孫洋，王宇，楊軍波，趙陽

（華晨汽車工程研究創(chuàng)意設(shè)計(jì)室，遼寧 沈陽 110141）

前言

汽車內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)主要涉及工程與藝術(shù)、技術(shù)與美學(xué)兩大方面。工程領(lǐng)域涉及內(nèi)飾結(jié)構(gòu)、人機(jī)工程學(xué)、工藝要求和材料學(xué)等知識(shí)。美學(xué)領(lǐng)域涉及內(nèi)飾造型的審美、視覺心理、形態(tài)質(zhì)感、色彩裝飾等。另外，汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)還要綜合考慮成本、市場(chǎng)定位、地域文化和客戶心理需求等。

汽車內(nèi)飾包括中控面板區(qū)及中控臺(tái)、門內(nèi)飾板、頂棚內(nèi)飾等內(nèi)飾覆蓋件，其中內(nèi)飾還包括方向盤、組合儀表、地板墊、手套箱和座椅等內(nèi)部零部件。

本文通過對(duì)汽車內(nèi)飾造型開發(fā)設(shè)計(jì)，達(dá)到內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)美學(xué)與工程的融合與平衡。

圖1 內(nèi)飾結(jié)構(gòu)圖

1 內(nèi)飾造型概念設(shè)計(jì)階段

完整的整車內(nèi)飾設(shè)計(jì)項(xiàng)目，首先通過勾勒汽車內(nèi)飾線條輪廓來表達(dá)內(nèi)飾設(shè)計(jì)師的初步構(gòu)思。經(jīng)過對(duì)整體內(nèi)飾造型的評(píng)審和篩選后，會(huì)產(chǎn)生多組造型方案。然后再根據(jù)評(píng)審結(jié)果進(jìn)行細(xì)化，繪制成草效果圖。然后再經(jīng)過對(duì)整體內(nèi)飾造型的草效果圖進(jìn)行評(píng)審確定1 到2 組方案，經(jīng)過效果圖的最終評(píng)審后，最終確定內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)方案。內(nèi)飾效果圖除了美觀外，還要同整車造型風(fēng)格呼應(yīng)，滿足工程設(shè)計(jì)要求，符合整車布置和人機(jī)工程學(xué)要求。

圖2 內(nèi)飾效果圖

在當(dāng)前汽車造型正向設(shè)計(jì)流程上，草圖和二維設(shè)計(jì)效果圖都由設(shè)計(jì)師借助手繪板和手繪屏在電腦上表達(dá)，數(shù)字化設(shè)計(jì)工具手段有利于方案修改，節(jié)省開發(fā)周期和降低開發(fā)成本。目前在汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)中常用的效果圖繪制軟件有：Photo -shop、Alias 和SketchBook。

圖3 電腦效果圖

2 創(chuàng)建初始外表面數(shù)模

確定內(nèi)飾設(shè)計(jì)方案后，通過數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)師將二維設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)師需要理解設(shè)計(jì)方案，把握整車內(nèi)飾設(shè)計(jì)形態(tài)和各部件相互間的配合關(guān)系，再根據(jù)總布置提供的斷面數(shù)據(jù)，綜合設(shè)計(jì)三維數(shù)據(jù)。這個(gè)過程需要與設(shè)計(jì)師溝通征求創(chuàng)意設(shè)計(jì)師的意見。

在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)工作中，通常汽車廠或設(shè)計(jì)公司會(huì)設(shè)立創(chuàng)意設(shè)計(jì)師和數(shù)字設(shè)計(jì)師兩個(gè)不同的設(shè)計(jì)職能崗位，創(chuàng)意設(shè)計(jì)師的主要職能提供新穎的創(chuàng)意方案，構(gòu)思內(nèi)飾造型，并能夠通過效果圖表達(dá)自己的創(chuàng)意構(gòu)思；當(dāng)今世界汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程已將其模塊細(xì)分化，無論從成本、時(shí)間效率方面來看，已不能將兩個(gè)設(shè)計(jì)崗位合二為一，往往都是不同崗位相互配合來達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。

圖4 外表面數(shù)模

創(chuàng)建初始外表面數(shù)模也有不同的階段：首先是制作三維數(shù)據(jù)模型，然后制作油泥模型，在三維數(shù)據(jù)模型和油泥模型上不斷修改直至通過評(píng)審，同步進(jìn)行工程校核。由于項(xiàng)目時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求。一般來說初始外表面數(shù)模分為3 輪設(shè)計(jì)，分別為D 面、C 面和B 面。分別完成項(xiàng)目的階段性目標(biāo)，解決相關(guān)的問題。

第一階段是D 面，反映造型的總體型面特征，主要目的是提供給工程師做初步的空間總布置分析和人機(jī)工程校核。

第二階段是C 面，反映具體的產(chǎn)品分塊、面的過渡和連接、零部件相互間的斷差和間隙，提供給結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行產(chǎn)品制造的可行性分析，并且工程師根據(jù)此面進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。

第三階段B 面，要將上面工程分析和校核中發(fā)現(xiàn)的問題在外表面數(shù)模上得以解決并完成零部件外表面的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，包括零部件的倒角。

初始外表面數(shù)模還能夠生成三維渲染效果圖，并對(duì)其整體風(fēng)格和造型特征與原始的二維效果圖對(duì)比，確定是否符合設(shè)計(jì)方案所要表現(xiàn)的意圖。

3 油泥模型數(shù)控加工

將三維數(shù)據(jù)模型輸入五軸銑床或三軸銑床來完成數(shù)控加工，加工后的汽車油泥模型表面還不夠光滑，這時(shí)需要油泥模型師進(jìn)行表面處理，清理油泥模型型面，如圖5 所示。油泥模型的制作對(duì)于造型的推敲也很重要，在此期間也需要與工程師溝通校核，同時(shí)油泥模型師需要與創(chuàng)意設(shè)計(jì)師反復(fù)溝通修改方案直至凍結(jié)。

接下來需要將凍結(jié)的油泥模型進(jìn)行點(diǎn)云掃描并輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)點(diǎn)云建立A 級(jí)數(shù)據(jù)表面，也就是A-class。

圖5 油泥模型

4 A 級(jí)曲面設(shè)計(jì)

油泥模型經(jīng)過內(nèi)飾造型評(píng)審確認(rèn)后，要對(duì)油泥模型進(jìn)行逆向掃描并采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，提供最終的外表面設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上需要與原CAS 數(shù)據(jù)對(duì)比修正，并延用可利用的數(shù)據(jù)。

4.1 外表面設(shè)計(jì)的原則

汽車內(nèi)飾外表面通常要求按A 級(jí)曲面的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中總體上遵循以下兩條原則：

（1）可見外表面半徑需將大于3 的倒角都達(dá)到二階（曲率）連續(xù)；

（2）滿足DTS 要求。

5 內(nèi)飾造型過程中的后期階段

A-class 數(shù)模設(shè)計(jì)完成并確認(rèn)后，汽車內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)工作就已經(jīng)基本完成。大量的工程校核已在外表面設(shè)計(jì)過程中同步進(jìn)行，確保后面的工程開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降至最低。后期造型工程師需要跟蹤內(nèi)飾樣件狀態(tài)，保證樣件符合要求。有工裝樣車后需要對(duì)內(nèi)飾整體進(jìn)行最終確認(rèn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求和造型意圖。

6 結(jié)論

綜上所述，汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，是工學(xué)和美學(xué)的完美融合。現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工具和數(shù)字化設(shè)計(jì)開發(fā)手段將被越來越多地運(yùn)用，進(jìn)而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本， 在造型開發(fā)階段可以與工程同步進(jìn)行，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到造型設(shè)計(jì)創(chuàng)意意圖。未來隨著汽車工業(yè)發(fā)展，汽車內(nèi)飾造型流程將更加簡(jiǎn)化和數(shù)字化。