个性化需求下的陶瓷参数化设计创新方法研究.pdf
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1、052CERAMICSSCIENCE&ART探讨个性化需求下的陶瓷参数化设计创新方法研究朱寒庆宫雪琳王一凡李光亮(通讯作者)【摘要】本文自在提出一种基于参数化思维的陶瓷创新设计方法,针对陶瓷的概念阶段,利用参数化平台高效产出更好的创意以满足用户的个性化需求。通过从对中国陶瓷产品市场情况的研究中展开,剖析产品质量差距,并进一步探讨中国陶瓷制品创新中的形状、颜色、结构图案等设计思路,推演其造型逻辑,探讨参数化技术应用于陶瓷设计所面临的问题与解决策略。参数化设计已经逐步地由一门技术手段发展为一门有着自己设计思想和设计表达方式的设计风格,对陶瓷产品设计方式的研究也有着很大的理论意义。【关键词】参数化技
2、术;陶瓷形态;个性化;创新方法基金项目:2 0 2 3年北京理工大学研究生教研教改重点项目项目编号:2 0 2 3ZDJG016负责人:李光亮1前言参数化是一种设计衍生工具,它是计算机辅助设计技术发展到一定阶段后,随着生产组织集成和自动化技术的发展而产生的一种高效建模技术。其核心思想是把设计中所需的各种建模要素都视为函数的变化,并通过变换函数得到不同的设计方案。在三维平台上,可以借助参数化技术生成各种意想不到的造型。设计者可以通过分析程序的形体生成逻辑,了解形状与参数之间关系的内在规律,从而有目的地修改形状。虽然各个产业和应用领域的参数化设计造型都有所不同,但是参数化作为一门设计技术,与计算机
3、技术的大量应用绑定在一起已经成为了人们的共识。参数化设计的基本思路和常规陶瓷作品不同,不再是先设定一个特征形态后再加以设计流程优化,而是先根据设计要求达到的标准,用参数方式加以说明,然后在计算机的运算下得到了满足条件的设计结果,继而再通过对设计原则、艺术方法和设计可行性的综合优化得到了最后的设计结论,正是这样自下而上的设计思想给传统陶瓷艺术作品带来了更多的可能。2参数化技术应用发展现状参数化技术最初应用于工艺设计和制造领域。由于现代制造工艺的数字化,设计者在计算机上完成的设计方案可以与各种制造环节无缝连接。随着技术应用过程中的不断改进,参数化逐渐从简单的工业造型应用渗入多个艺术造型领域,尤其是
4、对传统肌理的改变和新设计语言的提出提供了助力,其中当属陶瓷艺术的引入最具有代表性。与传统陶瓷设计制造流程不同的是,在参数化设计引入的情况下,工艺执行者不再拥有绝对的设计结果决定权,参与设计的决策者对设计最终结果的控制大为提高,此为参数化技术的内涵所在。参数化技术涉及设计过程,并在产品设计领域发展成为“参数化设计”。近年来,随着制造技术的进步和新材料、新结构的应用,陶艺作品创作模式发生了巨大的变化。许多模型组件在制造前可以由工作室独立生产,实现了从概念设计到产品模型定制再到概念模型改进的全过程数字控制,这是参数化技术在设计和研发中的应用。参数化思维的引入启发了全设计行业前所未有的可能性,从当下的
5、产品、建筑乃至平面设计皆可看到参数化设计所带来的强大赋能。参数化设计下的形体和空间创造可以摆脱传统的简单思维和单向逻辑。各个行业的设计师开始从混沌和熵的角度考虑造型的更多可能性。当下的数字技术作为探索新时代的陶瓷艺术形式提供了强大的引擎,推动着陶瓷艺术朝着新的方向演进。从2 0 世纪8 0 年代的计算机图形学设计和辅助设计到2 0 世纪90 年代的计算机虚拟现实研究和设计实践,参数化设计迅速成为各个领域的一种新型设计,呈现出蓬勃的发展势头。计算机辅助参数化设计的作用日益增加,从过去的工具和方式逐渐变为了一种创新方法。图1:参数化平台模型制作图2、图3:陶瓷肌理参数化应用3基于参数化平台的陶艺形
6、态设计3.1参数化设计平台陶瓷艺术造型方法传统的中国陶器形态设计方式从最基础的造型艺术元素,如点、线、面等基本元素的平面组合与立体结构方面展开对陶器作品的设计和创造,主要采用形态结构的排列、叠加、堆砌、积聚、分离、扭转、挤压等方式,并结合陶艺专门的加工技术如雕塑、贴花、镂空、雕刻等来完成陶器产品的形体雕塑,并使之形成一定的空间体量与肌理。与一般工业产品不同,陶瓷产品在形状、颜色和质地上遵循从形状选择到变形的规律,按照统一与变化、对称与平衡、和谐与对比、节奏与节奏等形式美法则完成外观造型设计,从而使陶瓷作品呈现出优美的造型,具有简约、典雅、时尚的风格。当下曲线形态作为CERAMICSSCIENC
7、E&ART053PROBING讨探陶瓷有机形态的典型特征,参数化技术有很强的曲线塑形能力,能很好地展现与表达这种有机形态。“参数化设计在造型中的运用,可大致体现为逻辑构成形式、组织组成形式和肌理组成形式三方面,陶瓷设计的艺术性虽远高于一般的工业产品,但是却也没有超脱从形态到结构再到肌理的设计思路,因此同样可以遵循这种参数化思维的应用途径。目前所应用的参数化软件平台主要包括三个类别:可视化平台、形态结构分析平台和造型平台及其对应的程序语言。3工业生产中使用参数化方法的主要应用软件平台有 Pro/E、M a y a、C a t ia、D ig it a l Pr o je c t、Rhino等,其
8、中由Rhino和Grasshopper(G H)插件组成的参数化设计平台是目前适用最多的参数化设计开发工具。Rhino是在多个造型设计领域广泛使用的三维空间建模软件,可以很灵巧地控制Nurbs曲面,从而得到直接的三维模型,非常适合陶瓷创意开发阶段的概念方案表达,以及用于与用户的方案探讨。同时,rhino中的模型可以导入到工程软件中,可以为后续批量生产过程的连接提供方便。Gh是一个简单的科学计算可视化程序,它既可以简单地展示计算机代码和rhino中的指令,同时借助rhino软件的建模平台,还可以快捷、清晰地展现模型建立与参数调整的全过程,是一款可视化节点程序设计软件,该插件把复杂抽象的编程语言转
9、化为简单易懂的可视化图形程序设计方法,相对简洁易懂,非常适合不了解编程语言的陶瓷艺术工作者。3.2陶艺形态设计与参数化设计思维参数化设计是一个比较动态而且富有关联性和多样性的设计方式,而陶瓷设计所遵从的则是一个比较静态而且讲究秩序的设计原则。参数化设计可以通过动态控制设计参数的相关元素来实时调整几何形态的设计方法,而不是仅仅跟随美学形态等经验因素。因此在参数化设计流程中,设计元件之间是彼此联系的,修改其中一个元素便可改变整个造型,并且生成的结果会受到参数变化和拓扑变形的影响。传统的陶艺形态设计往往是创作者将自身所汲取的美学特征转换为点、线、面、体等形态语汇,这种创作的实质实则是一种艺术信息的传
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