设计形态学视角下绘本馆仿生家具分析_梁雪.pdf

Furniture家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2设计研究设计形态学视角下绘本馆仿生家具分析梁 雪1，李荣荣1*，詹先旭2（1.南京林业大学家居与工业设计学院，南京 210037；2.德华兔宝宝装饰新材股份有限公司，湖州 313200）摘要：分析绘本馆仿生家具的设计特点，发现有待解决的问题，提出改进方向并预测未来趋势，为绘本馆仿生家具的设计研究提供参考。从设计形态学的特征要素出发，结合经典案例阐述了仿生家具的艺术特点；从整体仿生和局部仿生两个角度，探究了仿生设计理念在绘本馆家具中的应用，总结了优点和不足。针对绘本馆家具造型固化和设计缺乏新意的问题，提出绘本角色和动漫形象作为仿生原型、智能技术和新材料的融入、快速成型技术的应用或将成为发展新趋势，能够从美学角度和功能角度提升绘本馆家具的品质，为儿童提供更有趣的视觉体验和更舒适的阅读环境。关键词：仿生设计；设计形态学；绘本馆家具；造型设计中图分类号：TS664文献标志码：A文章编号：1000-4629（2023）02-0060-05DOI：10.16610/ki.jiaju.2023.02.012Analysis of Bionic Furniture in Picture Book Museums based on DesignMorphologyLIANG Xue1，LI Rongrong1*，ZHAN Xianxu2（1.College of Furnishings and Industrial Design，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China；2.Dehua TB New Decorative Material Co.，Ltd.，Huzhou 313200，China）Abstract：Based on the design characteristics of the bionic furniture in picture book museum，the unsolved problem points were discovered，and the future improvement direction of further improvement wasproposed with an aim to provide reference for the design research of bionic furniture in picture book museum.Starting from the characteristic elements of design morphology，the artistic characteristics of bionicfurniture was expounded in combination with design cases.The advantages and shortcomings of the application of bionic design in the furniture of picture book museums were summarized from the perspectivesof overall and partial bionic.Responding to the outdated furniture in the picture book museum，it proposed that using picture book characters and anime images as bionic prototypes，the application of intelligent technology and new materials，and the application of rapid prototyping technology will become newtrends in the development of picture book museum furniture，which can improve the quality of picturebook museum furniture from the aesthetic and functional perspectives，and provide more interesting visual experience and more comfortable reading environment for children.Key words：bionic design；design morphology；picture book museum furniture；appearance design绘本馆作为主要的儿童早教场所之一，肩负着儿童的阅读启蒙重任。绘本馆家具能够为儿童的阅读、休息和社交行为提供重要的塑形和支持作用，潜移默化地影响着儿童的阅读姿势和审美习惯，因此绘本馆家具的设计研究备受企业和读者关注。虽然目前关于儿童家具的理论研究已经取得基金项目：教育部产学合作协同育人项目（202101148006，202002316001）。作者简介：梁雪（1995），女，硕士研究生，研究方向为家居设计与工程。Email：。通信作者：李荣荣（1990），男，副教授。研究方向为家具智能制造技术与装备。Email：。引文格式：梁雪，李荣荣，詹先旭.设计形态学视角下绘本馆仿生家具分析J.家具，2023，44（2）：60-64.了丰硕成果，但与绘本馆家具相关的理论研究相对较少。大多数绘本馆家具的设计理论借鉴了幼儿园家具和儿童图书馆家具的设计理论，并不能很好地适应绘本馆独特的阅读氛围和教学环境1。为了能更好地解决绘本馆家具设计中现存的一些问题，同时适应未来的发展趋势，从仿生设计角度探讨绘本馆家具的缺陷并提出改进建议，将家具形态与教学特点相结合，切实考虑儿童的阅读需求和审美诉求，为儿童营造一个提升认知能力和审美水平，培养阅读兴趣的读书空间。1仿生家具形态学要素及艺术特点仿生设计以形态仿生学为基础，通过研究自然生物的形态、结构、功能、颜色等特征，有选择地在设计过程中运用这些特征进行设计2。仿生家具设计遵循师法自然的理念3。设计师将自然形态特征融入到家具造型设计中，利用生物外形元素和内部结构元素极大地丰富了家具的风格。1.1仿生家具形态学要素设计形态学注重“形态研究”这一核心工作，是以“形”和“态”为核心的系统性研究4-5。“形”是外貌特征、尺寸、色彩、材质等外在轮廓，是设计的载体；“态”是功能原理、行为、气质和神情等内在状态，用于传达理念。传统的设计形态学侧重产品外观的研究，而现代的设计形态学侧重功能结构和外观的融合，注重仿生学与信息学、人机工程学、心理学、艺术学等学科之间的关联6。现代仿生家具设计是对自然生物认识再创造的过程，既展现美学特征和自然亲和力，又运用技术赋予产品创新性。设计形态学在家具设计中的应用过程如图1所示。图1 基于形态学的仿生家具设计过程图Fig.1 Design process diagram of bionic furniture based on morphology国内外仿生家具的理论研究和经典作品均有不少。早在法国装饰运动时期，仿生设计就在家具领域被广泛运用7。如图2所示，美国设计师埃罗 沙里宁的子宫椅和郁金香椅，体现了自然形态的有机属性和现代家具的功能属性的结合，被称为“有机家具”。郁金香椅的底座似宽大的叶片贴伏在地面上，纤细的枝干稳稳地托举着盛放的花朵，流露出简约典雅的气息。国内仿生家具中，形态仿生在明式文人家具中被广泛应用，元素主要有竹、云、花卉、动物，如图3所示。明式文人家具对仿生形态的表达体现在结构造型和装饰艺术方面：一种是通过线刻、雕镂、线脚、镶嵌等方式使特征元素附于家具表面，强调装饰作用8；另一种是将生物的形态特征和家具的结构功能相结合，如图3d所示，马蹄足凉塌在结构上起支撑作用，又在造型上起美化作用。a.子宫椅b.郁金香椅图2 埃罗 沙里宁的作品Fig.2 Eero Saarinens Womb Chair and Tulip Side Chaira.竹节圈椅b.黑漆嵌螺钿书案 局部c.动植物纹饰 喜上眉梢d.马蹄足凉塌 局部图3 明式文人家具的仿生设计Fig.3 Bionic design cases of Mingstyle literati furniture060家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2Furniture设计研究了丰硕成果，但与绘本馆家具相关的理论研究相对较少。大多数绘本馆家具的设计理论借鉴了幼儿园家具和儿童图书馆家具的设计理论，并不能很好地适应绘本馆独特的阅读氛围和教学环境1。为了能更好地解决绘本馆家具设计中现存的一些问题，同时适应未来的发展趋势，从仿生设计角度探讨绘本馆家具的缺陷并提出改进建议，将家具形态与教学特点相结合，切实考虑儿童的阅读需求和审美诉求，为儿童营造一个提升认知能力和审美水平，培养阅读兴趣的读书空间。1仿生家具形态学要素及艺术特点仿生设计以形态仿生学为基础，通过研究自然生物的形态、结构、功能、颜色等特征，有选择地在设计过程中运用这些特征进行设计2。仿生家具设计遵循师法自然的理念3。设计师将自然形态特征融入到家具造型设计中，利用生物外形元素和内部结构元素极大地丰富了家具的风格。1.1仿生家具形态学要素设计形态学注重“形态研究”这一核心工作，是以“形”和“态”为核心的系统性研究4-5。“形”是外貌特征、尺寸、色彩、材质等外在轮廓，是设计的载体；“态”是功能原理、行为、气质和神情等内在状态，用于传达理念。传统的设计形态学侧重产品外观的研究，而现代的设计形态学侧重功能结构和外观的融合，注重仿生学与信息学、人机工程学、心理学、艺术学等学科之间的关联6。现代仿生家具设计是对自然生物认识再创造的过程，既展现美学特征和自然亲和力，又运用技术赋予产品创新性。设计形态学在家具设计中的应用过程如图1所示。图1 基于形态学的仿生家具设计过程图Fig.1 Design process diagram of bionic furniture based on morphology国内外仿生家具的理论研究和经典作品均有不少。早在法国装饰运动时期，仿生设计就在家具领域被广泛运用7。如图2所示，美国设计师埃罗 沙里宁的子宫椅和郁金香椅，体现了自然形态的有机属性和现代家具的功能属性的结合，被称为“有机家具”。郁金香椅的底座似宽大的叶片贴伏在地面上，纤细的枝干稳稳地托举着盛放的花朵，流露出简约典雅的气息。国内仿生家具中，形态仿生在明式文人家具中被广泛应用，元素主要有竹、云、花卉、动物，如图3所示。明式文人家具对仿生形态的表达体现在结构造型和装饰艺术方面：一种是通过线刻、雕镂、线脚、镶嵌等方式使特征元素附于家具表面，强调装饰作用8；另一种是将生物的形态特征和家具的结构功能相结合，如图3d所示，马蹄足凉塌在结构上起支撑作用，又在造型上起美化作用。a.子宫椅b.郁金香椅图2 埃罗 沙里宁的作品Fig.2 Eero Saarinens Womb Chair and Tulip Side Chaira.竹节圈椅b.黑漆嵌螺钿书案 局部c.动植物纹饰 喜上眉梢d.马蹄足凉塌 局部图3 明式文人家具的仿生设计Fig.3 Bionic design cases of Mingstyle literati furniture061Furniture家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.21.2仿生家具的艺术特点1.2.1趣味性与美学性仿生家具将生物的美学元素运用到家具设计中，使家具造型奇异、结构多维、色彩丰富，赋予家具更多的趣味性和美学价值9-10。协调的美学规律会带给用户舒适的视觉感受，运用在儿童家具中可以引导孩子树立正确的审美观。1.2.2联想性与故事性仿生家具从生物的形态样貌、组织结构和行为动态中受到启发，通过变形、简化、夸张、组合等艺术手法加工后运用到设计中11。其联想性可以调动人的视、听、触、味、嗅五感和心理感受相结合，激发用户对生物原貌的记忆关联，将生物特征与文化寓意和故事情境结合，赋予家具更丰富的内涵。1.2.3装饰性与功能性仿生家具的功能性体现在通过技术模拟动植物功能以建立或改进家具结构，为设计师研究和利用生物的功能结构提供方向，增强家具产品的优越性，满足人类自身的双重需求12。现代仿生家具的装饰性是在实现基础功能的同时，通过造型、色彩、肌理等艺术效果展现。如图4a所示，雅各布森的蛋椅，简约的线条勾勒出半颗鸡蛋的造型，造型简洁且稳定性高，能给用户安全感和温暖感。1.2.4具象性与抽象性仿生家具可以根据呈现生物的特征和写实度分为具象仿生和抽象仿生。具象强调“形似”，凸显被仿形态的原始状态而直接吸引用户的眼球；抽象强调“神似”，注重家具的意境和神韵。现代仿生家具大多以抽象形态为主，从多元化的角度思考，将生物的元素进行拆解、简化、加工凝练，进而形成新的家具产品。如图4b所示，蝴蝶凳是日本设计师柳宗里的经典抽象仿生作品，外形如扇动翅膀的蝴蝶。a.蛋椅b.蝴蝶凳图4 仿生家具作品Fig.4 Bionic furniture cases2仿生设计在绘本馆家具中的应用仿生设计是儿童家具设计中重要的创新方法，是增强儿童家具趣味性的重要手段13。儿童仿生家具往往是通过概括手法将生物的典型特征运用到家具设计中，以便儿童快速准确地建立家具与生物原型的联系。设计形态学在绘本馆家具的造型设计中可以分为整体廓形仿生和局部装饰仿生。如图 5 所示；整体造型仿生是选取某一生物形态（A）为设计原型与家具造型（B）相结合，形成整体轮廓仿生的家具（D）；局部造型仿生是选取生物形态（A），结合家具的局部造型（C）（椅背、桌腿、把手等）形成新的装饰造型（E）。图5 仿生设计在绘本馆家具中的应用示意图Fig.5 Design process of bionic furniture based onmorphology in picture book museum2.1绘本馆家具的整体廓形仿生整体廓形仿生的家具是在不打破生物本身造型的基础上去除繁杂的元素，然后通过夸张变形、抽象衍生、几何划分等手法对主要特征进行美化。此类家具因是功能主体，带有较强的功能性，其次给儿童带来直观且强烈的视觉感受。设计整体轮廓仿生的家具时要考虑的并非只是一种要素，而要综合考虑形、色、质、功能、结构等许多要素，从整体出发处理诸多要素之间的关系14。如图6a所示，长颈鹿书架的整体造型来源于对长颈鹿轮廓的简化，通过几何划分出书格之后仍不妨碍儿童辨识出生物原型。如图6b所示，将树干设计为书格，上方茂盛生长的树枝带有强烈的生命力，孩子可以根据向上延伸的树枝联想到茂密翠绿的树叶。该书架兼具功能性和装饰性，为绘本馆增添生机，给儿童营造团坐在大树下读书的惬意感和舒适感。如图6c所示，将凳子和树桩结合，造型有趣生动，能引导儿童联想到书、纸张和树木的关系。整体外形仿生的家具只表现出大体像什么，适合锻炼儿童的观察力，同时节省了制作成本与时间。2.2绘本馆家具的局部造型仿生局部造型仿生主要是提取生物整体或局部的形态特征用在家具局部的细节设计上，仅凭某一项特征就可以让人识别出生物原型15。局部仿生更强调装饰作用，部分会承担功能支持16。如图7a所设计研究062家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2Furniture示，书柜前端模仿了大象的长鼻子、大耳朵，具有较强的辨识度，为书柜增添了童趣。如图7b所示，为打破方正的书架带来的沉闷气氛，用线面组合的树形态进行过渡，营造出轻松氛围。坐具是绘本馆中最常见的家具，构造简单且多样，可进行设计优化的空间较大，比其他家具更适合仿生设计17。如图7c所示，儿童座椅的靠背常被设计成不同动物的角，承载倚靠功能并兼具生趣与艺术性。a.长颈鹿书架b.大树书架c.树桩凳子图6 整体仿生的绘本馆家具Fig.6 The overall shape bionic of picture book museumfurniturea.书柜b.书架c.椅子图7 局部仿生的绘本馆家具Fig.7 The partial shape bionic of the picture book museum furniture3设计存在的问题和未来趋势基于设计形态学的儿童仿生家具研究已成果颇丰，但是在绘本馆这个相对公共的环境中仿生家具的创新仍有欠缺。例如如何获取新的生物参考，打破常规的设计形态，如何应用新材料和融入新功能，使家具丰富儿童想象力的同时具有实用性等。3.1生物参考原型选择的问题绘本馆中的仿生家具存在形态固化和雷同形象居多的问题，在生物原型选择方面缺乏全面性，缺乏对生物特征的深度挖掘和创新应用。单一的家具形态将无法给孩子留存足够的想象空间。仿生设计的起点是获取具有启发性的生物原型作为参考源。随着动漫产业的发展，越来越多喜闻乐见的动漫形象出现在大众的视野中。不少学者提出将动漫形象运用在儿童家具设计中，让儿童感到与喜欢的动漫角色成为了朋友18。针对绘本馆家具形态单一的问题，可以通过网络资源获取大量的生物实例，或者提取绘本中经典形象作为参考原型。绘本中主角的人格特质几乎都是积极正面的，容易使儿童产生认同感并将自己代入到角色当中19。设计师不应局限于对普遍形貌的仿生设计，需要对大量的自然生物形态和绘本中的角色进行深度探究，提取新颖的元素运用到儿童家具设计中。3.2跨领域动态仿生方案实现的问题自然界的生物会改变外形和行为以适应多变的环境，如花开花落，动物的行躺坐卧和鸣叫等。目前绘本馆的仿生家具注重对生物外观的表现，在动态控制上缺乏研究。随着立体绘本和AR体验馆步入大众的视野，儿童对绘本的需求已不仅是接受平面图文的输出，而是希望绘本角色能以生动的三维立体形象出现在身边20。基于用户对AR绘本的需求，若提供相应的家具场景，将进一步提升孩子的阅读兴趣。人工智能的融入可以赋予仿生家具生命力，有助于为儿童营造与绘本主题相关的氛围，增强儿童在阅读绘本与听故事时的代入感。例如借助全息投影和裸眼3D等技术搭建主题场景，让儿童体验沉浸式阅读，同时可以提升场馆形象，实现竞争差异化。在传统仿生家具中植入传感器和功能芯片，能感应儿童的身高、体重、阅读姿势并进行自动调节，更符合人体工程学。运用增强现实技术和特殊材料改变家具的颜色、材质和纹理，使家具外观多样化。3.3设计理念与快速成型技术结合的问题国内儿童家具企业以现代简约风格、北欧风格、美式风格居多，以中式风格为主的企业还较少21。随着国漫的崛起，中国元素和中国符号受到越来越多人的关注。在儿童家具中融入中国元素，可以让儿童通过与家具的接触了解中国传统文化22。如何将中国元素巧妙地与儿童仿生家具结合起来，呈现丰富的造型，使奇思妙想不浮于家具表面是亟需解决的问题。快速成型技术作为我国一项先进的制造技术已融入了儿童家具设计制造领域23。研究发现，绘本馆的仿生家具普遍使用木质材料，以传统的加工制造方式产出，因此在造型方面受到限制。快速成型技术可以不局限于板材和加工工艺，满足复杂的形态需求，提高家具的装饰性。如图8所示，米兰设计周展出过Nagami的贝壳椅，其造型参考了自然界中贝壳的形态，通过计算机设计和3D打印技术，设计研究063Furniture家具2023年第44卷第2期Furniture2023Vol.44No.2由工业机器人在短短几个小时内完成，重新定义了家具与环境的传统空间关系。快速成型技术运用在绘本馆仿生家具设计制造方面，能将复杂的国漫形象、绘本角色、形色各异的自然形象融入到近在咫尺的家具产品中，有利于打造出更具美学价值的儿童家具，为绘本馆增添活力，也有利于培养儿童的审美能力。图8 扎哈建筑事务所设计的贝壳椅Fig.8 Chairs designed by Zaha Hadid Architects4结语人工智能和材料学的不断发展，以及网络资源提供的生物案例，能够为绘本馆仿生家具设计研究提供多学科交叉融合的创新设计方案。在自然界物种丰富、生物形态结构多种多样的背景下，绘本馆仿生家具的设计须结合用户需求和场馆特色，综合运用设计形态学、材料学、产品语义学、心理学、人机工程学等学科知识，将感性与理性结合，平衡读者、家具、绘本与自然的关系，满足读者对阅读环境舒适和美的追求，提升人们的沉浸式阅读体验感。仿生设计在绘本馆家具中的应用及深入研究是打破家具外观同质化，促进创新发展的重要研究方向，对儿童家具及儿童个性发展起到巨大的推动作用。参考文献：1徐榕，祁忆青.模块化理念在幼儿园儿童家具设计中的应用J.家具，2022，43（1）：49-53.2杜鹤民.基于产品语义的形态仿生设计方法研究J.包装工程，2015，36（10）：60-63.3 刘德喜，李鹏.仿生设计在产品设计中的应用探讨J.家具与室内装饰，2018，25（11）：68-69.4邱松，金思雨，徐薇子，等.设计形态学之生态观J.工业工程设计，2022，4（1）：103-109.5邓昕，许柏鸣，王礼先.交互设计理念下的橱柜设计要素：基于 SEM 的实证分析J.林业工程学报，2022，7（2）：199-206.6马进，胡洁，朱国牛，等.基于设计形态学的军事仿生机器人研究现状与进展J.包装工程，2022，43（4）：1-11.7王莹.威廉 莫里斯的设计思想及其时代意义J.包装工程，2018，39（8）：38-41.8裴帅，谷岩.明式文人家具的形态仿生设计应用与研究J.家具与室内装饰，2020，27（11）：31-33.9王朝侠，徐从意.仿生设计在产品趣味性设计中的应用J.包装工程，2017，38（14）：193-197.10赵晗肖，周橙旻.基于生态美学思想的家具形态设计J.家具，2020，41（5）：55-58，62.11许永生，赵秦琨，支锦亦，等.基于生物形态简化优化法的产品仿生设计研究J.包装工程，2021，42（18）：188-193.12张炜，韩笑，张晓梅，等.仿生设计在儿童家具设计中的应用研究J.家具与室内装饰，2021，28（3）：91-93.13黄坤峰，苗艳凤.基于仿生设计的儿童家具设计研究J.美术教育研究，2020，11（14）：87-88.14吴晶晶，刘洪海.仿生设计及在趣味家具上的应用研究J.林业机械与木工设备，2021，49（10）：80-83，86.15罗仕鉴，张宇飞，边泽，等.产品外形仿生设计研究现状与进展J.机械工程学报，2018，54（21）：138-155.16赵红艳，李吉庆，李世杰，等.动画元素在学龄期儿童家具设计中的应用J.包装工程，2020，41（22）：180-185.17谌锴，戴向东.基于仿生原理的坐具设计初探J.家具与室内装饰，2015，22（5）：32-33.18陈敏，彭文利，金海明.动漫形象在儿童家具设计中的应用J.科技视界，2020，10（27）：77-78.19 欧艳艳.性别差异视域下国外少儿阅读推广实践探究：基于Boys Reading等4个项目的分析报告J.图书馆学刊，2021，43（10）：105-111.20樊斯文，李小华.从读者阅读需求看原创儿童绘本市场J.出版广角，2017，23（17）：51-53.21吕九芳，高婷，房莉莉.中国元素在现代儿童家具设计中的应用J.包装工程，2016，37（6）：147-150.22孙光瑞，梁梦娇.新中式儿童家具的文化创新设计J.家具，2020，41（3）：55-59.23冯鑫浩，蒋叙，吴智慧.家居木制品表面装饰的发展现状与趋势J.家具，2020，41（2）：12-15，33.（责任编辑周橙旻孟浩）设计研究064