汽车造型设计流程概述

汽车造型设计流程概述刘振玲朱志冬郑州日产汽车有限公司河南省郑州市450016摘要：汽车造型设计是汽车开发前期昀重要的工作，也是昀关系一个车型成败的工作。现结合作者的学习及工作实践，对汽车造型设计流程做一个概述。关键词：汽车造型设计流程abstract：AutomobilemoldingdesignisthemostimportantworkduringPre-design，AndalsotobeMostrelationshipmodelsthesuccessorfailureofthework。NowCombinIingtheauthor’sworkandstudy,Wewilldooverviewofautomobilemoldingdesigncircuit.keywords：AutomobilemoldingDesignCircuit1汽车造型设计定义汽车造型设计无疑就是汽车造型正向设计，逆向设计只能叫仿，而不能叫全新的设计。汽车造型设计通常包括三方面的内容：外形设计、内饰设计和色彩设计。众所周知，汽车造型设计是不可能仅仅由大师级的人物依靠个人的力量实现的，它需要大规模有组织的集体设计团队使用高度技术所支持的手段、方法来实现。其设计开发手段、方法的体系就是整体设计程序。在现代汽车造型概念设计的发展中，很大程度要依靠开发汽车造型设计的程序及其标准化。在此我们将其中与造型设计关系相对比较紧密的部分进行概述和简要说明。如下图一，可以看出汽车造型设计的工作主要是产品设计的前期工作，虽然不同的国家不同的汽车企业在汽车设计开发过程中各有独特之处，但整个汽车造型设计开发的基本流程仍是类似的。图一：汽车造型设计流程图2汽车造型设计流程1）制定产品开发计划和市场研究汽车设计是一项庞大的系统工程，要投入巨大的人力、物力、财力，要制定详细的产品开发计划，进行产品可行性分析和产品所针对目标市场的调研。设计前期的市场研究是汽车开发设计的重要环节，通过设计前期的调查来了解目标用户人群的使用和审美需求，造型创制定产品开发计划总布置设计市场研究汽车造型设计理念汽车外部、内部造型效果图绘制汽车模型制作汽车外部造型比例模型制作汽车外部、内部造型全尺寸模型制作设计冻结A面曲面制作量产化阶段色彩设计部件造型细节设计设计研讨设计研讨评审设计研讨评审风洞测试工程检验设计评审风洞测试工程检验工程检验意构思和风格定为以及功能定位，将来可能会形成竞争关系的其它企业的产品有哪些等，综合用户需求调查、市场现状调查、技术工艺手段、开发设计力量、成本控制等多方面因素，预测产品能否符合市场需求，能否与企业的技术水平和工艺能力相适应，能否为企业带来利润。再次，拟定开发的初步方案，通过计算选定汽车的技术规格和预期性能参数，在造型设计方面，产品设计负责人召集相关设计师讨论并确定产品的风格，形象与造型设计方向。昀后，制定设计任务书。2）总布置设计总布置设计通过对整车设计的总体规划来确定车身、底盘、动力总成等系统之间的配置关系、重量、法规和整车的性能指标。目前汽车企业大都采用数字化的三维总布置设计，这项技术的应用，使总布置的易辨识性增强，人机工程结合性增强，很大程度上提高了布置和设计的准确性与精度。绝大多数汽车公司普遍采用的开发方式是在成熟总体布置基础上进行适当的变动和局部改进，这种开发的模式，大大缩短了开发周期，是很多国内汽车企业小改型的首选，总布置设计是造型设计的基础，总布置设计确定了汽车的主要尺寸和基本形状，为造型设计师的构思和发挥规定了设计硬点，以便汽车动感形态创意设计有的放矢。图二：总布置设计3）方案设计制定产品开发计划和总布置设计属于造型设计的准备工作，是作为造型设计人员的一个输入指标，真正的造型设计过程，是从设计师的构思创意，绘制草图，效果图开始进行的。造型设计师根据总布置设计定出的汽车尺寸和基本形状，融入自己对车型的理解和看法，勾画出汽车外形的具体形象。方案设计可以分为前期的概念发散阶段和后期的深入探讨阶段。在概念发散阶段，设计师可以抛去现实中的许多约束，展开思路，充分发挥自己的想象力进行创作，这有助于诞生新的想法和好的创意，非常有利于产品的创新性设计。经过概念发散阶段得到大致的设计方向后，从众多的设计草图中挑选出一些有发展潜力的方案进行深入探讨，包括各种造型细节、结构等都要在深入探讨阶段才能明确。在方案设计阶段，应用计算机辅助造型设计手段实现了全程无纸化设计。目前计算机绘图常用的一些设计软件有Painter、Photoshop、AliasAutoStudio里的，计算机辅助造型设计手段也可以结合传统手绘草图的方法进行设计工作。图三：方案设计过程图四：计算机辅助造型设计4）创意方案初审创意方案设计结束时，要按照预先的规定提供若干种备选方案进行评审。对于一种全新开发的车型，一般企业会提供6-9款备选方案的效果图进行设计评审，通过评审从中选定3-4款方案进入下一步比例油泥模型的设计环节。投影幕墙的使用：在现在企业设计部门一般使用大型的投影幕墙进行造型创意方案的宣讲、展示和方案探讨，这种幕墙一般长7米，高3米左右，可以直接将方案放大到1：1尺寸。减小了视觉偏差，有利于观者更直观的整体感受把握造型创意方案，同时，运用这一手段大大减少了工作量，设计师因此可以将更多的精力投入造型细节的推敲和探讨上，使设计方案变得更加完美。图五：内饰方案投影幕墙初审图六：内饰方案投影幕墙初审5）数字模型的制作首先，设计师根据选中方案完成该方案正视、后视、侧视、俯视这四个角度的基本外形轮廓，可以称为造型方案的基本线图，属于平面的视觉效果，但这一步骤已经和立体形态有所联系，它也是进行造型设计空间转换的第一步。设计师需要推敲和确定这几个视图中至少三条昀大的造型外轮廓线做为建立数字模型的基准，根据这三条造型外轮廓线制作出模型模板，用于在比例油泥模型制作时，来建立数字模型，使用Alias等三维造型软件来完成。这类软件能够提供完善的Nurbs曲面建模支持，得到的曲面质量较高，连续性较好，从而能够很好地表现出汽车形态表面复杂的变化。造型设计师还要协助油泥模型师进行比例油泥模型的设计制作。汽车工程师可以将这种造型设计的数模转化为工程上使用的数模，从而进行结构设计和工程分析。通常情况下可以进行空气动力学分析、虚拟碰撞实验等。数字模型在设计过程中起到纽带的作用，将前期设计和后期工作联系到一起，在数字模型的基础上，可以同时展开一系列后续工作。图七：造型方案的基本线图图八：数字模型示例6）比例模型制作通常轿车模型按1：5或者1：4的比例制作3-4个外观油泥模型，内饰造型设计一般直接做全尺寸模型，不做比例模型。油泥模型制作要求比较严格，曲线流畅，曲面光顺。设计制作一个小比例汽车模型，需要模型师和造型设计师对设计方案能够有共同的理解，能够有良好的交流和沟通能力，能够相互配合。图九：比例模型制作7）比例模型的方案评审经过初步设计阶段，召开选型讨论会。从若干个造型方案中选择出一个合适的方案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构，工艺等方面的内容，故通常由项目负责任召集造型设计师，结构设计师以及负责工艺，配套，市场，销售的相关环节的人员参加会议。通过选型讨论会，评出选定造型方案，在此阶段造型构思基本成熟。图十：比例模型初审8）绘制整车外形效果图和胶带图现代汽车造型设计非常重视等大的尺度感，缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。例如比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍就可能显得笨拙臃肿。因此，在昀后确定汽车形状的过程中，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而是经过1：1的效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。在汽车开发设计过程中，从造型效果图到造型数字模型和造型油泥模型这一阶段的主要目的就在于把一个形态从平面的效果转化为一个空间的实体，无论是采用传统的胶带贴制胶带图方法还是采用软件在计算机中绘制和调整线图的方法，都是为了达到这个目的的一个必要过程，是为了准确地表达所设计汽车外形或者车内饰造型的轮廓，是汽车造型设计过程中不可缺少的设计环节。图十一：1：1侧视胶带图制作9）全尺寸内部和外部模型设计制作1：1外部模型是汽车外形造型方案定型的首要依据。根据选定的比例模型，结合胶带图和1：1效果图的修订情况来制作1：1的内部和外部模型。在这个阶段，不同的企业制作全尺寸模型会有两种做法，相同之处在于模型的内芯或者说模型基础都是采用硬质泡沫，一种做法是用手工在硬质泡沫表面敷上油泥后设计制作线条和曲面，使用传统的油泥刮刀和钢片来探讨细节变化。另一种做法是在硬质泡沫表面图上类似腻子的材料来制作线条和曲面，应砂纸或纱布打磨出表面形态来探讨细节变化。不论哪种做法，这个阶段是造型设计师和模型师共同合作将造型设计创意方案的特征实物化、鲜明化的过程。在此期间，工程初步分析要不断地反馈修改，使模型形态逐步完善。全尺寸模型制作完成后，用贴模或喷漆方式装饰，将灯具，附件和装饰件等进行仿真处理。模型装饰完成后，其表面具有同真车一样的效果。模型在制作过程中要进行多次评审，模型完成后还要进行造型评审和选择。图十二：1：1油泥外部模型制作图十三：汽车内部全尺寸油泥模型实物模型在造型设计中仍然是必不可少的。虽然汽车油泥模型出现在20世纪二三十年代，但现在仍然是汽车造型设计开发过程中不可缺少的一个环节，这表明了实物模型设计制作在汽车开发设计过程中不可替代的地位和作用，一般企业采取的做法是将数字模型做为输入参数，用五轴铣床在硬泡沫、油泥上直接加工出实体模型，造型师在加工出来的实体模型表面进行曲面和线条的细节制作和修改。这个阶段造型方案需要改进的地方，往往是局部细节，模型师手工修改即可完成，如果方案改动比较大，可以通过修改数字模型后，再利用五轴铣床加工出改进后的实体模型进行观察和评价，如此反复，可以得到满意的汽车动感形态。图十四：五轴铣床加工全尺寸油泥模型10）色彩设计与部件造型细节设计汽车色彩设计一般是与材质的选择和搭配紧密联系的，相对于汽车外观来讲，汽车内部造型设计中的色彩与材质设计工作比较多。汽车外观基本是由2-3种颜色搭配，其中大面积颜色是车身表面的喷漆涂色，小面积的黑灰色用于进气格栅以及分色设计的保险杠和防擦条，选择镀铬的亮银色进行局部点缀，如门拉手、后视镜、装饰条等。而在汽车内部造型设计中仪表台、中控台、座椅、车门内饰板、顶板等都需要进行色彩和材质的设计搭配，从而营造舒适温馨或者运动速度等室内氛围，汽车色彩和材质的设计要与汽车整体形态设计风格相呼应，昀大限度地满足消费者个性，审美情趣等精神层面的需求。汽车色彩设计工作一般由单独的设计部门进行，比如内饰设计部，其中以女性设计师居多。其工作内容包括潜在用户的色彩喜好以及色彩流行趋势，与设计师配合进行汽车外部和内部造型的色彩和材质的选择和搭配。在汽车造型设计中，除了造型形态本身外，色彩和材质的设计选择是影响汽车造型风格和品牌特征重要的因素，其中色彩对人的视觉和心理会产生情感作用，相对形态和材质而言，色彩更能影响人的情绪，因此，把色彩和材质进行恰如其分地设计和搭配就显得十分重要。对于全新的汽车造型设计来说，无论是整车形态汽车外观设计还是汽车内饰部件的造型形态和风格，以及色彩与材质的选择，都要与整车的造型风格相协调。图十五：色彩设计11）模型风洞试验在制作比例模型和全尺寸模型时，原则上都要进行风洞试验，旨在提高空气动力学特性。风洞试验一方面要得出整车的空气动力学特征数据，提出改进方向和空气附加装置方案；另一方面要用局部模型进行评价（如发动机冷却系的冷却方案评价，风噪的对策评价等）。由于风洞试验要进行多次，将会导致造型方案的反复修改。图十六：模型风洞试验12）造型方案的设计冻结1：1外部模型，内部模型完成后，需要通过多种方式的评价才能使汽车造型方案昀终定型，参加评审的人员包括企业的投资方、领导层，企业负责制造、工艺、配套、市场营销等相关部门以及目标消费人群代表等，设计冻结后造型方案不再进行修改。图十七：汽车造型实物模型评审现场3结束语以上就是汽车造型设计