作者是工业设计师。从业之后,对形体细节这一块接受过比较完整的训练。很多概念设计出身的朋友,想法其实很好,细看时却不耐看、不够精致。这组文章把工业设计里提升细节的方法拆开讲。第一篇也是最简单的一步:学会约束视觉线。

说在前面:本文面向新手,以及觉得细节总差一口气的朋友。不是高深理论。下文都是个人观点。文字会比较密,请慢慢看。

什么是视觉线

和视觉面一样,视觉线是普通用户、非设计出身的观众,凭直觉就能看见的实体线条。光影线是另一件事,这篇先不谈。视觉线可以是边界轮廓线,可以是棱线,可以是两个分件拼在一起时的分件线,也可以是体块上 2D 贴花的图形线。观众最先读到的,就是这些线。

上图红色是轮廓线,橙色是分件线,绿色是棱线与贴花线。四种线叠在同一件造型上,质量会一起被看见。

为什么要约束视觉线

提升设计质量的第一步,就是学会约束视觉线。约束好之后,至少有四件事会变清楚:

  1. 视觉线是观众最容易理解的造型线。轮廓线、棱线、分件线的质量,直接决定精致程度和耐看程度。
  2. 视觉线往往是过程线。很多曲面甚至光影,都从最初的视觉线长出来。在曲面软件里两者强相关。糟糕的视觉线会把相关曲面一并带坏。
  3. 草率的视觉线容易造成一个视角好看、换个视角就塌。
  4. 如果设计要被制造出来,糟糕的轮廓线和分件线会让生产变难。

贯穿整个流程,而不是后期才补

视觉线不是进入细节阶段才开始管。约束视觉线要贯穿设计全过程。

进入下一阶段,上一阶段的线并没有毕业。任何一个新细节都可能改掉已经约束好的轮廓和棱。只要设计还在变,约束就不能停。否则已经漂亮的形态,会被后来草率的一笔毁掉。

具体动作很难只靠文字说清,下面用六个常见情况来讲。

常见情况一:偏移线

凹陷或凸台很常见。左图两条红线互相呈偏移关系。从顶视图看,内线四个 R 角很小,外线四个 R 角很大,两者不和谐。软件画偏移曲线时按法线方向走,对应到 R 角就是同心 R,并不管看起来舒不舒服。

凹陷造型上两条呈偏移关系的红色视觉线
两条红线互相偏移
顶视图里内圈小圆角与外圈大圆角不和谐
顶视:内外 R 角不和谐

通常可以改偏移量。如果偏移量动不了、边缘 R 也改不了,就手动画内偏移曲线。

手动绘制的四条红色弧线
手动绘制内弧
切开后补上的辅助线
切开并画辅助线
手动补面后较舒适的偏移视觉线
补面后的偏移线

知识点

放弃同心,是因为同心曲线有时刻板、生硬、局促。手动做出非同心关系,能留出呼吸空间。呼吸也别留太大,过大会显得迟钝、松散。

同心偏移,视觉刻板局促
同心:刻板、生硬、局促
适当呼吸空间的偏移
适当呼吸:舒服、自然
留空过大的偏移
过大留空:迟钝、松散

更多对比

左边是软件工具生成的偏移,右边是手动优化后的关系。

软件生成的偏移关系示例一
软件生成
手动优化后的偏移关系示例一
手动优化
软件生成的偏移关系示例二
软件生成
手动优化后的偏移关系示例二
手动优化
软件生成的偏移关系示例三
软件生成
手动优化后的偏移关系示例三
手动优化
另一组手动优化后的偏移关系
手动优化

小结

凡是曲线的偏移,都值得手动看一遍。差别很小,但是会累积。低质量视觉线堆多了,整件设计都会被拉低。加上 R 角之后,差异会更明显。

未优化偏移线的凹陷造型
未约束
约束偏移线之后的凹陷造型
已约束

常见情况二:两枚 R 角之间的线

物体上有两个大 R 角时,三个面过渡成一个完整视觉面。可是 R 角和直线段交接处常有光影堆积;从前视图看,两枚 R 角之间的线段还会像凹下去。

带两枚大圆角的体块
常见造型
光影图里圆角与直线交接处的堆积
光影堆积
标注光影堆积位置的示意图
交接处

两边只有单纯 G1 过渡的曲线,视觉上中段会往里凹,交界处堆光影。可以在现有线段上再加一条微微外鼓的曲线,抵消错觉,也减轻堆积。注意红线的起止都落在 R 角上,不要从直线段中段突然鼓起来。

原始圆角关系的侧视示意
原始 R 角关系
在圆角上增加微微外鼓的红色线段
增加红色外鼓线段

线条的内凹被削弱之后,外鼓本身很微弱,造型不会被破坏,原来的光影堆积也会下来。

仍有光影堆积的原始状态
光影堆积
外鼓修正后光影堆积消失
无光影堆积
修正前后的线条对比条
内凹趋势被削弱

常见情况三:导了 R 角的斜棱线

斜交的冷边上导一个 R 角之后,R 角弧面和底面的交线常常不好看。很多人意识不到这是细节问题。办法仍是手动约束交线,画一条自己觉得好看的线。

斜棱上已导圆角的体块
斜交棱线 + R 角
顶视图中怪异的交线
怪异的交线

手动画的红线不要和原线差太多,只做轻微修饰。差太大,相关的 R 角弧面会跟着变怪。然后用新曲线减切底面,再重新生成 R 角弧面。

手动绘制的舒适交线
手动交线
用新曲线减切底面
减切底面
重新生成的圆角弧面
重建 R 角

3D 软件里很容易忽略某些视角的线。高质量设计应当没有死角。每个类似的视觉棱边都要看一遍、约束一遍。

约束后的局部造型
有约束
未约束与已约束的对比
无约束 / 有约束
约束后各视角都干净的局部
这一块已经没有死角

常见情况四:两枚不同 R 角的相交棱线

两条棱线的 R 角大小不一样时,相交处常会扭。红线指示的棱线会变成 S 形,既不规整也不好看。同类细节堆多了,整件会脏。还是手动画视觉棱线。

两枚圆角大小不同的过渡造型
常见过渡
相交棱线呈现扭曲的 S 形
棱线扭曲

先把大 R 角面还原并延长,以其为基准,手动画一条目标棱线。用这条红线剪切大 R 角面,切掉小 R 角面和一部分基础面,留出补面空间。最后用工具把空白补成新曲面,得到一条干净的相交棱线。

手动绘制目标棱线
手动绘制目标棱线
剪切后的补面空间
切面
补面后得到规整相交棱线
补面

两个不同大小的 R 角面硬切,弧度不同,部分角度必然扭。任意不同曲面相交都可能这样,这是几何决定的。设计上我们不希望看见扭,所以要先画希望得到的目标棱线,让相交在任意角度都和谐。

约束优化前的相交棱线
约束优化前
约束优化后的相交棱线
约束优化后

常见情况五:C 角边缘线

在红线上做一个 C 角之后,软件自动生成的两条边缘线常常既不平行,也不是偏移;换个角度看还会彼此错开、互相离开。

需要做 C 角的红色边缘
要做 C 角的边
自动生成后上下边缘既不平行也不偏移
既非偏移,也非平行
顶视图中的 C 角边缘
顶视
前视图中两条互相远离的边缘线
前视:两条线互相远离

原因在原始体块:那张红面从左到右曲率并不均匀。把直线沿 Z 轴投影到红面上(这是常用的肉眼查曲面方法,投影线不是曲面 UV),会看到 X、Y 方向都有明显变化。软件的 C 角算法跟曲面变化程度绑在一起,边缘线才会既不平行也不偏移。

曲率沿左右方向变化的红色曲面
曲率不等的面
投影线显示曲面在 X 与 Y 方向都有变化
投影线检查
因此自动 C 角边缘错位
自动 C 角的结果

工具结果不好时,就手动重新约束这两条边。删掉曲率变化较大的那一部分面,画出理想的 C 角边缘,用这两条线重做 C 角面并剪掉多余部分,再用剩余的原面把完整面接回去。

手动绘制理想的 C 角边缘线
重画边缘
按新边缘制作 C 角面
重做 C 角面
接回完整面后的结果
接回完整面

更多对比

软件自动计算的 C 角示例一
软件自动
手动约束的 C 角示例一
手动约束
软件自动计算的 C 角示例二
软件自动
手动约束的 C 角示例二
手动约束
软件自动计算的 C 角示例三
软件自动
手动约束的 C 角示例三
手动约束

常见情况六:分件线

分件线几乎出现在每一件硬表面设计里,重要性某种意义上高于前面所有例子。下面这个情况很典型:要在曲面上分出两个零件,通常会拿一个平直面去切。切完之后,顶视光影里,分件线和边缘起伏的光影贴得太近,显得挤。

待分件的曲面造型
原造型
用平直面直接切开的分件
平直面硬切
分件线与起伏光影过于接近
和光影挤在一起

人对曲面弧度没有对线条那么敏感。把格线沿 X 轴投影到造型上,再从 Z 轴往下看,会发现红圈附近截面线变化并不线性:A 到 B 的间隙在缩小,B 到 E 的间隙在放大,而且并不和看见的视觉光影形成偏移、平行、角平分这类和谐关系。

复杂曲面上做投影或剪切,往往只能约束住一个方向的线,其他方向容易失控。这个例子还算简单。更复杂时,只做单一方向约束会更糟。

格线投影检查曲面
格线投影
只约束了 X 方向的投影
只约束了 X 向
截面间隙从缩小转为放大
A–B 缩小,B–E 放大

反过来,如果只做 Z 向约束,让分件线从 Z 轴看与整体光影和谐,X、Y 向的交线又会扭。好像只能二选一。

只约束 Z 向时的分件线
只约束 Z 向
X 与 Y 方向分件线严重扭曲
X、Y 向扭得厉害

其实可以换顺序:在建立基础面之前,先把将来要切出来的分件线约束好,再去做曲面。先有分件线,再有造型面。用已经约束好的分件线去生成零件,再补全其余部分。

先绘制并约束好的分件线
先画分件线
由分件线生成零件 A
由线生成零件 A
由分件线补全其余部分
补全其余部分

高质量分件线是设计出来的,不是切出来的。每个视角都约束好,再由分件线生成造型面,是复杂曲面上切分零件的常用做法。

未约束的分件结果
无约束
约束分件线之后的结果
有约束

全文总结

六个最常见的情况,都是为了说明:约束视觉线会实质性地提高细节和质量。设计里还有许多别的局面,用法是同一套。

  1. 约束视觉线要贯彻始终。只要还在改,就要继续看线、改线。
  2. 软件命令被算法牵制,无法覆盖所有情况。手动画出想要的目标视觉线,几乎总是更优解。
  3. 保持并不断提高对视觉线优劣的判断,才能走得更远。

THX.

编辑说明:正文据作者 PDF《细节提升一——约束视觉线(完整)》录入,作者署名为板凳王王师傅。录入时订正了提取文稿里明显的重复与错字,没有改作者观点。图为 PDF 内嵌图,已去除附加元数据。图中展示均为虚拟数字造型。