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从汽车刚被发明出来,形状如马车一样。到后来的船型车身、楔形车身再到今天的流线型车身。汽车的外形从一开始仅为满足功能性需求,再到如今的追求艺术美感。经历了不断的进步和变化。
在每个阶段,由于工业制造水平的不同,汽车外观设计也都会有新的流行趋势。不过最终,重点会被聚焦到“光”的控制能力上。
如何来控制光呢?
在设计领域,所谓的“控制光”并不是控制光源的种类或是照射方向,而是通过曲面的变化,让光影呈现自己想要的效果。
素描就是很好展现,如果我们绘制一个立方体的话,无论光从什么方向投射,立方体都会呈现清晰的明暗交界。亮部和暗部好像是两潭死水,互不干涉互不往来。而如果我们绘制一个球体的话,它的明暗交界就不明显,有一种亮部和暗部融合的感觉。
同时如果把视线抬高,可以看到阴影变成了一个椭圆,站在球体的顶端可以看到阴影变成了一个类似圆的形状,如果站在侧面,可以看到阴影变成了一个有角度的倾斜的椭圆站在圆球体的正前方的位置,可以发现阴影也是一条直线,阴影也是顺着球体的边缘画下来就可以找得到。
所以很明显,要想控制光影,就一定需要曲面!
是不是所有曲面都行呢?
答案我想不用说你也能猜到,当然不行!曲面是可以控制光影流动,但是质量过低的曲面既不会控制光影流动,反而会影响视觉效果。
就比如这张褶皱的纸。首先这张纸丝毫没有美感,甚至于有些人看了之后会浑身难受。这就属于劣质曲面,虽然这张褶皱的纸上充满了各种曲面。但是两曲面的连接处的切线方向和曲率均不一致。这种连续性的表面看起来会有一个很尖锐的接缝,属于连续性中级别最低的一种。在工业上也被定义为“G0-位置连续曲面”。属于曲面中最差的一种!
我们再来看这张绸缎的曲面是不是要比刚才的折纸充满美感了呢?绸缎的曲面看着非常顺滑,所有曲面的切线方向都是连续的,同时曲面有一定规律的转折,让光影在绸缎上柔顺的过度。按照工业上的定义,这种曲面定义为“G1-切线连续”,属于倒数第二差的曲面。
什么?这么有美感的曲面都倒数第二次?没错,在工业上还有比这两种都好的G2-曲率连续、G3-曲率变化率连续、G4-曲率变化率的变化率连续。
汽车的曲面发展
介绍完曲面的基本内容,接下来我们就来看看汽车的曲面都经历了哪些发展过程。
1885年,德国工程师卡尔·本茨制造了世界上第一台内燃机动力三轮车。在未来的15年中,内燃机动力车出现了四轮版本,不过车身材质以及结构仍然来自马车。
直到1900年,金属车身才出现,在金属表面之上我们才能谈“光影”。工业时期的汽车都几乎没有设计可言,车厂都把重点放在汽车机械部分的研发和完善上,外观就只是为机械包个壳子。所以,转折的平面是主流,车身上的光影和素描正方体一样,明暗分明,和美感不沾边。
1936年,丰田AA车型上的曲面在当时来看非常耐看。整车的型面几乎没有全平的,车身侧面弧度很大,可以看作是一个圆柱体。车头部分的曲面衔接也比较自然。车身上还有很多镀铬条装饰,可以理解为设计师希望营造高光区域,但是由于当时的冲压技术所限,没有办法形成较小的折角,所以高光部分只能通过繁多的镀铬装饰条来实现。
1989年,设计师绘制了雷克萨斯LS的设计草图。从设计图可以看出,设计图侧面弧度很大,和翼子板之间形成了非常连贯的光影。
不过,由于当时的制造工艺原因,设计草图和最终量产的LS相差甚远。
1993年发布的雷克萨斯GS300,的侧面是非常平滑的圆柱体。翼子板处的隆起刚好将光影的暗部间隔开,整体光影控制虽然没有很复杂,不过看起来非常舒畅。
如今汽车车身上主流的曲面已经可以分为几类。
板正曲面
这种曲面会给人一种庄严、沉重的威力,今天,这种曲面多用于体量较大的车身上。比如劳斯莱斯、路虎等车型。这种曲造型简单,但是在曲面大体走势上需要下功夫。
弹性曲面
这种曲面非常“强硬”,在面与面的交界处完全没有过度,车身上的所有线条都是面与面的拼接。看起来视觉效果骨感、纤瘦。
肌肉曲面
顾名思义,肌肉生长在身体内部,这种曲面会在曲线构成的骨架上鼓胀开来,营造充满力量感的视觉效果。
切削曲面
这种曲面你可以理解为“钻石切割”,目前多用于凯迪拉克和兰博基尼车型上。它的特点是一块大面,用多个细碎的小曲率曲面去构成,各个曲面之间构成锋利的棱线。
谁是曲面大师?
若论谁是目前汽车圈的曲面大师,那毫无疑问—雷克萨斯。很多人都说雷克萨斯近些年的产品非常好看,非常亮眼,但是却不知道为什么。
观察仔细的人会发现雷克萨斯车上充满了曲面,但是却不知道为什么这些曲面拼接在一起就会有美感,毕竟曲面也不是多多益善(就像文章开头褶皱的纸)。
说雷克萨斯曲面美感必须要提到的就是加工工艺。
在整个汽车开发的流程中,有一工程段称为 Class A Engineering,重点是在确定曲面的品质可以符合A级曲面的要求。
所谓A级曲面的定义,是必须满足相邻曲面间之间隙在 0.005mm 以下(雷克萨斯甚至要求到 0.001mm),切率改变在0.16度以下,曲率改变在0.005 度以下,符合这样的标准才能确保钣件的环境反射不会有问题,才算有了控制光影的基本条件。
还记得上文中我们提到过曲面的分级......
G0-位置连续(褶皱纸张)
G1-切线连续(柔顺绸缎)
G2-曲率连续(手轻抚触感无拼接)
G3-曲率变化率连续
G4-曲率变化率的变化率连续
A级曲面包括多方面评测标准,比如说反射是不是好看。当然,G2可以说是一个基本要求,因为G2以上才可以出现光影的反射效果。但是,即使到达G3了,也未必是A级曲面。也就是说有时虽然连续,但是面之间出现褶皱,此时就不是A级曲面。简单一点说,A级曲面就必须是G2以上。G3连续的面不一定是CLASS-A曲面。而雷克萨斯对于曲面连贯性,以及最小冲压角的要求都已经达到超过G4的水平。
所以说,刚才你们看到的绸缎是不是已经相当具有美感了?已经无可挑剔了?但这只是G1水准,像雷克萨斯的G4,甚至超越G4水准是非专业人士或者说大部分人用肉眼没法分辨的。
A级曲面是质量上的需要,同时也是美学上的需要。可以说,A级曲面是起源于汽车行业,也是应用最广泛的行业。雷克萨斯也将A级曲面的标准提升到了更高的高度。
除了工艺,要想让曲面控制光影,当然需要曲面的设计。就比如上图这种垂下的幕布,虽然有光影,有曲面,但是依然没有任何美感。这就说明曲面缺乏“韵律”。
在汽车上,每一条线都是面会聚的结果。因此,线和面是一体存在的。凡面相交之处,皆为曲线。好的曲线,是依从曲面的自然走向相交,而自然呈现出来的曲线。不用人工修饰,便可以看起来很舒服。
线条、线条与线条之间的关系,可以风格各异,但仍需遵循一些通用规则,最简单的就是线条必须要表达设计意图。
而曲面有“峰”(曲面的高点)和“谷”(曲面的低点)。而曲面的韵律通俗来讲就是曲面的峰和谷之间的过度,以及峰和谷的宽度。
我们用在这方面做得最优秀的雷克萨斯LC500h跑车为例。在LC500h的A柱部分,为了将腰线和发动机舱盖线相融合,同时强调层次感。设计师设计了比较简单的曲面,这部分曲面可以看作是驾驶舱舱体插入发动机舱的交界。我们可以明显看出两个型面的起伏韵律,峰和谷有圆润也有锋利,之间的过度有陡峭也有平缓。峰和谷之间也没有出现汽车设计中最忌讳的“平行关系”。很明显,从车身侧面看,光影会向着较为平坦的地方流淌,而曲面最起伏的部分称为光影最错综的部分,也是整车侧面的点睛之笔。
LC500h C柱末端的曲面也比较简单,但是设计意图很明确。设计师通过曲面的逐渐变窄,和曲率的不断增加,让光影慢慢变深,变窄,直至和车窗末端融为一体。让车身侧面的腰线在末端融入车窗,这种3D曲面腰线达到的视觉效果是普通的平面腰线或者双腰线不能比的。
LC500h的车顶由于安全性考虑,不能冲压曲面。所以为了能够凸显车身曲面“高光”区域的效果,雷克萨斯的车顶采用了不规则的镀铬装饰条,所以镀铬装饰条也并不是多多益善,一定要根据曲面走势起到画龙点睛的效果。
前面说的几种曲面都是LC500h车身上最简单的曲面了,看懂这些曲面之后我们就可以进步一读懂车头部分那些比较复杂的曲面。
LC500h的车头曲面设计意图也很明显,只有大灯处形成了曲率半径最小,也就是最锐利的曲面。目的是为了形成大灯的嵌入感。发动机舱盖曲面波幅较小,主要是为了形成类似涟漪的荡漾感,流畅得驾驶舱和发动机舱衔接。
纺锤式进气格栅的采用也正是车头所有曲面的结束方式。你可以理解为雷克萨斯汽车设计是先形成的曲面,根据曲面的张力分布,进气格栅才形成了纺锤形。
大灯下部的曲面非常顺滑,并没有明确的峰和谷。同时大灯下垂,形成明显的边缘界限。让进气口有一种穿入车体的视觉效果。光影也会随着凹陷的深入而加深,直至达到黑色塑料装饰件上,形成渐变色的效果。
LC500h大灯内部同样有曲面,不过曲面较为简单。主要是靠颜色的渐变形成LED大灯深深嵌入内部的感觉。LED大灯的视觉位置,也是LC500h前脸最靠后的位置,车灯形成的视觉效果越深入,前脸的立体感也就越强。
车身侧面的光影虽然没有前脸复杂,但是流动感更强,同时也可以看出设计师的意图希望后轮更加突出车体,形成宽体的视觉效果。
看完车头部分,我们在看车尾曲面就非常容易理解了。
LC500h的尾部线条主要是为了将Green house的约束释放。同时也是为了呼应车头部分的纺锤式进气格栅形状。
如果说LC500h的曲面是最动感的,那么全新一代雷克萨斯LS的曲面绝对是艺术品,同时也是最复杂的。甚至有些部分,即使对汽车设计很了解的人,也需要在车前站定,琢磨一会儿才能理解设计师的苦心。
虽然线条的数量似乎和LC500h差不多,但是几乎所有你能看见的线条,都是曲面的峰或谷。整车的车头没有一条脱离曲面的线条。
仔细观察我们可以发现,LS的前脸但凡是进气格栅或者大灯形成锐角拐点部分都会紧接着一条锐利的曲面峰。
而在形成拐点的两条棱线两侧则是顺滑过度的曲面谷。
这样的曲面让光影像水流一样绕过车灯,一直流到纺锤式进气格栅附近,然后形成激流,一直从下包围处延伸至地面。
车身侧面的光影看起来也要比LC500h复杂很多。这些光影仿佛在向前流动时,遇到前翼子板的阻碍之后在向后反转,形成了很多S形的光斑。
而当你仰视LS侧面时,这些光斑消失,形成了非常明显的腰线和平滑的侧面。很显然,这些光斑的形成是翼子板处曲面造成的。
但是这并不是简单的在翼子板处加宽体就可以实现的,同样要超高的曲面制造工艺,和曲面随线条走势的丰富变换。
LS尾部的曲面和LC一样,都是在最大程度的呼应车头,并且融入侧面。
当今的汽车设计界是曲面的天下,是光影的天下。如果车身的线条不能融入车体,不能融入曲面,无法形成耐人寻味的光影,那么这辆车的设计可以说是失败了一大半。雷克萨斯的设计从近几年开始被人们注意,从之前的设计图可以看出,雷克萨斯从一开始就有一颗在设计上标新立异的心,对设计的重视是一贯的。但是由于工艺的原因,时至今日才脱颖而出。如果你看重汽车设计的话,不妨静下心从不同角度思考一下雷克萨斯的曲面和光影,相信最终你会对它的设计心存敬意。
评论 15
雷克萨斯的前脸设计也独特美观
雷克萨斯的车型设计非常好看
当今的汽车设计界是曲面的天下,是光影的天下。
整车的车头没有一条脱离曲面的线条
曲面是动感的艺术品!
😄
学习了
完美的前脸
挺喜欢的
这一点确实厉害,不服不行
雷克萨斯是以前的凌志?
厉害了
霸气
曲面法师
牛气