2.1 造型原理

产品造型及风格是产品创新设计成功的关键要素之一，它是设计师与用户之间交流的桥梁，承担着信息交流与传递的重要职能。造型原理是阐述物体造型规律的美学基础理论，即将形态和构成的造型要素，通过组织和变化规律连接成物体形象。通过对造型形式美法则的研究和学习，能够培养设计师对造型形式美的敏感度，指导设计师更好地去创造美的事物，更自觉地运用形式美的法则表现美的内容，以达到美的形式与美的内容的高度统一。

2.1.1 比例与尺度

1.比例

比例表示局部与局部之间、局部与整体之间的数值关系，当对比的数值关系达到美的统一和协调时，被称为比例美。比例是构成各种节奏和韵律的基础，广泛应用于建筑、艺术和产品设计中。合理地确定比例，能够形成协调的体系，同时良好的比例是体现形式美最基本也是最主要的手段。

在工程和艺术中常用的比例形式有黄金分割、黄金矩形、黄金三角形等，它们已逐渐成为设计师创造和谐的思维方法及工具手段，了解比例构成规律和随之产生的审美意义对产品造型设计有重要的作用。

黄金分割又称为黄金律，如图2-1所示，是指事物各部分间一定的数学比例关系，即将整体一分为二，较大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，其比值为1:0.618或1.618:1，即长段为全段的0.618被公认为最具有审美意义的比例数字，具有严密的比例性、艺术性、和谐性，蕴藏着丰富的美学价值，因此也被称为黄金比例。

如果一个矩形两边的边长比符合黄金比例，就称为“黄金矩形”。黄金矩形可以在分割出一个正方形后，使其余下部分仍是一个黄金矩形，这个黄金矩形可以再分割出另一个正方形及更小的黄金矩形，这样的过程可以无穷尽地分割下去。黄金矩形是唯一可以在分割出正方形后，让余下部分和原先矩形具有相似特性的矩形，如图2-2所示。如果画一条串联所有黄金矩形顶点的曲线，那么可以形成一条对数螺线。所有大自然（如海螺、动物的耳蜗等）需要规律并且充分利用空间的地方，都有对数螺线的踪迹，自然界的这些数学奇迹并不是偶然的巧合，而是在亿万年的长期进化过程中选择的适应自身生长的最佳方案。

如图2-3所示，作一个正五边形 ABCDE ，把 A 、 C 、 D 三点相连，会得到一个底角为72°、顶角为36°的等腰三角形，其腰和底的比为黄金比例，因此被称为黄金分割三角形，被认为是符合大多数人审美认知的黄金三角形。

2.尺度

尺度是以人的身体及某些特定关系衡量物体大小的一种要素。尺度不但与比例密切相关，而且与造型产品的功效密切相关。尺度反映人与物之间的关系，它不是借助测量工具进行度量以获得尺度的感觉，而是通过对比形成人对物体的尺度印象。

人类往往通过与习惯物体（特别是人体本身）的尺寸比较而建立对某一物体的大小感知，即尺度概念，并据此进行尺寸的选择。以人体来建立尺度体系，使尺寸与人的关系明了，尺度感明确，易于产生亲切感并富有人情味。尺度与功能不可分，设计时必须充分考虑人的生理、心理特点，而不是单纯以比例美来确定尺度，否则会影响操作的准确性、及时性和舒适性。

3.比例与尺度的应用

协调的比例是为了满足人的审美心理，即在满足功能要求的前提下追求美观，而合理的尺度则是协调人与设计对象之间的关系，即为了实用。

雷达各部分的比例和尺度的选取与其技术指标和结构性能密切相关，同时与人的心理习惯有某种联系。追求协调、合理的比例与尺度应该在技术允许的范围内进行。此外，部分雷达装备由于操作空间的需要，其造型比例与尺度应适应用户的操作习惯和需求，确保人机尺度的统一。

比例与尺度在雷达整机造型设计中，主要体现在以下几点。

（1）获取和谐美观的雷达整机及设备外观形态。

（2）获取满足人的生理和心理特点的空间布局及比例尺度。

（3）合理布局整机及设备造型的视觉中心。

图2-4为某地面雷达天线系统，其主要结构由天线阵面、转台支臂、塔基三部分组成。其中天线阵面的尺寸比例较大，易在视觉上造成上大下小、头重脚轻的感觉。在实际设计中，为提高整体协调性，在满足原结构功能等设计约束的基础上，通过“比例与尺度”法则的运用，改变塔基形态并在底部采用过渡阶梯的方式增加整个塔基的体量感，平衡了天线的视觉重心，将人的视线引向转台支臂，获得了协调的外观形态和均衡的视觉中心，从而给人带来良好的视觉感受。

在具体设计中，天线阵面和转台支臂造型已经由结构功能及约束尺寸基本确定，因此将设计重点放在塔基造型和整体比例调整上。在图2-5（a）中，由天线的整体高度做黄金矩形 ABCD ，以此确定整机造型的视觉重心。在图2-5（b）中，作天线阵面的垂直中轴线并取其黄金分割点 A ，以 A 为顶点做黄金三角形 ABC ，由此确定塔基主体部分圆台的特征轮廓线。

2.1.2 变化与统一

1.变化

变化是指形式的不同、差异和多样化，其强调各要素内部的差异性，并以此引起视觉的注意。变化可以产生灵动活跃的视觉感，能够消除呆板、枯燥之感。变化包含形态变化、色彩变化、材料变化、肌理变化等。变化可以打破整体平淡的视觉效果，可使整体更具灵动性，从而创造出新的视觉中心点，更加吸引人们的注意力。

2.统一

统一是指同一个要素在同一个物体中多次出现，或者不同的要素在同一个物体中趋向或安置在某个要素之中。它的作用可以使形体产生秩序感和稳定感，使整体趋于一致，富有条理性，从而营造宁静、安定的美感。统一能够带给人整齐、稳定、协调、安静、舒适的感觉，是产品造型与各项造型艺术中常用的法则。

3.变化与统一的应用

变化与统一是造型设计中的一对矛盾体，变化是寻求差异，而统一是寻找其内在联系。成功的产品造型与形态设计总是将构成其内外造型的元素组织得简洁而有序，使各元素既富有变化，又融于统一。对产品造型与形态来讲，变化是寻求产品中各种元素之间的差异性，包括点、线、面、体、色彩、空间、质感、肌理及方向等元素的变化。而统一是寻找它们中间的稳定因素，以此营造和谐的美感与秩序感。产品设计形态要富有变化，但过于多变，则易杂乱无章、涣散无序，并缺乏和谐；而仅仅有统一没有变化，则会使产品形态单调、死板、乏味，缺少丰富性，更会失去长久的生命力。因此，在产品造型与形态设计中，变化与统一要相结合，互相约束与限制，才会创造出丰富多彩而又和谐的美感。

变化与统一在雷达造型中的应用主要体现在雷达产品系列设计中。图2-6为瑞典SAAB公司研制的Giraffe系列雷达，该系列雷达阵面尺寸、设备规模、载车形式的差异性较大，但通过将不同形态的天线阵面折叠收于载车顶部的镂空框架，将变化的结构单元统一在相近的空间要素内，同时通过支撑腿、天线及转台等系列形态设计和相同的造型处理方式，使整个系列设计在变化中因统一而产生秩序感和稳定感，避免因产品结构及形态差异性过大而导致的杂乱无序状态，形成了系列化统一的视觉特点。

2.1.3 对称与均衡

1.对称

对称是指轴线两侧图形的比例、尺寸、色彩、结构完全镜像映射，以同量同形的组合方式形成稳定而平衡的状态。对称是人类最早发现的美学规律，也是形式美学中常用的法则，对称可使无序的元素呈现出一种平稳的秩序性，如人体和各种动物的正面形象、汽车的正视图、各种建筑及生活用品造型大都遵循对称法则，它以一种静态的平衡营造出良好的视觉效果，并创造出稳重、高雅、沉静、规整的静穆之美。

2.均衡

均衡是一种由力学平衡概念抽象出的形式构图规律，即形体的左右或上下形态并不完全相同，但两者的质和量能给人带来均衡的心理感受。与对称不同，均衡更强调的是心理感受，是一种变化中的平衡，反映的是形态总量的变化规律，即位置、体积、质量、密度等各要素间的相对平衡关系。均衡是不对称形态的一种平衡，是静中之动，能够营造轻巧、生动、富有变化和情趣的动态美。

3.对称与均衡的应用

产品造型与形态设计大多采用对称法则，一方面是产品功能需求，另一方面是对称的产品造型与形态能给人一种稳定的心理感受。均衡主要是指产品由各种造型要素构成的量感，通过支点表示出来的秩序与平衡。这里的量感是人的视觉对形状、色彩、肌理等要素产生的物理量，如面积、质量等的综合感觉。一般而言，大的形状与小的形状对比，可产生大的量感，而同样的形状，明度低的形状则比明度高的形状显示出更大的量感。

对雷达整机设计而言，雷达天线、基座、载车等主体设备在结构形态上大多以轴线呈对称形式。图2-7为某机动式雷达，该雷达天线车外形高度精简，天线单元整齐阵列在天线阵面上，整车结构紧凑且呈整体对称形态，从而使整机形态呈现出一种平稳的秩序性，给人以稳定而平衡的视觉感受，展现了雷达产品静穆稳重的秩序之美。在如图2-8所示的雷达机柜设计中，机柜主体利用柜体左右的大切角形式呈现基本对称形态，在此基础上将右侧隐形把手、门锁与深色竖向装饰进行一体化设计，为平衡右侧量感，在机柜顶部增加深色梯形显示面板，并在柜门左上角点缀以醒目的铭牌，使机柜在左右两侧不完全对称形态中形成了视觉上的均衡感，营造出一种生动、富有变化的视觉美。

2.1.4 对比与协调

1.对比

对比是指相异、相悖的元素间的对抗，对比强调二者之间的差异性，突出各自的特点。在造型设计中，可以形成对比的因素有很多，如曲直、黑白、动静、隐现、薄厚、高低、大小、方圆、粗细、亮暗、虚实、刚柔、浓淡、轻重、远近、冷暖、横竖、正斜等，运用对比可使产品充满活力和动感，或使某一部分得到强调，从而使设计个性更加鲜明。

2.协调

协调是将产品造型与形态中各种对比因素的差异性进行缩小，并做整合处理，使产品造型与形态中各种对比因素互相接近或形成中间的逐步过渡，从而能给人以柔和的美感。协调注重形态的共性与融合，强调相互的内在联系，追求统一的效果，借助相互之间的共性以求得和谐之美。

3.对比与协调的应用

对比与协调的美学规律是指在矛盾中寻求统一，在统一中体现对立的美。自然界本身就是一个既有对比又充满协调的美好世界，有对比才能在统一中寻求变化，对比是变化的手段，协调是统一的前提。有对比而没有协调，形态就会显得杂乱无序，只有协调而没有对比，形态就会显得平淡无奇。对比与协调运用时，要建立整体观念，明确要素间的主次关系，如大统一、小变化即在协调中求对比，大变化、小统一即在对比中求协调。

在产品造型与形态设计中，对比与协调往往更注重形态间的形状、大小、颜色、材质、结构、肌理、凹凸、虚实、照明和环境等。巧妙运用对比与协调可以使产品形成鲜明的对照，使造型主次分明，重点突出，形象生动。

在雷达设计中，雷达的功能及结构对外观有着强制约作用，这就导致产品本身结构与设计元素的差异性较大。需要通过造型设计来缩小这种差异，在矛盾中寻求统一，从而避免产生杂乱无序的拼凑感。

图2-9为美国萨德反导系统AN/TPY-2雷达，该雷达采用半挂车形式，半挂车的中部主体是雷达天线阵面，为带抛物面天线罩的长方体结构，半挂车前部“鹅头”采用锥形形态，与半挂车后部悬挂以锥形为主的异形形态前后呼应，再辅助以天线两侧的调平支腿，形成较为和谐的统一整体。

图2-10为美国“铺路爪”AN/FPS-115雷达，该雷达采用双面阵天线，设备安装在多层建筑物内。在外观形态上，两个圆形天线阵面与多层建筑物外观有着明显的形态差异，通过天线阵面区域的八边形设计和双面阵间的大切角设计，调和了整体造型中的对比因素，使雷达整体外观在矛盾中寻求到统一，在统一中体现出对立及和谐之美。

2.1.5 节奏与韵律

1.节奏

节奏是客观事物运动的属性之一，是一种带有自身规律的、周期性变化的运动形式。节奏反映自然、社会和人的活动中的某种规律，人类就生活在一个由各种各样的节奏所构成的和谐统一的世界之中。当外界自然的运动规律与人的生理、心理功能之间构成一种和谐的对应关系，表现为人对环境节奏的适应和愉悦体验时，就形成节奏的美感。

2.韵律

韵律是指在节奏的基础上更深层次的内容和形式抑扬顿挫的、有规律的变化与统一。韵律是以节奏为骨干的，同时也是节奏内涵的深化，它是一种周期性的律动、有组织的变化或有规律的重复。如果说节奏具有一种机械的秩序美，那么韵律具有丰富的变化美。

3.节奏与韵律的应用

在产品造型设计中，节奏的美感主要是通过点或线条的流动、色彩深浅间断、形体的高低、光影的明暗等因素做有规律的反复、重叠，引起欣赏者的生理感受，进而引起心理感情的活动。设计中的节奏与音乐中的节奏相通，如装饰在青铜器上的纹样，有主次、有大小、有粗细的线条变化被反复排列装饰在不同的位置上，从而在视觉上给人带来有规律的节奏感。

在现代工业生产中，由于标准化、系列化、通用化的要求，产品内的基本单元或某一特征的重复、循环和连续等规律性排布，成为节奏和韵律的依据。在雷达设计中，节奏与韵律美应充分应用其自身所蕴含的美感因素，同时要符合雷达功能的目的性，而不能仅仅简单地去依靠节奏感的装饰图案去表现产品特征。在雷达产品设计中把握节奏与韵律，不仅可以加强设计中的艺术性与美观性，也有助于提升产品的艺术价值，引导用户积极的情感，从而带来更好的使用体验。

节奏与韵律在雷达造型中的应用与雷达结构本身密切相关，图2-11为某相控阵雷达天线车设计，其天线阵面规模宏大，阵面背部骨架运用“箭头”形式的支撑结构，在满足质量和刚强度要求的同时，营造出均衡而有韵律的宏伟形象，打破了传统设计方正、呆板的外观，体现了新时代奋发向上的精神面貌。

如图2-12（a）所示，便携式雷达探测系统为实现360°全方位电扫覆盖，天线阵面采用圆形阵列结构，天线单元和列馈规律性的排布简洁有序，呈现出一种韵律感和工业美感。如图2-12（b）、（c）所示，天线阵面上的单元以竖向或点状形态进行阵列，赋予产品规则的节奏感，让人们感受到节奏与韵律之美带来的愉悦体验。

2.1.6 安定与轻巧

1.安定

安定是指形体的稳定性，是造型物之间的一种轻重关系，包括客观稳定性和视觉心理的稳定感，被称为实际安定和视觉安定。实际安定是产品重心符合稳定条件下所达到的安定，是保证产品使用过程中的稳定性、可靠性、安全性的基本特征。视觉安定是从视觉上满足稳定感，由产品外观的量感重心所决定，是观察某一形体时，由视觉引起的心理反应，它带有一定的主观性，与客观的物理重心位置不一定重合。

2.轻巧

轻巧是指造型物上下之间的大小轻重关系，是在满足实际稳定的前提下，用艺术创造的方法，使造型物给人以轻盈、灵巧的美感。轻巧是在稳定基础上赋予形式活泼运动的形式感，与稳定形成对比，如果说安定具有庄严、稳重、豪壮的美感，那么轻巧具有灵活、运动、开放的美感。

3.安定与轻巧的应用

产品造型中的安定与轻巧，主要是指通过细节处理，利用人们心理反应的主观性，追求产品视觉上的安定感或轻巧感。从产品的功能要求来看，产品必须保证安全性，安定、稳重就成了一个前提，但过分强调安定就会显得笨重，如何使产品不因过分安定而笨拙、也不因过分轻巧而不安全，就需要恰当把握两者之间的尺度。一般而言，形体高挑、薄而质轻的产品主要强调安定感，形体厚实、质重的产品主要强调轻巧感。在具体设计中，可以通过材料、支撑面积、体块分割、色彩分割的变化来追求安定或轻巧的视觉感受。

在雷达产品设计中，安定与轻巧是设备造型美对立统一的两个方面，二者缺一不可。只有安定缺少轻巧会显得笨重和呆板，缺少安定而过于轻巧则显得轻浮，给用户带来不好的使用体验。

图2-13为某显控终端，该终端以“轻量化”为设计重点，运用轻质高强度材料和复合材料，大幅缩小体积，为塑造轻薄灵动的外观整体效果奠定了结构基础。在具体设计中，通过深灰色与海灰色的分色设计，以及圆角结合切角的造型形式，在视觉上给人以轻盈、灵巧的美感，在缩小柜体底部面积的同时进行体块分割，增加底部层次感，给人以轻巧又安定的视觉感觉。