工学立体构成讲义.pdf

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1、第一章立体构成概述 第一节 立体构成的研究方向 一、构成：是指一定材料的形态元素，按照视觉规律、力学原理、心理特性、审美法则进行的创造性的组合。二、立体构成：是研究立体形态的材料和形式的造型基础学科。立体构成所研究的对象是立体形态和空间形态的创造规律。具体来说就是研究立体造型的物理规律和知觉形态的心理规律。三、立体构成的学习任务：揭示立体造型的基本规律，阐明立体设计的基本原理，掌握立体造型的构成方法，提高对立体设计中形式美规律的认识，从而提高设计能力和审美能力。四、立体构成的研究方向 立体构成是立体设计的基础，这种基础研究分三个方面：1、视觉和构成感觉（人的知觉与心理）人的视知觉即视觉生理组织

2、、视觉神经感受构成。盲点、错觉等因素因人而异，但都影响观者对立体形态的感受敏锐度和准确性，甚至误断。如：单眼、双眼、左眼、右眼开始的不同感受。其原因有：1视觉具有主观性：受自身经验、听觉、味觉、触觉、嗅觉、情感和思绪、新旧烦扰的影响。2视觉受到趣味的控制：是一种心理需求，看什么，怎么看的选择和舍弃。2、形态要素（立体形态本身）形态本身具有的形状、色彩、结构、质感、机能、内涵等要素相互关系。3、综合因素（环境）色光、色彩、明暗、空间、大气等环境使立体构成研究的领域扩大。立体构成体现着综合特征，包含着美学、人文、社会、材料、技术、等在内的综合训练。第二节 立体构成的“形态”概念 立体形态分类 1、

3、概念形态与现实形态 形 态 概念 形态 眼睛看不到，但可感受到的，包括点、线、面、体 现实 形态 自 然 形 态 有机：富有生长机能 自然生成，不涉 及 材 料与制作 无机：由继续生长演化 人 工 形 态 具象：识别性大、保留与自然形较多的一致 抽象：变化和提炼，摆脱模仿，专注于纯粹美 2、积极形态与消极形态：积极形态与消极形态的关系在立体构成中主要体现为立体形态与空间形态的关系。积极形态主要指立体形态实体，是可以被感知的直观化形态；消极形态是可见形态状态的概念形态，即积极形态实体包围所形成的各个角度外轮廓的空间形状。第三节 立体构成的基本要素 立体构成作为研究形象设计与空间构成形态的课程，其

4、构成要素分为：1、形态要素：包括点、线、面、体构成的形状和色彩。2、结构要素：将基本形以及由此分解而来的形的基本要素组织起来的造型方法。3、关系要素：数量、方位、光线、动静。4、材料要素：常用材料的材质属性特征。5、空间要素：是由物体与人之间产生的相互关系形成。6、形式要素：形式美法则。第四节 空间立体的基本形态 一、空间立体的概念 一个立体物具有长度、宽度和深度，就是它所占据的三度空间。立方体是立体物最基本的形体之一，包括：棱角 8 个、棱线 12 条、表面 6 个。二、种类 1、平面几何形体：特征是平面，棱线为直角。心理感觉是简练、大方、庄重、稳定。2、几何曲面立体：特征是几何曲面，秩序性

5、强。心理感觉是严肃端庄、又有曲线变化。家用电器造型多用。3、自由曲面体：特征是大多为对称形。心理感觉是优美活泼、又有强的秩序性。4、自然形（偶然形）：特征是人工成份少，反映自然形态。第五节 立体构成与“包豪斯”构成首先来自于 20 世纪初前苏联的构成主义运动，构成主义运动思想主张舍弃主题内容，把绘画从文学趣味和幻觉艺术中解放出来，以非具象的几何学形态和铁板、玻璃、树脂等工业材料为素材，创作用新的量感、概念构成立体造型的作品，注意力集中于画面的材料和真实的结构。20 年代，包豪斯将三大构成理论确立为现代设计家学训练的基础课程。包豪斯的教育观点：1、艺术、工艺与技术的统一。2、设计的目的是人。3、

6、设计必须遵循自然与客观的法则来进行。4、造型的原始母体为单纯的几何形基因。第二章立体构成中的材料与技术的运用 第一节 材料的种类与特征 一、材料的分类 1、质地类：木、石、金属、塑料、纸张、陶瓷、玻璃等。2、人工与自然构成性能类：泥、木、石（自然类）；水泥、面粉、纸张、毛纺、纤维、陶瓷、玻璃等。3、视觉形态类：成形物（木、石、金属、布匹、塑料、玻璃等）与不成形物（粉沙、水泥等）。4、物理性能类：塑性材料、弹性材料、粘性材料。5、自身形态类：点材、线材、板（面）材、块材及连接材料等。二、材料性能：1、材料的物理性能：指材料在重力、声、光、电和热等物理条件下所表现出来的特性。2、材料的化学稳定性：

7、指材料抵抗酸、碱、盐和有机溶剂腐蚀的能力。3、材料的机械性能：指材料在受力的情况下所表现出来的特性，即材料的力学性质。4、材料的工艺性能：指材料在加工过程中所表现出来的特性。三、材料的构造属性与加工方法 1、纸材 1属性：优点：易剪、切、弯曲、质量轻、平滑、光洁。缺点：易破、易燃、易脏、不易保管。2加工方法：折、切、接、其它。2、木材 1属性：质量轻、强度高、较有弹性和韧性、耐冲击和振动，易加工、高度绝缘。但易扭曲，变形、干裂。2针叶树材：软木材，质地均匀、平顺易加工。阔叶树材：质地硬且重，强度大，纹理美。3种类：天然木材与人造板材 4加工方法：雕刻、弯曲变形、锯割、连接。3、金属（导电、导热

8、、可锻性强的元素。常见主要为合金）（钢=铁+碳）钢熔点 1800 度，铁 1200 度 黄铜（铜+锌）1属性：物理性能高温熔化、导电导热、重。化学性能腐蚀 机械性能耐拉伸、弯曲、剪切，较坚硬。3种类：普通钢材、不锈钢材（含铬、镍）、铝材（660 度）、铜材 4加工方法：锻造、铸造、拉丝挤出、切削研磨 5 表面处理：电镀、轧花、烤法、喷漆、粘结。6 结合法：电焊、钉螺栓接、凹凸槽、弯曲。4、塑料（人造或天然高分子有机化合物）1 属性：质量轻、成型工艺简便、抗腐、抗电，不耐热、刚忍低、老化快。2 常用种类：塑料装饰板、有机玻璃、人造皮革、薄膜。另外有：石膏、玻璃钢、粘土、油泥、石材、石蜡、水泥、玻

9、璃等。第三章立体形态的本质 第一节 认识平面与立体的区别 从平面思维到立体思维的转变是对立体形态把握非常重要的环节。平面形状 立体形态 二度空间的幻想，靠轮廓把握，一个平面只能决定一个轮廓。只是视觉感觉，不存在物体的运动问题。材料加工只是作为视觉效果完成。占有三维空间的实体，靠体量把握，从不同角度都能看见，能触摸，无固定轮廓，角度不同形不同。有光影因素，可增强空间效果。材料加工注重质感、量感、空间感及触感效果，还要考虑重力要素。第二节 强化“虚实相生”空间意识 立体形态设计，更重要的是实体与所处空间的关系，充分利用实体对空间的占有、限定、扩张的影响，处理好凹与凸、正与负、虚与实等的关系。第三节

10、 培养立体感觉 立体形态既是物理（受形状、颜色、声音、温度、压力、空间、时间等要素影响）的而又是心理的（受审美经验的感觉影响）直觉直接的感受，不是间接的、抽象的概念思维。形相审美对象在审美主体大脑中所呈现的形象。它既是审美对象本身的形状和现象，也要受审美主体性格和情趣的影响而发生变化。一、平衡 注意视觉平衡（知觉平衡）和物理平衡（力的冲突与平衡）的把握。二、量感 1、分类：物理量（大小、多少、轻重）与心理量（物理量向精神量的转化，是心理对形态本质的判断，内力运动变化的形体表现）2、量感的创造 1创造对外力的反抗感 2创造生长感 3创造一体感 4创造速度感 三、空间感 空间是指立体形态周围的空虚

11、部分。实体是有限的，而空间是无限的。1、几何与视觉空间 几何空间在一切地方一切方向都是同一性质的，是无边无限的。视觉空间即生理空间，也包括触觉空间，是有边有限的。2、物理与心理空间 物理空间立体形态所限定、划分或包围的，可以测量的空间。心理空间由形态限定所致，没有明确的边界却可以感受到的空间。实质是形体向周围的扩张力势。3、空间感的创造 1制造紧张感 2强化进深感 3创造空间流动感（视觉引导）四、视觉质感（肌理）注意质地与肌理、光感与触感地把握运用。五、错觉（在一定条件下对客观事物不正确的知觉）错觉的创造法：1、特定视点的造型：特征是离开特定视点，造型意义不明确。2、隐蔽终端的造型：特征使人迷

12、乱方向。3、透视错觉的补救：加强透视感。4、光影造成的错觉 5、重叠造成的错觉：视网膜二维成像的错误判断。第四章立体形态 第一节 立体造型的形式法则 立体构成在造型的过程中遵循来自自然的启示，把散乱的、变幻的素材或材料用形式的法则给以合理的组织、安排，构成一具体的样式，因此，形式法则亦称构成法则，是决定一切事物形状和结构的根本。形式法则是人类对于自然和人为的美感现象做有组织、有系统的研究，长期的验证所得到的解释或创作美感的形式的依据。一、审美观的变迁 1、“和谐”之美“和谐”是中国传统艺术和西方古典艺术的最高审美标准。中国的和谐是从美学、艺术的角度，以儒的中和、道的天和为主的“和”为体系，具有

13、很强的感情色彩。西方的美在于数的和谐，美是理念的感性显现，也就是理性的和谐，具有很强的理性主义。2、“冲突”之美 冲突之美在中国兴起于封建社会末期的美学思潮，是对传统审美观的突破。西方是现代机械美学的确立对古典美形式的冲击。功能主义的影响出现了不对称、不均衡的自由构图，对比强烈、节奏鲜明。无装饰纯洁方块的“抽象”和“构成”的方法处理造形形式。也是应合了社会和技术发展的需要。3、“非理”之美 非理的审美观反对古典审美观的一元中心，二元对立，否认权威和中 心。认为一切事物的生成都是无休止的构成解构重构。造型要素走向解构，即几何化与抽象化。二、“构成”的含义：构成包括两方面含义：广义的构成是指各种创

14、作理念的综合，是功能、形式、情感的综合；狭义的构成是指各种造型要素形式美法则的综合。三、形式法则的运用 1、造型的单纯化：是指用容易识别的简单形态去表达丰富深刻的信息内容。主要的东西夸张、强调，具有醒目、易识别、印象深的特性。2、秩序性 1节奏与韵律（重复与渐变）2比例 3、视觉平衡（各视觉要素间的平衡）1对称与平衡 2不对称与平衡 4、对比与统一（和谐之美）是形式美的总法则 第二节 立体形态的基本造型元素 一、点元素：是具有空间位置的视觉单位，是实实在在的实体，看得到，摸得着。是立体构成所有形态的基础和最小单位。二、线元素：具有长、宽、深三度空间的实体，有粗细、软硬的变化。立体造型中，线可以

15、决定性的方向、形成骨架、轮廓线和与外界分离的作用。三、面元素：具有长、宽、深三度空间的实体，具有较强的延展性合成块的机会。四、体元素：是内部填满的实体，具有充实感、厚重感、量感。第五章立体形态构成的基本方法 将材料、技法与形态要素的运动变化（分离、积聚、变形）结合起来，着眼于点、线、面、立体、空间等造型要素进行立体构成的探讨时，就产生了点立体构成、线立体构成、面立体构成、块立体构成。第一节 点的立体构成 一、点的特征：1、与环境相比较体积小 2、长度、宽度、高度近似 3、有着相对而言的“外在形态轮廓”，作为现实形态，点的表现形式无限多，或方或圆或其它任何形状。同时，还可具有空心与实心的变化。二

16、、点的作用 点的表现力是与它的从属性以及它的有限面积和无限外形相联系的，点的本质是一种体现动态张力的静止图形。点在设计中的作用可以概括如下：1、起某种稳定图式、造型的作用，如说充当造型的中心或重心。这种点的存在可以是积极形态也可以是消极形态。但每个立体形态都有确定或大致的视觉中心点。2、创造视觉焦点。孤立的点、发光的点、与参照物差异大的点容易成为视觉焦点。3、创造运动感。设计作品中点的动感通常源于以下方面：a、点的集群关系：当一群点水平或垂直均匀排列成行时，我们感到了这些点的定向匀速运动。当这种直线排列不是均匀而是或密或疏的，就感到了它们有渐变性的运动变化。b、点与背景的图底关系：点往往是在占

17、有更大面积的背景或“底”上出现的微小痕迹或图形，这些背景的形式组合当然是多种多样的，其中的一些组合本身带有某种运动感，可能带动其上面的为稳定性不强的点（如位于次要位置的点）显示出动感。c、点的符号意义是产生动感的第三个来源：在现代设计中，点的稳定感或运动感常常与它的符号意义联系在一起，点也可以是装饰性的成分，也可以代表某种实在的东西。三、点的立体构成：通常来说，点的立体构成作品中容易存在点以外的形体。另外，点在某种意义上也是块，所以主要依据点的特征（长度、宽度、高度差别不大）和点与背景的大小的相对性来判定。第二节 线的立体构成 一、线的视觉、心理特征 1、线的形态：只是在长度、方向上有所不同，

18、因而最为纯粹。主要指以长度为特征的型材。2、分类：软质线材棉、麻、丝、化纤、软绳、金属丝等。硬质线材木、塑料、金属、玻璃等条材。3、断面：细线和粗线 4、质感：光滑与粗糙 5、构成性格：1线本身不具有占据空间表现形体的功能。2通过线群的集聚表现面的效果。3能够决定性的方向。4可以形成形体的骨架，成为架构本身。5线群形成面加以包围，可形成一定的封闭空间立体造型。二、节点（造型的部件与部件之间的连接点）1、滑节点：靠摩擦和自重相互连接，可以在水平方向滑动或滚动。如：家具卯榫sun 结构 古建互锁结构 抽屉轨道设施 2、铰节点：部件可以绕节点改变方向，但相互之间不能脱离。3、刚节电：完全固定死的连接

19、方式，主要为焊接。种类为：钢铁电焊、氧焊 铝锡焊 铜氧焊、氩弧焊 塑料热烫、溶剂焊 橡胶高温加压焊 刚节点形态难以把握，故成型后需打磨、抛光、刷漆、外饰。三、线的立体构成方法 1、线的框架构成 线框构造通常有平面、立体、连续框架。注意：1弄清每根材料受着怎样的力。2细长材料的着力点为材料的结合部。3节点若为铰节形式，不能传送变曲力。4材料结合为三角形不易倒塌变形。2、线层构造将线材或平面框架连续排列而成的立体造型。注意：组合时，每一个线层基本单元可以有形的渐变；垂直方向，可采取垒积组合，但要考虑摩擦力和重力。3、桁架构造：又称网架，是将材料组成三角形为单元的构造体。4、抻拉构造：锚固的部分必须

20、能够承受抻拉线的应力；只有在被抻拉时才有作用;拉线要结实，应选择最有效部位。5、线群构造：分为平面和立体空间中连接的线群。6、量感化构造：借助于抽象和象征手法，巧妙利用线的轮廓线、结构线、导向线功能进行线条造型，可以使无量感的造型量化感。第三节 面的立体构成 面是具有长、宽、深三度空间的立体造型。表现形态轻薄、延伸感。一、面材构成的加工手段 1、折曲加工 2、压曲加工 3、弯曲加工 4、切割加工 二、面材构成的结构形式（构成方法）1、单面体构造 1 折板构造简单的折曲加工 2 插接构造面材留缝隙，利用插口连接，互相钳制形成立体形态。3 层面排列若干面材进行各种有秩序的连续排列面形成立体形态，层

21、面的作用等于基本形。4 切割造型经过单纯的切割，利用切面变化形成不同的立体形态。5 壳体构造（薄壳）利用面材的折曲或弯曲来加强材料的强度的形态。分球形和桶形两种。如：体育场、剧场、工厂车间的屋顶 6 可展开的立体形态平面通过折叠和粘接、插接围合而成的立体。分为棱柱体和球体（多面体）。棱柱体包括圆柱体、三棱体、四棱体，注意柱端、柱面、柱边变化。2、几何多面体构造 帕拉图多面体每个立体部分由等同的一种面型构成。阿基米德多面体两种或两种以上的面型构成。3、仿生结构 第四节 体块的立体构成 造型学中块材是最具立体感、空间感、量感的实体。能够体现出封闭性、重量感、稳重感与力度感和强调正形的优势。一、体块

22、立体形态的构成方法 1、分割法 1等量分割 2等形分割 3比例分割 4自由分割 2、变形法：将原形变形，有瓦解原形的倾向，将几何形向有机形转化。1扭曲 2挤压、拉伸 3膨胀 4倾斜 一、体块立体形态的组合形式 1、集聚组合 2、排列组合 第五节 综合的立体构成 综合构成更强调点、线、面的衬托，对比、联合、分离、接触、渐变等关系组合变化形成创造符合不同需求的立体心态。一、强调功能的构成 功能主义是现代主义设计、人性化设计、绿色设计等现代设计风格都要遵循的首要原则。功能主义认为一件物品或建筑物的美和价值取决于它对目的的适应性。形式追随功能，好的功能就是好的形式，功能绝对第一，少就是多。绿色设计把设

23、计功能作为首要原则，“少量化、再利用、资源再生”是绿色设计的三原则。绿色设计风格认为在功能性的目的下，只有最大限度利用宝贵的劳动力和原材料的设计才是优良设计。强调功能构成应遵循的原则：1、重视以立体造型的使用功能为出发点，提倡科学性和使用时的方便和效率。2、发挥新型材料和造型结构的性能特点。3、经济性的重要性，使人力、物力、财力最少化。4、形式与内容（功能、材料、结构、工艺）的一致性。5、废弃表面、外加的装饰。二、强调材料的构成 材料不仅是设计的物质保障，而且是一种积极交流感情的媒介。包括：纳米材料、信息材料、能源功能材料和环境材料等。材料构成应遵循的原则：1、注重材料的自然特性（自身美）2、

24、材料的人文涵义和组合特征 3、材料的量能的视觉化。三、强调形式的构成 形式是材料（点、线、面、块）按照一定的运动变化规律组织而成的整体艺术样式。色彩、线条、韵律等要素是创造过程本身的必然要素，功能只是产品与生活之间的关系之一。形式不只是为了表现功能，本身也是一种隐喻符号，可表达特定的文化内涵。材料不仅是物质保征，也是情感的载体。设计形式不是为了适应功能，而是发现和规定新的功能。1、单纯组织规律的运用 2、力象的表现 3、隐喻与象征的表现 四、强调意象的构成 是指给形态注入情感、情绪与情态，或追求“一种无目的、不可预料的和无法准确测定的抒情价值”。是造型充满生命力，突破纯粹模式，成为能引起诗意反

25、应的作品。一方面是物质层面（功能）的需要，一方面是心理层面（情感）的需要。也就是利用造型要素，专注于对情态、性格、意象表现的研究。第六章空间与光影 第一节 空间的功能与载体 一、功能对单一空间形式的界定 在建筑空间中，房间是其构成的基本单元，通常以单一空间的形式出现。不同功能的房间具有不同的空间结构形式。1、功能对于空间尺度和容量的界定。（公共建筑空间与住宅空间）2、功能对空间形状的界定。如：影剧院、体育场、教堂、博物馆 3、功能对空间质的界定：主要指采光、通风、日照、防尘、防震、恒温等要求。二、功能对多空间组合形式的界定 1、在狭长空间中，以用于交通的甬道形式联接各单一空间的构成形式。如：单

26、身公寓、学校、医院等。2、以垂直交通构件楼梯为中心进行的空间组合，被称为单元式构成。3、将各使用空间呈辐射状与共享空间直接联通的空间构成形式。如：住宅的客厅。4、空间相互联通的组合形式。串联式博物馆、展览馆 灵活分割展览会、写字楼、商场超市。5、以主空间为中心，辅助空间环绕周围的空间形式。如：剧院、车站、空港、体育馆。第二节 光影在空间中的应用 一、照射光的类型 从位置分 1、顶光安详、神圣。2、测光轻快、自由。3、底光轻飘、诡异。4、顶光与周围均匀光明朗、迷茫。从空间效果分 1、高光华丽炫目、有刺激感 2、亚光亲切高雅、有柔和感。3、无光朴实沉重、有稳定感 4、活动光新鲜、活泼、有动感。二、

27、照射光的作用 利用光的作用加强希望注意的地方。利用照射光进行空间效果设计时，常用形式：1、空间作成光面，光渲后使空间轻飘而有扩张感，还可突出重点。2、使用聚光灯突出重点，形成焦点。3、用光的强弱分区，突出不同的性质和利于识别。4、利用光点和光线的动势引导方向。5、用不同的采光口，丰富空间变化。横光感觉宽敞，灭点光有深度感。6、用光调整空间感觉。如：闪动光的热烈、喧闹的气氛感。三、运用光影营造空间氛围 光影营造空间氛围注意要点：1、光照度的强弱变化 2、光照布置主次景 3、多层次组合光照系统 4、根据立体物造型的不同，使用不同角度的光 5、圆体建筑光照布置，应围绕建筑物周围设置若干投射点，尽量向上投射，形成管带，强化圆型感 6、水下光影的使用，增加奇妙感、视觉诱惑力。如：西安大雁塔北广场喷泉。