淺析仿生學(xué)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙題目：淺析仿生學(xué)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 摘 要二十一世紀(jì)是一個以科技飛速發(fā)展和情感化消費(fèi)為主要特征的感性時代，在許多領(lǐng)域，自然界的諸多元素已作為設(shè)計(jì)借鑒的寶貴資源被加以模擬應(yīng)用。在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，仿生的應(yīng)用有利于提高產(chǎn)品的物質(zhì)價值和精神價值。仿生設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)的潮流和趨勢，已日益成為重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。工業(yè)設(shè)計(jì)方面，仿生設(shè)計(jì)能夠滿足消費(fèi)者的情感需求，適合感情匱乏時代人們的精神需求。本文從理論和實(shí)踐的角度，重點(diǎn)對產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)中的在形態(tài)仿生、色彩仿生、肌理仿生等方法進(jìn)行研究。本文集中闡述了如何恰當(dāng)?shù)胤律鷮W(xué)的設(shè)計(jì)理念來創(chuàng)建現(xiàn)代燈具的個性特征，探討了仿生學(xué)在現(xiàn)代燈具的運(yùn)用及影響。并

2、圍繞現(xiàn)代燈的設(shè)計(jì)、燈光色彩、外觀造型為例討論了它豐富了人們的生活，對于培養(yǎng) 一個人積極、自信、堅(jiān)定、進(jìn)取的個性品質(zhì)有著很好的作用。就光盤燈給人們生活增加了美感進(jìn)行了一系列的設(shè)想，提出了多個燈具仿生對人們生活的影響、產(chǎn)品的美觀、技巧性的實(shí)例。關(guān)鍵詞：光盤燈 仿生學(xué) 燈具設(shè)計(jì)AbstractThe 21st century is mainly characterized by a rapid development of technology and emotional spending emotional era, in many areas, many elements of the natu

3、ral world as a valuable resource for design reference to simulation applications. In the design field, bionic application to improve the material and spiritual values. Biomimetic design as the trend and the trend of the industrial design has become an increasingly important method of product design.

4、 Industrial design, biomimetic design to meet the emotional needs of consumers for the feelings of lack of people's spiritual needs of the times. From the perspective of the theory and practice, focusing on products in the biomimetic design of the Bionic, color bionic, texture bionic approach.Th

5、is article focuses on how to properly bionic design concept to create the personality characteristics of modern lighting, and discusses the use and impact of the bionics in modern lighting. Around the design of modern lamps, lighting, color, appearance, for example to discuss it enriches people'

6、s lives, to cultivate a positive, confident, determined, aggressive personality traits have a very good role. Disc light to people's lives to increase the beauty of a series of envisaged multiple fixtures bionic impact on people's lives, beauty products, techniques instance.Keywords: CD lamp

7、 bionics lighting design目 錄摘 要 1Abstract 2目 錄 3前 言 51 緒論 61.1 背景和趨勢 131.2 研究內(nèi)容 132 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)132.1 結(jié)構(gòu)仿生 13 2.2 形態(tài)仿生 222.3 功能仿生 222.4 色彩仿生 223 仿生學(xué)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用273.1 形態(tài)的仿生273.2 功能的仿生 283.3 結(jié)構(gòu)的材料仿生283.4 界面的仿生 283.5 燈飾仿生設(shè)計(jì)的具象形態(tài)和抽象形態(tài)284 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品分析294.1 外觀造型分析294.2 色彩分析 364.3 材料及制作工藝分析36結(jié) 論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39附

8、 錄 40畢業(yè)設(shè)計(jì)作品（彩色打印稿） 40畢業(yè)設(shè)計(jì)作品（光盤） 45前 言燈具，是現(xiàn)代家居的必備品，但想設(shè)計(jì)一款好的燈具，必須先要了解從哪方面展開設(shè)計(jì)，如何運(yùn)用仿生的角度支設(shè)計(jì)燈具，首先要論述人類從大自然的動植物等事物中獲得啟發(fā)，從而以仿生的方式進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。主要從形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)、界面四個方面來闡述仿生，倡導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)師在師法自然的仿生設(shè)計(jì)哲學(xué)的指導(dǎo)下，創(chuàng)造人、機(jī)器、自然和諧共生的對話平臺。然后在通過這些仿生的知識和好的設(shè)計(jì)安全，為自己的仿生設(shè)計(jì)燈具研究起到拋磚引玉的作用。1 緒論1.1 背景和趨勢燈具的發(fā)明和使用可追隨到7萬年以前，那時沒有金屬和銅可以用來制作燈，先人就用中空的石頭和貝

9、殼取而代之，這些中空的石頭里被放滿了苔蘚和其他植物，然后浸在動物脂肪里，動物脂肪可以代替油，第一盞燈就這么誕生了。而我國歷史上的燈具設(shè)計(jì)有六個發(fā)展階段：第一階段是戰(zhàn)國時期、第二階段是秦漢時期、第三階段魏晉南北朝時期、第四階段隋唐時期、第五階段宋元時期、第六階段明清時期，在18世紀(jì)燈具的樣式又發(fā)生了重大變化，中國發(fā)明了燃燒器，并加了金屬管來調(diào)節(jié)燈光的亮度，是燈具史上的重大發(fā)現(xiàn)。后來又發(fā)明了燈罩，使燈使用的更加安全。燈具與仿生學(xué)、仿生設(shè)計(jì)都在不斷的發(fā)展中，更加為燈具中運(yùn)用到的仿生設(shè)計(jì)創(chuàng)建咯良好的契機(jī)。1.2 研究內(nèi)容本文的主要研究內(nèi)容是產(chǎn)品的仿生，并界定在燈具的仿生設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，包括仿生設(shè)計(jì)的理論結(jié)

10、構(gòu)和方法探索。理論部分主要從仿生設(shè)計(jì)與人與自然生態(tài)的關(guān)系處理上探索仿生的積極意義，并從設(shè)計(jì)美學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、符號學(xué)、可持續(xù)發(fā)展等角度進(jìn)行層層解析。論文力求在理論深度上提高燈具仿生設(shè)計(jì)的價值，探索相關(guān)的設(shè)計(jì)方法，最后結(jié)合燈具設(shè)計(jì)案例對方法進(jìn)行驗(yàn)證。2 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)仿生結(jié)構(gòu)仿生是研究生物體不同結(jié)構(gòu)層次（微觀、細(xì)觀、宏觀）的形態(tài)以獲得靈感，進(jìn)而對材料、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)進(jìn)行仿生模擬，提高工程結(jié)構(gòu)效率的一門學(xué)科。結(jié)構(gòu)仿生涉及和生物學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制科學(xué)、空氣動力學(xué)和系統(tǒng)工程等工程科學(xué)，屬于跨學(xué)科研究領(lǐng)域。早期的結(jié)構(gòu)仿生，往往從模擬生物外形開始，如模仿魚的外形設(shè)計(jì)船只，模仿恐龍?jiān)O(shè)

11、計(jì)拱橋，模仿貝殼設(shè)計(jì)薄殼建筑，模仿荷葉的疏水機(jī)理制備防水織物和防污墻體涂料。如蜂巢用料科學(xué)、質(zhì)量輕、空間大且堅(jiān)固、隔熱隔音性能好，現(xiàn)已被廣泛用在飛機(jī)、火箭和建筑結(jié)構(gòu)中。隨著對生物結(jié)構(gòu)研究的深入和材料加工技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)仿生正越來越多地運(yùn)用于高性能材料和特殊功能材料的設(shè)計(jì)和開發(fā)中。2.2 形態(tài)仿生生物形態(tài)是經(jīng)過漫長的進(jìn)化演變而形成的，是大自然精心雕琢的杰作，對于生物生存而言，多一分則長，少一分則短，由于經(jīng)過了大自然優(yōu)勝劣汰的篩選，它的形成也有其必然性和實(shí)際意義，從各個方面考量都是經(jīng)得起推敲的，這正是生物形態(tài)值得人類去研究和模仿的重要原因之一。形態(tài)仿生取材是很廣泛的，按照自然形態(tài)所屬種類可以分為以

12、下幾種：1、動物類，即通過模仿動物的形態(tài)來設(shè)計(jì)產(chǎn)品；2、植物類，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中通過模仿植物的形態(tài)特征來設(shè)計(jì)產(chǎn)品；3、昆蟲類，昆蟲是比較小的生物體，它的很多形態(tài)特征可以給設(shè)計(jì)師帶來創(chuàng)作靈感；4、人物類，人類自身形體及肢體語言可以作為產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的造型元素，使得產(chǎn)品具有人的特征，人對產(chǎn)品不會產(chǎn)生陌生感；5、微生物類，這類自然形態(tài)在仿生設(shè)計(jì)中的運(yùn)用比較少見，因?yàn)槲⑸锸俏覀內(nèi)庋鬯荒芸匆姷?，并且它的形態(tài)不容易被識別和認(rèn)知，沒有代表性。實(shí)際上，自然界存在著大量的微生物，其中也不乏完美的微觀形態(tài)，因此，微生物形態(tài)是一類很有挖掘潛力的領(lǐng)域。2.3 功能仿生所謂功能仿生是通過對生物的特殊功能的模仿或受其啟發(fā)而

13、進(jìn)行的設(shè)計(jì)。主要研究生物體的功能原理，并用這些原理去改進(jìn)現(xiàn)有的或建設(shè)新的技術(shù)系統(tǒng)，以促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代或新產(chǎn)品的開發(fā)。大自然優(yōu)勝劣汰、適者生存的自然規(guī)律，使動植物在長期的進(jìn)化過程中，為適應(yīng)生存環(huán)境，練就了各具特色的非凡功能。如向日葵能跟隨太陽光線旋轉(zhuǎn)生長，荷葉能實(shí)現(xiàn)自清潔，蝙蝠能感收到超聲波而準(zhǔn)確捕食飛蟲，水母能感受到次聲波而準(zhǔn)確預(yù)知風(fēng)暴，鷹眼能從3000米高空敏銳地發(fā)現(xiàn)地面運(yùn)動著的小動物，巖羊在懸崖峭壁可行走如飛，企鵝能在冰雪上以30公里的時速滑行，蜜蜂能用舞蹈傳遞信息，跳蚤跳躍的距離是其自身長度的200倍，蚯蚓身體被切斷可以自愈動植物的這些奇特的功能都是人類設(shè)計(jì)所難以達(dá)到的。它們所具備的特

14、殊功能給人類描繪了一個極富發(fā)展前景的生物系統(tǒng)，為人類的仿生功能設(shè)計(jì)研究提供了完美的生物模型。2.4 色彩仿生在高度工業(yè)化及生態(tài)環(huán)境日趨惡化的現(xiàn)代社會，人類渴望回歸大自然，對于自己生存的環(huán)境常常表現(xiàn)出強(qiáng)烈的眷戀。在這種思潮的推動下，設(shè)計(jì)師們把大自然的色彩歸納、概括為大地色、晚霞色、海灘色、宇宙色等自然色群并將其引入到流行色中，應(yīng)用于時裝、室內(nèi)及工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。從中引導(dǎo)人們?nèi)ンw驗(yàn)自然，喚起人與自然元素的感情聯(lián)系，借鑒自然之色來表達(dá)人們的審美意念。模仿自然景物色彩，應(yīng)用到產(chǎn)品色設(shè)計(jì)中，稱為色彩仿生。色彩仿生能直觀而生動地將設(shè)計(jì)理念傳達(dá)給人們，滿足人們的審美追求。色彩仿生應(yīng)用十分廣泛，尤其在圖案設(shè)計(jì)、

15、服裝設(shè)計(jì)以及平面設(shè)計(jì)、立體設(shè)計(jì)等領(lǐng)域更是如此。3 仿生學(xué)在現(xiàn)代燈具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用3.1 形態(tài)的仿生仿生設(shè)計(jì)在燈具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分類，從仿生對象來看可分為仿人物造型類、動物造型類、植物造型類和景物造型類四大類，以及對第二自然物如建筑類、機(jī)器類以及生活用品的模仿。自然界中無數(shù)的有機(jī)生命，在其進(jìn)化的過程中形成了符合人類認(rèn)同的美學(xué)法則的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、色彩等，在它們的生長與活動的過程當(dāng)中的某些瞬間也是現(xiàn)了令人嘆為觀止的優(yōu)美造型。根據(jù)形態(tài)再現(xiàn)事物的逼真程度、特征和特性來看，可分為具象形態(tài)、抽象形態(tài)和意象形態(tài)3種。1、 具象形態(tài)是比較逼真的再現(xiàn)事物的形態(tài)。由于具象形態(tài)具有很好的情趣性、可愛性、親和性、自然性，人們

16、普遍樂于接受，在燈具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用比較多。2、 抽象形態(tài)是用簡單的形體反映事物的獨(dú)特的本質(zhì)特征。是一種虛幻的，不實(shí)的形。抽象形態(tài)的仿生具有形態(tài)高度的簡化性和概括性，形態(tài)豐富的聯(lián)想性和想象性，同一具象形態(tài)的抽象形態(tài)的多樣性這三個主要特征。同時在應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)時，具有生產(chǎn)便捷，產(chǎn)品形態(tài)多樣化，滿足不同層次的顧客需求。3.2 功能的仿生動植物的某些方面的功能，實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各種各樣的動植物能在各種惡劣復(fù)雜的環(huán)境中生存與運(yùn)動，這是因?yàn)槠溥\(yùn)動器官和形體與惡劣復(fù)雜環(huán)境斗爭進(jìn)化的結(jié)果。植物和動物在幾百萬年的自然進(jìn)化中，不僅完全適應(yīng)自然，而且其進(jìn)化程度接近完美。今天

17、，我們生活在科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的時代，學(xué)習(xí)和利用生物系統(tǒng)的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和奇妙的功能，已經(jīng)成為技術(shù)革新和技術(shù)革命的一個新方向。3.3 結(jié)構(gòu)和材料的仿生隨著仿生學(xué)的深入開展，人們不但從外形、功能去模仿生物，而且從生物奇特的結(jié)構(gòu)和肌理中也得到不少啟發(fā)。人們在“仿生制造”中不僅是師法大自然，而且是學(xué)習(xí)與借鑒他們自身內(nèi)秉的組織方式與運(yùn)行模式。有的結(jié)構(gòu)精巧，用材合理，符合自然的經(jīng)濟(jì)原則；有些甚至是根據(jù)某種數(shù)理法則形成的，合乎“以最少材料”構(gòu)成“最大合理空間”的要求。因此，燈具設(shè)計(jì)要積極地關(guān)注仿生發(fā)明中精巧的結(jié)構(gòu)和奇特的材料，并且巧妙地應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)和材料，結(jié)合市場的需求創(chuàng)造出人們需求的產(chǎn)品，同時也要細(xì)心的觀察自然

18、，提煉自然的精妙，提出更多的構(gòu)想，為科學(xué)家的探索提供更多的思路，從而創(chuàng)造更有價值的仿生成果，為人類創(chuàng)造更加精美更加豐富的燈具。3.3 界面仿生界面仿生分為兩種類型：功能性界面仿生和情感性界面仿生。1、功能性設(shè)計(jì)界面接受物的功能信息，操縱與控制物，同時也包括與生產(chǎn)的接口，即材料運(yùn)用、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用等等。這一界面的仿生側(cè)重于功能、結(jié)構(gòu)和材料的仿生，它反映著設(shè)計(jì)與人造物的協(xié)調(diào)作用。2、情感性設(shè)計(jì)界面即物要傳遞感受給人，取得與人的感情共鳴。這種感受的信息傳達(dá)存在著確定性與不確定性的統(tǒng)一。情感把握在于深入目標(biāo)對象的使用者的感情，而不是個人的情感抒發(fā)。設(shè)計(jì)師“投入熱情，不投入感情”，避免個人的任何主觀臆斷

19、與個性的自由發(fā)揮。這一界面的仿生側(cè)重于用形態(tài)、色彩、肌理等引發(fā)心理情感，體現(xiàn)大自然和諧與共生的精神哲學(xué)的仿生設(shè)計(jì)，它反映著設(shè)計(jì)與人的關(guān)系。4 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品分析4.1 外觀造型分析我本次做的畢業(yè)設(shè)計(jì)是光盤燈。根據(jù)休閑趣味燈具的基本產(chǎn)品要求、燈具功能、使用環(huán)境、現(xiàn)有產(chǎn)品語意等，從自然界中尋找具有相同或相似性的物體形態(tài)，選擇仿生對象“花朵”。該造型根據(jù)仿生學(xué)的設(shè)計(jì)研究，使用花朵造型不僅視覺上美觀，還具備環(huán)保功能，放在室內(nèi)家居中，使人心曠神怡?。ㄈ纾簣D01）圖014.2 色彩分析本方案采用逆向設(shè)計(jì)思維，并根據(jù)光路可逆原理和三葉蟲眼的仿生原理，將光色收集工具反向設(shè)計(jì)為光的發(fā)射工具。該燈具模型在制作過程中，根據(jù)光盤材料的特性，將色彩表現(xiàn)得淋漓盡致。（如：圖02） 圖024.3 材料及制作工藝分析本設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)的LED燈具將避免由于穿透透鏡所產(chǎn)生的光損耗，從而在降低生產(chǎn)成本的同時又減少了電能的損耗。目前古仿生學(xué)在國內(nèi)還罕有成果，故我們的工作是具有創(chuàng)新性的，并為古生物學(xué)重放異彩、進(jìn)一步服務(wù)社會找到了一個很好的途徑。（如：圖03）結(jié) 論此次設(shè)計(jì)使我收獲頗豐，首先我了解到各種產(chǎn)品都要經(jīng)過各個環(huán)節(jié)的合理進(jìn)行，其中沒一個細(xì)小的環(huán)節(jié)都不能馬虎。一件產(chǎn)品從構(gòu)思調(diào)研分析設(shè)計(jì)生產(chǎn)銷售是有個艱難的過程，在設(shè)計(jì)前期，應(yīng)對市場上有關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了充分的調(diào)研，然后對其作了認(rèn)真分析和總結(jié)，最后對設(shè)計(jì)做定位。接下來利用系