影响产品造型设计的因素

影响产品造型设计的因素

一、功能与形态

如果说产品是功能的载体，形态则是产品与功能的中介。没有形态的作用，产品的功能就无

法实现。不仅如此，形态还具有表意的作用。通过形态可以传达各种信息，如，产品的属性（是

什么），产品的功能（能做什么或怎么做）等。

20世纪明年代前后，是工业设计的开创期。在美国，为了使处于经济危机下的产品打开局

面。大量使用了流线形的外观形态，这在当时成了速度、效率等新时代的象征；在德国，围绕着

设计的观念，引发了一场设计革命。人们不仅对产量、而且对质量有着同样的需求，两者的矛盾

使当时代表统一化、规格化的量产方式受到了新观念的挑战；英国也在德国的影响下，开始了规

格化、合理化等现代主义设计的实践。当时的这种现代主义设计，如今也称之为合理主义或功能

主义，其实质就是“好的功能，就是好的形态”。现代主义强调形式服从于功能，强调以科学的、

客观的分析为基础，避免设计的个性意识，借此提高产品的效率及经济性；反对无理性根据的形

式，反对传统样式及装饰，提倡创新。由此，形成了现代主义特有的设计语汇，即净化了的几何

形态。这虽然符合工业化生产的要求，但产品的功能多种多样、千差万别、简洁、单纯的几何形

态，也只能是造型和精神上的抽象功能在材料、结构上的体现，而不能完全是产品自身的目的性

的呈现。现代主义是处于历史发展的早期，难免会产生新的矛盾，导致批量生产条件下的简约化

或标准化要求与消费市场多元化、多层次要求相对立，甚至会重蹈历史上折衷主义或样式论的覆

辙。

所谓功能主义的设计，就是运用构成的手法控制形态语言，这种抽象程度极高的形态语言

所表现的产品形态，往往使人们难以用感性去理解所表现的既定的概念，反而会以自由而丰富的

想像力去曲解形态表现的本意，从而也就失去了形态表现的有效性。

二、人体工学与造型

由于人机工程学研究和应用的范围极其广泛，它所涉及的各学科领域的专家、学者都试图

从自身的角度来给这一学科命名、下定义。因而世界各国对本学科的命名不尽相同，即是同一个

国家，对本学科名称的提法也很不统一，甚至有很大差别。例如该学科在美国称为“Human

Engineering”（人类工程学）或“Human Factors Engineering”（人的因素工程学）；而西欧

国家多称为“Ergonomics”（人机工程学）；其它国家大多引用西欧的名称。“Ergonomics”一

词是英国学者莫瑞尔于1949年首次提出的，它由两个希腊词根“ergo”和“nomics”组成，前者

的意思是“出力、工作”，后者的意思是“正常化、规律”，因此“Ergonomics”的含义也就是

“人出力正常化”或“人的工作规律”。由于该词能够较全面地反映本学科的本质，又来自希腊

文，便于各国语言翻译上的统一，而且词义保持中性，不显露它对各组成学科的亲密和间疏，因

此目前较多国家采用这一词作为该学科的名称。

目前，人机工程学的最新的定义是2000年8月国际人机工程学学会给出的，它指出人机工程

学是研究人与系统中其他各种元素相互作用，运用各种理论、法则、数据及其他各种方法和手段，

揭示如何使人的健康、安全、舒适及系统运行最优化的科学。人机工程学家致力于工作、任务、

产品、环境和系统的评估设计，使之与人的需要、能力和极限发挥最协调。

1、

人机工程学的基本概念

人机工程学是一门综合了多学科的交叉学科，人机工程学是运用生理学、心理学和医学等

有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统功效的科学。人机工

程学亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结

构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各

部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动

范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、

听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳

机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工

作效率的影响等。人机工程学主要研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机

器、作业和环境条件的限制情况；还研究人机系统设计，以及同人机系统有关的生物学或医学问

题。设计人机系统时，要把人和机器作为一个整体来考虑，合理地或最优地分配人和机器的功能，

保证系统在环境变动下达到要求的目标。所谓人性化产品，在一定程度上就是包含人机工程的产

品，是方便“人”所使用的产品。产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。在设计和制造时

都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。我们暂且把产品分为两个大的类别，一部分

为生产性产品，另一部分为生活性产品，生产性产品在人机工程上会有更多具体且专业化的考虑，

它比较偏重于生理学与机械性的层面；而生活性产品则更加关注心理层面的问题，更多的符合美

学及潮流的设计，也就是以产品人性化的需求为目标。

2、

人机工程学的发端

人机工程学的重要发展是在第二次世界大战期间。在这个时期，由于战争的需要，许多国

家大力发展效能高、威力大的新式武器和装备。但由于片面注重功能研究，而忽视了其中“人性

化”，因而由于操作失误而导致失败的教训屡见不鲜。例如，由于战斗机中座舱及仪表板位置设

计不当，造成飞行员误读仪表和误用操纵器而导致意外事故；或由于操作复杂、不灵活和不符合

人的生理尺寸而造成战斗命中率低等现象经常发生。失败的教训引起决策者和设计者的高度重

视。通过分析研究，逐步认识到在人和武器之间，主要的限制因素不是武器而是人，并深深感到

“人性化”在设计中是不可忽视的一个重要条件。军事领域中的运用是人机工程学最早的发端。

3、

人机工程学的适应范围

对于产品设计，人机工程学有非常广的使用范围，例如使用计算机的姿势中，在现行的条

件下，使用者常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，

使得使用者不得不将背部靠在椅子靠背上作业(后靠姿势会加大悬空的手臂的前伸程度，从而增

大肩部所需要的平衡力矩，加快肩颈部的疲劳)，而当使用者脱离靠背又手臂悬空时，体重就全

部需要由脊柱来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛，或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，

或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。那么，要解决诸如此类的问题，设计师就必须充分考

虑人机工程学的因素。对于一件产品是否符合人机工程学有如下的几点考虑标准：1）、产品与

人体的尺寸、形状及用力是否配合；2）、产品是否顺手和好使用；3）、是否防止了使用人操作

时意外伤害和错用时产生的危险；4)、各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无

疑问的被辨认；5)、产品是否便于清洗、保养及修理。一项好的产品设计是可以涵盖形态、功能

和人机因素的，产品的外形本身就是人机工程学发挥的最好场所。以鼠标为例，现在有些以人机

工程学为出发的鼠标设计，可能出发点仅仅是为了改变一种抓握方式或者操作习惯，但是往往在

达到预设的功能性的时候，发现竟然连产品的造型也发生了革命性的改变。而产品本身已经超脱

了产品造型上的束缚，除达到了新的使用功能之外，也同时赋予了产品新的意义与想象空间。

提起人机工程学首先要介绍一个人物——亨利•德雷夫斯（Henry Dreyfess），他是人机工程

学的奠基者和创始人。德雷夫斯起初是做舞台设计工作的，1929年他建立了自己的工业设计事

务所。他1930年开始与贝尔公司合作，德雷夫斯坚持设计工业产品应该考虑的是高度舒适的功

能性，提出了“从内到外（from the inside out）”的设计原则，贝尔公司开始认为这种方式会

使电话看来过于机械化，但经过他的反复论证，公司同意按照他的方式设计电话机，此后德雷夫

斯的一生都与贝尔电话公司有结缘，他是影响现代电话形式的最重要设计师。贝尔先生发明电话

机以来的相当长时间，贝尔公司是美国具有垄断地位的最大的电话公司和电话生产厂家，基本不

受竞争的威胁。因而，德雷夫斯可以比较少的考虑外型设计在市场上的竞争效果，而更多地集中

在电话机的完美功能性设计方面。贝尔公司1927年首次引进横放电话筒，改变了以往纵向放置

电话筒的设计。1937年德雷夫斯提出了从功能出发，听筒与话筒合一的设计。德雷夫斯设计的

300型电话机，今天看起来虽然老式，但这一设计首次把过去分为两部分、体积很大的电话机缩

小为一个整体。到五十年代末，德雷夫斯已经设计出一百多种电话机。德雷夫斯的设计信念是设

计必须符合人体的基本要求，他认为适应于人的机器才是最有效率的机器。他经过多年研究，总

结出有关人体的数据以及人体的比例及功能，1955年出版了专著《为人的设计》，该书收集了大

量的人体工程学资料，1961年他又出版了著作《人体度量》（the Measure of Man），从而为工

业设计领域奠定了人机工程学这门学科。

4、

人机工程学对产品设计的作用

人机工程学的研究，为产品设计全面考虑

“人的因素”提供了人体结构尺度，人体生理尺度和人的心理尺度等数据，这些数据可有效地运

用到产品设计中去。

人机工程学的研究为产品设计中“产品”的功能合理性提供科学依据：在现代工业设计中，

如还单纯的考虑功能需求，而不考虑人机工程学的需求，其结果必将失败。因此，如何解决“产

品”与人相关的各种功能的最优化，如何创造出与人的生理和心理相协调的“产品”，这将是当

今工业设计中的新课题和新需求，人机工程学的原理和规律将帮助产品设计师在设计时解决这些

问题。

人机工程学的研究为产品设计考虑环境因素提供设计准则：通过研究人体对环境中各种物

理因素的反应和适应能力，分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、

心理以及工作效率的影响程度，确定了人在生产和生活中所处的各种环境的舒适范围和安全限

度，为产品设计中考虑环境因素提供了设计方法和设计准则。 以上几点充分体现了人机工程学

在产品设计开发中的重要性。人机工程学在解决物与人的关系问题上，主要有两点：一是要使产

品、环境适合于人；二是使人快速、安全地适应于产品和环境。管理大师麦克•波特(Michael Porter)

曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的

优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。而在创造企业或产品

的附加值这一过程中，人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。在世界一体化的进

程中，中国企业已经开始直接面对国际一流企业的竞争，因此如何抓住并使用人机工程学的研究

成果对于产品设计制造的企业至关重要。

5、

人机工程学的人性化发展

人机工程学的研究内容，经历了一个由早期“以物为中心”转到后来“以人为中心”，再

转到现在“以人和物的和谐关系为中心”的过程。人的因素也着眼于更具普遍意义，包含特殊人

群在内的人的特性和需求的研究上，是更广泛意义上的人文关怀，体现出一种更加人性化的发展

趋势。除了一般大众的普通日常生活品之外，专为特殊族群所设计的产品在人机工程学上需要更

多的考虑。

三、色彩与形态

在“造型要素”一节中已叙述了形作为承载功能的要素在设计中的关键作用，这时，色的

因素也应包含其中，形色不可分。只是形在传达意义的时候，色被忽略了。比如，人们认知一种

产品的属性，往往看到的或想到的只是形。设想，如果特色的因素抽去的话，那么对产品形的认

知度就会降低或被挠乱。譬如，为什么长期以来电脑的色彩清一色为残米灰色，如果将电脑色彩

设计成大红色的话，顿时人们便会感到不可思议。为什么长期以来，像电脑、复印机之类的、带

有办公性质的产品多为灰、黑色系，这里面必然有色彩属性与形态属性相一致的原因。因为，办

公类产品的心理感受上归属于理性的范围，但人们也有先人为主地将某个色与某个形联系起来的

习惯。随着追求感性化时代的到来，产品彩色化的倾向趋于明显，突破习惯、出奇出彩已成为产

品设计的一种策略手段；利用人们潜意识中常常将形、色揉为一体的特点，创造强烈的品牌形象。

像苹果G3、G4电脑的外观设计，突破了人们对该类产品一以惯之的认识，一改电脑产品固有的、

理性意味的形与色，赋于新产品以感性意味的面貌。人们已无法将两者分离。如今市面上有不少

“跟风”的设计，当人们将这种形与色的特征移植到其它类型产品上时，仍然是形色相随——将

半透明的色和富于感性意味的形同时移植。

以上分析是强调人们在感性上对形与

色的认知，在实际的设计中往往要进行理性的判断。因为设计者在产品上使用的色彩，未必是自

己所喜好的色彩，而只是一种运用色彩。达到预期目的的手段。以下列举几项在产品设计时常用

的手法。

1、同一产品造型，用不同的色彩进行表现，形成产品纵向系列。

2、对同一产品形态用不同色彩进行各种分割（根据产品结构特点、用色彩强调不同的部分），

形成产品的纵向系列。这种色彩的处理方法会在视觉上影响人对形态的感觉，即使是同一造型的

产品，会因其色彩的变化而对形态的感觉有所不同。

3、用同一色系，统一不同种类、不同型号的产品，形成产品横向系列，使产品具有家族感。

这往往是树立品牌形象的常用做法，是强化企业形象的通行手段。即便是不同厂家生产的产品，

营销企业也可以用色彩将其统一在本企业的品牌之下。

4、以色彩区分模块，体现产品的组合性盲目。

5、以色彩进行装饰，以产生富有特征的视觉效果。

四、技术与形态

技术一词源于希腊文techne（工艺、技能）logos（词、讲话）的组合，意思是对造型艺术

和应用技术进行讨论。 技术是伴随着人类的劳动而产生的。随着时代的进步，技术不断发展，

其内涵不断扩展，人们对技术的认识也不断深化。在古代，人们对技术的理解，仅限于人类在生

产经验基础上获得的技巧、技能和操作方活、因此，技术仅仅是指个人的技术和技能。 在手工

业生产条件下，技术是指手艺人世代相传的制作方法、手段和配方等。20世纪中叶，第三次技术

革命开始。核能技术、航天技术、生物技术、信息网络技术等先进技术的发明、利用和推广，使

人们对技术内涵的认识提升到一个崭新的高度。从技术的发展历程，人们总结出：技术是指人类

为了满足社会需要，遵循自然规律，在长期利用、控制和改造自然的过程中，积累起来的知识、

经验、技巧和手段，是人类利用自然、改造自然、创造人工自然或人工环境的方法、手段和技能

的总和。

技术的产生缘于人类需求和愿望，例如：造

纸术的产生是为了满足人们记录和传递信息的需求；印刷术的发明是为了满足人类传播知识的需

要。在遥远的古代，人们为了记录和传递言息，把文字刻在龟甲、兽骨、青铜器上．写在竹木薄

片和帛上，但这些记录用的材料均不理想、为满足人们记录和传递信息的需求，我们的祖先发明

了造纸术，为人类找到了理想的书写材料。有了纸后，人们复制图书仍采用人工抄写的方式。不

仅速度慢，还容易出错。我们的祖先从印章和拓印刻石中得到启发，发明了雕版印刷术；后来，

又发明了活字印刷术。造纸术和印刷术的发明，创造了自然界原来没有的纸和印刷品，满足了人

类精神文化生活的需求，具有重要意义。

技术本质上是人类生存与发展的方式。它从诞生之初，就体现出推进人类物质文明进步、

保障人类生存和发展的价值。火的发明，使人类掌握了抵御寒冷的武器，扩大了人类的活动时空；

农耕技术的发明，使人类开始有了相对稳定的衣食来源，并进而带动物质交换、社会组织等文明

形态的出现，由此，自然人开始演变成社会人；蒸汽机的发明与使用，纺织机等工作机械的发明

与改良，拉开了工业社会的序幕；电动机的发明，电力的使用，又将人类带入电气化时代；而肇

始于20世纪后期，至今仍方兴未艾的信息技术，不仅将人类带入信息社会，而且还推进了经济全

球化和知识化的进程。我们完全有理由相信，正在酝酿的生物技术革命及其资源化、市场化和产

业化，所带来的影响有可能会与信息技术的影响同样广泛和深远。

技术要素按其表现形态，可以分为以下三类： 第一、 经验形态的技术要素 它主要指经验、

技能等主观性的技术要素。经验、技能是最基本的技术表现形态。经验是在实践中的体验，包括

技巧、诀窍等实际知识。技能是指掌握和运用专门技术的能力。经验、技能在下同历史时期有不

同表现形式，如古代以手工操作为基础的经验、技能，近代以机器操作为基础的经验、技能，现

代以技术知识为基础的经验、技能能等。第二、 实体形态的技术要素 它主要指以生产工具为主

要标志的客观性技术要素。如果把实体技术理解为生产手段，那它既包括“活技术”（以技术手

段为标志），也包括“死技术”（以技术成果或技术对象为象征），而以代表技术手段的生产工具

等“活技术”为主。实体技术可以按不同历史时期分为手工工具、机器装置、自控装置等三种形

式。第三、 知识形态的技术要素 它主要指以技术知识为特征的主体化技术要素。技术知识有两

种表现形式，一种是经验知识，一种是理论知识。古代的技术知识是具有描述性规律的技能、准

则，而现代的技术知识是技术规则和理论。

五、材料工艺与造型

人类造物也有几百年的历史了，在这数

百年的历史中，人们总是在不断的发现、发明新的材料，并用他们来创造我们周围的一切。材料

应用的发展是人类发展的里程碑。人类的文明曾被划分为石器时代、铜器时代、铁器时代等。传

统材料从古代的陶器、铁、铜、钢、青铜到现代使用的塑料、尼龙、复合性材料等的使用。新型

材料纳米生成到生物原材料的利用、太空材料的研制等等，都给人们的生活带来了巨大的变化。

在人类文明的进程中，材料的发展经历了纯天然材料阶段、火制人造材料阶段、合成材料阶段、

复合化材料阶段、智能化材料阶段。

材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。材料无处不在，从我们穿的衣

服到窗户上的玻璃，吃饭用的碗、勺子，生活中绝大部分产品都是由多种材料制成以满足一定的

需要。现在的材料种类繁多，有不同的分类方法，按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材

料、有机高分子材料和复合材料。按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物

材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。结构材料是以力学性质为基础，用以制造以

受力为主的构件。结构材料也有物理性质或化学性质的要求，如热导率、抗辐照能力、抗氧化、

抗腐蚀能力等，根据材料用途不同，对性能的要求也不一样。功能材料主要是利用物质的物理、

化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反应而制成的一类材料。如半导体材料、超导材料、

光电子材料、磁性材料等。

材料具备如下三个属性：

第一、自然属性，材料的自然属性是指材料自身的物理、化学性能所体现出来的基本特征。

如：金属材料的物理性能是指材料的导热性、导电性、热敏感性、熔点等性能；金属材料的化学

性能主要指材料在常温或高温条件下，抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的能力。一般包括耐腐

蚀性，抗氧化性，耐酸性和耐碱性。

第二、情感属性，材料的情感属性是指材料透过触觉和视觉给人留下的知觉印象。人们通

常用触觉来判别材料的质感,通过触摸材料而感知材料的表面特性。由于不同的材料具有不同的

组织、结构、质地、纹理，以及它们所具备的强度、硬度、韧性等使用功能，使人在与之接触的

过程中产生不同的感受。如木材的温暖度、金属的冰凉感、合成皮革的柔软感等（如图）。舒适

性是材料的触觉感受体现人性化的一个重要方面，生理上的舒适性包括吸湿性、透气性、保暖性、

柔软性、伸缩性、重量和化学性等。在视觉方面，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。视觉质感是靠视觉来感知材料表面特性的,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性的感觉和印象。如：用石头、木头、树皮、

陶瓷等传统材质制造的产品会使人联想起一些古典的东西，产生一种朴实、自然、典雅的感觉，

使产品或多或少的带上情感倾向，玻璃、钢铁、塑料等又强烈地体现出现代气息。（如图）

第三、社会属性，材料的社会属性是指结合社会价值标准对材料的环保可持续发展性进行

的一种价值判断。如：绿色材质正是源于人们对于现代技术文化所引起的环境、生态的破坏及对

健康的不良的反思，体现了设计师和使用者的道德良知和社会责任心的回归。绿色材料是指在原

料采取、产品制造使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健

康的材料,要具备净化吸收和促进健康的功能。在产品设计时选用绿色材料，是着眼于人与自然

的生态平衡关系，是人文关怀的体现。

产品设计在材料的运用上，一般存在三种不同的趋向：其一是纯天然材料的运用，突出材

料的纯朴、宜人的性质，如用原木制作的家具；其二是利用人工合成材料来模仿和仿制天然材料，

如用人造革模仿天然皮革；其三是利用各种新材料和人工材料性能各异的特点，放弃对质感的追

求，着重于色彩、形式的变化。

材料因性能特征的不同与之相适应的加工工艺也存在着很大的差距。例如：金属材料的加

工工艺有：铸造，锻造，焊接，热处理及切削加工等。塑料加工时所处的物理状态不同，加工手

段也有所不同，当塑料处于玻璃状态时，可采用车、铣、刨、钻等机加工方法；当塑料处于高弹

状态时，可采用热冲压、弯曲、真空成型等加工方法；当塑料被加热致黏流状态时，可采用注塑、

挤出、吹塑等成型工艺加工。进行产品设计时应正确选择材料、应用材料，并恰当的选择成型加

工工艺。

材料的加工工艺会随着科技的发展而体现出新的工艺特征。如用锯末和塑料微粒加工而成

的复合木材，虽然归于木材系列，但是它的加工工艺使用的就是挤出成型工艺，更多地体现出塑

料材料的工艺特征。

六、产品与环境

产品设计一贯是将功能、性能、结构要素及形态、色彩、

材质要素，以及成本等几大要素作为追求的指标，其设计的指导原则就是在满足市场需求的同时，

取得良好企业利益。而将环境要素作为产品设计、开发、生产过程中的评价指标，还是近年来的

事。这不仅是可持续发展的、宏观上的需要，也关系到每个产品的生产者、使用者的实际利益。

关于这一点，即重视产品与环境的关系，环境与人的关系的意义。

在产品设计中考虑环境要素，其实质就是绿色设计。这里面具有丰富的内涵，是对传统产

品设计的发展和完善，较之传统设计更具有全局性、系统性。绿色设计必须是面向产品全生命周

期的设计。因为，产品在生命循环的每一个环节中都会造成环境问题。