工業(yè)設(shè)計造型基礎(chǔ)第6課：造型的尺度與其它要素的聯(lián)系

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在前一節(jié)工業(yè)設(shè)計造型基礎(chǔ)第5課中，我們論述了在自然形態(tài)中生物的尺度與其形態(tài)相互適應。也就是說，通過自然選擇，生物具備有適應尺度的形態(tài)。那么，在造型設(shè)計中，尺度和造型的關(guān)系是怎樣的？首先需要具體分析尺度與其它造型要素的聯(lián)系。

美好的造型是“形態(tài)”、“材料”、“結(jié)構(gòu)”、“工藝”和“尺度”等要素生動的平衡，構(gòu)成合理的機能，適應特定的環(huán)境。造型基礎(chǔ)從綜合角度探討各造型。要了解尺度與造型的關(guān)系，須對造型尺度因素采用“解藕”分析的方法，在相對單純的理想條件下，分別探討尺度因素與其它因素的相互關(guān)聯(lián)。

本節(jié)分別學習造型的尺度與形態(tài)、材料、結(jié)構(gòu)和工藝的聯(lián)系。

4.1 形態(tài)與尺度

人們生活的自然環(huán)境和人工環(huán)境，是一個有形世界。通過生活和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，人們逐漸形成了形態(tài)意識和概念，并能夠根據(jù)經(jīng)驗和聯(lián)想對形態(tài)進行判斷和評價。形態(tài)是造型最主要、最直觀的因素。造型的形態(tài)與尺度之間有密切的聯(lián)系，主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，基本形態(tài)的尺度變化；第二，形態(tài)排布的尺度比例變化。

4.1.1 基本形態(tài)與尺度

所謂基本形態(tài)即點、線、面、體四種基本的形態(tài)。盡管萬物形態(tài)變化無窮，但都可以歸結(jié)為是對基本形態(tài)的組合、重構(gòu)。造型設(shè)計中的基本形態(tài)與幾何學的基本形態(tài)之間一個重要的區(qū)別在于尺度的限定。

幾何學中的點、線、面、體四個基本形態(tài)，是純粹抽象的概念。例如，點只具有空間的位置卻沒有任何維度上的尺度；點移動的軌跡形成線，線只有一維長度而沒有厚度和面積；面只有面積而沒有厚度和體積。但是，在造型設(shè)計中，我們談到的點、線、面、體都是指由視覺或其他知覺所引起的形象的意識。這些形象是具體的，與幾何學上對點、線、面、體的概念是有差別的，它們是與人的視覺感覺體驗到的具體形象，與人們的生活經(jīng)驗是密不可分的。

幾何意義上的點、線、面只能夠被人們思維理解、描述，存在于思維中。為使它們?yōu)樵煨驮O(shè)計所用，就要給這些幾何學概念上的點、線、面賦予不同的尺度、使其直觀化，變成視覺形象，并使它們與我們的實際生活經(jīng)驗相協(xié)調(diào)。這樣，這些基本形態(tài)才能呈現(xiàn)出各自特征，在造型設(shè)計中發(fā)揮作用。

嚴格意地講，被賦予尺度的基本形態(tài)都是以“體”的形式存在的，但根據(jù)第二章中所述的尺度感知理論，它們會在特定的環(huán)境中被人們看作是“點”、“線”、“面”或“體”，具有一定的主觀性，隨著環(huán)境或條件的變化，這種感知也會發(fā)生變化。如圖4-1，容器都是以體的形式存在的，但隨著尺度的變化顯現(xiàn)出不同的性格特征。

造型設(shè)計中，點、線、面、體等抽象概念的具體化，是給它們賦予特定的尺度，不但賦予這些要素的位置、長短、厚薄，并賦予大小、粗細、體積、形狀等等。有了這些變化，它們才能在造型的排列和重構(gòu)中發(fā)揮出各自的特性。下面具體分析點、線、面、體的尺度變化在造型設(shè)計中產(chǎn)生的效果：

一、點的尺度。

被賦予特定尺度的點，不僅具有空間位置，而且具有不同的形狀、面積和體積，在不同的環(huán)境下具有特定方向的連續(xù)性和擴張性。在造型設(shè)計中，如果一個形態(tài)與其周圍環(huán)境或其它形態(tài)相比較時，能夠產(chǎn)生凝聚視覺的作用，它就可以被看作是點。例如，普通的圓形盤子，相對于盤中的水果，顯現(xiàn)出面的特性，但相對于大的餐桌，則顯現(xiàn)出點的特性，產(chǎn)生凝聚視覺的作用。可見，點的尺度的變化首先會影響它凝聚視覺的效果。

點的另一個特性是可以通過對視線的吸引而導致心理的張力。當一個點單獨出現(xiàn)時，注意力便集中在這個點上；如果有兩個以上的點同時出現(xiàn)時，點的大小不同就會造成不同的心理感受。如果點的大小相同，視線將會在這兩點之間來回反復；如果兩個點大小同，視覺通常沿著由大到小或由近而遠的順序移動，在心理上也產(chǎn)生移動的感覺，如圖4-2是點和線的尺度特征在平面造型中的表現(xiàn)。

二、線的尺度。

在造型設(shè)計中，線不僅具有長度，還具有一定寬度和厚度，同時也具有相對的面積和體積和截面的式樣，但它仍然是以長度為主要特征。如果一個形態(tài)在一定的空間環(huán)境中，與其它視覺要素相比較，能夠顯出連續(xù)性和延伸性，就可以被看作是線。

線的尺度特性中，寬度和厚度在形式排列和重構(gòu)中顯得更突出，盡管線是以長度為主要特征。

線型具有適度的寬度、面積或體積時，它的造型表現(xiàn)力將非常強烈、充分，能夠產(chǎn)生更鮮明的視覺效果。

尺度不同的線產(chǎn)生的心理反應不同，一條較細的直線能表現(xiàn)出銳利、敏感而快速的效果；一條較粗的直線卻顯露出剛強、穩(wěn)健而遲緩的感覺。雖然兩者在視覺上都顯現(xiàn)出線的特性，但心理效果卻區(qū)別很大。

三、面的尺度。

面是線的移動軌跡，造型設(shè)計中的面具有特定的面積、體積、形狀等屬性。面的形狀是設(shè)計中的一個重要方面。我們經(jīng)常采用的形有：幾何形、有機形、不規(guī)則形、偶然形等等等。面的尺度變化是建立在面的形狀的基礎(chǔ)上的，面的尺度變化會產(chǎn)生強烈的視覺變化，能夠引起視覺的移動，能夠產(chǎn)生封閉或通透的不同效果，對視覺的吸引以及產(chǎn)生的心理量都不相同，如圖4-3，是設(shè)計中面的運用和尺度變化的比較。

四、體的尺度。

體是具有長度、寬度和深度的三維實體，是形態(tài)最廣泛的存在形式和感知形式。如果一個物體再空間中能讓人們感受到較明顯的長度、寬度和深度，我們便認為它是體。體可以由點、線、面等基本形態(tài)共同構(gòu)成。體的尺度變化體現(xiàn)在三個方面：

首先，尺度變化產(chǎn)生體的體積感和重量感變化，如圖4-4。

立體的重量感分為正量感和負量感兩種不同類型。正量感是實體的表現(xiàn)；負量感則是虛體的存在。以點、線構(gòu)成的立體或由透明面構(gòu)成的立體，所顯示的就是負量感。只有表面封閉的立體才具有正量感。無論是正量感還是負量感，隨著體的尺度變化都會相應的變化。這在第二章中已有論述。

其次，一個體中各部分比例關(guān)系變化造成體的勢態(tài)和韻律的變化。

由點、線、面和塊體等多個體元素可以構(gòu)成的復雜形體。其中每一元素的變化都會影響到整個形體。我們先從比較純粹的點立體、線立體和面立體開始分析。

點立體是指以點的形態(tài)在空間構(gòu)成的形體。由于點只占據(jù)小部分的空間，所以能形成穿透性的深度感，通過點的尺度和位置變化，可以產(chǎn)生活潑的變化與韻律效果。線立體是以線的排列、交織在空間構(gòu)成的形體，在視覺上給人以輕巧活躍的層次感和序列感。線的長短、粗細變化在線立體中對形體起著重要作用。面立體是以面構(gòu)成的形體。即由面的排列或轉(zhuǎn)折構(gòu)成形體。彎曲因所占的空間層次不同，而給人虛實交錯的感覺，當視線移動時，會產(chǎn)生忽虛忽實，時輕時重的多樣變化。在造型設(shè)計中，通常是點、線、面、體的綜合運用，它們的尺度變化特性在整體中發(fā)揮著同樣的作用。如圖4-5，是邁金塔于1902年設(shè)計的高背椅，夸張的尺度關(guān)系成為它的特征，完全出于對形態(tài)的探索，擺脫了固有觀念的束縛，體現(xiàn)了尺度與形態(tài)的關(guān)系。

最后，也是非常重要的一點，不同尺度的體具有不同的物理屬性，這是自然規(guī)律的約束。

1、從空間幾何的角度來看，造型體的尺度越大會具有較大的體積和容積，具有相應較大的重量和能量。它的造型式樣必須與它的重量和能量相適應，否則體的穩(wěn)定性較差，很容易受到破壞。

2、尺度較大的造型體，表面積相對較小。這一現(xiàn)象在第三章中作過介紹。那么，這種體積與表面積不成比例變化的現(xiàn)象，在造型設(shè)計中有何作用？

首先，大物體相對小物體來說，由于相對表面積較小，所以它得內(nèi)部受外界的影響小較，不容易與外界進行交換。舉一個通俗易懂的例子，小土豆容易蒸熟，大的相對較難。這種特性常常在造型中默默的發(fā)揮作用。設(shè)計中常常用不同的造型來擴展或縮小造型的相對表面積，或者發(fā)展內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以滿足功能需要。

再者，體積與表面積的比率決定物體的運動方式是以重力體系為主還是以表面力體系為主。比如，紙張表面積相對較大，主要體現(xiàn)受表面力的作用，而紙團主要體現(xiàn)受重力的作用。隨著尺度的變化，影響物體的運動的重點會在兩種受力體系中轉(zhuǎn)移，必然會形成造型的差異。

4.1.2 形態(tài)排布的比例和尺度

比例是造型尺度的一種表現(xiàn)形式。

在形態(tài)排布中，形態(tài)單體的尺度變化產(chǎn)生比例，和諧的比例對形態(tài)來說非常重要。這一點我們可以從生物形態(tài)的比例中體會到。鸚鵡螺的形態(tài)能很好的說明形態(tài)比例的和諧產(chǎn)生的美感，從螺的剖面圖里，可以看見一個整齊有序的螺線，線型自然、簡潔、美麗，而且反映出螺的生長變化過程。

對比例的探討是許多美學家的興趣所在。造型設(shè)計能力的培養(yǎng)中，不僅要了解前人對比例研究的結(jié)果，更重要的是親自體會和感受不同比例產(chǎn)生的效果。

依據(jù)何種尺度關(guān)系進行比例分割和排布，一直是造型設(shè)計的一項重要任務。造型比例不僅決定著造型對人視覺的沖擊，也從一定方面意味著造型是否合理。美的造型通常具有適當?shù)摹⒑椭C的比例。造型設(shè)計中常用的比例有：黃金分割比例、相加級數(shù)比例、平方根矩形比例和整數(shù)比例等。

“黃金分割比例在造型藝術(shù)上具有根高的美學價值，古希臘和西方文藝復興時期使用最多的是黃金分割，它被后來被學術(shù)界確立為經(jīng)典比例。它的特點在于能夠分割出一系列面積，其整體關(guān)系非常協(xié)調(diào)。黃金分割的方法是分割后大者與小者的比率等于總體與大者的比率?！盵1]許多成功的造型，都是以黃金分割為依據(jù)，例如古希臘雅典女神像、巴黎圣母院、巴黎鐵塔、維納斯女神和阿波羅太陽神的塑像等。

相加級數(shù)比例接近黃金分割比例，與黃金分割具有相似的效果。它又稱為為菲白南希系列，即1、2、3、5、8、……

平方根矩形比例是指矩形兩邊之比是自然數(shù)的平方根。√1矩形即正方形，具有端正穩(wěn)重的感覺；√2矩形有穩(wěn)健的氣魄；√3矩形則線的俊俏優(yōu)美；

整數(shù)比例關(guān)系簡單、漸變，給人以清晰條理、秩序井然之感。

造型基礎(chǔ)對比例的學習不僅是掌握這些理論，更重要的是實際運用這些比例關(guān)系，體會直觀的感受，培養(yǎng)對空間比例的直覺。

可以借助一定的材料，結(jié)合點、線、面的特性來學習和體驗空間比例。例如，在限定的空間內(nèi)，從水平和垂直方向上，創(chuàng)造和諧的分隔，創(chuàng)造出視覺和心理的均衡感，體味不同比例產(chǎn)生的平衡關(guān)系。如圖4-6，是在正方形的基礎(chǔ)上對各種比例關(guān)系的探討?？梢园凑栈镜臄?shù)學比率來分，也可以完全憑感覺來分。體會比例產(chǎn)生的視覺和心理的平衡。

4.2 材質(zhì)與尺度

造型的材質(zhì)和尺度有緊密的聯(lián)系。材質(zhì)限制造型的尺度范圍，尺度影響材質(zhì)的發(fā)揮。任何造型活動都必須依托一定的材質(zhì)作為載體在一定的尺度范圍內(nèi)來創(chuàng)造。缺少材質(zhì)，造型活動就無法實現(xiàn)；尺度不恰當，造型亦無法成立。了解材質(zhì)和尺度關(guān)系的目的，在于使材料在其恰當尺度內(nèi)得到有效的發(fā)揮，并使質(zhì)感充分流露。

材質(zhì)包含兩個方面：一方面是指材料的組成及其性質(zhì)，如木材、石材或鋼材等；另一方面指材料的質(zhì)感和肌理，通常指表面的感覺，屬于視覺與觸覺的范疇。無論是材料性質(zhì)還是肌理都與尺度有密切聯(lián)系。

4.2.1 材料物理屬性與尺度

材料具有眾多方面的物理屬性，其中有一些屬性直接或間接與其造型的尺度產(chǎn)生關(guān)系。通過分析，歸納出如下與尺度有關(guān)的材料物理屬性：

強度：材料抵抗外力破壞的性能稱為強度，材料的強度與尺度的聯(lián)系最為密切。材料強度的大小直接影響造型的尺度。強度高的材料適應的造型尺度廣，尤其是跨度大、高度大的造型對材料的強度的要求很高；強度低的材料只適應較小尺度的造型。

硬度：其實是強度性能的一個方面，指材料抵抗壓迫、磨損或刻割等外力作用的性能。例如，石材硬度較高，泥土硬度較低。石材能夠堆砌成高大的建筑，也可雕刻成精巧的器具，泥土只能建造低矮的房屋，但陶土經(jīng)過燒制硬度大大提高，就可以制作精巧的器具。

彈性：指材料受外力作用發(fā)生變形，外力除去時能夠恢復原來的狀態(tài)的性能。如橡膠和彈簧等屬于彈性大的材質(zhì)，石材為彈性小的材質(zhì)。彈性形變與造型的尺度有關(guān)系，根據(jù)胡克定律的描述，“彈力的大小與彈性形變成正比”。彈性系數(shù)由材質(zhì)的彈性屬性決定，變形量則與造型尺度有一定關(guān)系。造型設(shè)計中應根據(jù)需要，選擇不同彈性的材料，同時掌握好材料的尺度，例如厚度或長度。這樣才能產(chǎn)生適度的形變或彈力。如圖4-7，靠背的彈性和寬窄有關(guān)系。

導熱性：指將熱量由材質(zhì)表面?zhèn)鞯搅硪槐砻娴男阅?，如金屬為導熱性強的材質(zhì)，石棉是導熱性弱的材質(zhì)，導熱能力還與造型尺度有關(guān)，厚而窄的物體傳導熱能力弱，寬而薄的物體傳導熱能力強。

材料的振幅和頻率：材料發(fā)生震動屬性和它的尺度有密切的關(guān)系。例如，最簡單的單擺震動，它的頻率只與它的擺長有關(guān)。

4.2.2 材料形態(tài)與尺度

一、材料自身的尺度影響造型。

由于不同材料的屬性不同，無論是自然材料還是人工材料，材料自身的形式都有一定的尺度限定，例如石材多以塊狀形式存在，5立方米以上的巨石很難開采和運輸；木材多以板狀或線狀形式存在，長8米以上，直徑80公分以上的原木就很稀少。

人工材料中，尺度的限定更加明顯，所有人工材料都有一定的規(guī)格。造型設(shè)計要充分的利用材料，避免浪費，對所使用材料的尺度規(guī)格要有很好的掌握。例如，設(shè)計不同的圖書，根據(jù)不同的需要和閱讀環(huán)境，圖書的形態(tài)是不同的，但不論怎么變化，都要根據(jù)紙張的規(guī)格來選擇合適的開法。許多優(yōu)秀的設(shè)計作品，能夠體現(xiàn)出設(shè)計者對材料尺度的熟練掌握，真正的物盡其用。這在資源日益匱乏的今天，值得我們注意

二、材料的形態(tài)影響強度，從而影響造型尺度。

在造型基礎(chǔ)的許多課題訓練中，我們能體會到材料強度與造型的尺度關(guān)系最為密切。“材料在外力作用下抵抗破壞的能力稱為強度，分為：抗壓強度、抗拉強度、抗變形強度、抗剪切強度和抗扭曲強度?！盵1]

材料的強度一方面取決于材料自身的物理屬性，另一方面取決于材料在使用中受的力的方式。而后者是我們在造型設(shè)計中能夠靈活把握的，因而也是造型基礎(chǔ)學習的重點。造型基礎(chǔ)對材料的學習，不像材料專業(yè)那樣深入，但對材料在不同受力情況下的形變，以及材料受力時的內(nèi)力分布等問題的學習，有助于我們更好的掌握材料。這些知識有助于人們對形態(tài)、尺度與材料的綜合理解。

在造型設(shè)計中，我們經(jīng)常試圖尋找材料、形狀、尺度及受力方向的最佳配合，達到高強度狀態(tài)，創(chuàng)造高大、穩(wěn)固的造型。下面以線型和面型材料為例，分析它們?nèi)绾文軌虬l(fā)揮較高強度，支持較大的造型。

（1）、線型材料

對線型材料分別施加“折”、“扭”、“拉”、“壓”四種不同的作用力。結(jié)果很明顯，線型材料最容易受“折”力破壞，其次是“扭”，最難產(chǎn)生破壞的是“拉”力，其次是“壓”力。當細長的線型材料受到彎曲力時，最容易受到破壞。材料受到彎曲力而發(fā)生折斷，實際上材料的一邊受到壓縮，而其另一邊受到引拉，因而遭到破壞。最不容易發(fā)生破壞的是引拉力作用的情況。

線型材料受到彎曲時的強度，隨著線型材料的斷面形狀的不同也不同。如果材料斷面的寬度增加2倍，它的強度也增加2倍，所以在許多情況下將線材的斷面做成“工”字形或中空的形態(tài)，這樣既可以使材料輕便、經(jīng)濟，又增加了它的強度。

壓縮力對線材所產(chǎn)生的破壞與長度有關(guān)，長的材料比短的材料更容易遭到挫屈。挫屈的方向會朝向厚度薄的一側(cè)。

當線材作為受拉力材料時，抗拉強度與線材的長度無關(guān)而與材料的橫截面大小有關(guān)。材料橫截面越大則抗拉強度也越大。當材料表面上有凹凸不平的現(xiàn)象時，力量就會集中在最凹的部分，因為凹陷部分最容易遭到破損。這是由于在有缺陷的部分應力會集中的原理。這種現(xiàn)象可以稱之為缺凹效果。例如，對于同樣表面積的一張紙施加拉力時，有缺口的部分就容易被撕裂。

（2）、面型材料

當面材受到拉力作用時，它所受到的破壞程度與材料的寬度有關(guān)，常常是在最窄的地方斷裂。這也是因為應力集中在材料最窄部分的原因。

面型材料平放時，上下方向承受壓力的能力很弱。如果將面材進行折疊，則上下承受壓力的能力就會大大增強。如果在折疊的側(cè)面加以固定，其強度就會更強。

面型材料豎放時比平放抗壓能力強。如果將面型材料折疊后豎放，抗壓力就更強。如果材料彎曲成弧狀斷面，那么承受凹向來的壓力能力較弱，承受凸向來的壓力能力較強。了解材料抗力的方向性，就可以充分的利用材型變化來達到大而牢固的造型。如圖4-8，是對材料、結(jié)構(gòu)和尺度的探討。

4.2.3 材料的質(zhì)感肌理與尺度

質(zhì)感是材料表面引起的感覺，也是造型表現(xiàn)效果的重要因素。質(zhì)感由觸覺所引起的，但在人的視覺經(jīng)驗中，也可以獲得觸覺所轉(zhuǎn)移的經(jīng)驗。所以視覺也能感知不同的質(zhì)感。同一造型，因其質(zhì)感和肌理不同，效果會截然不同。同樣尺度的物體采用不同的肌理會產(chǎn)生不同的量感；不同尺度大小的造型適合不同的肌理。巧妙的運用質(zhì)感和肌理可以強化或減弱造型的量感。

在造型基礎(chǔ)學習中，作這樣的試驗：在幾個同樣的造型上使用不同的材質(zhì)和肌理，比較他們的心理感受的不同?？梢园l(fā)現(xiàn)，粗糙的肌理給人以厚重的感覺，有助于強化造型的體量。細膩的肌理給以平滑、含蓄的感覺，可以弱化造型的體量。肌理經(jīng)常被用于家具、產(chǎn)品以及建筑的表面，不同肌理的使用能夠大大豐富物體的造型含義。如圖4-9，古代城門上的乳凸釘，不是僅為結(jié)實，它的主要作用是裝飾，增強了門的心理量感，顯著威武和莊嚴。

4.3 結(jié)構(gòu)與尺度

結(jié)構(gòu)是布局、組成、連接的意思，表示在一系統(tǒng)中合理安排構(gòu)件，組成一個統(tǒng)一體的方式。在造型設(shè)計中結(jié)構(gòu)因素是十分重要的，特別是在設(shè)計具有一定空間尺度的造型時，設(shè)計師不僅要運用線和面，而且必須考慮體積、質(zhì)量和空間等尺度關(guān)系。這就要求設(shè)計師要了解不同的結(jié)構(gòu)方式，并運用其中所蘊含的美學要素。不同空間尺度的造型需要不同的結(jié)構(gòu)來支持，下面總結(jié)出一些能夠擴展造型尺度的結(jié)構(gòu)，和一些能夠壓縮造型空間的結(jié)構(gòu)。在了解結(jié)構(gòu)的物理、機械形式同時，還體味它們的美學含義。

4.3.1 能夠擴展造型尺度的結(jié)構(gòu)

人們對材料、工藝和結(jié)構(gòu)的知識掌握的越來越多，造型活動越來越自由，人們可以根據(jù)需要創(chuàng)造出大尺度的造型，例如，橋梁、廠房、高層大廈等等。下面總結(jié)出一些在這些大尺度造型中常用的結(jié)構(gòu)，參考圖示4-10。

一、行架構(gòu)造。

行架是用線型材料，以鉸接的方式組合成三角形，并以三角形為單元組成一個構(gòu)造整體。行架中各單元之間互相起支撐作用，所組成的構(gòu)造整體性強，穩(wěn)定性好，空間跨度大，能充分發(fā)揮材料的強度。傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑和現(xiàn)代鋼架結(jié)構(gòu)的建筑物，都是采用行架構(gòu)造。這種構(gòu)造只能受到壓縮力與引拉力兩種外力的影響，所以能用很少的材料建造起很大容積的建筑物。

行架用細長的線型材料構(gòu)成，所以能構(gòu)建出體積很大重量很輕的構(gòu)造體，這是行架的最大特征。行架結(jié)構(gòu)應考慮到細長的材料在組合中受到壓縮力時，容易產(chǎn)生彎曲或折斷的現(xiàn)象，因此組合時要充分考慮到材料的合理使用。

首先，必須仔細考慮行架中每根材料的受力的形式和大小，并以此來確定它適當?shù)拇旨?，從而避免材料遭到破壞。同時對材料的斷面形狀應加以考慮，較強行架的強度。

其次，應避免材料在鉸合點以外的地方受到壓力。當壓縮力作用在節(jié)點上時，壓力能夠沿軸向進行，不易引起材料的彎曲，這樣才能保證行架整體的穩(wěn)定性。

最后，行架中材料與材料的聯(lián)結(jié)節(jié)點，都應使用鉸節(jié)點。這樣在材料之間只傳達壓縮力與引拉力，而不會傳達彎曲力。當受到外力作用時，鉸節(jié)點會吸收一部分的能量，能夠緩解在局部產(chǎn)生的沖擊力。

二、堆砌結(jié)構(gòu)。

把材料重疊起來做成立體的構(gòu)造物稱為堆砌。堆砌可以說是最早的造物方法，由于體量大的塊材超出了體力勞作時代人們的搬運和處理能力，所以人們使用小塊材來堆砌制作出大規(guī)模的構(gòu)造。堆砌是靠物體接觸面之間的摩擦力來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

堆砌構(gòu)造有具有很強的抗壓性能。例如，埃及金字塔是采用堆砌構(gòu)造，希臘神殿等建筑也采用堆砌構(gòu)造，都是利用石材的疊加，來建造出堅固的墻柱和寬闊的空間。

三、拱與懸索結(jié)構(gòu)。

拱與懸索都是弧形結(jié)構(gòu)，拱與懸索優(yōu)良的受力的特性可做成很大的跨度，有的可達數(shù)百米，許多建筑和橋梁都采用這類結(jié)構(gòu)。拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，拱內(nèi)應力是壓力。拱的壓力與拱高有關(guān)，高度愈高壓力愈小。與拱相反，懸索受到的是拉力，圓形懸索結(jié)構(gòu)如同一個自行車輪，外圍梁受壓內(nèi)環(huán)受拉，因此在支點處并不構(gòu)成水平推力。例如摩天輪。

四、折面結(jié)構(gòu)。

當一張紙平放時是很軟弱的，在上下方向強度很差。若將紙折疊成瓦楞狀，它的強度會提高很多，相當于增加了紙的厚度。像這種折面的原理，廣泛地應用于建筑物和材料的構(gòu)造上。折面原理對木材、金屬、塑料等面型材料，都一樣有效。

五、殼面結(jié)構(gòu)。

當折面的數(shù)量增多到一定量時，折面就形成曲面。例如，蛋殼的曲面，雖然很薄，但卻非常堅固。這種利用面材的折疊或彎曲來加強材料強度的殼面結(jié)構(gòu)，常被用在大型體育館、劇場的建筑中。殼體結(jié)構(gòu)的形式可分為很多種，例如雙曲面殼、半圓殼等。

4.3.2 能夠壓縮造型尺度的結(jié)構(gòu)

有限的空間資源常常需要我們進行造型設(shè)計時盡量縮小造型的尺度，而又不影響它的使用功能。這需要借助一些能夠壓縮造型尺度的結(jié)構(gòu)，參考圖4-11：

一、折疊機構(gòu)

在自然界，通過調(diào)整自身尺寸的大小來滿足功能需要是自然界生存的法則之一。許多動物和植物通過身體變小來保護自己。這些都是物競天擇，適者生存的需要。自然界的這些法則為人類的折疊行為的產(chǎn)生，提供了極為重要的啟示。

“折疊”主要目的是使物品在非使用狀態(tài)時保持較小的尺度，便于攜帶、收藏或管理。折疊機構(gòu)在許多設(shè)計中都有應用。常用的折疊方法有以下幾種：

 1、壓。

“壓”適用于彈性較大的柔性材料。當撤去壓力時物體可以恢復原有造型。例如圖4-11中的折疊杯。

 2、折。

“折”是折疊里最常見的類型之一，適用于布料和軟塑料等柔軟材料，也可以通過合頁結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

3、風箱形。

 風箱的主要構(gòu)成是通過褶皺，形成具有伸縮性的袋子。作為一種機械工具，風箱的發(fā)明是為滿足一種靈活密封的連接需要。因為風箱的設(shè)計并非全部以節(jié)省空間為目的，如攝影暗房用的放大機可伸格的連接是為了滿足鏡頭聚焦的需要。

 4、組裝。

將分散的部分組裝成一個整體，在存儲的時候再把它們拆開。

 5、卷。

“卷”的物品可以重復地展開與收攏，例如圖4-11中的可折疊鍵盤。

6、鉸接。

鉸接是折疊的一個重要方式。支架展開時可以形成堅固的結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生較大的空間；收攏時細長的支架非常節(jié)省空間。例如圖4-11中的折疊椅。

二、滑動機構(gòu)。

有些折疊物品通過滑動來達到節(jié)省空間。例如望遠鏡、天線、釣魚竿以依次減小的圓筒，通過滑動和套接來縮小尺度空間。

三、嵌套機構(gòu)。

兩個或更多的套裝物，有助于存儲時占有最少得空間，如圖4-12。

四、扇形機構(gòu)。

扇子是在一個樞軸上將扇葉穿在一起，并能使扇葉自如的被展開和合攏，由于這種折疊機構(gòu)展開和收疊的空間大，而被廣泛應用于產(chǎn)品設(shè)計和建筑與環(huán)境設(shè)計之中。

4.4尺度與加工工藝

產(chǎn)品造型設(shè)計中常用的材料有金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、織物、皮革等。在造型設(shè)計中，設(shè)計師應對這些材料加工工藝應有一定的了解。加工工藝最主要材料和所要表現(xiàn)的造型有關(guān)，還與造型的尺度有關(guān)。

由于材料和成型方式的特性，加工工藝會在一定程度上限制造型的尺度，隨著技術(shù)進步和加工工藝改良，造型會突破材料的尺度限制發(fā)生巨大的變化。例如，玻璃加工工藝不發(fā)達的時候，它只能用于較小尺度的造型，很難承受大尺度的造型。隨著加工工藝的進步，玻璃可以大面積的用于建筑物，形成玻璃幕墻，徹底改變了建筑墻面與窗的比例關(guān)系。又如，現(xiàn)代玻璃工藝可以時汽車風擋玻璃采用開闊的直線型曲面玻璃，使汽車造型呈現(xiàn)新的比例。這些都是由材料的加工工藝對造型尺度的影響產(chǎn)生的。

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