工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的基本法則

第十講 工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型 設(shè)計(jì)的基本法則
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì) 的基本法則
法則一、美學(xué)形式法則
法則二、人機(jī)工程學(xué)法則
法則三、經(jīng)濟(jì)性法則
造型要素
形狀
材料
表面
色彩
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的基本法則

美學(xué)形式法則是前人千百年來實(shí)踐活動(dòng)中形成的創(chuàng)造形式美的規(guī)律，它是我們分析、判斷和創(chuàng)造美的對(duì)象的基本原則。把美學(xué)形式法則與工業(yè)產(chǎn)品良好的功能效用和技術(shù)性能統(tǒng)一在設(shè)計(jì)中，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品全面質(zhì)量的提高起著重要作用。
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)是使形式美符合自然形式的規(guī)律性與人的官能快感相統(tǒng)一的創(chuàng)造性活動(dòng)。自然規(guī)律的形式(如變化與統(tǒng)一、均衡與對(duì)稱、比例與尺度、節(jié)奏與韻律、錯(cuò)覺等)即是工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的美學(xué)形式法則。
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì) 美學(xué)形式法則
第一節(jié) 變化與統(tǒng)一
第二節(jié) 比例與尺度
第三節(jié) 均衡與對(duì)稱
第四節(jié) 穩(wěn)定與輕巧
第五節(jié) 節(jié)奏與韻律
第六節(jié) 錯(cuò)覺
第一節(jié) 變化與統(tǒng)一

變化與統(tǒng)一是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)形式美的總法則，是取得設(shè)計(jì)藝術(shù)效果最具表現(xiàn)力的手段。產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中的變化就是突出產(chǎn)品某個(gè)局部形式的特殊個(gè)性，使其在整體中表現(xiàn)出明顯的差別。產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中的統(tǒng)一就是強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品各個(gè)局部形式在整體中的共同性和協(xié)調(diào)關(guān)系，體現(xiàn)出產(chǎn)品整體形式的同一性和秩序性。
變化與統(tǒng)一之間的哲學(xué)關(guān)系：產(chǎn)品的功能、技術(shù)條件、結(jié)構(gòu)、零部件的構(gòu)成以及零件的材料、質(zhì)地、色彩等各不相同，形成了各種因素之間的差別和多樣性，這些就是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品變化的基礎(chǔ)。由于這些因素又是組成產(chǎn)品整體的一個(gè)部分，它們之間有著本質(zhì)上的聯(lián)系和協(xié)調(diào)關(guān)系，這就是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一的根據(jù)。產(chǎn)品形式有所變化，使產(chǎn)品具有新穎、刺激、吸引人注意力的作用。然而，只有變化，沒有統(tǒng)一，只會(huì)使產(chǎn)品形象雜亂、零散、缺乏整體感。因此，產(chǎn)品整體形式必須要有統(tǒng)一感，以增強(qiáng)形體的秩序與和諧。一切物象的美感就是在矛盾的對(duì)立與調(diào)和中得到統(tǒng)一。變化與統(tǒng)一法則主要有“變化中求統(tǒng)一”和“統(tǒng)一中求變化”兩種手法。
一、變化中求統(tǒng)一
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中的統(tǒng)一主要包括：形式和功能的統(tǒng)一，整體與局部、主機(jī)與輔機(jī)的統(tǒng)一，比例尺度的統(tǒng)一，形式風(fēng)格的統(tǒng)一，“人一產(chǎn)品一環(huán)境”的統(tǒng)一等。
實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的主要方法有：
(1) 產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)成突出功能特征。

圖4－1，運(yùn)用流線型、突出速度感、緊張感等功能特征；運(yùn)用長(zhǎng)方體形狀突出堅(jiān)實(shí)有力的功能特征；運(yùn)用曲線形態(tài)突出動(dòng)態(tài)功能特征。
一、變化中求統(tǒng)一
一、變化中求統(tǒng)一
(2) 線型風(fēng)格上的一致。
如圖4—3，以直線為主要線型的造型設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的整體外形和主要部件的外形均應(yīng)以直線構(gòu)成形體。面與面之間盡量采用平面或者斜面過渡，給人以挺拔、堅(jiān)定、精確的感覺。
以曲線為主要線型的造型設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的整體輪廓和主要部位均應(yīng)以曲線構(gòu)形，面與面的轉(zhuǎn)折和銜接用曲面過渡，給人以圓潤(rùn)、渾厚、流暢、運(yùn)動(dòng)的感覺。
二、統(tǒng)一中求變化
統(tǒng)一中求變化，要采用對(duì)比和突出重點(diǎn)等方法。
1 對(duì)比方法：在產(chǎn)品的某個(gè)局部運(yùn)用與主要風(fēng)格有差異性的形式因素使其與產(chǎn)品的整體形式風(fēng)格形成強(qiáng)烈對(duì)比，以增強(qiáng)產(chǎn)品的新穎和刺激性，使人產(chǎn)生美感。
常用的對(duì)比方法有形狀對(duì)比、色彩對(duì)比等。
(1)形狀對(duì)比：主要包括線型對(duì)比、方向?qū)Ρ群腕w量對(duì)比等。在藝術(shù)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用線型的直與曲、長(zhǎng)與短、粗與細(xì)、連續(xù)與間斷、流暢與轉(zhuǎn)折等對(duì)比形式給人剛與柔、輕巧與沉重、節(jié)奏與韻律、運(yùn)動(dòng)與靜止等情感意義。利用線條排列方向的不同，例如以水平線為主的構(gòu)形表現(xiàn)出均衡、穩(wěn)定、靜止的感覺；以垂直線為上的構(gòu)形表現(xiàn)出高聳、挺拔的感覺；斜線構(gòu)形表現(xiàn)出緊張、傾向、力度的感覺。在造型物的主體構(gòu)成中，形體的樣式、大小、方向、完整性等的不同也會(huì)產(chǎn)生不同的感覺效果。例如，立方體形式給人以穩(wěn)定感、堅(jiān)實(shí)感、體量感和重量感，而曲面體的形式給人以溫柔感、流動(dòng)感和親切感。同樣的長(zhǎng)方體形式，呈水平方向時(shí)給人以均衡、安詳?shù)母杏X，呈垂直力向時(shí)給人以高尚、緊張的感覺等。

圖4—4所示的注塑機(jī)在藝術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用變化與統(tǒng)一的形式法則對(duì)形體進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶幚恚_(dá)到了較好的審美效果。
原機(jī)由注射、成形和床身三部分組成，外觀形狀比較雜亂，只有床身部分較為規(guī)整。因此，對(duì)注射和成形兩部分外加矩形罩殼，使之與下部床身的矩形結(jié)構(gòu)取得統(tǒng)一。在線型上，以水平線為主，輔之以垂直線進(jìn)行分割，增加了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)的效果，如圖4-4(a)所示。由圖看出，經(jīng)過這樣處理，產(chǎn)品的外觀形態(tài)規(guī)整嚴(yán)謹(jǐn)，表現(xiàn)出明顯的秩序感。但是，這種僅以橫豎直線

二、統(tǒng)一中求變化
在形的設(shè)計(jì)中，若以方為主，應(yīng)該是方中有圓，若以圓為主，應(yīng)該是圓中寓方。這樣在整體的設(shè)計(jì)上，既保持了整體形態(tài)的統(tǒng)一性，又作到了適度的變化。
實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)達(dá)到統(tǒng)一，其基本原則首先應(yīng)該是產(chǎn)品的功能確定了產(chǎn)品的形和色等，使功能與形和色有著統(tǒng)一的客觀效果。反之，如果脫離了功能而單純地追求形式上的統(tǒng)一，這樣的造型設(shè)計(jì)將不會(huì)是優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。其次是格調(diào)的統(tǒng)一，指造型物的各個(gè)部分，盡可能突出形、色、質(zhì)等方面的共性，如線型風(fēng)格的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能取得一致，是以直線為主？還是以曲線為主？又如色彩的設(shè)計(jì)，應(yīng)體現(xiàn)出主色調(diào)的統(tǒng)一，有了主色調(diào)，并以輔助色予以適當(dāng)?shù)匮b飾美化，像這樣處理方法，即可獲得生動(dòng)活潑的視覺效果。

如圖4-11，石英鐘外輪廓的線型設(shè)計(jì)，雖然有所變化，但仍以直線為主。
二、統(tǒng)一中求變化
突出重點(diǎn)就是對(duì)產(chǎn)品某個(gè)部位的形式，在形、色、質(zhì)上進(jìn)行特殊的藝術(shù)處理，使其在整體產(chǎn)品中十分引人注目，起到“畫龍點(diǎn)晴”的作用。而對(duì)其他部位，只作統(tǒng)一性的一般處理，以烘托重點(diǎn)部位的表現(xiàn)力。
在機(jī)器藝術(shù)設(shè)計(jì)中，常常利用形體對(duì)比、色彩對(duì)比、材質(zhì)對(duì)比、特殊的精飾工藝所獲得的面飾效果以及商標(biāo)、銘牌、新穎的外觀件等來突出重點(diǎn)部位。
一般把主功能部位、主要操作部位、重要的運(yùn)動(dòng)裝置以及特殊的標(biāo)志等作為突出的重點(diǎn)。例如磨床的磨頭部位、組合機(jī)床的動(dòng)力頭部位、主要的開關(guān)、手輪、旋鈕、集中操作站、加工中心的刀庫、起重裝置的吊桿吊鉤、報(bào)警裝置等，均可作為突出重點(diǎn)的部位。
在運(yùn)用“突出重點(diǎn)”進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，一般要注意下面幾點(diǎn)：突出的重點(diǎn)常設(shè)置在產(chǎn)品的中心部位；突出的重點(diǎn)宜用在局部而又集中的部位；突出的重點(diǎn)不宜過多，一般只設(shè)一處；突出的重點(diǎn)應(yīng)有利于整體產(chǎn)品的統(tǒng)一；突出的重點(diǎn)不應(yīng)對(duì)人產(chǎn)生不利的影響。 

圖4－15 為大型客機(jī)的外形，機(jī)身主體呈流線型，機(jī)身兩邊的舷窗也呈曲線形，而駕駛員座艙的觀察窗卻為直線形。

第二節(jié) 比例與尺度
一、比例
意大利“萬能天才”達(dá)·芬奇中指出：“美感完全建立在各部分之間神圣的比例關(guān)系上”。
 產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中的比例是指設(shè)計(jì)對(duì)象整體與各部分之間的尺寸、面積、體量的比較關(guān)系。技術(shù)美學(xué)研究表明，有比例的形式之所以產(chǎn)生美感，其原因是這些形式具有肯定性、簡(jiǎn)單性與和諧性。“比例’是產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中最重要的形式法則之一。
一、比例
一、比例
一、比例
二、比例的應(yīng)用
三、比例的應(yīng)用
三、比例的應(yīng)用
三、比例的應(yīng)用
四、模度理論及其應(yīng)用
四、模度理論及其應(yīng)用

第三節(jié) 均衡與對(duì)稱
一、均衡
均衡概念包括實(shí)際均衡和視覺均衡兩個(gè)方面，研究的是設(shè)計(jì)對(duì)象在水平方向上的平衡問題。
物體根據(jù)杠桿原理達(dá)到的平衡叫實(shí)際均衡。
人們憑視覺對(duì)物體的外觀形式(形狀、色彩、面積、體量、構(gòu)成關(guān)系等)所感受到的平衡叫視覺均衡。產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)主要研究視覺均衡。
二、對(duì)稱
對(duì)稱研究的是設(shè)計(jì)對(duì)象在水平方向上的形式的視覺均衡問題。以中軸線呈完全對(duì)稱且水平方向的尺寸遠(yuǎn)大于垂直方向尺寸的形體具有最強(qiáng)的視覺均衡感。但完全對(duì)稱的形狀又給人以單調(diào)、呆板、過于嚴(yán)正的感覺。
在產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)中，對(duì)于完全對(duì)稱的形體要充分利用商標(biāo)、鉻牌、色塊分割與點(diǎn)綴等裝飾手段打破其生硬、呆板的均衡形式，以獲得在統(tǒng)一中有變化的藝術(shù)效果。
二、對(duì)稱
第四節(jié) 穩(wěn)定與輕巧
一、穩(wěn)定
穩(wěn)定討論的是物體在垂直方向上的“平衡”問題。眾所周知，在重力作用下物體不會(huì)傾倒的基本條件是，物體的重力線必須作用在支承面內(nèi)。支承面積愈大，重心愈低，重力線愈靠近支承面的中心，穩(wěn)定性愈好。
穩(wěn)定概念也分為實(shí)際穩(wěn)定和視覺穩(wěn)定兩個(gè)方面。一般情況下，采用上小下大的形體、增大支承面積、降低重心、增加輔助支撐等辦法，可以增強(qiáng)物體的實(shí)際穩(wěn)定；同時(shí)也有良好的視覺穩(wěn)定。
一、穩(wěn)定
對(duì)于有些產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)原因很難通過形體變化獲得穩(wěn)定感，此時(shí)，可以利用線型方向?qū)Ρ?、材質(zhì)對(duì)比、色彩和表面裝飾對(duì)比等手法，增強(qiáng)產(chǎn)品下部的擴(kuò)張感和重量感，以加強(qiáng)視覺穩(wěn)定感，如圖4—21所示。
一、穩(wěn)定
如圖所示，一輛新型的太陽能汽車，總體是由曲面構(gòu)成，該車由三個(gè)車輪支撐，造型形態(tài)上小下大，穩(wěn)定性極好。
一、穩(wěn)定
一、穩(wěn)定
如圖所示，圖(ａ)是管子螺紋車床，該車床色彩單一；圖(ｂ)是馬鞍、普通車床，對(duì)車床底座的色彩設(shè)計(jì)，采用了深色色相。以上兩車床從穩(wěn)定感方面對(duì)比，圖(ｂ)視覺穩(wěn)定性較好。
二、輕巧
輕巧是相對(duì)笨重敦厚而言的。由于輕巧的形態(tài)給人以輕松、精巧、靈秀的感覺，因此，這種處理方法，對(duì)于大型機(jī)器設(shè)備的藝術(shù)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。為獲得產(chǎn)品的輕巧感，常采用提高重心、向下逐漸收縮形體、在產(chǎn)品上部大面積使用明快的色和光亮的材質(zhì)而在底部使用小面積的深色，以及用色澤鮮艷、制作精美的商標(biāo)、標(biāo)志、色線、點(diǎn)綴在產(chǎn)品醒目部位等方法。
第五節(jié) 節(jié)奏與韻律
一、節(jié)奏
自然現(xiàn)象中，白天與黑夜的輪換、四季的更替、人的呼吸與心跳等等都表現(xiàn)出明顯的自然規(guī)律性。由于人的聯(lián)想，許多符合這種自然規(guī)律的重復(fù)與變化的形式給人以美感。藝術(shù)設(shè)計(jì)中的節(jié)奏與韻律指的就是運(yùn)用形式的重復(fù)與變化使造形物符合審美要求。
一、節(jié)奏
二、韻律
二、韻律
二、韻律
第六節(jié) 錯(cuò)覺
一、長(zhǎng)度錯(cuò)覺
在日常生活中。人們觀察某些形態(tài)要素時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生與實(shí)際不符或者某些其它象征，這種現(xiàn)象，稱為錯(cuò)覺，也稱視錯(cuò)覺。
錯(cuò)覺是視覺在人頭腦中的反映，它的產(chǎn)生因素較多，有生理上和心理上的原因，也有形、光、色的相互干擾以及周圍環(huán)境的影響等。自覺地考慮、利用、避免和矯正錯(cuò)覺，以使造型藝術(shù)達(dá)到預(yù)期的效果，使造形物符合審美要求。
錯(cuò)覺分：長(zhǎng)度錯(cuò)覺、分割錯(cuò)覺、變形錯(cuò)覺、對(duì)比錯(cuò)覺、光修錯(cuò)覺、翻轉(zhuǎn)錯(cuò)覺
二、分割錯(cuò)覺
二、分割錯(cuò)覺
三、變形錯(cuò)覺
三、變形錯(cuò)覺
四、對(duì)比錯(cuò)覺
五、光滲錯(cuò)覺
六、翻轉(zhuǎn)錯(cuò)覺
六、翻轉(zhuǎn)錯(cuò)覺
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的基本法則
法則二、人機(jī)工程學(xué)法則
第一節(jié) 人體工程學(xué)概述
第二節(jié) 人體尺寸測(cè)量和工作空間
第三節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)
第一節(jié) 人體工程學(xué)概述

人機(jī)工程學(xué)美加地區(qū)“Human Factors Engineering“或簡(jiǎn)稱“Human Factors”，歐洲稱為“Ergonomics”。
人機(jī)工程探討人們?cè)诠ぷ髋c日常生活中使用的器物、設(shè)備以及所置身其間的環(huán)境，在設(shè)計(jì)時(shí)所應(yīng)考慮的人體特征、心理期望和動(dòng)作行為等。 
人機(jī)工程在第二次世界大戰(zhàn)期間才發(fā)展出具體而明確的輪廓，由于當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)一些新開發(fā)的軍事裝備，許多人員不能安全地操作，而促使在設(shè)計(jì)時(shí)考慮人體各項(xiàng)因素，研討的目標(biāo)于是轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;使作業(yè)適應(yīng)人”,進(jìn)展到人機(jī)系統(tǒng)“man-machinne system”人員與作業(yè)最佳化組合的設(shè)計(jì)哲學(xué)，重視在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分發(fā)揮人員與事物各自的專長(zhǎng)。
分為兩類：其一，探討如何使人體與物理設(shè)備獲得最合適的組合，以獲得使用者群體最大的安全、效率和舒適；其二，探討如何運(yùn)用最合適的作業(yè)設(shè)計(jì)，以改進(jìn)人們工作時(shí)的品質(zhì)。
第二節(jié) 人體尺寸測(cè)量和工作空間

我們生活環(huán)境中所使用的各種裝備均與人體特征和尺寸有很密切的關(guān)系。這些裝備(包括各種形式的座椅、作業(yè)場(chǎng)所、衣著等硬體或軟體產(chǎn)品)的設(shè)計(jì)是否適合于人體，常是影響人們舒適、效率及操作等重要用素。為求合理而完美的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，人體測(cè)量學(xué)的原理與應(yīng)用即成了工業(yè)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)必備工具。

一般所謂的人體測(cè)量指人體形態(tài)方面的測(cè)量尺度，搜集人體各部位尺寸值，編制成設(shè)計(jì)人員所需的人體測(cè)量值圖表，作為設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，或者作為各項(xiàng)體格發(fā)展研究的評(píng)判基準(zhǔn)。 

一、人體尺寸測(cè)量
人體測(cè)量指對(duì)人體形態(tài)方面的測(cè)量，搜集人體各部位尺寸值，編制成設(shè)計(jì)人員所需的人體測(cè)量值圖表，例如各部位直線距離的尺寸值(身高、手長(zhǎng)、手掌寬等)曲線長(zhǎng)度、體表面積、肌肉厚以及體重等，使之應(yīng)用于各工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和特殊需求的設(shè)計(jì)根據(jù)，作為設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，或者作為各項(xiàng)體格發(fā)展研究的評(píng)判基準(zhǔn)。

人體測(cè)量分：靜態(tài)人體尺寸和動(dòng)態(tài)人體尺寸。
一、人體尺寸測(cè)量
靜態(tài)（或結(jié)構(gòu)上）人體尺寸的測(cè)量是使受測(cè)者處于固定而標(biāo)準(zhǔn)化的姿勢(shì)，先確認(rèn)測(cè)定點(diǎn)，然后量測(cè)人體各部位的尺寸。這種尺寸值是人體結(jié)構(gòu)上的尺度特性，其項(xiàng)目很多。 
一、人體尺寸測(cè)量
 動(dòng)態(tài)(或機(jī)能上)人體尺寸是測(cè)量人體處于執(zhí)行各種運(yùn)作或進(jìn)行各種體能動(dòng)作時(shí)的各部位尺寸值、所占的空間大小、以及因人體活動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)作尺寸。
靜態(tài)配合強(qiáng)調(diào)使用者與器物之間的物理距離，而動(dòng)態(tài)配合則強(qiáng)調(diào)人體各部位的運(yùn)作關(guān)系。設(shè)計(jì)中需借助動(dòng)態(tài)的人體測(cè)量來彌補(bǔ)靜態(tài)尺寸值的不足。
動(dòng)態(tài)人體尺寸并非相互獨(dú)立無關(guān)，而是協(xié)調(diào)一致的。例如手臂可觸及的距離，不是只靠手臂的長(zhǎng)度就可決定的，它必受到肩高、寬，上肢各組成部分的長(zhǎng)度，肘、手腕及手的動(dòng)作范圍以及軀于的扭轉(zhuǎn)、背部的彎曲、作業(yè)特性等因素所影響。因此動(dòng)態(tài)人體測(cè)量常因人體各部位的位置和動(dòng)作的不同而有所改變。
一般而言，當(dāng)設(shè)計(jì)者應(yīng)用人體尺寸來解決器物的設(shè)計(jì)或空間的規(guī)劃時(shí)，必需兼顧到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的人體測(cè)量值，才不至有失誤。
一、人體尺寸測(cè)量
測(cè)定點(diǎn)
人體測(cè)量是一種以測(cè)量方式來研究人體形態(tài)與尺寸特性的個(gè)別差異，其理論大都源于1928年德國(guó)人類學(xué)家Rudolf Martin氏所發(fā)表的“人類學(xué)教本”一書。其主要特色是從人體體表直接或透過皮膚間接地測(cè)定人體骨骼的形態(tài)尺寸。
至于人體尺寸測(cè)量時(shí)的測(cè)定點(diǎn)設(shè)定，通常是以骨頭的突起端、關(guān)節(jié)處和縫合等皮膚表面的觸覺能感知的部位為基準(zhǔn)。這些部位不外力而變形、在生理變化中其體表不會(huì)改變等特性。
人體測(cè)量項(xiàng)目
人體測(cè)量項(xiàng)目依設(shè)計(jì)所需而有許多不同的量測(cè)項(xiàng)目組合，人體測(cè)量值資料并不能把各類產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的尺寸數(shù)據(jù)并在一起調(diào)查，而應(yīng)分門別類地逐一調(diào)查，以制成適合于個(gè)別目的的人體測(cè)量值圖表。
一、人體尺寸測(cè)量
由人體各部位測(cè)定所得的數(shù)值有時(shí)雖可直接應(yīng)用，但通常都是按一定的目標(biāo)先作統(tǒng)計(jì)上的處理。未經(jīng)整理的原始數(shù)值用來作個(gè)體之間的比較。群體與群體之間的比較則采用代表值，個(gè)體與群體的比較則需標(biāo)準(zhǔn)值，二者均需作統(tǒng)計(jì)的計(jì)算整理。
 
大多數(shù)人體尺寸測(cè)量結(jié)果都屬于正態(tài)分布(大多數(shù)人的測(cè)定值都在平均值附近)及不均勻的分布狀態(tài)(遠(yuǎn)離平均值的人都以一定的差異漸次減少)。
 
人體測(cè)量調(diào)查結(jié)果，常用一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來說明該一群體的特征，常用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及百分位數(shù)、平均值為一組測(cè)量值的代表數(shù)。
一、人體尺寸測(cè)量
設(shè)計(jì)師所用的人體測(cè)量值資料大多以圖形(GRAPHIC)和表格(TABLE)兩種方式來表示。
以平均值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，例如：工作臺(tái)、柜臺(tái)等的高度尺寸。
一、人體尺寸測(cè)量
以身高為基準(zhǔn)的各部尺寸近似值
人體各部位的尺寸常與其身高成一定比例。所以以身高值為基準(zhǔn)換算成人體各部位尺寸的近似值，一直是人體測(cè)量值學(xué)家很有興趣的課題，也很受設(shè)計(jì)人員的歡迎。中國(guó)人的身材比例與日本人大致相同，而美國(guó)人在軀干與四肢的比例上與日本人不相同。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
人在操作機(jī)器時(shí)所需要的操作活動(dòng)空間，加上機(jī)器、設(shè)備以及工具所需的空間的總和叫做作業(yè)空間。從大的范圍來說，作業(yè)空間設(shè)計(jì)就是把所需要的機(jī)器、設(shè)備和工具，按照人的操作要求進(jìn)行空間布置。從小的范圍來說，對(duì)一個(gè)所操縱的機(jī)器而言，就是合理地安排操作器、指示器和零部件的位置。
作業(yè)空間設(shè)計(jì)要遵循下列原則：
(1) 根據(jù)人的作業(yè)需求，先考慮總體，再考慮局部。
(2) 作業(yè)空間設(shè)計(jì)要著眼于人，落實(shí)于設(shè)備。為操作者創(chuàng)造舒適的作業(yè)條件，再把有關(guān)的作業(yè)對(duì)象進(jìn)行合理的排列布置。
(3)要從實(shí)際出發(fā)，具體情況具體分析。主要還是依據(jù)機(jī)械設(shè)備本身的特點(diǎn)(功能、形狀、色彩、數(shù)量和使用情況等)和空間環(huán)境狀況。
研究?jī)?nèi)容：作業(yè)空間、作業(yè)空間布置、控制室及控制臺(tái)設(shè)計(jì)。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
當(dāng)操作者以站姿或坐姿進(jìn)行作業(yè)時(shí)，手和腳在水平面和垂直面內(nèi)所能觸及到的最大軌跡范圍稱為作業(yè)范圍。作業(yè)范圍是構(gòu)成作業(yè)空間的主要部分。它可分成平面作業(yè)范圍和立體(空間)作業(yè)范圍。
 (1)平面作業(yè)范圍
最典型的平面作業(yè)范圍，就是人坐在工作臺(tái)前，在水平臺(tái)面上運(yùn)動(dòng)手臂所形成的運(yùn)動(dòng)軌跡范圍（圖6－13）。
手的作業(yè)范圍手向外伸直在臺(tái)面上所畫的圓弧范圍，叫做最大平面作業(yè)范圍。手臂自如地彎曲(一般彎曲成手長(zhǎng)的五分之二)所畫的圓弧范圍叫做舒適平面作業(yè)范圍。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
(2) 空間作業(yè)范圍
如圖6－16為坐姿操作時(shí)的空間作業(yè)范圍的分解圖，也是手的最大作業(yè)范圍與一般作業(yè)范圍的關(guān)系。圖中圓弧實(shí)線表示大作業(yè)范圍，平行線表示一般作業(yè)范圍(右手)。（a）為水平面的情況；(b)為正面空間的情況；(c)為側(cè)面空間的情況。這三個(gè)方面共同形成一個(gè)空間作業(yè)范圍。 
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
當(dāng)人站立操作時(shí)，作業(yè)范圍是以肩關(guān)節(jié)為活動(dòng)中心的。手的活動(dòng)范圍是手最大可觸及的范圍，是以長(zhǎng)為720毫米左右的半徑所畫的圓弧，手最大抓取的作業(yè)范圍是半徑為600毫米左右的圓弧，手最舒適的抓取作業(yè)范圍是半徑為300毫米左右的圓弧。當(dāng)身體向前傾斜時(shí)，其最舒適的作業(yè)范圍半徑可增大至4O0毫米左右，如圖6—17所示。 
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
圖6—19是操作機(jī)床時(shí)手和腳的空間活動(dòng)范圍。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
空間作業(yè)與平面作業(yè)一樣，也有舒適的作業(yè)范圍?？臻g作業(yè)的舒適范圍一般是介于肩與肘之間的空間。
研究人的空間作業(yè)范圍的目的是為了進(jìn)行合理的作業(yè)布置。如在工作臺(tái)面上裝配電子設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮各種零部件所擺設(shè)的位置與人的關(guān)系，使人裝配起來最方便，效率最高，又不易使人疲勞。對(duì)一部機(jī)器的布局設(shè)計(jì)，或?qū)σ粋€(gè)控制臺(tái)的設(shè)計(jì)，都有合理布置的問題。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
許多控制裝置和顯示裝置都裝配在控制臺(tái)面板上?？刂婆_(tái)應(yīng)是尺度宜人、造型美觀、操作方便、能給人以舒適感。
 

(1)控制臺(tái)的型式和特點(diǎn)
1)桌式控制臺(tái)
2)直柜式控制臺(tái)
3)弧形控制臺(tái)
4)彎折式控制臺(tái) 

二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
(2)控制臺(tái)的尺寸和布置
控制臺(tái)的尺寸主要取決于控制器、顯示器的安置和人體尺寸的要求。圖6—29是典型控制臺(tái)的基本尺寸。

二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
(3)人的作業(yè)姿勢(shì)（坐姿、站姿和坐一站姿）

坐姿作業(yè)：身驅(qū)伸直或稍向前傾10”一15”角，上腿平放，下腿一般垂直著地或稍向前傾斜著地，身體處于舒適的狀態(tài)。根據(jù)人的視覺范圍和人體尺寸要求，控制臺(tái)的主要布置尺寸范圍如圖6－30及表6—6所示。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
(3)人的作業(yè)姿勢(shì)（坐姿、站姿和坐一站姿）

站姿作業(yè)：身體自然站直或軀干稍向前傾15”角左右，上臂抬起角度最好不超過45”0此時(shí)，控制臺(tái)一般布置范圍如圖6一引及表6—7所示。
二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)
(3)人的作業(yè)姿勢(shì)（坐姿、站姿和坐一站姿）

坐一站姿作業(yè)
此種控制臺(tái)可供坐姿(高座位)和站姿作業(yè)，其座椅可以旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)高度，在座椅或控制臺(tái)上適當(dāng)位置加設(shè)擱腳板，以減少疲勞，其布置范圍如圖6—32及表6—8所示。
第三節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)
一、人機(jī)系統(tǒng)的概念
人機(jī)系統(tǒng)包括人和機(jī)兩個(gè)組成部分，它們相互聯(lián)系構(gòu)成一個(gè)整體。我們可以用一個(gè)模型來描述人機(jī)系統(tǒng)，如圖6—35所示。由圖可見，生產(chǎn)過程的情況由顯示儀顯示出來，作業(yè)者首先要感知顯示儀上指示信號(hào)的變化，然后分析解釋顯示的意義并作出相應(yīng)決策，再通過必要的控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的調(diào)整。這是一個(gè)封閉的系統(tǒng)。

二、顯示器
人體接受信息有三個(gè)通道：眼睛、耳、力和位移的運(yùn)動(dòng)感覺器，即視覺、聽覺、動(dòng)覺，其中以視覺顯示為最多，其次是聽覺顯示。人機(jī)工程學(xué)要求正確地將信息分配給合適的信息通道，同時(shí)要保證人機(jī)系統(tǒng)的信息流順利地通過人機(jī)界面。
顯示器有兩種類型：數(shù)量顯示器、質(zhì)量顯示器和信號(hào)燈。
數(shù)量顯示器用于提供關(guān)于一些可變數(shù)量值的信息(如溫度和長(zhǎng)度)，這種顯示器大多要求顯示明確而精確的結(jié)果。
質(zhì)量顯示器是為得到質(zhì)量信息而使用的顯示器，使用者對(duì)一個(gè)連續(xù)變化值的近似值以及變化趨勢(shì)或變化率感興趣。質(zhì)量顯示器是以數(shù)量顯示器的資料為基礎(chǔ)的。
信號(hào)燈分：警戒信號(hào)燈、運(yùn)行信號(hào)燈和故障信號(hào)燈
二、顯示器
數(shù)量顯示器三種類型：直讀式、指針移動(dòng)式、刻度標(biāo)尺移動(dòng)式
三、控制器
控制器是指作業(yè)者用來改變機(jī)器狀態(tài)的裝置，其功能是將作業(yè)者的輸出指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器的輸人信號(hào)，它是人機(jī)界面的重要組成部分。將控制器上由人直接操作的部分(如操縱桿、方向盤)稱為控制件。
根據(jù)用力的大小把控制件分為：操作力小、大的兩種控制件。
處理控制件與作業(yè)者空間位置關(guān)系時(shí)，必須遵循以下基本原則：
(1)控制件應(yīng)符合人體四肢解剖結(jié)構(gòu)和解剖功能。手和手指適合于迅速和精確的操作動(dòng)作，手臂和腳適合于用力大的操作活動(dòng)。
(2)用手操作的控制件應(yīng)容易定位和抓握，其位置應(yīng)在肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)之間的空間，要全部可見。
(3)控制件之間的距離應(yīng)適應(yīng)人體尺寸和控制活動(dòng)的要求。手指操作的控制件，如旋鈕和開關(guān)，它們之間距離不得小于15毫米，由手操作的控制件之間至少應(yīng)相距5O毫米。
三、控制器
(4)按鍵、轉(zhuǎn)臂開關(guān)、旋鈕適合于用力小、位移小、準(zhǔn)確度低的控制。
(5)長(zhǎng)桿式操作桿、搖把、手輪和足踏器適應(yīng)于用力大、精度低的控制。

控制件必須有一定的操作阻力，以防止因手指抖動(dòng)的輕微動(dòng)作引起控制件誤動(dòng)作。一般的阻力應(yīng)為：
(1)單手轉(zhuǎn)動(dòng)：2—5牛頓。
(2)單手按：10—15牛頓。
(3)足踏：40－80牛頓。
需要特殊保護(hù)的控制件阻力可大于上述數(shù)值。
三、控制器
操作力小的控制件有：按鍵、轉(zhuǎn)臂開關(guān)、旋鈕及所有用手指操作的控制件。
按鍵一般由手指操作，可按順序排列布置。
轉(zhuǎn)臂開關(guān)的啟閉狀態(tài)要明顯，操作要可靠，“開”和“關(guān)’”的位開關(guān)是最常用的。
較重型的控制器需要用較大的控制桿，
定位旋鈕是可轉(zhuǎn)動(dòng)的定位開關(guān)

四、控制與顯示的關(guān)系
將控制件的移動(dòng)輸人給機(jī)器，機(jī)器狀態(tài)發(fā)生了變化，顯示器的指示就會(huì)隨之移動(dòng)。作業(yè)者通過控制使顯示達(dá)到某個(gè)特定讀數(shù)是一個(gè)有規(guī)律的過程?？刂苿?dòng)作開始時(shí)十分迅速，只是朝一個(gè)“方向”調(diào)節(jié)，稱為粗調(diào)。接近預(yù)定讀數(shù)時(shí)，控制動(dòng)作變慢，以便完成精細(xì)的調(diào)整，稱為精調(diào)。也有采用粗調(diào)與精調(diào)分離的，例如錄音機(jī)的調(diào)合旋鈕，就有微調(diào)與粗調(diào)。
控制與顯示除了有功能連結(jié)外，其動(dòng)作應(yīng)符合人的習(xí)慣模式：
(1)控制件右移或右旋時(shí)，水平標(biāo)尺的指針右移，垂直標(biāo)尺的指針朝上移動(dòng)。
(2)控制件朝上或朝前移動(dòng)，顯示指針必須朝上或朝右移動(dòng)。
(3)控制件右移或順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，表示被控量增加，顯示應(yīng)指示出增加。
(4)如果顯示是指針固定式，標(biāo)尺刻度從右至左增加數(shù)值。
(5)控制桿朝上、朝前及朝右移動(dòng)，顯示讀數(shù)增加，或者開關(guān)進(jìn)人“開’的位置(圖6-53)。
四、控制與顯示的關(guān)系
設(shè)計(jì)師應(yīng)注意：
(1) 控制件與其相應(yīng)顯示器應(yīng)盡可能靠近，控制件應(yīng)在顯示的下方或者右方。
(2) 如果控制臺(tái)與顯示屏必須分離設(shè)計(jì)，兩者的布局應(yīng)相互對(duì)應(yīng)。
(3) 文字說明標(biāo)在控制和顯示的上方。
(4) 若控制操作有一定順序，則控制和相應(yīng)的顯示應(yīng)從左至右按順序排列(此為順序排列法)。
(5) 控制順序不明顯時(shí)，則可按控制和顯示的功能布局，即分成若干個(gè)功能組(功能布局法)。這種設(shè)計(jì)使控制臺(tái)具有一定的結(jié)構(gòu)性。分組的方式很多，可以用顏色、文字標(biāo)注控制件和顯示器的形狀、尺寸、分行、分列等。
(6) 使用頻率高的控制件靠近作業(yè)者，布置在控制臺(tái)的中心(重要性布局法)。緊急開關(guān)和安全控制也應(yīng)在作業(yè)者注意區(qū)的中心。
圖6—54所示為按控制臺(tái)的邏輯布局法，所有顯示指針指示正常狀態(tài)時(shí)應(yīng)構(gòu)成一個(gè)完整的圖案。某個(gè)指針偏離正常狀態(tài)就改變了圖案的完整性，極易被人覺察?？刂婆_(tái)按其功能分為三組。
工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的基本法則

工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的基本法則