具仿生设计尤其是在一些北欧灯具设计中更是得到了完美 呈现。 但是， 目前还没有形成专门针对仿生灯具设计的理论著作， 可参考的资料十分有限。 照明设计是国际照明设计师协会、欧洲照明设计师协会的指定刊物，是惟一全球发 行的专业照明设计的杂志。杂志刊载了全球领先的照明新产品和前沿的市场信息，并被 国际著名的设计者和建筑师广泛采用，里面刊登了许多优秀的仿生灯具设计作品。 虽然关于仿生灯具设计的理论专著很少，但是，笔者在网上搜到了众多优秀的仿生 灯具设计作品供参考。例如：丹麦设计师保尔汉宁森（poul henningsen）的经典设 计洋蓟吊灯至今仍然是国际灯具市场的畅销产品；荷兰设计师 richard hutten 设计的 moooi 蒲公英吊灯和 norm06 （二）国内研究现状 我国的仿生设计理论研究正在逐步成形与完善中。目前：有的从仿生设计的一般程 序进行研究；有的从创造思维的角度来研究；有的从符号学的角度研究仿生形态；也有 的从仿生设计教育角度进行研究。 2004 年， 广州华南师范大学美术学院建立工业设计专 业时，仿生设计作为一门新的工业设计专业教育课程确立纳入其美术学院教学课程。 2005 年 4 月， 清华大学美术学院举办仿生设计研究研讨会。 这些都显示出国内院校和设 计界对仿生设计的广泛关注。国内不少院校开设了仿生设计课程，但大多没有较为系统 的理论教材，对实际作品的总结归纳也不够深入。随着近几年，国内国外在仿生设计上 的转变和进步日新月异，为仿生设计理论研究提供了丰富的可参考资料。 国内关于仿生学的书籍资料比较多，但细致关于仿生设计的书籍资料较少：目前笔 者查到两本有关仿生设计的教材。于帆，陈嬿 2005 年编著的仿生造型设计一书， 较为系统地介绍了仿生设计的程序与方法。书中有很多仿生灯具设计的案例，可以借鉴 绪 论 3 到本论文中。孙宁娜，董佳丽 2010 年编著的仿生设计一书，主要介绍产品仿生设 计的发展与应用，从仿生学的起源与发展、仿生设计的研究内容、产品仿生设计与现代 各学科和主流设计理念的关系、 产品仿生设计的基础训练以及产品仿生设计的程序与方 法等方面对产品的仿生设计作了较为系统的介绍。书中引入的许多工业设计的新概念， 值得我们参考。 我国仿生灯具设计的历史，同中华民族的历史一样绵远流长。“古代灯具通常分为 灯盏和烛台两大类，灯具造型的设计很多采用了仿生技术，制作者很合理地把人物和动 植物的造型引入灯具的设计中。 无论是怎样的工艺手法， 仿生造型都包含了不同的意义， 使功能与造型结合得更加完美，使仿生灯具达到了形神兼备的境界。”1随着时代与技 术的发展，人们的需求发生了变化，仿生设计在现代灯具设计中的应用也更加广泛。但 是，对仿生灯具设计的研究非常少，没有专门的专著对仿生灯具设计的研究，只有一些 以学术论文的形式进行研究。 山东大学设计艺术学刘伟 2009 年的硕士论文灯具的仿生设计研究从理论和实 践的角度，重点对仿生设计理论和设计方法进行了研究。章海聪在 2001 年“海峡两岸 第八届照明科技与营销研讨会”的仿生学在灯具设计中的应用会议论文，把灯具的 某些设计内容引入仿生学的领域,从生物学的角度,寻找形态设计,得到一种新的灯具设 计方法。陆爱群、郝文胜 2008 年发表的仿拟设计在灯具设计中的应用一文，阐述 了仿拟设计的种类、概念、涵义，以及它们在产品设计和灯具设计中的应用方法。王大 凯 2009 年发表的谈统灯具艺术的仿生形态魅力一文，从传统仿生灯具的功能、工 艺、艺术性等方面认识中国传统灯具的仿生形态魅力，同时也为现代灯具造型的设计和 发展找寻可以借鉴的思路与方法。林界平 2010 年发表的浅谈灯具仿生设计一文， 从形态、结构、色彩、肌理和功能五方面浅谈了灯具的仿生设计。 三、本文的研究方法三、本文的研究方法 （1）文献查阅法：资料搜集的阶段，采取“图书馆+互联网络+知网+书籍”查阅资 料，收集相关文献，对文献进行分析与归纳总结。 （2）实例分析法：根据论文各部分的内容，采用理论分析与案例相结合的方法，有 针对性的列举灯具仿生设计实例进行分析，总结得灯具仿生设计的要点。 1 王大凯.谈传统灯具艺术的仿生形态魅力j.装饰，2009（9） 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 4 （3）演绎归纳法：主要是通过对仿生设计的应用规律进行总结后，将其演绎提升到 仿生设计的一般规律，运用到仿生灯具设计中来。 （4）比较分析法：论文在第 4 章中，通过比较得出仿生灯具设计方法的精髓。 第一章 仿生设计的研究内容 5 第一章第一章 仿生设计的研究内容仿生设计的研究内容 仿生设计在工业设计中有着深厚的历史积淀和实践经验， 但它也是最具生命活力的 一种创新设计手法，是设计回归自然、追求人性化的一种具体且可行的实施方法。仿生 设计研究自然界生物系统优越的形态外观、功能结构、物质构成，色彩等各种生物特征 及其原理，并选择性地将它们综合应用到人类的造物设计当中。仿生设计的研究内容范 围非常广，总的来说可归纳为以下三大领域。 一、自然科学领域的仿生设计一、自然科学领域的仿生设计 能自我更新、自我复制，自我调节是生物体最基本的特征。仿生学把生物体看成能 与自身环境和外界环境相联系的复杂控制系统， 仿生学以研究这个系统内各部分之间的 相互关系，以及整个系统的行为和状态为主要研究任务。 “仿生学与遗传学的整合则体现出系统生物工程的理念， 也就是发展遗传工程的仿 生学。人工基因重组、转基因技术是自然重组、基因转移的模仿，天然药物分子、生物 高分子的人工合成是分子水平的仿生，人工视神经、神经网络、细胞自动机是细胞系统 水平的仿生；还有纳米生物技术、生物计算、dna 计算机技术的系统生物生物工程的发 展，仿生学已全面发展到一个从分子、细胞到器官的人工生物系统开发的时代。”2 生物学研究成果与数学原理的综合应用也很好地推动了仿生设计的发展。 最典型的 例子是斐波那契数列（fibonacci numbers，一种递变数列）研究现象，它揭示了自然 界中许多生物渐变式形态美的内在机制。 大自然中的许多生物形态都符合这一潜在的数 学规律。 植物形态的渐变形式排列直接启发了形式美法则中的节奏、 韵律、 渐变等方法。 自然界中四处可见斐波那契数列（1，2，3，5，8，13，21，34），斐波那契数列 相邻两项的比值接近 1:6 的黄金比例。以这种式样排列的花瓣、种子、树叶的植物等有 很多，例如：向日葵、雏菊、豹纹的造型就是斐波那契数列的表现。这种仿生学数列的 排列方式对服装、纺织品、装饰、产品设计等领域有值得借鉴的重要意义。 2 孙宁娜，董佳丽仿生设计m长沙市：湖南大学出版社，2010p6 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 6 二、社会科学领域的仿生设计二、社会科学领域的仿生设计 仿生设计不仅可以应用于自然科学领域，也可应用于管理领域、经济学领域等社会 科学领域。举例来说，在经济学领域，研究人员通过对蜜蜂和蚂蚁群体的分析总结出的 “家族式”经济发展模式。从蜂群和蚁群的严密组织可以看出：在生存斗争的过程中， 它们“各司其职，按需分配”，蚁后、雄蚂蚁、工蚂蚁、兵蚂蚁在蚁群中分工明确，各 司其职。日本经济学家把这种机制运用到经济学体系当中，采用种种“感情的纽带”， 把企业人员捆绑到“蚁群”中，实质上就是“家庭化”的经济发展模式，这种经济管理 制度曾开创了日本经济腾飞的奇迹。 大自然是人类创新和人类智慧的源泉，我们社会生活中的诸多现象，在大自然中都 有映像。通过研究社会科学领域的仿生设计，我们可以客观形象的认识到人类社会的发 展现状、 所存在的问题， 并且大自然的现象也为我们解决诸多社会问题提供了原始答案。 仿生社会学由来已久，人类很早就开始向生物学习，古代哲学大都是源自于对仿生学的 研究，诸如老子、墨子和孔子等都通过仿生学的悟道来研究社会百态的。古代先哲的很 多思想在当代社会仍然具有很高的研究价值， 这是因为古代的那些经典著作可以说基本 都是从自然界的本原入手，抓住了事物的本源和根本发展规律，如能悟透的话，生活中 遇到的很多问题都能轻松地迎刃而解了。 社会科学领域的仿生设计成果往往不是一种可 以看得见或摸得着的物质实体存在，而是一种系统化的新思想、新原理和新途径。 三、艺术设计领域的仿生设计三、艺术设计领域的仿生设计 科技的发展更好地满足了人类的各种物质需求，也促使人们更加关注精神需求。为 了消减技术带给人的生疏与冷漠，人们更加追求美感与个性，彰显个人品位、情趣、文 化体验及人与自然的和谐。这时，单凭自然科学领域、社会科学内的理论，仿生设计就 不足以满足这些需求，人类对设计美感的追求也就有了介入的必要。因此，艺术设计领 域的仿生设计既与生产实践紧密相联，又与艺术理论与美学知识密切相关。当我们评价 一款仿生设计产品的好坏时，往往是对其形态、色彩、肌理、结构、功能等的综合评价。 仿生设计更是具有时代特征的自然美、 科技美与艺术美的综合体现。 在艺术设计领域中， 我们常常看到充满美感的仿生设计，这也是与自然科学和社会科学两个领域的不同之 处。 第一章 仿生设计的研究内容 7 艺术领域的仿生设计体现在设计的各个领域中，如服装设计中的仿生、建筑设计中 的仿生、产品设计中的仿生、装饰设计的仿生及舞台艺术仿生设计等。 （一）服装设计领域的仿生设计 仿生设计在服装设计领域中的运用十分广泛。狭义上讲，主要是对服装的各造型要 素（款式、色彩、图案、面料、配件等）以及各服装部件和细节模仿自然界生物体或生 态现象某一形象特质的设计活动，属于视觉范畴；广义上讲，是以自然界生物的发展规 律和生态想象的本质为依据， 探索自然生物和生态形象的内在审美特征和文化内涵并以 此为设计灵感来源的一种艺术实践活动。 可以说是针对服装的整体艺术风格和各个造型 要素及仿照生物体和生态现象的外形和内部构造、机理特征、色彩变化和文化艺术内涵 延展而进行的设计实践活动。 仿生设计在服装设计领域中的运用历史悠久。 人类从很早就知道如何用仿生手段来 美化自身，自然界的动物、植物等被广泛地运用于服装的纹样与局部装饰中，且沿用至 今。孔雀裙、燕尾服、荷叶领、灯笼裤、蝙蝠衫等这些常见的服装款式，广受人们欢迎。 目前服装的仿生面料甚至达到了以假乱真的效果，用自然材质，如鸟兽羽毛、植物叶子 等直接用在服装设计中，用人造纤维仿制自然纤维织物，如仿真丝，仿兽皮直接用于服 装设计中。在现代，尤其是当代时装艺坛上，人们对仿生美的追求已从朦胧状态向自觉 领域过渡。例如：面料的肌理仿生已经成为日本著名服装设计师三宅一生的独特风格。 （二）建筑设计中的仿生设计 仿生设计在建筑领域中也同样异彩纷呈，建筑仿生也成了一种建筑文化的新课题。 建筑仿生学的应用范围很广， 从功能仿生、 建筑形式、 组织结构仿生到城市环境仿生等， 从单体建筑到城市总体，从材料到居住环境都可覆盖。未来的城市将是仿生与生态的城 市，合理应用仿生原理可以创造出新颖和适应环境生态的建筑形态。同时仿生建筑学也 暗示人们：必须遵循自然界的很多规律，建筑仿生应该注意环境生态、经济效益与新颖 形式的有机结合。 建筑造型的仿生最为常见。 古希腊、 古罗马的建筑造型艺术的原型很多是与月桂树、 常青藤等自然界生物相联系的。著名解构建筑大师盖里就把“鱼”作为他的解构建筑的 符号发挥到了极致。“从灯具到西德魏尔维特家具博物馆，再到巴塞罗那奥林匹克入口 的雕塑, 一切都离不开那优美的仿生手法，用鱼的点、鱼的线、鱼的面、 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 8 图 11 鱼灯 资料来源： frank gehry 鱼的体翻滚了人们的视觉空间。”3盖里也善于用动物造型作装饰，1983 年他 曾用鱼和蛇的造型设计出一系列的灯具（图 11）。 （三）产品设计中的仿生设计 自然万物是经过亿万年的自然进化、筛选、淘汰和改进后形成的有机体，其各项功 能已高度发达，形成了许多人们已知或未知的奇妙功能结构。现在，人们有时遇到的一 些技术问题，其实在生物界的进化过程中得到很好的解决，因此，可以借鉴生物界来解 决一些我们所面临的技术难题。近年来，科学家把生物界作为各种技术思想、设计思路 和创造发明的源泉，通过对生物的某些特性进行分析，通过仿生创新，萌发新设计、创 造新产品。 自然界是最神奇的造型师，其丰富的生命形态有助于塑造造型设计的形式语言。设 计师能从这些精妙的生命形态中获取灵感， 以仿生的方式进行发明创造和产品的创新设 计。仿生设计的应用，可以强化产品的动态美、突出产品的个性、增加人与产品之间的 精神互动，使产品具有意象美和意蕴美。仿生设计有利于彰显产品的个性，尤其是在当 今的信息时代，人们对产品设计的要求与以往不同，既注意功能的优良性，又追求形态 的清新、淳朴，同时注重产品的返璞归真和个性。提倡仿生设计，不但能创造出功能完 备、结构精巧、用材合理、巧夺天工的产品，同时还赋予产品形态以生命的象征，让设 计回归自然，增进人类与自然统一。 产品仿生设计是一门满足人的需要，适应人体结构，为人创造舒适环境，为人服务 的科学。产品仿生设计的研究内容主要是产品的功能仿生、形态仿生、结构仿生、色彩 仿生、肌理仿生五方面。 3 韩天腾仿生家具形态的设计理念j福建农林大学学报(哲学社会科学版)，2006 (2) 第二章 产品仿生设计的内涵 9 第二章第二章 产品仿生设计的内涵产品仿生设计的内涵 一、产品仿生设计的主旨是师法自然一、产品仿生设计的主旨是师法自然 “师法自然”，就是拜自然为师，顺应自然，并加以效法的意思。“物竞天择，适 者生存”，一切存在于自然界中的物质形态，能够在漫长的进化演变过程中得以生存和 繁衍，并不断地完善其自身，获得高效低耗、自觉应变等优良性能，与环境互融共生， 都是由于顺应自然规律的缘故。 仿生设计是人类社会生产活动与大自然的锲合点，它不断地为人类创造出更加宜 人、理想化的生活方式，使人类社会与自然达到真正的和谐共生。人类从自然界中进化 而来，有着亲近自然的天性。但随着现代都市社会的高速崛起、生活节奏的急速加快， 人类逐步疏远了与自然的关系。城市环境人工化的痕迹日益明显，自然资源的污染和枯 竭、生态恶化、生物圈和生物链的严重破坏，城市居民越来越渴望自然环境，渴望自然 观的重新回归。人类开始反思自身，并努力寻找新的出路，创造一个人类社会与自然、 机器高度和谐共生的良好对话平台。 那么， 师法自然的仿生设计就是一种良策和新理念， 它通过研究、学习和借鉴生物优良的特征和功能来改进产品的设计，极大地提高了人类 适应自然和改造自然的能力。 人类自古就善于发挥自己的智慧，以大自然为师，学习、借鉴和模仿自然万物的优 点并加以提炼和创造，进行造物活动，创造和丰富了人类文明。从商周开始，礼器、食 具、灯具等器具都曾大量使用动物、植物、人类自身等仿生元素。在古希腊的柱式中， 模仿男性强健、阳刚身姿的陶立克柱式，模仿女性纤细、秀美、优雅身姿的爱奥尼柱式， 至今仍深受人们喜爱。 产品设计作为一种创造性的人类造物活动，师法自然，掌握自然的生命规律，在设 计中通过模仿和借鉴自然物优异的形态、结构与功能等，不断创造出新的产品形态，提 高产品的舒适性与宜人性。师法自然的产品仿生设计不仅丰富了人类的物质生活，增近 了人与自然的亲近关系，赋予产品鲜活的生命力，更借助产品传达出人与自然和谐，珍 爱生活的理念。如德国著名仿生设计大师路易吉克拉尼曾说他的设计灵感都是来自大 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 10 自然，“设计飞机我就看鸟怎么飞行，设计轮船我就看鱼怎么游泳，大自然给了我思考 的方向，它是我最好的老师。”4 师法自然，通过仿生设计，模仿自然界优美的自然形态，丰富与拓展了现代产品设 计的造型语言，给产品设计提供新的设计方法和造物法则，增添了产品的情趣和趣味， 给人们带来新鲜的体验与感受，满足人们追求轻松、愉悦的情感需求，体现出人们对自 然的仰慕和向往，丰富了产品的精神与文化内涵。 二、产品仿生设计是实现绿色设计的一种新理念二、产品仿生设计是实现绿色设计的一种新理念 绿色设计是“20 世纪 80 年代末出现的以环境和环境资源保护为核心概念的设计， 是继现代主义设计理论之后转向新设计价值观的一种过渡。 ” 5绿色设计的原则是 “4r” ， 即 reuse(回收)、recycle (再循环)、reuse（再利用）和 reduce (减少使用量)四个英 文词的首写字母组合而成。这四个词的词意即构成了现代绿色设计的内涵。绿色设计要 求产品在生命周期全过程中，尽可能地减少能源的消耗及有害物质的排放，使产品及其 零部件和包装都能够便于分类回收或再生循环及重复利用，以达到物尽其用，进而实现 有效利用、节约资源的目的。 产品仿生设计不仅是师法大自然，而且通过模仿仿生对象的优异性能，实现绿色设 计理念。自然界中到处存在着优良设计的实例，有的结构精妙、用材合理，有的形态、 色彩美妙绝伦有的结构精巧，用材合理，符合自然的经济原则；有些甚至是根据某种数 理法则形成的，符合“以最少材料”构成“最大合理空 间”的要求。产品应当吸取和学习自然界的生命规律和 自然生态系统的运行规律，合理用材，并通过仿生设计 将之灵活地运用到产品设计中，以便能更有效地利用资 源，实现绿色、可持续设计。如蜂巢结仿生设计中就最 典型的例子。蜂巢结构用料科学、经济，且容量大、坚 固性强、重量轻、不易传导声音和热。图 2-1 的电脑散 热器就是模仿了蜂巢的结构，实现了更有效的散热功 能。 4 张峻霞，商云男,，段金娟工业设计概论m北京市：海洋出版社，2008p111 5 孙宁娜，董佳丽仿生设计m长沙市：湖南大学出版社，2010p28 图 2-1 蜂巢与电脑散热器 资料来源：百度图库 第二章 产品仿生设计的内涵 11 模仿自然材料的优越性能，可以实现绿色设计理念。在仿生设计中对自然材料的仿 生既可以满足人们的需求，也降低了对自然材料的使用量，是实现节能环保的又一种绿 色设计。例如，仿生藤、仿真皮技术的出现和应用，既满足了人们的实际需求，又减少 了对树木的消耗和动物的伤害，对人类生态的保护起着深远的意义。 产品仿生设计中所蕴含的情感化，可以实现绿色设计理念。绿色设计还体现在使产 品耐用、 耐看， 并实现人机环境的和谐方面， 这也成为了仿生设计的一条重要思路。 当今产品除了满足了人们物质功能的同时，还有更深层次的精神功能。人们对具有更高 层次精神功能的产品投入了较多的情感，不会轻易丢弃，甚至会永久收藏起来，这也大 大提高了产品价值，延长了产品的使用寿命。如，意大利阿莱西品牌的生活用品，以其 色彩艳丽、活泼，样式趣味十足，使得人们在使用体验过程轻松愉悦，浓浓的生活气息， 大受消费者喜爱。 三、产品仿生设计是实现可用性设计的一种新理念三、产品仿生设计是实现可用性设计的一种新理念 “1960 年代末德国设计界流行起外形跟随使用（form follows use）名言，外 形应当符合使用和操作需要，这是设计思想发展的一个新阶段。”6产品可用性，简单 来说，是指产品的操作使用能否符合人的行动过程的计划。 iso 9241-11 国际标准对可用性的定义如下：“可用性是指产品在特定使用环境下 为特定用户用于特定用途时所具有的有效性（effectiveness）、效率（efficiency） 和用户主观满意度（satisfaction）。其中：有效性指用户完成特定任务和达到特定目 标时所具有的正确和完整程度； 效率指用户完成任务的正确和完整程度与所使用资源如 时间之间的比率；满意度指用户在使用产品过程中所感受到的主观满意和接受程度。” 7这个概念的提出，改变了人们对交互设计过程的认识，以用户为主的设计思想逐步深 入人心。 借助仿生设计，可以更有效地支持产品的功能。自然界中所有的自然形态都有与之 相适应的稳定关系。因此设计师在设计产品时，可以借鉴仿生，直接利用仿生对象形态 及其功能间的对应关系来表达产品的形态和功能的对应关系， 从视觉体验感知中认可产 品的可用性与有效性。 6 李乐山工业设计思想基础(第二版)m中国建筑工业出版社，2007p137 7 孙宁娜，董佳丽仿生设计m长沙市：湖南大学出版社，2010p32 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 12 通过仿生设计中语意的正确表达，可以提升产品的可认知性。有些设计不良的产品 会带给消费者许多困扰。有的产品外观虽然设计和制作的都很精良，却看不出其功能； 有的产品买回去却不知如何操作；有的产品操作起来复杂；有的甚至在操作失误后就无 法使用。设计优良的产品能使消费者的操作便捷、高效，体验快乐，这必然会赢得消费 者的喜爱。这样，就会提高产品的美誉，进而增加产品的销量，推动企业经济效益的提 高。 产品仿生设计中利用与仿生形态相应的造型元素， 传达产品的功能部位和操作方法， 可以将产品性能与操作方法等重要信息用简明的形式表达出来， 使消费者在初次接触产 品时，就可以通过审视外形明白产品的功能和操作方法。 通过仿生设计可以提高产品体验的整体满意度。可用性概念的核心是以客户为中 心，只有那些真正从消费者需求出发设计的产品，才能赢得消费者的青睐。产品仿生设 计中，只有真正了解用户的生理、心理、喜好及产品的使用体验经验等方面的需求，设 计师才能寻求到合适的对象物，对其形态、结构、功能等特征进行提炼，应用到产品设 计中， 并借由这些特定的信息激发其对以往生活经验或行为的联想， 传达出产品的功能、 技术等信息，产生产品的情感意义，为使用者传递出产品的可用性信息。 四、产品仿生设计是情感设计的一种延伸四、产品仿生设计是情感设计的一种延伸 情感化设计，指的是“在设计中以产品的物质功能为基础，充分实现产品的精神功 能，并向消费者传达感情，让消费者在使用的过程中体验情感的设计理念。设计师通过 对消费者情感一般规律的研究与分析，在表达自身对生活的理解和感受的时候，必须充 分尊重产品与消费者之间所产生的心理层次的互动，准确体现消费者的情感需求，给人 们带来更多的轻松与愉悦，提高产品的亲和力，激发人们对生活的热情，引导人们体验 生活的丰富多姿，增加人与产品之间的精神互动。”8 产品作为一种人造物，是要为人服务的，人们在它身上倾注和寄托了很多情感。通 过仿生设计对产品的形态、结构、功能等进行创新，可以提高产品的亲和力，给消费者 带来更丰富的情感体验。 曾担任过苹果电脑研究副总裁的唐纳德a诺曼博士针对情感化设计，将情感化 设计水平分为“本能的”、“行为的”与“反思的”9三个层面。 8 孙宁娜，董佳丽仿生设计m长沙市：湖南大学出版社，2010p36 9 美 donald a norman情感化设计m 付秋芳，程进三译北京：电子工业出版社，2007，11 p4 第二章 产品仿生设计的内涵 13 （一）本能层面的情感需求 本能层面的情感是指人与产品交互时候通过视觉、触觉、听觉、嗅觉和味觉体验本 能地所激发的情感。这个层面的情感设计，主要关注的是产品的外观设计。 简单来说，本能情感就是产品给人的第一印象。优良的产品在与消费者第一次接触 时就会因用着舒服，看着漂亮、有趣而给消费者留下深刻的印象，打动人心，带给消费 者愉悦的使用体验。 情感化设计借助于产品的仿生设计，通过在产品形态、功能等当面赋予产品以自然 生命的特征，让使用者从机械化的人为形态中解放出来，增添了产品的情趣，迎合了现 代人渴望回归自然的本能情感需求。仿生产品以其独特的形态、幽默诙谐的表现手法， 更易被大众接受，能快速地吸引和打动消费者。 （二）行为层面的情感需求 行为层面的情感是指人与物交互时候产生的情感，它源于人在使用物的过程中所 获得的感受和体验。这个层面的情感设计，主要关注的是产品的操作。简单和舒适的操 作可以缓解使用者的疲劳。 一件产品无论外观多漂亮，但如果没有完善的使用功能，也就失去了使用意义，无 法长久。情感化的产品设计不但要凭借着良好的第一印象吸引人心，还应以消费者为中 心，更多地去关注产品的功能性、可靠性、简易高效性，带给消费者轻松、舒适、愉悦 的使用感受。 在产品仿生设计时，设计师借助仿生对象所蕴含的丰富生动的造型语言，通过对生 活细节的深入观察，充分表达产品的功能和操作方式。这样的产品设计以舒适宜人的功 能缓解人们的疲劳，调节人的行为，另枯燥的劳动变成舒适的享受，同时迎合人们的自 然情怀，带给人们劳动的乐趣与精神的慰藉。产品不再仅仅只是工具，而是与人交流情 感的媒介，成为人们生活的伴侣。 （三）反思层面的情感需求 反思层面的情感需求是指人们对物品自身的反思所产生的情感。 基于反思层面的产 品设计具有诉求自我形象、个人满意、记忆等特点。这个层面的设计针对的是产品设计 中情感化体验最深的层面，其设计方式有：“以产品形态语义承载具体情绪；以行为层 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 14 面设计增强隐式交流；以设计符号指向内涵意义。” 10重视反思层面设计, 将其运用到 产品设计研发与改良的过程中, 能有效提高用户对产品的满意度。 产品仿生设计中，应从社会风俗和文化传统中寻求产品设计的切合点，对不同地域 的文化和传统进行挖掘、概括与提炼，设计出不同风格的产品。这样的产品可以满足人 特定的心理诉求和愿望，提高产品的文化内涵，提升消费者的品味，从而实现消费者的 文化归属感。 图 22 是 2000 年日本名古屋国际设计竞赛金奖作品。它不同寻常之处在于：将纸 张切碎成树叶形状，且不设纸斗，将纸屑直接撒落在地面上。整个过程给人以秋叶飘落 的感觉，产生了空寂静美的古典美感，意境非常契合日本人“努力在任何简洁的形式中 寻求永恒价值” 11的审美精神，制造了一个符合日本传统文化审美趣味的场景。这样传 统的意境改变了碎纸机机械而冷漠的原有物象。 10 周睿，董佳丽郑州轻工业学院学报j产品设计情感化体验的反思层运用(社会科学版) ，2010 (4) 11 崔天剑,李鹏产品形态设计m南京市：江苏美术出版社,2007.p55 图 22 个人碎纸机 资料来源：百度图库 第三章 仿生灯具设计方法 15 第三章第三章 仿生灯具设计方法仿生灯具设计方法 一、仿生灯具设计方法一、仿生灯具设计方法 （一）形态契合法 形态契合设计是：“根据其形态的基本功能要求，找出形态之间的相互对应关系， 如上下对应、左右对应或正反对应等等，使创造出来的形态相互契合，互为补充，使各 自独立的形态通过契合设计形成新的统一体。” 12 形态契合法， 是指巧妙地利用物象造型之间的一些相似性关联而触发的联想进行造 型设计。将其运用到灯具设计中，如，设计一款灯具，由其照明功能可关联到蜡烛、萤 火虫、篝火、月亮等物象的形态，再将之进行艺术化造型处理，运用到灯具设计中。 由白炽灯（图 31）的形状联想到火苗的形 状，进而设计的这款户外篝火，底部由两根圆木 拼接成一个十字作灯架， 灯罩也模仿火苗的形状， 里面的那盏灯泡只要一通电源灯就像篝火一样被 “点燃” 了， 构思十分巧妙。 uk design studio 设计的 martyr 灯（图 32），形态十分有趣。 由灯泡的圆形造型联想到人圆圆的脑袋， 灯泡和底座正好组成了一 个小人，正手脚并用、艰难地拔墙上的插头，传达一种机械而又诙谐的设计理念。 广州美院学生贾明和赵明珂共同设计的“猴子捞月亮”灯（图 33），巧妙地利用 圆形灯泡模拟月亮，都是圆形且都能发光。猴子的形象憨态可掬，双手紧紧地抱着“月 亮”不肯松开，生怕“月亮”会跑丢似地。产品带有故事性，充满了童趣，让情感和趣 味渗透到灯具中，给生活带来乐趣。 12 刘国余产品形态创意与表达m上海人民美术出版社，2004.p19 图 31 室内篝火灯 资料来源：百度图库 图 32 martyr 灯 资料来源：百度图库 源于自然的艺术仿生在灯具设计中的运用研究 16 （二）元素替代法元素替代法 元素替代法，就是“利用物体形状之间的相似性，按照一定需要，在保持其物形特 征的基础上，将原物形素材的某一部分换成另一物形的素材，产生一种具有新意的、奇 特的新形象。” 13这个新形象常出现张冠李戴、偷梁换柱的效果，大大突破了原来物形 意义的局限，也因此拓宽了产品的创意，更加强了产品的表现力和趣味性，是产品设计 领域中较为常见且有效的设计方法。 极少有人愿意把螺旋形的节能灯暴露在外面，图 3-4 巧妙地解决了这个问题。设计 师 ariel rojo 将螺旋形的节能灯替代小猪尾巴，既起到了照明的功能又非常有幽默感。 图 3-5 为 2008 年东京 100 设计展上 wncart 品牌的动物造型灯中的腊肠狗灯， 利 用灯管长形圆柱状，替代了腊肠狗修长的身体，电线成为了它的尾巴。操作方式模拟了 人们用手抚摸狗狗头的行为，用手触摸它的头即可控制灯的开关。 13 伍莹趣味产品的创意设计方法j 黑龙江科技信息，2008（22） 图 33 猴子捞月亮灯 资料来源：网易相册 图 34 猪尾巴节能灯 ariel rojo 设计 资料来源：百度图库 图 35 腊肠狗灯 资料来源：百度图