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物质产品虽然属于器物文化领域，但是它的设计过程却涉及各种形态的文化内容。因为设计是以观念的构思形成产品的表象，所以作为物质生产的前提，使生产活动可以依据人的自觉目的来进行。它既要以一定的价值观念为导向，又要以一定的生活方式和生产方式为依据。因此，设计实质上是一种文化整合过程。文化整合，就是指不同文化之间相互吸收、融化、调和而趋于一体化的过程。这里是以社会的需要为依据，使各种文化在内容与形式、功能和价值目标的调整中重新组合起来。
在工业时代来临之前，除建筑和大型工程项目之外，在手工业生产中还没有形成独立于制造过程的设计活动。设计师和生产者往往是同一个人。也就是说，设计是由具有丰富经验、技术熟练的手工艺匠人进行的，设计方法是建立在直觉基础上的。例如，船舶的发明和设计便是在水路运输的社会需求刺激下产生的，由“刻木而成的原始独木舟、成束的芦苇或竹筏，经过几乎不能察觉的逐次添配，在实践中不断地试验，就成为能够载运大宗货物的有用船舶”。
手工业生产是以手工艺技术为基础的，它是手艺匠人应用简单工具并靠自己的体力操作完成的。因此，加工过程保持着人的体力活动和精神活动之间、自然与人之间的交感关系。在手工艺劳动中，人对材料的操作经验意味着对于材料本质的把握过程，是人与自然的相互作用和自然向人的生成。生产者往往也是规划者，整个生产过程是由一人完成的，从材料的选择和加工，到整体的成形和试用。手艺匠人是参照前辈的成果，并按照自己头脑中的意象作为蓝图，通过自己的加工来完成的。因此，他可以把个人对产品的期待、个性和感受等，都物化凝结在产品形式中。也就是说，手艺匠人不仅按照物的尺度来生产，而且也把自身内在的尺度运用到对象上，体现出“人也按照美的规律来塑造物体”。
手工艺往往是与特定的文化传统和习俗联系在一起的，虽然它与人们的日常生活习惯比较接近，容易为人们所接受。但是，手工艺又具有封闭性和保守性。手艺人在处理每天遇到的各种实际问题时，任何新的解决方式都可能成为引起技术变革的契机，然而由于手艺人是处于个体的孤立状态中，这些新的变革很难得到积累和社会传播。同时，手工艺又是以个人经验和传统为基础的，所以具有较大的保守趋向。
工具在技术活动中逐渐代替人的一些职能。在技术不发达的时代，人只能使用简单的工具，人本身不仅是技术的操纵者和控制者，而且也是生产的动力源。蒸汽机发明以后，机器成为技术的动力装置，由此减轻了人的劳动。这时，劳动取得了机械形态，依靠机器进行生产。当自动化设备出现以后，技术过程便可以自动化地进行。这时，人与机器的联系才取得了自由的形式，人获得了创造性地利用自己能力的条件，同时技术也摆脱了人的器官的生理限度的制约。这是技术发展所经历的几个阶段。机器生产出现以后，生产活动的社会化程度提高了，产品的设计与生产过程也分离开来了。机器生产对于生产工人的技术要求趋于平均化，直接生产过程由机器进行，生产者只是在生产工艺所限定的状态下通过对机器的操纵发挥作用。工业技术的分工，使生产过程中技术因素和艺术因素分离开来，在直接生产中消除了手工艺所能产生的各种审美因素。
对于产品的工业化生产和产品的艺术和审美特性相结合的前景，法国社会学家杜尔干和学者拉博德都表现了乐观的态度。杜尔干认为，工业化是社会发展的必然趋势，坚持过去那种和社会进步不相容的审美价值，对于社会简直是一种罪恶。拉博德在发表的《论艺术和工业的结合》中指出：艺术、科学和工业的未来有赖于它们之间的合作。他主张把工业革命与艺术使命在一个“艺术民族”的熔炉中熔合起来。工业产品的实用与审美相统一的问题，实质上涉及科技文化与整个人文文化的结合。
随着产品科技内涵的不断增加，产品的结构和工艺过程不断复杂化，因此没有专门的设计，产品是无法进行批量生产的。于是，产品设计成了技术开发向物质生产转化的中间环节。在产品设计中，技术可行性是第一位的，由此形成了技术性的工程设计。工程设计是通过技术手段实现的，设计目标的确定具有相对性，它可能具有多样价值取向，但只能以主要目标价值为依据。
20世纪中叶以来，科技进步推动了工程设计的长足发展，使设计方法由经验直观发展到优化的和动态的设计，以及通过计算机辅助设计。系统工程原理和系统方法在工程设计中的应用，提高了设计的综合能力，使产品系统内部各种要素的相互作用达到整体性能的优化，同时兼顾到产品与外在环境的相容性。控制论的引入，把产品概念由静态转变为动态，使人们从物质、能量、信息交换的角度来考察产品输入与输出的关系，从而把功能结构的设计转化为传递函数逻辑关系的处理，扩大了人们发挥想象力的天地。离散论、有限元法的引入，把复杂的设计整体转化为众多的个体去解决。计算机不仅加速了设计计算、图形绘制，而且可以预先展示设计成果的整体效果，并使设计与生产一体化，即CAD/CAM过程。
同样，在产品造型理论方面，近几十年来也取得了多方面进展。在立体构成方面，注意了从人的行为方式出发来处理立体感、深度和体量的关系；在造型中，把握不同层次的数学基本质，如节奏、韵律、比例等算术质要素，景深、位关系、垂直度和水平度等几何质要素，以及多样性、立体感、结构秩序等拓朴质要素；在艺术心理学方面，特别是完形心理学和知觉心理学的引入，说明人是整体地知觉对象的，从图形和背景的分化出发要求造型具有独特性和整体相关性；在符号学美学和传播学方面，强调使产品语言具有可理解性和传达方式的内在性，从而把造型因素转化为具有信息内涵和情感效应的语义象征。
艺术设计是从造型活动开始的，它的重点在处理产品与人的关系。正如美国学者西蒙所说：“人工物可以看成是‘内部’环境（人工物自身的物质和组织）和‘外部’环境（人工物的工作环境）的接合点—用如今的术语来说就叫‘界面’。”如果把外部环境作为人的活动空间，那么艺术设计处理的问题便是人机界面的问题。也就是说，艺术设计在于使产品适应于人的尺度，以满足人的生理、心理和社会文化的需要。这就使整个产品设计的内涵，从自然科学和技术领域扩大到人文科学和审美文化的领域。
现代产品设计，不仅为人们未来的生活勾画出物质环境的具体形态，而且也设计着消费者未来的主体属性。因为消费者的活动方式在很大程度上是由活动对象的性质所规定的。产品作为消费者的活动对象，对于人的身体特性、生理过程和心理状态以及人际交往方式都有直接影响。所以，产品设计也是人的生活方式的设计，它必然作用于人的精神生活和个性心理。产品设计作为一种文化整合，涉及整个物质世界、社会环境、自然环境以及消费者个人的身心发展。因此，产品设计的价值取向成为当代设计所关注的重大问题。
在商品生产中，产品的设计是以市场定向的，也就是说，社会需求决定了要设计和生产什么产品。社会的需求具有多样性，这是由于消费者的收入、职业、习俗、文化教养和个性特征等的不同造成的。同时，这种需求还具有发展性，它不断地从低级向高级、从简单向复杂、从量的满足向质量提高发展。
麦克可若在《设计方法》一书中指出：设计意象的形成，要从社会需要和技术可能性的综合中产生。对于技术水准的把握，要考虑到科技发展现状和现实对技术的接受程度；对于需求的把握，除了市场调查之外，还要顾及社会、经济和政治等方面的影响。
文化整合作用是一个多种要素相互综合的过程，它是通过设计师的主体创造性实现的。从产品与消费者和环境的关系上看，产品设计包含了三个方面的综合：其一是产品自身属性的综合；其二是由消费者本性所构成的属性综合；其三是与产品在特定环境中发挥作用的条件相关的属性综合。例如在汽车的设计中，设计与产品自身属性相关的是动力性能和控制性能等，它们是建立在材料工程、机械工程和电子技术知识基础之上的，按工程设计的要求结合起来。由消费者本性所构成的属性，包括人体工程学、行为科学、审美心理学、社会学和伦理学等知识内容，按照人的感受和使用要求体现在汽车与人的关系中。设计与产品在人工环境中发挥作用的条件相关的属性，包括汽车与外部环境的关系，如汽车行驶的路面条件、气候和大气条件、驾驶的视觉条件以及它对生态环境的影响等，它们也影响到汽车的造型和性能。
设计是理性和感性的综合，即技术与艺术的结合。西蒙曾经说：“无疑，有对音乐一窍不通的工程师，正如有对数学一无所知的作曲家一样。不管工程师有没有音乐耳朵，音乐家有没有数学知识，反正没有多少工程师和作曲家能围绕双方的专业内容进行交谈并且都感到有收获。我认为，他们可以就设计问题进行这种互益的交谈，可以从头认识他们都在从事的创造性活动的共性，可以开始分享各自在创造性的、专业性的设计过程中取得的经验。”这就是说，无论是科技工作者还是艺术工作者，都可以在设计的话题中找到共同的语言。
设计的本质在于文化的进步，它正是通过文化整合作用实现的。
传统的农业文明和工业文明往往是以牺牲自然环境为代价去换取经济和社会的发展，由此使人类面临了生态的危机。资源短缺、能源匮乏、土地荒漠化、环境污染和生态失衡日益严重，大量生物物种趋于灭绝。人类的存在和发展本身遇到巨大的挑战。这一切使人们逐渐认识到：人类只有一个地球，地球对于生态的负荷是有一定限度的。要摆脱当前的生态危机，不仅要控制和治理目前存在的各种污染，而且要从根本上改变对资源的利用方式，尽可能把资源有效地转化为产品并能循环利用，以彻底减少和摆脱废弃物的污染，从而使经济效益、生态效益和社会效益内在地统一起来。因此，如何保护自然环境和实现可持续的发展，成为当今时代的主题。
人与生存环境的关系，构成了人的生态系统。生态系统是指在一定时间和空间范围内，生物群落与其环境之间通过物质、能量和信息的交换而形成的相互依存和相互作用的系统。就整个生物生存的环境，即生物圈存在的环境而言，其中包括无机环境、生物生产者（绿色植物）、消费者（动物）以及分解者（微生物）四种组成部分。它们之间组成了食物链运动和物质循环，由此建立起相互协调的生态平衡关系。
绿色植物是生态系统中的生产者，它有叶绿素，能通过光合作用固定太阳能，把吸收的水、二氧化碳和各种无机盐制成碳水化合物，并进一步合成脂肪和蛋白质，用来建造植物自身。植物及其固定下来的太阳能就是地球上包括人类在内的一切动物的食物来源和生命动力。各种动物都是生态系统中的消费者，它们只能直接或间接地以植物生产的有机物为营养，用来维持自己的生命活动。各种动物之间构成了不同层次的食物链关系。微生物则是生态系统中的分解者和转化者。它们靠分解植物和动物的尸体残骸为生，在分解过程中获得剩余能量，并将无机成分从有机成分中释放出来回归自然环境中。整个地球生物圈就是靠微生物这支分解者，把大量植物、动物残骸清除掉，使物质得以循环，生命得以延续。
能量流动是生态系统的基本功能之一，如果这一功能遭到破坏，生态系统便难以维持生命的存在和繁衍，它本身也因其稳定性和有序性的破坏而走向崩溃。地球生物圈是一个能量开放系统，即耗散结构。它要维持生态功能的正常运行，就要不断地向系统输入能量，这便是太阳能。生态系统的能量是单向流动的，是一个不可逆转的过程。绿色植物截获太阳能，通过光合作用固定为化学能，动物通过采食植物将这种化学能转化为机械能。各个物种之间构成的食物链就是生态系统能量流动的渠道。然而，生态系统利用能量的效率很低，其转换效率通常为1/10。也就是说，各个营养级的生物量和能量分布是以1/10的比例递减的，由此组成了一个生态金字塔结构。其中，10倍的绿色植物只能供给1倍的初级消费者（即食草动物）。例如一只蝗虫在几平方米的范围采食就可以维持生存，而一只老虎则要在几十平方千米的范围来捕食，前者处于食物链低位，后者则处于高位。
生态系统中的物质循环和能量流动是紧密联系在一起的。生物生命所必需的物质是由地球供给的，其中包括碳、氢、氧、氮等基本元素；钙、镁、磷、钾等大量元素和铜、锌、硼等微量元素。生物从环境获得营养物质，通过食物链被其他生物重复利用，最后又复归于环境。能量流动是单向的、不可逆的，而物质流动却是周而复始的，这是两者的根本区别。人类与各种生物通过自身的同化和异化作用，与环境保持着密不可分的联系，这种联系就体现于生态系统不息的能量流动和物质循环之中。
生态学的概念是1866年德国动物学家海克尔首先提出的。他指出：“我们把生态学理解为关于有机体与周围环境关系的全部科学，进一步可以把全部生存条件考虑在内。”生态学的研究，从动植物群落为主体开始，逐渐转向人类本身。人类生态学的研究和环境科学的研究，为揭示人与自然的关系提供了途径。
随着工业化进程的加快，生态危机逐渐全球化。早在1930年比利时马斯河谷地区，就因工厂排出的有害气体使数千人呼吸道发病，60多人死亡。1952年发生的伦敦烟雾事件，造成整个城市空气严重污染和疾病蔓延。1962年美国学者、海洋生物学家卡森的著作《寂静的春天》在波士顿出版。书中披露了美国广泛使用有机氯杀虫剂造成严重污染的真实情况，并通过追踪有毒污染物的流动转移过程，揭示了人类同各种生态系统、同整个生物圈、同各种动植物之间生死与共的密切关系。该书的出版，轰动美国，由此使人类生态问题引起普遍的重视。
1968年在意大利召开了第一次有关人类生态危机的国际学术会议，并在此会议基础上成立了以研究这一命题为己任的、非官方的国际学术团体—罗马俱乐部。1972年，该俱乐部发表了委托美国麻省理工学院所做的专题报告《增长的极限》，由此引起了有关人类命运和前景的一场国际论战。同年，联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议，发表了《人类环境宣言》，确认生态危机成为全球性问题。
世界环境与发展委员会于1987年在长篇报告《我们共同的未来》中，提出了可持续发展的定义，即“既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求的发展”。由此，可持续发展成为国际社会公认的发展目标。1992年联合国环境与发展会议在巴西的里约热内卢召开，全世界183个国家和地区、70多个国际组织和102位国家元首或政府首脑参加了会议。会议通过了《关于环境与发展的里约宣言》和《21世纪议程》。会议要求各国制定并组织实施相应的可持续发展的战略、计划和政策，加强环境保护和治理、改善人类生态环境，迎接人类社会共同面临的挑战。从此，人类生态文明时代拉开了序幕。
由此，在全球掀起了一个“绿色浪潮”，绿色象征良好的生态环境和健康的生活方式。生态设计与生态产品应运而生。从促进生态系统良性循环角度提出的设计观，是要从根本上降低资源和能量消耗，杜绝和减少废弃物和有害物质对环境的污染，使人类生活方式向科学、文明和健康方向发展，达到人与自然的和谐共生。具体措施反映在3R的设计取向上，即Reduce、Reuse、Recycle（小型化或降低能耗、重复利用和再生利用）。例如，汽车尾气是一大环境污染，研制无污染的环保型“绿色”汽车成为各国汽车工业的共识，纷纷开展和开发以天然气、电力驱动、甲醇、太阳能和氢为能源的汽车。在汽车废旧回收方面，美国回收利用率已达75%，德国宝马公司回收利用率达80%。
生态文明观改变了设计思考的程序。过去，设计者是从如何生产入手考虑问题的，现在，则是从产品使用对环境的影响入手，考虑产品的废弃如何处理、哪些材料可以重复使用或再生利用，如何减少资源消耗和能源消耗，等等。
