一、前言
    随着科学技术的不断进步，军用电子设备除了在性能、功能上有大幅度提高外，设备的造型也越来越精巧、美观。不同的单位研制同样的设备，在性能、功能上都差不多，所不同的往往是外观造型，独特的造型设计能显示出与众不同的个性。造型设计可提高设备的整体造型效果、附加值和市场竞争力，造型设计可使设备的实用性、审美性、经济性达到完美统一。随着国外先进技术、设备的引进以及加工工艺的不断完善，民用电子设备的外观造型已有很大改观，有的甚至已接近外国同类设备的先进水平，但军用电子设备在这方面做得还远远不够，可喜的是造型设计现已引起各级领导和设计人员的高度重视，与之有关的专著、学术论文以及学术研讨会也日渐增多，这就给从事军用电子设备结构设计的人员提供了宝贵的资料。设计师应充分利用这一大好机会，加强对军用电子设备造型设计的研究，努力提高我国军用电子设备的造型设计水平。
二、造型设计概述
    造型设计是社会科学、自然科学、技术科学、人文科学和艺术相互渗透、汇流、交融而形成的横向交叉学科，它是在艺术—工程技术的基础上，综合社会的、人文的、经济的、心理的、生理的等多种因素，对产品款式进行塑造设计的一项创造性活动。造型设计能充分体现产品外观造型的形态美、色彩美、装饰美、单纯和谐美及时代感，其科学基础是美学原理。造型设计的基本原则是实用、经济、美观和创新，因而，对设备进行造型设计时，首先要考虑设备的外观造型如何与设备的功能相统一，设备失去了实用性也就失掉了主体作用；其次，在满足实用性和审美性的前提下，设备的造型设计应使用最少的物力、人力、财力和时间，以做到“经济实惠，价廉物美”；再次，在体现实用、经济的前提下，将设备塑造成完美、生动、和谐的艺术形象，并满足时代的审美要求，这是造型设计的主要任务；此外，造型设计只有追求造型的“新意”和“创造性”，才能创造出具有独特艺术风格和新颖有魅力、有个性的外观，才能满足人们随时代进步而不断发展和提高的审美观，成为具有时代感的现代产品。造型设计的4个基本原则是相辅相成的，缺一不可：实用是基础，经济是条件，美观是目标，创新是动力，因此，设备的造型设计必须在尽可能的范围内使实用、经济、美观、创新达到完美结合，才能使设备的造型达到理想境界。
三、我国军用电子设备造型设计 的现状和差距
    我国军用电子设备的外观造型总的来说显得单调、呆板，不够简洁明快，色彩不够协调，缺乏时代感和自己的风格；国外的同类设备在外观造型上则构思新颖，精致轻巧，轮廓清晰，线条明快，色调柔和，且注意整机、面板及其它单元模块的协调安排，布局合理，形成了良好的整体效果。
    目前我国军用电子设备中采用的各功能单元大多数都是从外单位选购，品种规格可选范围小，外观造型也不尽人意，因而形成不了整体艺术效果；国外的军用电子设备已采用了模块化设计方法，设备由各种不同的模块组合而成，模块的种类多、规格全，可选范围广，而且模块也是经过精心设计、合理选材、精细加工而成，且配以相宜的色彩使模块与整机形成了一个完美的艺术整体。
    国外的设备很重视面板设计。因为面板是整个设备造型设计的核心部分，是人—机信息传递、交换的枢纽。国外设备的面板给人以色泽柔和协调、旋纽小巧轻便、雅致舒适、操作轻快之感；我们的设备在这方面做得还不够，设备的面板则显得粗笨，随着薄膜面板技术的发展和应用，面板设计已有所改观。
    在我国，由于历史的原因，军用电子设备的造型设计通常也是由结构设计师来承担，而结构设计师对造型设计缺少专业意识和专业水平，所设计的产品外型效果也不够理想，民用电子设备在这方面做得相对好一点。而在国外，造型设计是一门独立的学科和专业，有一支专门的造型设计师队伍，并活跃在各个设计领域。
四、美学法则在军用电子设备造型 设计中的应用
    美学法则是在对大量事物“美的形式”总结的基础上而得到的，是许多“美的形式”的概括反映，是各种“美的形式”的共同特征，其主要法则包括：比例与尺度；稳定与均衡；统一与变化（包括调和与对比、节奏与韵律、主从与重点、过渡与呼应等），这些原则也不是绝对的，它还将随着时代的演变、科学技术的进步、社会文化、艺术的发展而不断完善和创新。
１．比例与尺度
    比例是设备形态自身各部分尺寸之间的比，尺度是指设备的整体或部分与人的生理或人所习见的某种特定标准之间的大小关系。军用电子设备造型设计时，一般先设计尺度，然后依此推敲比例关系。就设备外型而言，长短边为黄金比（1：1.618）在视觉效果上能产生独特的韵律美，黄金比被称为诸比率中美的典范，为世界所公认。大量的电子测量仪器，车载、机载电子设备的面板尺寸以及面板上显示区、控制区的尺寸基本上都是采用黄金比。当然，随着时代的进步、人们审美情趣的变化，会产生新的尺度要求和比例关系，如小型测量设备、手持式电子设备都采用了现时流行的扁平型和超薄型。
2．稳定与均衡
    均衡是指造型物各部分之间前后、左右的相对轻重关系，从造型的角度看是指造型元素如比例、尺度、形态、色彩、材质等在视觉效果上产生的一种相互分量关系。在造型设计中，除了要考虑实际的均衡，更重要的是要考虑视觉上的均衡。视觉上的均衡能给人一种内在的、有秩序的动态美，具有动中有静、静中富动、生动感人的艺术效果。对于设计人员来说，首先要从设备本身的结构及其组合着手处理其体量关系，以达到其形态富有趣味和变化，具有灵巧、生动、活泼、轻快等特点。对于电子设备的面板，可通过面板上的元器件、商标、型号、色块、色带等造型元素的灵活多变的布局来实现视觉平衡。稳定是指设备形态上下之间的相对轻重关系。造型设计时，要注意设备形体各部分间的体量关系是否符合人体视觉效果上的稳定，具有稳定感的造型能增强使用中的稳定性、可靠性、安全性。造型设计时，可通过扩大设备的支撑面使设备的重心下移；或采用色彩对比法，将设备面板下部设计为暗色，增强视觉稳定度；或采用装饰法，设计一装饰带，粘贴在面板上部可增加轻巧感，粘贴在面板下部可增强视觉稳定感。
3．统一与变化
    在形式美的诸多法则中，统一与变化则是它们的集中和概括，也是造型设计中最具灵活性、最具艺术表现力的因素。一个完美的造型必须具备统一性和差异性，简单地说就是“求大同，存小异”。具体的方法就是：在统一中求变化；在变化中求统一。在统一中注入变化能增强造型美的情趣和生动感，常利用对比关系、节奏关系和重点关系等表现技法。在变化中求统一常利用调和关系、主从关系、呼应关系等表现技法。设计中若能恰当地运用上述表现技法能获得很好的造型效果。
    （１）统一的技法
    统一的作用是使形体有条理、趋于一致、和谐，有宁静、安全感。军用电子设备造型设计中所要求的统一主要是指：形式和功能的统一；比例尺寸的统一；风格的统一。一些大型电子设备测试系统、监控系统中的设备，其外形、尺寸、表面涂覆的颜色等都是一样的，就形成了整体统一效果。要实现统一，可运用调和、韵律及过渡与呼应等方法。许多仪器、通信设备面板上的旋扭、开关、按键、指示灯等，有规律的重复以及错位就能产生很好的呼应与协调的效果。
    （２）变化的技法
    变化的作用是使形体有动感，克服呆滞、沉闷感，使形体具有生动活泼的吸引力。造型设计时，在力求统一的基础上，形、色、质、排列、部位、方向、层次等均应有所变化，以取得生动活泼的艺术效果，欲实施变化，可运用对比、突出重点和布局、节奏变化等技法。
    对比主要包括：形状对比，表现在设备形体的线形方向、曲直、粗细、长短、及高低、凹凸等方面；排列对比，利用各种造型元素在设备面板上的排列关系上形成繁、简、疏密、虚实、高低的变化，使造型达到变化协调、自然生动的目的；色彩对比，利用色彩的浓淡、明暗、冷暖、轻重等突出设备的造型重点，给人以新颖、悦目的视觉效果。许多带显示屏的测试设备、通信设备，一般都是将显示区布置面板左侧显示屏凹进去，同时在显示屏四周设计一凸台，既起到保护作用，又有层次感，将按键、开关、旋扭布置在面板的右侧，同时，将按键根据其功能的不同，设计成不同的形状，如箭头状、圆形、长方形、正方形等，有些按键还进行打凸处理，这样既突出了功能，又使布局富于变化。
五、军用电子设备的造型设计方法
    军用电子设备的造型设计就是：在满足设备各项技战术指标的前提下，用艺术的手段，依据造型设计原则，创造出功能多、性能好、外型美观的电子设备。通常分为以下几个设计阶段：设计准备阶段；设计构思阶段；设计发展阶段；设计制造阶段。
１．设计准备阶段
    根据设备的功能、性能、使用环境及技术指标等，进行广泛调研和收集有关数据，并对其进行分析，确定设计思路和造型风格、材料与工艺方法，研究发展动向和趋势，从而确定设备造型的设计方向，在此基础上，制订有关计划，进行必要的物质准备工作。设计准备是第一步，也是重要的一步，准备充分，则有利于开拓思路，既可总结他人的成功经验和失败的教训，又可使自己站在一个新的、高的起跑点上。
２．设计构思阶段
    这是造型设计中最重要的阶段，是创新阶段。设计人员可充分发挥创造性思维，如同天马行空，不受拘束，以设备的功能为核心，联想任何相关、不相关的物体及其形态，甚至进行浪漫的幻想，发挥最大的想象力，产生构思，这是一个既抽象又具体的思维过程，形成多方案的草图是这一阶段的产物。
３．设计发展阶段
    这一阶段主要是对构思阶段形成的大量方案草图进行过滤、筛选，确定可行方案并进行设计发展。在这一过程中，要将构思草图与工程实际接轨，综合考虑材料、结构、工艺、模具等因素对设备内部结构与外观造型的影响，探讨方案的可行性与实际效果，借助于计算机辅助工业设计（CAID）将可行方案绘制成造型效果图。
４．制造阶段
    对于设备的造型设计，设计人员的职责就是“赋其神，塑其形，成其真”。这一阶段就是解决成其真的问题，也是设计人员设计成果的最终体现，将效果图转化为二维形态图象和三维实体图，并最终转化为用于制造的工程图纸。
六、面板及色彩设计
    面板是人观察与操作最频繁的部位，也是设备外观的核心，其造型好坏直接影响到设备的整体造型效果。 电子设备的面板通常是用铝合金材料和工程塑料制成的。铝质面板经化学处理、着色、喷沙及抛光等工艺方法，可以获得不同质感的面板。用工程塑料制成的面板，可以制成凹凸不平、立体感很强的面板，极有利于造型设计的需要。面板造型设计的要点是构图匀称、清晰大方、具有时代感，面板上的文字及图形简明易懂，且符合操作人员的思维规律，面板的色彩对比要鲜明、和谐，面板上有关的控制器、显示器、连接器、电源开关、操作键盘的排列、布局在满足人机关系的前提下，按照造型上述美学法则进行设计。
    色彩设计本来是多种多样、丰富多彩的，由于军用设备的特殊性，其色彩设计相对于民品，设计人员不能随意发挥，受其特殊性的限制，通常只能用黑色、电脑色、海灰色、中灰色、深灰色、草绿色以及褐绿色等几种。
七、设计实例
    军用电子设备的种类很多，有车载、机载、舰载、背负式、手持式等，本文讨论一种典型的手持式通信设备。由于该设备要求具有“三防”功能，所以设备材料选用防锈铝，经机加工制成。
    造型设计时，首先考虑的是设备“体”的构思和“面”的布局。从设备用途和功能角度出发，整个设备设计成现时流行的扁平长方体，给人以轻便、精密及时代感，同时也体现了手持式设备轻巧、灵活的特点，整个设备的外型以及6个面总体上设计为对称型，给人一种严肃、庄重、有条理的静态美。设备各部分的尺寸比分别采用了不同的比例关系，如黄金比、均方根比、整数比、相加级数比（又称费波纳齐级数）等，设备的长宽比为3：5，薄膜面板的长宽比为黄金比，设备的宽高比为1：2，盖板上的凹槽尺寸比为1：３。均方根比符合人们的现代审美需要，整数比具有明快、匀整的美，相加级数比容易取得整体的良好比例关系，能产生一种有秩序的和谐美。薄膜面板粘贴与盒体正面的凹面内，其高度及四周与凹面高度和四周均小0.5 mm，这样不仅有层次感，而且四周的间隙有利于薄膜面板的热胀冷缩，不至于由于温度的变化，面板鼓包而影响美观。设备的上下面设计成60°梯形外凸式，所有紧固件均采用沉孔形式，外圆采用60°的半圆锥形，设备的6个外表面均加工了1.5 mm深的凹面,其中右侧面的一个凹面内用于粘贴标志牌，所有这些措施均体现了造型设计的统一中求变化、变化中求统一的表现机技法，使得设备外形既简洁、美观，又有生气、层次感，而且，变化中又反衬了简洁的外形，形成了良好的视觉效果，给人一种详明、清新、跳跃、活泼的情感。设备外形的所有棱边分别采用了R1～R3的圆角过渡，使得设备外形刚劲中带柔和，丰富饱满中显得坚实庄重。
    由于设备需要“三防”，所以在盒体与盒盖之间设计安装了密封圈，由于对密封圈进行了精心设计、精确计算，使得设备总装后盒体与盒盖之间只有0.2 mm的缝隙，既达到了“三防”的目的，又没有影响美观，给人一种和谐统一的整体美。
    薄膜面板上的按键采用无手感型的，按键四周用带有小圆角的方框做标识，面板上的文字、字符、指示灯孔以及按键的位置严格对称布置，给人一种庄严、端庄、安详的美感。
    由于是军用设备，草绿、褐绿色是设备的必选之色，外接航空插座为黑色，紧固件为不锈钢本色，这三种颜色的和谐搭配既显军品之威严庄重，又不失朴素大方之本。面板的主色调是草绿色，为了使之与设备的颜色产生色差，设备的主色调为褐绿色，这样视觉效果更佳，面板上设备的名称、指示灯有关的标识文字、单位名称的颜色为白色，按键方框为中灰色，按键部分为淡黄色，按键上的字为黑色，这几种颜色形成了鲜明的对比，充分利用了色彩对比法这一变化技法，而且便于输入操作。
    军用电子设备的造型设计实例很多，限于篇幅，这里不再一一列举。
八、结束语
    由于军用电子设备的特殊性，其造型设计有时会受到很多限制，不可能象民用设备那样可以随意发挥，必须根据设备的实际情况，从实用功能、经济性、内在美、外观美等多方面综合考虑，准确把握设备的形象，做到实用、经济、美观、创新四者的完美统一，使设备的点、线、面、形、色、质相互配合、协调，统一的造型形象。随着模块化理论及技术的出现与广泛运用，军用通信设备的模块化是其发展的必然趋势，设计人员还应加强对组合模块的造型设计的研究，既要考虑模块自身的造型，又要考虑模块组合成整机时整机的造型设计，努力做到模块与整机的协调设计。随着计算机技术的迅速发展，出现了许多先进的造型设计软件，为造型设计人员提供了强有力的设计工具，加上各种先进的加工设备、工艺，使得以前许多无法实现的造型技法得以实现，造型设计的水平也必将随之上升一个档次。

参考文献

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