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引言
产品设计从某种意义上说.是反复修正、走向完善的改进过程，能否高效、准确地达到设计目标，反映了设计开发的高水平和在多个设计方案中取得胜利的实力。数字化技术在设计界的运用普遍适用，相对于建筑设计的参数化表皮，工业设计可以用同样的辅助技术手段来设计。设计师在运用计算机辅助设计软件设计产品时，快捷地修改产品造型和主要部分的建模速度，表现出实时模型状态和表面纹理，而且产生了全新的产品表皮设计风格，是整个产品设计开发的关键。Grasshoppr对产品表皮设计有转折性的意义，影响设计师的工作和思考方式。在产品设计同质化的时代，可以减少重复化的工作，也更加精确，是产品的系列设计、改进设计以及无纸化设计的变革基础，产品设计表皮逐渐成为表面质感艺术新的多元化表现趋势。
一、产品表皮与数字技术
（一）产品表皮的联系与内涵
产品表皮是与产品的造型有必然联系的表面形式，具有一定的文化性、技术性和情感性。產品设计的表皮一方面通过表面的质感得以体现，另一方面也为产品外观的表现加入新的制作方式。产品表皮不仅指产品表面的纹理，而且是一种表面逻辑化的构造，或者是提升产品设计美学的包裹层。产品表皮的设计理念反映了产品的感性与理性的表象。当今的产品表皮是指并不完全与产品形态相分离，而是具有装饰性效果的造型存在，并目与产品使用环境和功能产生联系的一部分。
（二）表皮设计的独立和统一
产品表皮的设计过程和结果，优化了产品的个性表达和各个要素的有机联系，促进了表皮的关联和独立。产品信息的主体是产品造型，表皮是信息载体，当主体与载体相分离的时候，表皮所传递的信息就脱离了产品整体所要表达的含义，而独立于产品整体之外，成为抽象的存在和形式主义。如果所指和能指相统一，表皮的意义就会与产品整体发生审美逻辑和功能逻辑的关系，成为产品设计整体不可分割的一部氖并与周围环境相关联。周围环境并不是单指产品的使用环境，而是作为一种文化环境和社会环境，产品表现自身的表皮即为设计的关注点，这是表皮独立性转移而促进关联性的新结果。
（三）产品表皮的数字与逻辑
表皮的数字化设计是以参数化为基础，对变量进行控制来改变产品的表皮建构。表皮建构表明了数字化设计的本质一一参数化。产品表皮的数字化设计是通过加算计编程技术，在软件中生成产品模型，利用3D打印设备或一体化加工机床，对产品表皮设计进行生产并组装。CAD及编程技术的运用是数字化设计的根本，而数字化设计的跨速发展为表皮的物化提供了技术支持。产品设计的重要目标
是创造吸引力的个性造型，在造型创造过程中须考虑产品的功能和技术的实现。在这一实现过程中，感性的形象思维与理性的逻辑思维紧密相连并交替出现，经过反复中和达到最佳和谐，展现出合情合理的个性造型。
二、Grasshopper的模式特征
（一）几何化编程特征的立体表皮设计
Grasshoppe与其他Rhinoceros的建模插件不同，是一款完整的可视化模块编程插件，具有编程和几何功能两个特征，也就是说，是被强化了几何功能的编程技术软件。在设计方案生成的初始阶段，壬导设计的仍然是产品设计师的逻辑判断和理性分析，在产品设计立体化成型的后期，Grasshoppr技术顺应设计思维并起到辅助作用，用几何化的编程方法整合立体平板化以及表皮曲面信息，同时结合脚本编写的语言，使复杂立体表皮的实现成为可能。立体可控化与门何平板化是Grasshopper软件运用的主要目的。通过辅助设计建立产品模型信息，进行程序编写、优化表皮，建立构造等，便是几何化模式的主要体现方式（如图1）。
（二）数据差异性特征的规则表皮设计
Grasshopper的核心是数据处理，其数据计数方式是计算机语言的计数方式，数据结构特征呈关联的线状，分为主线状数据和支线状数据，在不同的表皮模式下呈现不同线状的关联方式。主线状数据的末端是线性数据块，支线与主线相连并要遵循线性数据的差异化处理规则。连续差异性的渐变表皮较为复杂，主要在主体建模平台生成雏型，然后由单元模块编程的方法实现。在关联性的脚本单元中，每一个大小不同的单元按照一定的差异性规律，再通过数据的关联重复语言形成一种数阵和逻辑，形成连续渐变的复杂产品表皮（如图2）。
（三）数字化复杂关系的内在组织模式
数字化的复杂算法对于产品皮表以及表面构造，是当前设计参数化领域的研究热点和难点。这种表皮通过如分生孢子式进行裂殖、分离、扩大等方式，不断组合、迭代，生成无序、复杂的视觉形式。不同于几何化编程特征的立体表皮设计和数据差异性特征的规则表皮设计，这种数字化的算法是将运算个体与个体之间的相互作用作为逻辑，整体形态是运算个体相互作用的规定状态的表现结果，而不是从产品表皮的整体形态出发的运算方式。数字化的复杂算法注重复杂算法与算法个体的相互及内在关系，像蜂群式的运动，生成的结果是可能具有不可预料性（如图3）。
三、产品表皮设计的Grasshopper实例应用分析
随着计算机辅助技术的发展，参数化、变量化的应用，设计师对产品感性的判断、理性的分析更加直观，使设计师的表皮设计在计算机上以三维方式完美呈现，从而展示并解放了计师的创造性思维。
（一）参数体系的灵活可调性拓展产品设计思维
Grasshoppr拥有的可调节的参数体系，使设计师通过调节尺寸范围，无须绐出特定的设计条件，通过对表皮构造的数字化探索分析，设计的高效性和准确性仍然能保证，超越了传统建模和手绘设计效果图不能表达的创新的设计形式。如Nest智能探测器（如图4）采用的渐变多孔表皮，是通过数据脚本的连接，利用数据逻辑建立孔群，孔的尺寸及组织方式由数据链自动生成，使孔洞大小符合实际的产品表面质感。Grasshopper的输出结果具有灵活的可调性，因此可产生区別于传统模型的表皮造型。首先，从速度上来讲，由于Grasshoppr能够同时处理多组设计数据，计算速度远快于人脑;其次.由于基于电脑数据计算和复杂模型快速转化，实时展示方式优于手王;再次，对于多变的表皮模型，可编程的数字化特性具有极强的可调节性，拓展了设计的思维，使设计师深入到产品设计更灵活的造型领域。 （二）表皮设计的多元准街陸创新产品设计造型
Grasshopper技术为表皮设计的多元化提供了可能，提升了外观设计的品质，同时解决了复杂的表面成型技术，达到一定预视效果，节省了复杂表面制作的成本，并验证了表皮结构成型的准确性。在汽车制造行业中，随着新材料、新工艺、新技术的不断发展和提升，汽车外壳的结构承重不再是采用加强肋的方式，而是可以用优良的表皮设计来满足结构技术的要求。汽车的造型设计不仅是美学上的考究，更多地会考虑到空气动力学因素的影响。宝马汽车公司作为汽车界的设计引领，其设计的创新性和前沿性令人惊叹。宝马设计师会采用各种技术方式表达前沿的设计思维，或者是利用Grasshopper來生成创新设计方案，渐变表皮纹理的概念宝马车就是通过参数化的设计渐变表面化的质感，在单元纹理上进行理性思考与编辑，将个体单元细部连接，形成整个汽车造型的渐变表皮，由单个微观模块放射为汽车表皮的宏观表现（如图5）。在宝马概念车表皮设计中，利用计算机的数字化运算速度的优势，使复杂的渐变构造变得简单和可控。由于Grasshopper简约的界面和并不复杂的脚本模块，降低了设计师的学习成本和精力，锻炼了设计师的逻辑分析和逻辑应用能力，同时创新了产品造型的多种可能性。
（三）数字表现的技术文化性深化产品设计内涵
产品的表皮质感的设计效果已经成当今产品同质化现象下，突显技术文化的重要方式。产品编织纹理（如图6）运用参数化的方法表皮设计，直接影响产品整体概念造型。设计师按照设计特点及时对编织纹理表皮进行修改，直至达到合理的最能体现设计的核心概念。对于更加复杂的具有凹凸编织纹理表皮的产品设计（如图7），二维软件或手绘技法并不能反映设计者丰富的创造性思维，也无法把握在造型设计中的偶然性结果，而随机的设计造型对设计师非常重要。在造型的过程中，首先要满足设计的几何造型，然后才逐渐完善产品尺寸及其细节。Grasshopper可以限据设计概念量化造型的技术特点，以数字化驱动造型，进一步完善编织纹理设计的品质效果，展示最终的三维表皮设计。
编织纹理的产品表皮设计表现出一定的情感化因素，是否按照用户良好的心理体验进行三维表皮设计，直接影响到用户对产品的整体感官体验。从文化角度出发，编织纹理的表皮设计是一种更深层次的文化体验和文化内涵。Grasshopper技术的表现会反映出产品的文化特征风格特点。根据7秒钟定律，编织纹理的表皮设计转化为用户选择产品前7秒钟的视觉焦点，并发展成为除形态、颜色、材质之外用户选择的重点。
（四）参数设计的复杂逻辑性突破产品设计原则
由于Grasshopper技术的应用推广设计的参数化已经成为一种新的风格和设计手法，设计师可以从产品的构造属性进行表皮的设计。3D打印技术的日益成熟和普及，让镂空的设计成为可能（如图8）。这种镂空造型无法用传统的注塑方式形成，3D打印技术实现了复杂的表皮设计语言（如图9）。与渐变纹理和编织纹理不同，镂空表皮的本身就是设计的造型概念，并具有完整的设计结构。其中，Grasshopper的作用是利用逻辑算法形成随机分布、并不刻意的镂空设计，产生令人愉悦的韵律感。镂空表皮不仅作为在产品设计中的结构而存在，并且更加直接地表达了设计结构的语义。基于复杂算法研究的设计则是在不断探索脚本编写与设计意图的可能陸，最大程度上发挥了数字技术与设计原则的突破。在造型概念上，Grasshopper注重设计的表皮组织，通过表皮的变化使产品对环境与自身的功能产生回应，并具有一定的象征性。
结语
从产品设计的造型风格来看，表皮的构成和有机秩序是其得以独立并成为产品外观的重要表达。Grasshopper技术是产品质感表现的重要里程碑，为产品的数字化表现到实现带来了革命性的技术，突显了产品表面在设计中的独立性。此外，数字化技术的表皮设计改变立产品的几何冰冷感，提升了产品的设计美感。产品表皮在参数控制下的编程调节，成为具有数字逻辑和内在规律的系统。参数化技术的表皮设计系统，增添了产品设计丰富的造型，产生了具有一定技术规律的有机整体的产品外观，使用户感受到理性与感性的设计平衡。作为一种参数化工具，grasshopper创造了产品设计的新方法，一定程度上提升了设计表现的审美，但并没有改变产品设计的功能本质，如设计师对产品使用问题和社会问题的解决。Grasshopper的参数化技术对于产品设计的意义在于给了设计师更加开放、更加独特的表达工具。
产品设计从某种意义上说.是反复修正、走向完善的改进过程，能否高效、准确地达到设计目标，反映了设计开发的高水平和在多个设计方案中取得胜利的实力。数字化技术在设计界的运用普遍适用，相对于建筑设计的参数化表皮，工业设计可以用同样的辅助技术手段来设计。设计师在运用计算机辅助设计软件设计产品时，快捷地修改产品造型和主要部分的建模速度，表现出实时模型状态和表面纹理，而且产生了全新的产品表皮设计风格，是整个产品设计开发的关键。Grasshoppr对产品表皮设计有转折性的意义，影响设计师的工作和思考方式。在产品设计同质化的时代，可以减少重复化的工作，也更加精确，是产品的系列设计、改进设计以及无纸化设计的变革基础，产品设计表皮逐渐成为表面质感艺术新的多元化表现趋势。
一、产品表皮与数字技术
（一）产品表皮的联系与内涵
产品表皮是与产品的造型有必然联系的表面形式，具有一定的文化性、技术性和情感性。產品设计的表皮一方面通过表面的质感得以体现，另一方面也为产品外观的表现加入新的制作方式。产品表皮不仅指产品表面的纹理，而且是一种表面逻辑化的构造，或者是提升产品设计美学的包裹层。产品表皮的设计理念反映了产品的感性与理性的表象。当今的产品表皮是指并不完全与产品形态相分离，而是具有装饰性效果的造型存在，并目与产品使用环境和功能产生联系的一部分。
（二）表皮设计的独立和统一
产品表皮的设计过程和结果，优化了产品的个性表达和各个要素的有机联系，促进了表皮的关联和独立。产品信息的主体是产品造型，表皮是信息载体，当主体与载体相分离的时候，表皮所传递的信息就脱离了产品整体所要表达的含义，而独立于产品整体之外，成为抽象的存在和形式主义。如果所指和能指相统一，表皮的意义就会与产品整体发生审美逻辑和功能逻辑的关系，成为产品设计整体不可分割的一部氖并与周围环境相关联。周围环境并不是单指产品的使用环境，而是作为一种文化环境和社会环境，产品表现自身的表皮即为设计的关注点，这是表皮独立性转移而促进关联性的新结果。
（三）产品表皮的数字与逻辑
表皮的数字化设计是以参数化为基础，对变量进行控制来改变产品的表皮建构。表皮建构表明了数字化设计的本质一一参数化。产品表皮的数字化设计是通过加算计编程技术，在软件中生成产品模型，利用3D打印设备或一体化加工机床，对产品表皮设计进行生产并组装。CAD及编程技术的运用是数字化设计的根本，而数字化设计的跨速发展为表皮的物化提供了技术支持。产品设计的重要目标
是创造吸引力的个性造型，在造型创造过程中须考虑产品的功能和技术的实现。在这一实现过程中，感性的形象思维与理性的逻辑思维紧密相连并交替出现，经过反复中和达到最佳和谐，展现出合情合理的个性造型。
二、Grasshopper的模式特征
（一）几何化编程特征的立体表皮设计
Grasshoppe与其他Rhinoceros的建模插件不同，是一款完整的可视化模块编程插件，具有编程和几何功能两个特征，也就是说，是被强化了几何功能的编程技术软件。在设计方案生成的初始阶段，壬导设计的仍然是产品设计师的逻辑判断和理性分析，在产品设计立体化成型的后期，Grasshoppr技术顺应设计思维并起到辅助作用，用几何化的编程方法整合立体平板化以及表皮曲面信息，同时结合脚本编写的语言，使复杂立体表皮的实现成为可能。立体可控化与门何平板化是Grasshopper软件运用的主要目的。通过辅助设计建立产品模型信息，进行程序编写、优化表皮，建立构造等，便是几何化模式的主要体现方式（如图1）。
（二）数据差异性特征的规则表皮设计
Grasshopper的核心是数据处理，其数据计数方式是计算机语言的计数方式，数据结构特征呈关联的线状，分为主线状数据和支线状数据，在不同的表皮模式下呈现不同线状的关联方式。主线状数据的末端是线性数据块，支线与主线相连并要遵循线性数据的差异化处理规则。连续差异性的渐变表皮较为复杂，主要在主体建模平台生成雏型，然后由单元模块编程的方法实现。在关联性的脚本单元中，每一个大小不同的单元按照一定的差异性规律，再通过数据的关联重复语言形成一种数阵和逻辑，形成连续渐变的复杂产品表皮（如图2）。
（三）数字化复杂关系的内在组织模式
数字化的复杂算法对于产品皮表以及表面构造，是当前设计参数化领域的研究热点和难点。这种表皮通过如分生孢子式进行裂殖、分离、扩大等方式，不断组合、迭代，生成无序、复杂的视觉形式。不同于几何化编程特征的立体表皮设计和数据差异性特征的规则表皮设计，这种数字化的算法是将运算个体与个体之间的相互作用作为逻辑，整体形态是运算个体相互作用的规定状态的表现结果，而不是从产品表皮的整体形态出发的运算方式。数字化的复杂算法注重复杂算法与算法个体的相互及内在关系，像蜂群式的运动，生成的结果是可能具有不可预料性（如图3）。
三、产品表皮设计的Grasshopper实例应用分析
随着计算机辅助技术的发展，参数化、变量化的应用，设计师对产品感性的判断、理性的分析更加直观，使设计师的表皮设计在计算机上以三维方式完美呈现，从而展示并解放了计师的创造性思维。
（一）参数体系的灵活可调性拓展产品设计思维
Grasshoppr拥有的可调节的参数体系，使设计师通过调节尺寸范围，无须绐出特定的设计条件，通过对表皮构造的数字化探索分析，设计的高效性和准确性仍然能保证，超越了传统建模和手绘设计效果图不能表达的创新的设计形式。如Nest智能探测器（如图4）采用的渐变多孔表皮，是通过数据脚本的连接，利用数据逻辑建立孔群，孔的尺寸及组织方式由数据链自动生成，使孔洞大小符合实际的产品表面质感。Grasshopper的输出结果具有灵活的可调性，因此可产生区別于传统模型的表皮造型。首先，从速度上来讲，由于Grasshoppr能够同时处理多组设计数据，计算速度远快于人脑;其次.由于基于电脑数据计算和复杂模型快速转化，实时展示方式优于手王;再次，对于多变的表皮模型，可编程的数字化特性具有极强的可调节性，拓展了设计的思维，使设计师深入到产品设计更灵活的造型领域。 （二）表皮设计的多元准街陸创新产品设计造型
Grasshopper技术为表皮设计的多元化提供了可能，提升了外观设计的品质，同时解决了复杂的表面成型技术，达到一定预视效果，节省了复杂表面制作的成本，并验证了表皮结构成型的准确性。在汽车制造行业中，随着新材料、新工艺、新技术的不断发展和提升，汽车外壳的结构承重不再是采用加强肋的方式，而是可以用优良的表皮设计来满足结构技术的要求。汽车的造型设计不仅是美学上的考究，更多地会考虑到空气动力学因素的影响。宝马汽车公司作为汽车界的设计引领，其设计的创新性和前沿性令人惊叹。宝马设计师会采用各种技术方式表达前沿的设计思维，或者是利用Grasshopper來生成创新设计方案，渐变表皮纹理的概念宝马车就是通过参数化的设计渐变表面化的质感，在单元纹理上进行理性思考与编辑，将个体单元细部连接，形成整个汽车造型的渐变表皮，由单个微观模块放射为汽车表皮的宏观表现（如图5）。在宝马概念车表皮设计中，利用计算机的数字化运算速度的优势，使复杂的渐变构造变得简单和可控。由于Grasshopper简约的界面和并不复杂的脚本模块，降低了设计师的学习成本和精力，锻炼了设计师的逻辑分析和逻辑应用能力，同时创新了产品造型的多种可能性。
（三）数字表现的技术文化性深化产品设计内涵
产品的表皮质感的设计效果已经成当今产品同质化现象下，突显技术文化的重要方式。产品编织纹理（如图6）运用参数化的方法表皮设计，直接影响产品整体概念造型。设计师按照设计特点及时对编织纹理表皮进行修改，直至达到合理的最能体现设计的核心概念。对于更加复杂的具有凹凸编织纹理表皮的产品设计（如图7），二维软件或手绘技法并不能反映设计者丰富的创造性思维，也无法把握在造型设计中的偶然性结果，而随机的设计造型对设计师非常重要。在造型的过程中，首先要满足设计的几何造型，然后才逐渐完善产品尺寸及其细节。Grasshopper可以限据设计概念量化造型的技术特点，以数字化驱动造型，进一步完善编织纹理设计的品质效果，展示最终的三维表皮设计。
编织纹理的产品表皮设计表现出一定的情感化因素，是否按照用户良好的心理体验进行三维表皮设计，直接影响到用户对产品的整体感官体验。从文化角度出发，编织纹理的表皮设计是一种更深层次的文化体验和文化内涵。Grasshopper技术的表现会反映出产品的文化特征风格特点。根据7秒钟定律，编织纹理的表皮设计转化为用户选择产品前7秒钟的视觉焦点，并发展成为除形态、颜色、材质之外用户选择的重点。
（四）参数设计的复杂逻辑性突破产品设计原则
由于Grasshopper技术的应用推广设计的参数化已经成为一种新的风格和设计手法，设计师可以从产品的构造属性进行表皮的设计。3D打印技术的日益成熟和普及，让镂空的设计成为可能（如图8）。这种镂空造型无法用传统的注塑方式形成，3D打印技术实现了复杂的表皮设计语言（如图9）。与渐变纹理和编织纹理不同，镂空表皮的本身就是设计的造型概念，并具有完整的设计结构。其中，Grasshopper的作用是利用逻辑算法形成随机分布、并不刻意的镂空设计，产生令人愉悦的韵律感。镂空表皮不仅作为在产品设计中的结构而存在，并且更加直接地表达了设计结构的语义。基于复杂算法研究的设计则是在不断探索脚本编写与设计意图的可能陸，最大程度上发挥了数字技术与设计原则的突破。在造型概念上，Grasshopper注重设计的表皮组织，通过表皮的变化使产品对环境与自身的功能产生回应，并具有一定的象征性。
结语
从产品设计的造型风格来看，表皮的构成和有机秩序是其得以独立并成为产品外观的重要表达。Grasshopper技术是产品质感表现的重要里程碑，为产品的数字化表现到实现带来了革命性的技术，突显了产品表面在设计中的独立性。此外，数字化技术的表皮设计改变立产品的几何冰冷感，提升了产品的设计美感。产品表皮在参数控制下的编程调节，成为具有数字逻辑和内在规律的系统。参数化技术的表皮设计系统，增添了产品设计丰富的造型，产生了具有一定技术规律的有机整体的产品外观，使用户感受到理性与感性的设计平衡。作为一种参数化工具，grasshopper创造了产品设计的新方法，一定程度上提升了设计表现的审美，但并没有改变产品设计的功能本质，如设计师对产品使用问题和社会问题的解决。Grasshopper的参数化技术对于产品设计的意义在于给了设计师更加开放、更加独特的表达工具。