设计材料及加工工艺第三章 材料感觉特性的运用

1、第三章材料感觉特性的运用3.1 材料感觉特性的概念内容内容材料感觉特性材料感觉特性又称材料质感，是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映或由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动，它建立在生理基础上，是人们通过感觉器官对材料作出的综合印象。材料感觉特性包含两个基本属性： 生理心理属性生理心理属性：材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息， 如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、厚重与单薄、沉重与轻巧、坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特征； 物理属性物理属性，即材料表面传达给人的知觉系统的意义信息，也就是材料的类别、性能等。主要

2、体现为材料表面的几何特征和理化类别特征，如肌理、色彩、光泽、质地等。材料感觉特性的内容材料感觉特性按人的感觉可分为触觉质感和视觉质感；按材料本身的构成特性可分为自然质感和人为质感。材料感觉特性的内容1、材料的触觉质感材料的触觉质感 是人们通过手和皮肤触及材料而感知材料表面特性，是人们感知和体验材料的主要感受。(1)触觉质感的生理构成 运动感觉触觉是一种复合的感觉 是一种特殊的反映形式。 皮肤感觉 运动感觉是指对身体运动和位置状态的感觉；皮肤感觉是指辨别物体机械特性、温度特性或化学特性的感觉，一般分为温觉、压觉、痛觉等。材料感觉特性的内容1、材料的触觉质感材料的触觉质感(2)触觉质感的心理构成

3、从物体表面对皮肤的刺激性来分析，根据材料表面特性对触觉的剌激性，触觉质感分为 快适触感和厌憎触感快适触感和厌憎触感。 人们对蚕丝质的绸缎、精加工的金属表面、高级的皮革、光滑的塑料和精美陶瓷釉面等易于接受，喜欢接触，从而产生细腻、柔软、光洁、湿润、凉爽等感受，使人感到舒适如意、兴奋愉快，有良好的官能快感； 人们对粗糙的砖墙、未干的油漆、锈蚀的金属器件、泥泞的路面等会产生粗、粘、涩、乱、脏等不快心理，造成反感甚至厌恶，从而影响人的审美心理。1、材料的触觉质感材料的触觉质感(3)触觉质感的物理构成 材料的触觉质感与材料表面组织构造的表现方式密切相关。 材料表面微元的构成形式，是使人皮肤产生不同触觉质

4、感的主因。同时，材料表面的硬度、密度、温度、粘度、湿度等物理属性也是触觉不同反应的变量。 表面微元的几何构成形式千变万化，有镜面的、毛面的。非镜面的微元又有条状、点状、球状、孔状、曲线、直线、经纬线等不同的构成， 产生相应的不同触觉质感。2、材料的视觉质感材料的视觉质感 材料的视觉质感是靠眼睛的视觉来感知的材料表面特征，是材料被视觉感受后经大脑综合处理产生的一种对材料表面特征的感觉和印象。(1)视觉的生理构成 在人的感觉系统中，视觉是捕捉外界信息能力最强的器官，人们通过视觉器官对外界进行了解。当视觉器官受到刺激后会产生一系列的生理和心理的反应，产生不同的情感意识。2、材料的视觉质感材料的视觉质

5、感(2)视觉质感的物理构成 材料对视觉器官的刺激因其表面特性的不同而决定了视觉感受的差异。材料表面的光泽、色彩、肌理、透明度等都会产生不同的视觉质感，从而形成材料的精细感、粗犷感、均匀感、工整感、光洁感、透明感、素雅感、华丽感和自然感。 2、材料的视觉质感材料的视觉质感(3)视觉质感的间接性 视觉质感，是触觉质感的综合和补充。一般说材料的感觉特性是相对于人的触感而言的。由于人类长期触觉经验的积淀，大部分触觉感受已转化为视觉的间接感受。对于已经熟悉的材料，即可根据以往的触觉经验，通过视觉印象判断该材料的材质，从而形成材料的视觉质感。由于视觉质感相对于触觉质感的间接性，经验性，自觉性和遥测性，也就

6、具有相对的不真实性。2、材料的视觉质感材料的视觉质感(4)视觉质感的距离效应 材料的视觉质感与观察距离有着密切的关系。远、近的视觉效果差别很大。 3、材料的自然质感材料的自然质感是材料本身固有的质感，是材料的成分、物理化学特性、表面肌理等物面组织所显示的特性。自然质感突出材料的天然特性，强调材料自身的美感，关注材料的天然性，真实性和价值性。 4、材料的人为质感材料的人为质感是人有目的地对于材料表面进行技术性和艺术性加工处理，使其材料自身非固有的表面特征。人为质感强调的是人为加工后产生的工艺美和技术美。根据设计要求、效果的不同可分为同材异质感和异材同质感两种。4、材料的人为质感同材异质感是指对物

7、面固有质感作改造性的物理加工处理，使其既保留了物面固有的自然质感，又产生了人为质感的系列变化，其在工业产品质感设计中的作用是统一中求变化，具有明显的装饰性。异材同质感是指对物面固有质感作破坏的化学加工处理，赋予物面新的非固有质感或其他材质的质感，使不同材质有统一的质感，在工业产品质感设计中的作用是在变化中求统一。材料感觉特性的评价以人的感觉为依据选择材料时，人的感觉对材料的评价乃是关键。1材料感觉特性的描述材料感觉特性的评价2材料感觉特性的测定 产品中可能使用的材料种类繁多，为了找出不同材料感觉特性的区别，选择了7种材料作为评价对象，分别是玻璃、陶瓷、木材、金属、塑料、橡胶、皮革。 我们针对每

8、组感觉特性制作了感觉量尺，在量尺上标注这7种材料的感觉特性(见表33)。影响材料感觉特性的相关因素1材料种类 材料的感觉特性与材料本身的组成和结构密切相关，不同的材料呈现着不同的感觉特性。影响材料感觉特性的相关因素2材料成型加工工艺和表面处理工艺 材料的感觉特性除与材料本身固有的属性有关外，还与材料的成型加工工艺、表面处理工艺有关，常表现为同质异感和异质同感。影响材料感觉特性的相关因素不同的加工方法和工艺技巧，会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性： 锻造工艺锻造工艺锻造工艺良好的复写功能，可精确地复制出纤细的叶脉，粗粝的是岩石甚至流动的液体，丰富的金属的表现范围。 焊接工艺焊接工艺焊接

9、工艺是现代科技的产物，各种复杂的造型均可通过焊接来完成，焊接不仅是实现造型表达观念，倾泻情感的表现技艺，同时也是一种艺术的表现力，焊接后的锉平抛光是一种工艺美，有意识保留焊接的痕迹，能产生奇特的肌理美，丰富产品的艺术美感。 影响材料感觉特性的相关因素铆接工艺铆接工艺具有一种强烈的工业感和现代感，铆接的铆钉头有节奏的整齐排列，形成一种肌理变化。编织工艺编织工艺编织工艺是一种由纤维艺术发展而来的工艺，是丝状材质按一定的方法编织在一起，可产生极富韵律和秩序感的肌理效果。 车削工艺车削工艺车削后的材质表面有车刀的连续纹理，有旋转感。 磨削工艺磨削工艺磨削后的材料表面精细光滑，富有光泽感。 电镀工艺电镀

10、工艺电镀的材料表面不仅能改变材料的表面性能，而且表面具有镜面般的光泽效果。 喷砂工艺喷砂工艺喷砂工艺能使材料获得不同程度的粗糙表面花纹图案，通过光滑与粗糙，明喻暗的对比，给人以含蓄柔和的美感。 影响材料感觉特性的相关因素3其他因素材料感觉特性在很大程度上受时代的制约，与时代的科技水平、审美标准、流行时尚等因素有着直接的关系。3.2 质感设计 材料的质感与产品的造型是紧密联系在一起的，工业设计中对产品造型进行设计的重要方面就是对一定的材料进行加工处理，最后成为既具有物质功能又具有精神功能的产品，它是艺术创造的过程，也是艺术造型的过程。质感设计是工业产品造型设计中一个重要的方面，是对工业产品造型设

11、计的技术性和艺术性的先期规划，是一个合乎设计规范的“认材-选材-配材-理材-用材”的有机过程。质感设计的形式美法则1调和与对比法则调和与对比法则是指材质整体与局部、局部与局部之间的配比关系。各部分的质感设计应按形式美的基本法则进行配比，才能获得美的质感印象。调和与对比法则的实质就是和谐。在同一产品中使用同一种材料，可以构成统一的质感效果。图3-5为硬盘驱动器，其外壳采用ABS塑料，在材质上形成统一效果，但又通过造型、色彩的变化形成统一和谐中的微妙变化。在同一产品中使用差异性较大的材料，可以构成强烈的材质对比。图3-6为电熨斗，主体采用耐腐蚀、传热性好、高光泽的不锈钢材料，把手部分采用隔热性好、

12、不导电、重量轻、易加工的塑料材料。质感设计的形式美法则调和与对比法则的普遍原则是变化中求统一(对比而不零乱)，统一中求变化(调和而不单调)，追求设计效果的和谐完美。质感设计的形式美法则2主从法则主从法则实际上就是强调在产品的质感设计上要有重点。所谓重点是指产品用材在并置组合时要突出中心，主从分明，不能无所侧重。没有主从的质感设计，会使产品的造型显得呆板、单调或与此相反而显得杂乱无章。 用材质的对比来突出重点，常用非金属衬托金属，用轻盈的材质衬托沉重的材质，用粗糙的材质衬托光洁的材质，用普通的材质衬托贵重的材质。图37为无绳鼠标，主体部分经表面处理具有高光的金属质感，操作件部分采用亚光的橡胶材料

13、，充分体现了质感设计的主从法则。质感设计的运用原则 一个成功的产品设计，并非一定要使用贵重的材料，也不在于多种材料的堆积，而是在体察材料内在构造和美的基础上，精于选用恰当得体的材料，贵于材料的合理匹配与质感的和谐应用。 合理的使用材料是根据材料的性质，产品的使用功能和设计要求，正确的经济的选用合适的材料。 艺术性的使用材料是指追求不同色彩肌理质地的材料的和谐与对比，充分显露材料的材质美，借助于材料本身的素质来增加产品的艺术造型效果。 创造性地使用材料则是要求产品的设计师能够突破材料运用的陈规，大胆使用新材料和新工艺，同时能对传统的材料赋予新的运用形式，创造新的艺术效果。 质感设计的主要作用（1

14、）提高适用性良好的触觉质感设计，可以提高产品的适应性。在照相机的机身上粘贴软质人造革材料手感十分舒服，会增添柔软的触感和人内心的舒服感，使人更乐于接触它，产品的功能性、适用性无疑提高了。机箱、收录机、仪表等产品上的开关按钮等操作件，表面压制凸凹细纹，有较明显的触觉刺激，易于使用，避免因滑动产生的各种失误。质感设计的主要作用（2）增加宜人性良好的视觉质感设计，可以提高工业产品整体设计的宜人性。图3-9所示的皮座台灯，采用内装砂粒的皮革底座，底座可任意调节摆放位置，灯罩采用表面经亚光处理的铝材制作，在灯罩上有不规则的小孔，使整个造型具有独特的视觉效果。质感设计的主要作用（3）塑造产品的精神品位产品

15、的精神品位就是产品的意境。在质感设计中要使材质形象体现产品的意境，就应该创造性的设计材质形象，熟悉各种材料的感觉特性， 把握好各种材质的对比效果，实现从材质形象到产品意境的飞跃。（4）达到产品的多样性和经济性良好的人为质感设计可以替代和弥补自然质感，达到工业产品整体设计的多样性和经济性。品设计的多样性主要体现在两个方面：一是根据使用对象、使用环境、功能要求选用不同的材料；二是根据使用者的心理和生理要求，塑造产品的个性特征。质感设计的主要作用（5）创造全新的产品风格图3-10，是瑞士设计师弗兰克格里，用厚纸板制作的椅子和搭脚蹬，是用一种简陋甚至破相的材料，来创造一种无论视觉还是触觉都非常丰富的效

16、果。图3-11，是它采用圆形矿石板或奇异的石材与钢铁配合制作的小桌3.3材料的抽象表达 面对一种材料，人们往往会产生种种感觉，种种感觉的扩张，种种感觉与感觉的联系，就会产生将材料做这样或那样处理的种种有意或无意的设计行为，这种设计行为就称为材料的抽象表达。 图312为拉塞尔卡汞设计的壁饰，利用铜及其他综合材料的组合，充分展示了材料或绚丽、或深沉、或典雅、或沧桑的材质美感以及或精致、或豪放、或坚硬、或柔美的工艺美1.材料的抽象表达 材料的抽象表达，是将材料的某些特征加以提炼，升华为具有某种审美价值的意向，并沿着抽象表达的共同方向，使材料成为能够唤起人们某种情感的具有抽象意念的材料。 材料的感觉特

17、性是材料具有抽象表达的重要因素，材料的视觉质感形成了材料的抽象视觉要素，材料的触觉质感则形成材料的抽象触觉要素，另一方面，材料内部充满了一种张力，这种隐藏着的内在力形成了材料的心理要素。图3-13，为法国设计师费罗的作品无题，不锈钢材料的在设计师的精心构思下，通过锻造焊接等方式，使其表面的质地，肌理，色彩光泽等特征充分显示。 2.抽象思维是材料抽象表达的基础 抽象思维是非具象的思维，是抽取了形体的本质属性，撇开非本质属性的思维，在思维中抽象符号代替的具体形象。 抽象思维基于人的感觉，而感觉是人与生俱来的，当感觉与感觉沟通，连贯时，抽象思维就得以形成。图3-14，为德国设计师伯纳特兰德设计的首饰

18、胸针。采用以各种金属材料（铜、不锈钢和铝等），制成的螺母、齿轮，弹壳等现成物品组合成飞鸟。在此作品中，设计师以现代人，独特的审美视觉和极丰富的想象力，将具有鲜明时代特征的金属材质制品作为设计的造型语言，通过拼接和铆焊实现新的组合，是金属的材质，特征和表现形式得以充分展现。3.材料的抽象表达对设计有直接的意义在设计中有这样一句话“用材料思考”。在设计中注重材料语言的运用和把握用材料思考的原则已成为现代设计的一个重要理念。图3-15，为设计师彼得雪设计的“像风筝的茶壶”。设计师以陶瓷作为设计材料，采用现代陶艺技术和表面装饰手段，是陶瓷表面呈现出不同的色彩光泽和肌理利用这些材质特征与己合形态相结合，

19、进行设计创作，作品具有强烈的现代设计风格，充分体现出现代的设计理念，使作品成为超越实用性且具有独特自身价值的艺术品，表达出现代设计对传统审美评价标准的自我突破。图3-16，是设计师丹尼拉恩设计的玻璃椅子，椅面和椅背采用厚板状、抛光、边缘参差不齐的玻璃，使其与工业化标准产品形成强烈的对比，启示着人们对材料的大胆利用和积极探索。3.4 材料的美感 材质美是产品造型美的一个重要方面，人们通过视觉和触觉、感知和联想来体会材质的美感。不同的材料给人以不同的触感、联想、心理感受和审美情趣。 材料的美感与材料本身的组成、性质、表面结构及使用状态有关，每种材料都有着自身的个性特色。材料的美感主要通过材料本身的

20、表面特征，即色彩、光泽、肌理、质地、形态等特点表现来。在造型设计中，应充分考虑材料自身的不同个性，对材料进行巧妙的组合，使其各自的美感得以表现，并能深化和相互烘托，丰富其表现力。材料的色彩美 材料是色彩的载体，色彩不可能游离材料而存在。色彩有衬托材料质感的作用。 材料的色彩可分为材料的固有色彩(材料的自然色彩)和材料的人为色彩。材料的色彩美 材料的固有色彩或材料的自然色彩是产品设计中的重要因素，设计中必须充分发挥材料固有色彩的美感属性，而不能削弱和影响材料色彩美感功能的发挥，应运用对比、点缀等手法去加强材料固有色彩的美感功能，丰富其表现力。图3-17为氮化钛和24K金的自然色彩。材料的色彩美

21、材料的人为色彩是根据产品装饰需要，对材料进行造色处理，以调节材料本色，强化和烘托材料的色彩美感。 在造色中，色彩的明度纯度色相可随需要任意推定，但材料的自然肌理美感不能受影响，只能加强，否则就失去了材料的肌理美感作用，是得不偿失的做法。图3-18，为阳极氧化染色处理的铝制餐具。 材料的色彩美 运用色彩规律，将材料色彩进行组合和协调，才能产生明度对比、色相对比和面积效应以及冷暖效应等现象，突出和丰富材料的色彩表现力。 相似色材料的组合：指明暗度差异不大，色相基本上属同类的微差，无较大冷暖反差的材料的组合。 对比色材料的组合：材料的色彩的对比主要是色相上的差异，明度上的对比，冷暖色调上的对比。材料

22、的肌理美 肌理是由天然材料自身的组织结构或人工材料的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可感受到的一种表面材质效果。它是产品造型美构成的重要要素，在产品造型中具有极大的艺术表现力。 自然肌理材料自身所固有的肌理特征，它包括天然材料的自然形态肌理(如天然木材、石材等)和人工材料的肌理(如钢铁、塑料、织物等)。 再造肌理材料通过表面面饰工艺所形成的肌理特征， 是材料自身非固有的肌理形式，通常运用喷、涂、镀、贴面等手段，改变材料原有的表面材质特征。 视觉肌理通过视觉得到的肌理感受，无须用手摸就能感受到的，如木材、石材表面的纹理。 触觉肌理用手触摸而能感觉到的有凹凸起伏感的肌理。图321 石材的自然肌

23、理图322 木材的自然肌理图323 陶瓷表面的装饰肌理材料的肌理美材料肌理形态的组合方式主要有： 同一机理的材料组合。 相似肌理的材料合。对比肌理的材料组合图3-24 为三角托架台，采用胡桃木与梨木制作图3-25，维罗恩阿拉德设计的混凝土音响组合，以钢筋和水泥为音响设备的基本材料，无论是音响还是唱盘座，都是混凝土，其外观粗糙，与精细的塑料唱片，形成强烈的肌理对比。材料的光泽美材料的光泽美感主要通过视觉感受而获得在心理生理方面的反应，引起某种情感，产生某种联想，从而形成审美体验。 根据材料受光特征可分为透光材料和反光材料。 材料的光泽美1.1. 透光材料透光材料 透光材料受光后能被光线直接透射，

24、呈透明或半透状。这类材料常以反映身后的景物来削弱自身的特性，给人以轻盈、明快、开阔的感觉(如图3-26)。图326 玻璃杯子材料的光泽美1.1. 透光材料透光材料透光材料的动人之处在于它的晶莹，在于它的可见性与阻隔性的心理不平衡状态，以一定数量叠加，使其透光性减弱，但形成一种层层叠叠像水一样的朦胧美。（如图3-27）材料的光泽美 2. 2. 反光材料反光材料 反光材料受光后按反光特征不同分为定向反光材料和漫反光材料。 定向反光是指光线在反射时带有某种明显的规律性，定向反光材料一般表面光滑不透明，受光后明暗对比强烈，高光反光明显。给人以生动、活泼的感觉(如图3-28)。材料的光泽美 2. 2. 反光材料反光材料 漫反光是指光线在反射时反射光呈360度方向扩散，漫反光材料通常不透明，表面粗糙，且表面颗粒组织无规律，受光后明暗转折，层次丰富，高光反光微弱，为无光或亚光。（图3-29）材料的质地美 材料的质地美是材料本身的固有特征所引起的一种赏心悦目的心理综合感受，具有较强的感情色彩。 质地是与任何材料有关的造型要素，它更具有材料自身的固有品格，一般分为天然质地与人工质地(如图330和图331)。天然质地，包括未经人工加工的天然材料的质地，如毛石，树皮，沙土及动物毛皮等，和以天然材料为基材经人工加工而成的材料质地，如经切割打磨，刻画抛光等加工的木材石材等材料。 人工材料所反映的