Конструкция вещей и промышленный дизайн. Текстовая выдержка с моего мастер-класса.

Чем занимается промышленный дизайнер? Помогает клиенту победить соперника на рынке за счет внешней уникальности разрабатываемого продукта. Но многие отечественные компании делают дизайн не хуже чем у конкурентов, и на этом успокаиваются. А ведь значительная часть уникальности товара это дизайн. Посмотрите на Apple, Blizzard, они тратят уйму денег на дизайн и арт, получая взамен от благодарной публики колоссальную прибыль. Они делают конфетку, харизматичную, красивую и безукоризненную, которую хочется взять в руки. Эти компании знают: качественное визуальное представление является обязательной частью успешного продукта, а отличные товары приводят к увеличению прибыли. Но дизайн это не цвет, сеточка и паттерн на коробке. Все эти шрифтовые и концептуальные украшательства правильнее назвать оформлением. Так что же такое настоящий, дорогой дизайн? Чем он отличается, каковы его признаки?

Дизайн это грамотная эргономика продуктов и услуг. Посмотрите на Apple. Когда на рынке появился iPhone, рынок изменился. А все потому, что сначала был разработан отличный дизайн. Ничего революционного Apple не дали рынку, они просто выйграли войну на рынке дизайна, а не технологическую битву. Дизайнеры Apple прекрасно знают, как вызвать нужную эмоциональную реакцию, это и есть ключевое понятие дизайна. Эмоции, впечатления, это то, за что люди ценят других людей, места, ежегодные события. Дать человеку нужные эмоции, а не нарисовать паттерн и добиться pixel-perfect, вот что такое дизайн. Люди любят выбирать классные на вид и ощупь вещи, которые можно взять руку и сказать: ВЕЩЬ! И такого эмоционального отклика может добиться только дизайнер, который учитывает и тактильные ощущения, вес, звуки, маскировку технических неточностей, ровность, аккуратность всех мелочей, всего того, что делает продукт дорогим. Дело не в тоннах креатива и новых идеях, не в чистом и аккуратном следовании гайдлайнам, а в умелой сборке уже существующих эмоций и ассоциаций в ваш продукт.

Помимо дизайнера будет необходим и конструктор, необходима возможность производства пластиковых и силиконовых деталей для успешного прототипирования (в идеале). Вы дали задание дизайнеру: нарисуй реализуемый проект сенсорного мольберта. Для таких заказов необходимы знания конструкции, которыми конструктор должен обладать. Но дизайнер обязан разбираться и в этом вопросе, чтобы не пасть жертвой множества технических ограничений и ленивости конструктора. Начнем с биологических конструкций, а именно с изобретений природы. Первые живые организмы были очень мягкими, т.к. твердые материалы более хрупкие и не приспособлены к нуждам роста и адаптации, природа почти не использует твердых материалов, разве что у крупных особей есть скелеты и панцири. Но даже в этом случае природа защищает скелет массой мягких тканей.
У природы опыт в создании конструкций почти 4,5 миллиарда лет, человек же по своему небольшому разумению старается делать все твердыми материалами. Не удивительно, линза должна быть точно зафиксирована в микроскопе, тормозные колодки должны быть вставлены симметрично, из камня просто сделать оружие для убийства живности и т.д. Задача дизайнера – преодолеть всю эту громоздкость, где это возможно. Рассмотрим несколько стандартных примеров:

Когда материал или конструкция оказывают сопротивление действию нагрузки, это возможно только за счет их ответного действия с равной по величине и противоположной по направлению силе. То есть, если пятиэтажный домик давит на свое основание, то и основание аналогично давит на пятиэтажку. Сила должна быть уравновешена, все должно быть уравновешенно. Это очень важное правило, актуальное для любой конструкции.
Если привязать веревку к камню и тянуть за веревку, то камень будет создавать сопротивление. Но как неживой объект вообще может чему-либо сопротивляться? Под любым воздействием любой объект растягивается или сжимается, это вы должны знать из любого курса по анимации, и твердые объекты, вроде камня, тоже деформируются. Глаз этого не видит, но все же это происходит на молекулярном уровне, на котором очень прочные связи между атомами сжимаются и растягиваются, что и создает необходимое сопротивление. Эти связи восстанавливают свою форму после окончания воздействия. Смещение всегда пропорционально нагрузке. Конечно, резина, ластик, ткань не восстанавливаются полностью, т.к. они пластичны. Величина смещения зависит от размера, формы конструкции и материала. Важно знать.

Если капля воды свисает с объекта, то вес воды в капле уравновешивается с силами поверхностного натяжения. Натяжение от поверхности жидкости столь же реально, как натяжение в струне, но оно отличается по следующему алгоритму: 1. Сила поверхностного натяжения не зависит от величины деформации, а является постоянной, как бы сильно не увеличивалась площадь поверхности. 2.поверхность жидкости можно увеличивать до бесконечности, создавая сколько угодно большие деформации без разрушения. 3.сила поверхностного напряжения в поперечном сечении жидкости зависит от длины контура в этом сечении.

24

Здания разрушаются в основном от растягивания, сжатие не так сильно влияет. Соответственно, часть конструкции может выскользнуть в бок из-за нагрузки . Разрушение хрупких материалов происходит путем сдвига под углом примерно 45 градусов, в бетоне это происходит в момент, когда касательное напряжение достигает критического значения. Поэтому всякие стекла, бетон, разбиваются молотком, они не умеют сопротивляться нагрузке.
Дерево разрушается иначе: все волокна сжимаются под углом в 90 градусов. Сжатие материал работает плохо, как не трудно догадаться. А теперь природная мудрость: в дереве обычно внешние слои растянуты, а внутренние сжаты. Тем самым удваивается сопротивление ствола на изгиб. Все трещины и складки начинаются в месте максимального напряжения у отверстий и дефективных включений, гвозди и шурупы не сильно ослабляю древесину, если плотно в ней сидят.

Энергия. Науке известно много типов энергии: потенциальная, тепловая, химическая, электрическая и т.п. Любое действие это превращение одного вида энергии в другой. Соответственно, нельзя получить что либо из ничего. Энергия не может быть уничтожена, поэтому кол-во энергии всегда остаётся одинаковым.
Как думаете, что будет с луком, если из него выстрелить без стрелы, куда уйдёт энергия? Правильно, на создание трещин в луке. Соответственно, проектируя что либо, надо думать о том, где упругая энергия может перейти в кинетическую. Хрупкие материалы (камень, кирпич, стекло) не стоит использовать там, где они подвергаются растяжению, ведь для их разрушения нужно совсем немного энергии.

Поэтому энергия, требуемая для разрушения сварочного железа или мягкой стали, может быть в миллион раз больше энергии, требуемой для разрушения в таком же поперечном сечении стекла или керамики, хотя величины статической прочности на разрыв этих материалов не сильно различаются.

Растяжение это когда тянут, сжатие это когда сдавливают, а сдвиг это взаимное проскальзывание. Все твердые тела при напряжении сдвига реагируют также, как при растяжении. Соответственно, всякие биологические ткани, резина могут испытывать гораздо большие упругие и обратимые деформации сдвига, нежели металл бетон, и кость. Для жидкости деформация сдвига не ограничена и необратима. Как это применимо на практике? Допустим, хотим коробочку, сделанную из решеточки? Наиболее оптимально будет расположить под углом 45 градусов к оси балки, иначе не будет достаточно сдвиговой жесткости.

Удачным будет пример из строительства арочных мостов: две параллельные арки из стали позволяют между арками на любом уровне разместить дорогу, такая возможность появляется благодаря тому что всю нагрузку берут на себя сжатые арки.

afafaf

Учитывая все вышеперечисленное, помним, что форма товара должна быть обусловлена функциями предмета, т.к. в большинстве случаев дизайн канонизирован и возник в ходе исторического развития предмета. Зачастую он модифицируется, но не существенно, стул должен остаться стулом. Если он общественный, то основа почти всегда металлическая. Торговля предшествует производству, и производству проще сделать нечто знакомое. Кружка круглая не только потому, что это удобно, её также проще сделать круглой на гончарном станке или через мастер-форму, а нагревание и размягчение преформы ПЭТ-бутылок в любом случае будет диктовать условия для дизайна формы. Будет уместно упомянуть очень популяризированный flat-дизайн, который не просто очередная тенденция, а нечто близкое к финальной стадии аутентичности дизайна, отказ от всего лишнего.

Но тактильные ощущения это не 100% успеха. Еще есть модульные сетки, по которым вы проектируете форму, пропорции, наклеечки. Сетки для художника настолько же древнее явление, насколько древним может быть Египет. Из школьного курса истории все знают, насколько строго была стандартизирована сетка для рисунков в Древнем Египте. Дозволялось рисовать фигуры человека только определенным образом, строго по канонам. Прошло 4 тысячи лет, и теперь уже в наши дни многие дизайнеры считают, что сетка бывает только 12-колоночная и сайт надо уместить в 960 px (спасибо, IE6!). Художники пытаются с этим утверждением спорить, но любые доводы обычно разбиваются о догму «дизайн — не искусство, а реализация». Так то оно так, но у этой реализации есть определенная мат. часть, весомый пул знаний которой лежит в классическом изобразительном искусстве.

фв

Освещение, цветовой баланс, место действия, ракурс, и многое другое влияет на композицию, но разложить композицию на составные части не получится. Выбор дизайнером определенной перспективы, границ изображения и декоративных элементов зависит от цели. Создание грамотного соотношения и поддержание структуры элементов внутри кадра облегчают задачу передачи желаемого сообщения и совершенно необходимы для установления нужной атмосферы. Вопрос в том, как соотносятся целостное изображение и составляющие его компоненты. Для опытного дизайнера не секрет, что зависимость от правил сковывает возможности. Тем более что правила зачастую надуманны. Хороший дизайнер знает, что не существует «универсальных законов восприятия». Всегда нужно учитывать вид деятельности, социальный статус и возможный опыт человека, для которого разрабатывается продукт. Это касается и форм в том числе. Как вывод, пропорция сама по себе не может быть красивой, но она способствует достижению красоты промышленного изделия.

Так где же почерпнуть знаний о правильных, сложных сетках, проверенных годами? Изучение классической живописи и понимание их устройства может дать современному дизайнеру ключ понимания их красоты. Кроме того, можно увидеть в окружающем мире больше закономерностей и привнести их в свои работы. Вернемся к Apple, чьи товары покупают вопреки всякому смыслу. Возьмем их излюбленную сетку, Vesica Piscis. Vesica piscis — фигура, образованная пересечением двух кругов с одинаковым радиусом, наложенных так, что окружность одного находится в центре другого. В переводе с латыни обозначает рыбий пузырь. Попросту, Vesica Pisces (это когда нужно получить корень квадратный из трёх с помощью циркуля). Дизайнеры Apple мастерски используют этот прием компоновки в обычных коммерческих вещах, что позволяет им быть на голову выше конкурентов, даже не имея технического преимуществ.


Этапы дизайн-проектирования промышленного изделия. Все делается за продолжительное время, так как нужна эволюция идеи. В этом проблема создания дизайна за одну ночь, нет развития идеи.

— Техническое задание, включает в себя информацию о конкурентах, потребителях, ситуациях использования.
— Стилевой планшет.
— Компоновочная схема.

— Эскизный поиск. Это тот же концепт-арт.
— 3D модель, демо-подача.
— Масштабный макет. Он необходим, так как 3D модель не передаст, как работают линии, формы, масштабность.


Также, для оценки качества может служить следующий чек-лист:

Является ли форма устойчивой?
Не слишком ли много элементов на поверхности? Не слишком ли сильно они выступают?
Тектонична ли форма?
Согласуется ли с конструктивными особенностями прибора ритмичный строй формы?
Информирует ли форма элементов о назначении, достаточно ли выявлены функциональные зоны?
Имеются ли зазоры, углубления и стыки элементов формы, где возможно скопление пыли и грязи?

10 комментариев

  1. Денис

    А как вы относитесь к промышленному дизайну в фотошопе? Это возможно?

    • your-scorpion (Author)

      Судя по вашим вопросам на почту, вы про 3D печать из фотошопа?) Можно быстро прототипировать детали объектов, совершенно верно. Это называется RP-технологии (Rapid Prototyping).

      1. Создаете шейп, повторяете галочки с картинки ниже и нажимаете Create
      3D печать из фотошопа. Качественный пример реализации чехла айфона.

       


       

      2. Проставляем для полученной 3D модели следующие настройки, выбираем единицы измерения, нажимаем Move to ground
      3D печать, арт-дирекшн

      3. Получить нужно вот такое расположение модели в пространстве:
      3D печать, подготовка модели

       


       

      4. В слоях выбираем нашу сцену, в properties вы можете выбрать материал для печати: пластик, дерево, металл, песок, сахар, или даже шоколад. Нажимаем кнопку «add 3D print setting». Настройки проставляем как на картинке, нажимаем кнопку «Start print». Не переживайте, моделька сразу не уйдет печататься на ваш офисный принтер, пугая сисадминов странными форматами файла.
      Настройки 3D печати

       


       

      Откроется новое окно, в котором будет превью 3D модели и цветовые индикаторы. Зеленый цвет показывает первоначальную сетку, синим подсвечивает утолщенные элементы модели, красным закрытые отверстия в модели. Также будет показана цена печати на Shapeways.com, возможность включить трассировку лучшей для лучшего восприятия материала, кнопки Print и Export. Экспортируете в STL файл, который надо отдавать в 3D печатную студию.

  2. maxisonfirelove

    А если не из фотошопа, а более по взрослому? хочу начать печатать модели, какие ограничения в плане технологий?

    • your-scorpion (Author)

      Одна деталь = один меш. Меш должен быть замкнутый, без дырок (это также проконтролирует оператор на производстве). С топологией можно не сильно возиться, триангуляция и decimation master в помощь, количество полигонов никакой роли не играет.
      Для печати универсальным форматом считается stl.

      Напишите, каким способом отливка будет делаться, от этого будут зависеть конечные требования. Например, толщина стенок иногда задается непосредственно в 3D редакторе, а иногда при печати на ПО принтера. Главное, не надо моделировать детали, которые меньше разрешения печати принтера, стереолитография самая точная.
      Для растишки надо будет все сделать так, чтобы был один меш и поверхность нигде не рвалась.
      Для фрезеровки достаточно порой все просто смерджить и уточнить координаты (3,4,5).
      Для отливки вам придется работать с форматом iges. Получают из OBJ программой Geomagic Studio.
      Стереолитография (затвердевающая смола) подразумевает экономию материала, нужно делать модель полую.
      Также будет нужна программа Magics для проверки модели на наличие ошибок перед печатью.

      • aero_port

        Здорово! Спасибо!
        А как все же проконтролировать модель в редакторе? Работаю в Рино.

        • your-scorpion (Author)

          Я бы рекомендовал все же использовать Materialise Magics, в котором можно проверить не только основные косяки, но и множество нюансов.
          Еще можно обратиться на сервис 3D button, там тоже встроен алгоритм проверки. Но интернет есть интернет, модельку могут и спереть..
          Если совсем не хочется выходить за рамки Rhino, то:
          1. selsrf (или selPolysrf)>mesh>delete (srf)
          2. selmesh -> unifyMeshNormals (исправляем направление нормального вектора всех треугольников)
          3. selmesh ->weld (angle 180)
          4. selmesh -> dupborder (проверяем на наличии отрытых мест)
          5. selcrv -> delete
          6. selmesh ->_FillMeshHole
          7. selmesh -> what (проверка объекта)
          8. selall->_export (export selected)

  3. tatiana

    Как работает зелень в дизайне среды города, чтобы жизнь была комфортной?

    • your-scorpion (Author)

      Нужно для начала разобраться в контексте. Зона для комфортной жизни бывает транзитная (тротуар вдоль автодороги), пешеходная (места прогулок и отдыха) и жилая (дворы). Мы, как я понимаю, говорим про жилую зону. Жилой зоне необходимы буферные зоны, они считаются всего лишь элементами благоустройства, хотя имеют и гораздо более практичное применение. Так, деревья, как и любые растения, обогащают воздух кислородом, очищают от вредных примесей и пыли, положительно влияют на температурный режим и влажность. Как пример, за 1 час в спокойном состоянии человек поглощает 19 л. O2 и выделяет 16 л. CO2, одно дерево за 24 часа вырабатывает столько O2, сколько необходимо трем людям для нормальной работы на такой же период времени. Соответственно, 1 га зеленых насаждений выделяет 2 кг O2, необходимые для работы двухсот человек в течение всего рабочего дня.

      Нужно учитывать инфраструктуру, например лавочки со спинками и подлокотниками принято располагать в парках и около подъездов, и черные лавочки без спинок и подлокотников возле проезжей части, лавочки не должны стоять на траве, зимой в слякоть на них комфортно посидеть будет проблематично. Где есть лавочка, там должна быть и урна, большая и высокая из текстурированного металла, с отсеком под окурки. Также, пром. дизайнер обязан учитывать тип почвы, ведь для хвойных (елки, сосны) необходима рыхлая почва, с хорошим дренажем с песком, для цветочков (те же розы) нужен чернозем. И так далее, не везде можно рассадить то, что красиво отрендерил визуализатор. Или клумбы, они должны быть высокими, неяркими, и не мешать машинам и пешеходам, и засажены растениями, а не мусором.

      Да и просто, люди любят деревья, это помогает отвлечься от серой урбанистической жизни менеджера по продажам в средненьком банке.

  4. Dima Leon4ik

    Здравствуйте. Спасибо за статью!
    Я много раз слышал про то, что те радиусы скругления форм, используемые в программах для дизайна, некорректны. Это верно?

    • your-scorpion (Author)

      Да, верно. Нагляднее всего этот нюанс можно увидеть в продукции Apple. Они использует форму под названием squircle, причем и для UI дизайна и для физических девайсов. Суть таких скруглений в непрерывной кривизне формы. Внешне такую форму просто отличить, любой 3D моделлер или промышленный дизайнер знают как избежать резкого перехода формы из прямой линии в округлую. Благодаря этому свет падает на поверхность мягко, не оставляя жесткой границы.

      Это была теория, на практике вы можете скруглить углы кнопок лучше, чем это делает софт. Софт оставляет изломы на границе прямой линии и начала сгиба. Чтобы этого избежать, достаточно вытаскивать «усы» Безье несколько дальше, чем это сделала бы машина.

      Вся эта система давно документирована и структурирована. Вы можете использовать как референс оригинальные шаблоны иконок Apple.