以用戶認知為導向的智能化汽車造型設計探究

摘要

智能化汽車的研發(fā)與設計是信息化時代汽車工業(yè)的發(fā)展方向。本文在對智能化汽車進行界定和汽車造型的認知解釋基礎上,通過調(diào)研獲取用戶認知的智能化汽車造型代表樣本,并對典型樣本進行對比分析,得出智能化汽車與量產(chǎn)車的差異,以及在汽車造型上智能化汽車一些典型特征。

一、智能化汽車的界定

智能化汽車是運用云計算、現(xiàn)代傳感、通訊、自動控制等先進技術(shù), 將環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、輔助駕駛等功能集于一身的綜合性系統(tǒng)。有助于解決當今社會城市交通擁堵、事故頻發(fā)、能源緊張、環(huán)境污染等現(xiàn)實問題。

(一) 車身總體布置

智能化汽車的發(fā)展處于電池關(guān)鍵技術(shù)不斷突破的時期, 越來越多的智能化汽車選擇了清潔環(huán)保的電能作為動力來源, 相對于傳統(tǒng)汽車, 在動力、傳動方面省去了很多機械傳動桿件, 這就表現(xiàn)出與現(xiàn)有化石燃料動力汽車很大的不同, 車身總體布局上有了很大的自由度, 在造型上也有巨大的空間突破。目前驅(qū)動汽車的電池都是成組串聯(lián)在汽車的底盤之上, 相當于傳統(tǒng)燃油動力汽車的油箱, 電動機相比燃油發(fā)動機占據(jù)的車身位置要少很多, 汽車的軸距進一步變長, 使整車造型在視覺上更加穩(wěn)定。獨立的電動機的配置可以將汽車各個輪胎進行單獨驅(qū)動, 搭載姿態(tài)控制系統(tǒng)時, 在駕駛失控情況下, 四輪獨立驅(qū)動能快速幫助車輛恢復到正常行駛狀態(tài)。

(二) 車輛操作方式

1. 駕駛方式

智能汽車搭載了先進的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置, 在汽車接通互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的同時, 具備了復雜環(huán)境的感知, 智能化決策和自動化控制等功能。改變了一直以來由人來操控汽車的駕駛方式, 讓汽車從單純的交通工具變?yōu)榭梢暂d人的移動的智能終端。

2. 車載系統(tǒng)及內(nèi)飾的變化

傳統(tǒng)車載系統(tǒng)功能單一, 以空調(diào)、收音機與CD播放器為主, 操作方式主要通過物理按鈕實現(xiàn), 使用者和車載系統(tǒng)之間處于操控式交互。智能化汽車的車載系統(tǒng)在整合了傳統(tǒng)汽車的功能之外, 還搭載了語音識別系統(tǒng), 手勢識別系統(tǒng)或面部表情識別系統(tǒng), 通過自主學習和大數(shù)據(jù)分析掌握用戶的使用習慣, 為用戶帶來意想不到的便捷。

二、汽車造型的發(fā)展史及認知規(guī)律

(一) 汽車造型的發(fā)展史

汽車被發(fā)明制造已有百年歷史。20世紀初福特T型車的出現(xiàn), 改變了汽車在造型上對馬車的仿造, 但是箱型車廂空氣阻力大, 汽車速度受到了很大的限制。1911年英國人卡門開始對渦流進行研究, 汽車開始出現(xiàn)流線型風格, 大眾的甲殼蟲成為這一時期的代表。第二次世界大戰(zhàn)之后, 人機工學開始興起, 汽車設計引入了人機工學, 采用了將乘坐區(qū)域放置于前后軸之間的設計, 這樣的造型被我們稱之為船型車。20世紀70-80年代, 為了進一步的減小空氣阻力, 又不讓車速過快時降低行車的穩(wěn)定性, 汽車楔形車身被研發(fā)出來。目前的汽車在楔形車的基礎上加上了上翹的車位, 用來消除汽車在行駛時尾部產(chǎn)生的亂流。在智能化普及的今天, 汽車造型又開始了新一輪的變革。

以寶馬的概念車i_Vision與寶馬的量產(chǎn)系轎車做對比可以發(fā)現(xiàn)在繼承寶馬前臉傳統(tǒng)的“雙腎”進氣格柵的同時將“雙腎”的造型做了簡化處理, 取消了電動車所不必要的前進氣格柵, 但又在形式上保留了前進氣格柵所在位置的形式感, 可以說是造型服從功能的經(jīng)典案例 (如圖1) 。

(二) 汽車造型的認知解釋

汽車造型是汽車外形設計的重要組成部分, 而汽車造型的認知又分為比例、姿態(tài)和圖形。比例是汽車造型的基礎, 用戶對與車型和功能的認知主要是通過車身比例, 例如SUV相比較于超級跑車有著更高的車身和更大的內(nèi)部空間。設計師通過比例對汽車的車型和使用途徑進行分類設計。就像藝術(shù)家對人體進行塑造的時候, 使用人物的頭作為比例單位來把控人體的比例關(guān)系, 設計師在對汽車比例進行計算的時候使用輪胎作為測量單位來確定汽車的比例 (如圖2) 。



圖1 BMW I VISON與BWM6系





圖2 通過輪胎的作為汽車比例的測量單位



圖3 用戶認可的10個智能化汽車造型樣本

姿態(tài)是汽車在靜止時給人們感官上的趨勢感, 涉及了態(tài)勢和通過性以及車身視覺中心。通常情況下姿態(tài)是由工程上的因素所決定的, 但是在車身造型上對不同的設計元素進行處理, 可以在心理上造成一種動態(tài)不均衡的趨勢。設計師運用姿態(tài)來控制汽車造型的語言風格。

圖形是由線條構(gòu)成的。人們對圖形的認知不僅是部分之間簡單的合成, 而是將部分作為完整的形體獲得認知圖形。對于圖形間的邏輯關(guān)聯(lián)我們有著天生的識別能力, 這種能力不僅僅適用于閉合圖形中, 也被我們用于識別某種風格特征, 設計師們通過人們這種特性來設計汽車的前臉和局部特征, 例如寶馬的雙腎進氣格柵, 讓用戶可以在很短的時間內(nèi)識別出不同品牌的產(chǎn)品。

三、智能化汽車造型的篩選與設計分析

(一) 智能化汽車的造型篩選

智能化作為一個技術(shù)概念已經(jīng)深入人心, 怎樣的造型才符合智能化汽車應有的定位成為研究智能化汽車造型的首要問題。筆者通過調(diào)研對智能化汽車造型特征進行了分析。調(diào)查問卷將不同時期的100個汽車造型樣本分為10組, 每組里隨機放置了10輛不同年代不同品牌的汽車樣本, 一來可以更客觀的讓被試去選擇每個組里最具有智能化特征的汽車, 二來可以避免樣本過多被試者敷衍測試。被試人群為不同高校工業(yè)設計專業(yè)大三學生, 都對智能化的概念有著較好的了解。通過30名被試者對100個汽車樣本的智能化造型認知測試之后, 筆者將被試者選取的樣本按受認可程度由高到低進行排序 (如圖3) 。

(二) 智能化汽車典型樣本的造型分析

我們首先分析排序為1號樣本的造型特征, 1號樣本為奔馳公司在2010年發(fā)布的概念車Biome Concept (下文簡稱Bio) , 概念原點是生物的成長, 這款概念車的設定是在土地里和植物一樣是被種植出來的, 造型上也充分將生物體的特征與車身元素很好的進行了融合。我們可以將它與奔馳Mercedes-AMG GT C Roadster (下文簡稱GT) 以視覺認知為基礎進行比例、姿態(tài)和圖形上的比較 (如圖4) 。

用來分析智能化汽車與傳統(tǒng)汽車的異同。兩車有著類似的軸距, 但是Biome Concept的車輪更加趨近于車身的兩端。這是因為使用電動驅(qū)動, 電動機可以安裝在每個車輪的軸承上, 給乘坐人員帶來了更大的乘坐空間, 在側(cè)面的剪影上Bio比GT前擋風玻璃更加靠前, 可以發(fā)現(xiàn)Bio比GT有著更加協(xié)調(diào)的比例。姿態(tài)上Bio的視覺重心位于車身的中前端給人一種向前姿態(tài), 而GT偏后的視覺重心則給人以優(yōu)雅的姿態(tài), 兩者雖然姿態(tài)有所不同, 但是都帶人人們協(xié)調(diào)的感覺。形面上相比量產(chǎn)的GT, Bio更加飽滿, 與眾不同, 富有個性。在細節(jié)的處理上Bio顯得更加的精致, 因為這款概念車的設定是從土地里生長出現(xiàn), 所以不存在零件裝配留下的縫線, 而GT作為量產(chǎn)車無法完全拋開制造工藝的束縛, 相比之下顯得不夠精致。對其他樣本的分析也發(fā)現(xiàn)有類似一些特征。



圖4 Biome Concept與Mercedes-AMG GT C Roadster視覺重心對比

四、展望

在分析與研究智能化汽車造型的過程中, 我們可以看出, 以用戶認知導向篩選出的智能化概念車與傳統(tǒng)汽車相比, 比例更加協(xié)調(diào), 形面更加飽滿, 造型特征更加個性, 細節(jié)更加精致。這對正在轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新發(fā)展的中國汽車制造業(yè)有著一定的借鑒意義。在今后的研究中將使用更多的實驗和調(diào)研, 去獲取客觀的數(shù)據(jù), 從而更進一步對智能化汽車造型進行更加精準的分析和設計。