家具设计:制图·结构与形式
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第三节 家具图样的绘制方法

时代在进步,绘制家具图样的工具和手段也在不断演化。今天,设计师可以选择手绘或计算机绘图,运用不同的绘图工具,形成丰富多彩的图样。还可以混合运用手绘和计算机绘图技巧,发挥各自的优势,得到既逼真又艺术的表现图纸。

一、手绘

手工绘图,比计算机绘图具有更强的主观性,能呈现设计师独特的风格,也是设计师向客户展示实力的方式,在服装设计、工艺品设计、汽车设计、家具设计和日用消费品设计等领域得到广泛的应用。设计师对产品的手绘表达,不仅仅是再现头脑中的创意和概念,更是对方案进行组织、加工和二度创作的过程。优秀的手绘能更充分地表达设计师的奇思妙想,更清晰地记录其推敲、修改的过程,使设计师的思路更加明确。

手工绘图使用的工具简单易得,绘图效果受环境的制约因素较少,因此比计算机绘图有更广泛的适应性,可以应用于设计流程的各个阶段。在前期调研阶段,手绘设计分析图便于设计师搜集、提炼产品形态、结构等相关要素,为创意提供依据;在初步设计阶段,设计草图有利于快速记录设计师灵感,有利于设计师与信息交流对象的沟通和讨论;在深化设计阶段,手绘效果图形象、逼真,能清晰、准确、快速地表达产品信息,成为设计团队内部交流的有效媒介。常用的手绘工具包括:铅笔、钢笔、马克笔、水粉/水彩、喷笔、墨汁等,有时也辅助应用直尺、三角板、曲线板等,如图1-8(a)所示。

图1-8 绘图工具(a图片引自woaihuahua.com,b图片引自文献[2])

二、尺规作图

尺规作图起源于古希腊的数学课题,指用无刻度的直尺和圆规作图。这里的尺规作图指绘制家具图样时,为了使图样更准确、美观,提高作图速度,通常要利用一些辅助工具绘图。常用的辅助工具包括:图板、丁字尺、直尺和三角板、圆规、曲线板等,如图1-8(b)所示。

1.图板

图板用来固定图纸,一般用胶合板制作,四周镶硬质木条。图板的常用规格有0号、1号和2号。

2.丁字尺

由互相垂直的尺头和尺身构成,一般采用透明有机玻璃制作,绘图时配合绘图板使用。丁字尺一般可直接用于画平行线或用作三角板的支承物来画与直尺成各种角度的直线。一般有600mm、900mm、1200mm三种规格。

丁字尺使用完毕后应悬挂放置,以免尺身弯曲变形。

3.直尺和三角板

直尺或三角板是最常用的绘图工具,绘制直线或线段一般采用直尺和三角板辅助绘制。三角板与丁字尺配合,可以画垂直线、从0°开始间隔15°的倾斜线及其平行线。使用时应让笔尖远离尺边缘,防止墨水(或铅粉)污染直尺,否则移动直尺时可能造成直尺沾上的墨水(或铅粉)污染纸张,影响图纸质量。

4.圆规

圆规是画圆和圆弧必不可少的辅助工具。使用时,应先调整针脚,使针尖略长于铅芯,且插针和铅芯脚都与纸面大致保持垂直。画大圆弧时,可加上延伸杆。根据作用不同,一般有大圆规、弹簧圆规和点圆规之分。

5.曲线板

曲线板的规格品种较多,在绘制曲线型零部件的大样图时,需要用到曲线板帮助绘制各种曲线。受造型、工艺和材料的影响,家具产品的表现离不开对不同尺寸圆角的表现,曲线板可以有效帮助绘制这些圆角。

三、计算机绘图

计算机技术和计算机图形学研究的快速发展给产品设计领域带来了翻天覆地的变化,数字化技术不仅仅停留在各种设计的辅助建模、辅助绘图领域,它已经渗透到从前未能接触的手绘领域。数字化绘图具有操作便捷、便于修改、与其他辅助设计软件接口方便等特点,越来越多的设计师开始尝试运用这些设备,帮助自己完成设计工作。

(一)常用绘图设备

计算机绘图的特点是:高速,可编辑,可对产品进行参数化建模和逼真的渲染。常用的计算机绘图工具包括:手绘屏、绘图板、平板电脑或触屏智能手机、三维数字雕刻笔、三维立体打印机等。它们是计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的重要工具。

1.手绘屏

手绘屏,又名数位屏、书写屏,它是计算机输入兼输出设备的一种,通常由一块数位绘图板和一支压感笔组成,创造了一种与传统的鼠标、键盘完全不同的新的交互方式,如图1-9(a)所示。根据屏幕技术参数的不同,其所能感知的压力感应级别会有所不同。结合交互式的感应笔,可以让设计师直接在屏幕上完成各种绘制工作。设计师使用手绘屏绘制设计草图和效果图,就像画家使用画板和画笔进行创作,其灵活性是键盘和鼠标所无法达到的。使用手绘屏可以保留手绘图纸的艺术风格,同时便于修改和渲染处理,使绘图的效率大大提高。

图1-9 手绘屏与绘图板

2.绘图板

绘图板,又名数位板、手绘板等,是计算机输入设备的一种,通常是由一块板子和一支压感笔组成,它的功能类似于手绘屏,不过绘图板不能像手绘屏一样在感应压力的同时达成显示功能。操作绘图板时需要观察计算机显示器,以随时观察绘制成果,这样绘制草图时常常下笔不够准确,需要重新绘制一笔,如图1-9(b)所示。绘图板可以模拟各种各样的画笔,例如模拟最常见的毛笔,当我们用力的时候毛笔能画很粗的线条,当用力轻时,可以画出很细很淡的线条;也可以模拟喷枪,用力时能喷出更多的墨和更大的范围,根据笔倾斜的角度,能喷出扇形的效果。除了模拟传统的各种画笔效果,它还可以利用电脑的优势,实现使用传统工具无法实现的效果,例如根据压力大小进行图案的贴图绘画,只需要轻轻几笔就能很容易绘出一片开满鲜花的芳草地。绘图板的价格相对于手绘屏降了一个数量级,价格根据产品的规格和压力感应级别不同而异。

3.平板电脑

平板电脑也叫平板计算机,是一种小型、方便携带的个人电脑,以触摸屏作为基本的输入设备,如图1-10(a)所示。平板电脑的最大特点是,数字墨水和手写识别输入功能,以及强大的笔输入识别、语音识别、手势识别能力,且具有移动性。

图1-10 平板电脑与触屏智能手机

平板电脑不是为创意设计手绘而生,但是平板电脑的硬件条件具备了数字化创意设计手绘的所有要求。平板电脑和手绘屏一样,有压力感应屏幕,不过在操作方式上稍有不同,用户可以直接用手指就可以进行操作。其图形化的界面设计,为设计师绘图提供了友好、易用的交互体验。

平板电脑的续航能力和便携性能都较笔记本更强,完全可以成为速写本式的创意设计工具。当然,相较于手绘屏和绘图板而言,平板电脑的屏幕资源非常有限,这也是获得优良的便携性能所必须付出的代价。

4.触屏智能手机

随着手机芯片技术的快速发展,其计算能力已经大大提高。触屏和大尺寸的屏幕同样满足了数字化设计手绘的硬件需要,结合一些优秀的手绘应用软件,各种大屏幕的触屏手机也能成为产品创意手绘的硬件平台,如图1-10(b)所示。手机的便携性能自然更优于上述三者,可以让设计师随时随地记录设计构想。如果说手绘屏和绘图板是画架和画板,那我们可以将平板电脑和高性能的触屏智能手机视做产品设计的速写本。

5.三维数字雕刻笔

三维数字雕刻笔是一种全新的三维触觉式设计系统,是利用雕刻师或设计师的手感来控制电脑3D建模的尖端造型工具,如图1-11(a)所示。Freeform电脑雕刻笔是一套能够让设计者在电脑上利用触觉就能完成3D模型设计与建构的计算机辅助设计系统,通过触觉去雕刻数字黏土,可以雕刻设计任何形态的三维造型,再结合电脑CAD的功能,设计师可以随心所欲并且快速地创造出自己想要的复杂模型,就像雕刻黏土一样真实、生动,完全摆脱传统3D软件的束缚,将设计师的创意、灵感及想表达的意图完美地呈现出来,让产品设计有更大的突破。

图1-11 三维数字雕刻笔与三维立体打印机

使用三维数字雕刻笔,设计师可以直接在计算机中塑造产品的立体形态,从而彻底摆脱图纸限制。通过三维雕刻笔的基本功能:充气、拔出、镜像等,设计师可以像雕塑家一样工作,创作和生成产品的三维立体形态。

6.三维立体打印机

三维立体打印机是一种连接电脑,并把电脑中的信息输出为物体模型的设备,如图1-11(b)所示。设计师应用该设备,将计算机辅助设计(CAD)生成的产品虚拟模型,通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型。这一成型过程不需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状的模型。它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造产品样品或实物,从而有效缩短产品研发周期,提高产品质量并缩减生产成本。

(二)常用绘图软件

使用计算机绘图,除必备的主机、显示器和输入、输出设备外,绘图软件是必不可少的工具。按照计算机绘图软件生成图像的原理不同,可将其分为二维软件和三维软件。基于图像的具体形成方式的差异,又可将二维绘图软件细分为矢量绘图软件和非矢量绘图软件。三维绘图软件可分为基于曲面形态生成立体形态的软件和实体化建模软件。此外,还有专门建立概念草图和实体模型桥梁关系的软件。见表1-2。

表1-2 常用绘图软件

利用计算机绘图与输出,可以服务于设计流程的各个阶段。在深化设计阶段,使用参数化建模和专门的渲染器渲染,生成类似照片级真实效果的产品效果图,可作为甲方选择和评估方案的依据;在产品制造与评价阶段,利用参数化模型生成施工图,用于指导制作、检验和装配等技术人员;对于生产技术水平较高的企业,还可以直接将参数化模型导入快速成型机或数控机床,进行样品的自动化加工和批量生产;在营销推广阶段,可利用参数化模型生成技术说明文件,让消费者更加清楚地了解家具产品的功能、安装、使用和保养。有效使用计算机绘图方式,能够使家具图样在设计、生产、销售流程的不同阶段转化利用、持续使用,大大减少了绘图环节,节省了时间,提高了产品开发的质量与效率。

手工绘图、尺规作图和计算机绘图是家具图样表达的不同手段,它们相辅相成。即使在计算机辅助设计高速发展的今天,传统的手绘方法也不可能被淘汰,而是要发掘出新的形式和价值。当代设计师应该能灵活运用混合方法,保留手绘的模糊性、个人艺术风格特点,同时兼顾计算机绘图的高效、易于修改转换,发挥各自的优势,完整地表达产品相关的形态、材质、光影和色彩特征,如图1-12所示。在图纸上准确再现立体产品的特征,控制最终产品的品质。

图1-12 不同手段混合表达的图样(图片引自文献[2])