兼變傳衍、持經(jīng)達(dá)變—基于進(jìn)化思想的汽車(chē)造型設(shè)計(jì)方法.pdf

1、汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是一門(mén)具有科學(xué)與人文雙重背景的設(shè)計(jì)學(xué)科。與此相似的是，進(jìn)化思想也是一種融合科學(xué)和人文的解釋造物真理的方式。同時(shí)汽車(chē)造型發(fā)展過(guò)程中也存在著進(jìn)化式的現(xiàn)象。因此，可以認(rèn)為汽車(chē)造型設(shè)計(jì)與進(jìn)化思想存在著某種自然和內(nèi)在的聯(lián)系。本文即由此展開(kāi)研究，嘗試用進(jìn)化思想解釋和引導(dǎo)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)活動(dòng)，組織汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的規(guī)律，形成一套可用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐的汽車(chē)造型設(shè)計(jì)方法。并借此推動(dòng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方法論的發(fā)展，試圖將設(shè)計(jì)研究的“求知”和“求用”統(tǒng)一起來(lái)。

2、
　　本論文的標(biāo)題為《兼變傳衍，持經(jīng)達(dá)變-基于進(jìn)化思想的汽車(chē)造型設(shè)計(jì)方法》。主要含義為：（1）關(guān)于研究思想：首先，汽車(chē)造型存在著類(lèi)似生物進(jìn)化的衍生現(xiàn)象，即所謂“兼變傳衍”，此亦為汽車(chē)造型進(jìn)化設(shè)計(jì)的指導(dǎo)規(guī)律；其次，設(shè)計(jì)研究支持自然科學(xué)和人文科學(xué)的并存，也即主張可知和模糊的并存。但汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的模糊并非是不可知的，而是在可知基礎(chǔ)上的發(fā)散。只有在了解和遵循造型內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制的基礎(chǔ)上，尋找造型的設(shè)計(jì)空間，并加以引導(dǎo)，才可以生發(fā)出“真體內(nèi)充”

3、的扎實(shí)設(shè)計(jì)，即所謂“持經(jīng)達(dá)變”；（2）關(guān)于研究領(lǐng)域和對(duì)象，“汽車(chē)造型”是本文研究的實(shí)體對(duì)象與研究領(lǐng)域及內(nèi)容?！斑M(jìn)化”是本文論點(diǎn)、論據(jù)、推導(dǎo)和算法構(gòu)建的理論基礎(chǔ)和研究重點(diǎn)。“設(shè)計(jì)方法”是本文的基于進(jìn)化思想提出的算法和設(shè)計(jì)流程，包括算例與驗(yàn)證。本文所研究的進(jìn)化設(shè)計(jì)方法集中于汽車(chē)造型進(jìn)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)象與參數(shù)化關(guān)系，主要涉及汽車(chē)造型的基因模型與參數(shù)化、進(jìn)化設(shè)計(jì)空間、造型可信評(píng)價(jià)、進(jìn)化計(jì)算與進(jìn)化設(shè)計(jì)流程等方面。
　　本研究基于國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)

4、展“973”計(jì)劃項(xiàng)目子課題和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助研究項(xiàng)目，以汽車(chē)造型設(shè)計(jì)方法作為研究對(duì)象，以進(jìn)化思想為指導(dǎo)，基于設(shè)計(jì)問(wèn)題創(chuàng)新與求解理論，針對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的形態(tài)-特征-基因的映射方式，提出了汽車(chē)造型基因參數(shù)化模型。之后以汽車(chē)造型設(shè)計(jì)規(guī)則和評(píng)價(jià)方法為研究對(duì)象，形成了參數(shù)化定量化汽車(chē)造型設(shè)計(jì)規(guī)則的“設(shè)計(jì)空間”理論，以及從體驗(yàn)和可信角度審視造型評(píng)價(jià)的體驗(yàn)可信評(píng)價(jià)方法。最終利用進(jìn)化算法將這些方法和理論組織起來(lái)，形成了一套基于進(jìn)化思想的汽車(chē)

5、造型設(shè)計(jì)方法，并將其運(yùn)用到計(jì)算機(jī)輔助汽車(chē)造型設(shè)計(jì)實(shí)踐中，取得了良好效果。
　　研究的具體內(nèi)容、方法與成果包括：
　　首先，針對(duì)具有相似背景的設(shè)計(jì)學(xué)科和進(jìn)化思想存在著的自然聯(lián)系進(jìn)行了探討。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)研究的意義，進(jìn)化思想與汽車(chē)造型設(shè)計(jì)求解機(jī)制的聯(lián)系以及汽車(chē)造型進(jìn)化現(xiàn)象的分析，最終認(rèn)為，可以用進(jìn)化思想來(lái)對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行解釋和引導(dǎo)。
　　其次，構(gòu)建汽車(chē)造型參數(shù)化基因模型。該基因模型主要有兩方面的作用，其一為參數(shù)化造型基因

6、是汽車(chē)造型構(gòu)成的基元；其二為基因是造型的起源，探討基因就可以達(dá)到從“未見(jiàn)其形”的最深層觸摸造型規(guī)則的目的。最終通過(guò)對(duì)造型認(rèn)知的形態(tài)-特征-基因映射方式的研究，并結(jié)合汽車(chē)造型特點(diǎn)，構(gòu)建了汽車(chē)造型參數(shù)化基因模型。汽車(chē)造型參數(shù)化基因模型是整個(gè)汽車(chē)設(shè)計(jì)進(jìn)化方法的基礎(chǔ)。
　　第三，盡管生物形態(tài)和汽車(chē)造型千變?nèi)f化，但同一物種在進(jìn)化方向和基本結(jié)構(gòu)上都遵循著一定的設(shè)計(jì)規(guī)則，可以認(rèn)為這些設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)共同組成了一個(gè)類(lèi)似設(shè)計(jì)規(guī)則核心”的體系。這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)

7、則核心就像一個(gè)具有模糊邊界的空間，新的設(shè)計(jì)可以在其中孕育，文中稱(chēng)這些規(guī)則的知識(shí)集合體為“設(shè)計(jì)空間”。本文主要對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)空間知識(shí)的定義和抽取方法進(jìn)行了探討，從而指導(dǎo)進(jìn)化設(shè)計(jì)方法中新個(gè)體的生成與發(fā)展。
　　第四，基于體驗(yàn)和可信研究，提出了一個(gè)多角色多屬性的汽車(chē)造型評(píng)價(jià)方法。方法選取了評(píng)價(jià)角色中的設(shè)計(jì)師和用戶(hù)角色，研究了體驗(yàn)視角下的評(píng)價(jià)要素和作為第二層評(píng)價(jià)問(wèn)題的設(shè)計(jì)可信問(wèn)題，構(gòu)建了用戶(hù)體驗(yàn)視角下的基于多角色體驗(yàn)的可信評(píng)價(jià)模型。該模型

8、針對(duì)造型個(gè)體“物態(tài)”和“心態(tài)”的參數(shù)化評(píng)價(jià)，從認(rèn)知，情感，行為，可信等維度對(duì)多層設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行了回答。此方法可以作為個(gè)體的適應(yīng)度評(píng)價(jià)方法為進(jìn)化設(shè)計(jì)方法服務(wù)。
　　最后，基于前述的各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容，本文以進(jìn)化計(jì)算作為核心機(jī)制，將前述的研究成果組織起來(lái)，構(gòu)成了一個(gè)整體的汽車(chē)造型進(jìn)化設(shè)計(jì)方法。由于汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的特殊性，該方法在約束機(jī)制，評(píng)價(jià)機(jī)制，迭代中止機(jī)制等方面都與傳統(tǒng)的進(jìn)化方法不同。最終利用該方法進(jìn)行了造型實(shí)踐，從而驗(yàn)證了進(jìn)化設(shè)計(jì)方法

9、的可靠性和可用性，并提出了相應(yīng)的反思。
　　本文從相對(duì)宏觀的角度，針對(duì)汽車(chē)造型中普遍存在的設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)化問(wèn)題，設(shè)計(jì)知識(shí)定量化問(wèn)題，設(shè)計(jì)規(guī)則模糊化問(wèn)題，科學(xué)評(píng)價(jià)或者評(píng)價(jià)成本過(guò)高問(wèn)題，以及設(shè)計(jì)師-用戶(hù)可信問(wèn)題等問(wèn)題進(jìn)行了思考，在進(jìn)化思想的指導(dǎo)下，構(gòu)建了一種以“進(jìn)化計(jì)算”、“基因模型”、“設(shè)計(jì)空間”和“體驗(yàn)可信評(píng)價(jià)”為主要構(gòu)成內(nèi)容的汽車(chē)造型設(shè)計(jì)方法，并以此指導(dǎo)了設(shè)計(jì)實(shí)踐，驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和可靠性。理論和實(shí)踐應(yīng)用均表明，基于進(jìn)化思想的