左恒峰（清华大学 汽车系，北京 100084）

一、关于创新

创新可以有很多种类型，美国著名设计心理学专家唐纳德•诺曼（Norman Donald）从创新效果的视角提出了两种基本的设计创新类型，即渐进性的创新（Incremental innovation）,和根本性或跃迁式的创新（radical innovation）。并进一步阐述了根本性创新的推动力一方面是新技术（Technology）的应用，另一方面是设计之体验意义（Meaning）的变革[1]。另一名学者J Cagan提出创造突破性产品的策略，一是风格(style)，二是技术(technology)[2]。二者的共同点均强调了技术的推动力。如果说设计创意是一张大网，色彩、材料、表面处理（简称CMF）则是这张网上的重要节点。它既代表风格的呈现，也折射了技术的应用，既连接着与设计体验相关的要素，也连接着与制造技术相关的要素，它既可以产生渐进性创新，也可以带来根本性或革命性创新。因而在设计创新中扮演着重要的角色。从宏观上看，CMF的创新策略主要可以从三个层面来思考：一是技术驱动的创新，二是风格或美学驱动的创新，三是文化与体验驱动的创新，这三个层面既相互独立，又彼此相连。图1是一款表面带有耐热的短毛纤维的新型灯泡，采用了植绒涂层技术（技术创新），普通灯泡温度过高一般不可触碰，而该产品在语义上吸引人触摸并实际上手感温暖且柔软，可以放置于沙发，床上，提升了人与产品的体验关系（人文创新），而灯光透过密集纤维散发出的半透明朦胧光效美妙且耐人寻味（风格创新）。体现了三个层次创新的和谐结合。

图1 植绒涂层可触摸灯泡设计(英国皇家艺术学院Lina Patsiou2013作品)

二、CMF技术层面的创新

与CMF相关的技术因素包括材料的成型技术，以赋予材料物化的形态和初始的表面状态，还包括材料的各种表面处理技术，以实现材料最终的表面色彩、样式和质感效果。除了产品在制造阶段的技术，还包括产品在被使用以及与用户交互过程中的技术，如采用电致变色或热致变色等智能材料，可以实现色彩按一定规律发生动态变化[3](图2)。在显色方面，除了颜料成色的传统方式，可以运用微观结构对光的散射产生的结构色（structural color)（图3）产生新的成色机制[4]。

图2 英国Pink Evolutions公司的热致变色涂层用于家居产品

图3 英国南安普顿大学材料科学家研制的仿蝴蝶表面纳米尺度的可变色聚合物材料（结构色）

图4 材料与工艺的搭配方式

在针对材料（M）、或色彩（C）、或表面处理（F）进行单项选择时，比较容易处理技术创新的问题。比如，在材料选择方面,既可以创造性地使用传统材料，也可以合理使用高新材料，而前者的空间往往更大。在对C、M、F进行综合选择时，会有不同的技术整合进来，包括材料配方技术、材料成型技术、成色工艺技术、表面处理技术等等。它们有的先后进行，有的同时进行。实际上，材料创新和工艺创新常常是相辅相成的。而工艺创新，尤其是表面处理工艺的创新会带来更多关于色彩和质感的变化。所以，CMF的各种不同组合体现了技术层面的多样性和复杂性。图4简洁的示意了关于材料和工艺搭配方式的基本情形。虽然材料与工艺是相辅相成的，但通常情形下，以其中一项产生主要革新。同时发生变革的情形，如气凝胶作为新材料与作为新型制造的工艺加法制造（3D打印）相结合，则更具挑战力，其结果也可能产生意想不到的效果。图5为希腊艺术家应用气凝胶创作的雕塑作品。

三、CMF文化层面的创新

图5 希腊艺术家Michaloudis的二氧化硅气凝胶雕塑作品[61]

图6 海南航空的红色内饰风格装饰

CMF在文化体验方面的创新有宏观、中观、微观三个层次。一是作为一个‘民族’的‘大文化’或‘本土文化’的特征识别，比如是否要体现某种特定的文化精神（通过CMF呈现特定文化精神的场景和意境）。以往在体现中国文化特色的设计中，人们常常联想到‘中国红’‘玉器’‘竹材’‘窗格’‘云纹’等视觉元素，这些用法诚然合理，但更重要的，我们需要在更深层次的意义或者意境上把握，使得CMF作为造型元素有根有据，是水到渠成的产物，而不是流于表面和形式。在作者承担的一项面向中国和亚洲市场的民用飞机内饰CMF创意研究中，在CMF的选择上，除满足适航性等航空安全与功能方面的标准和要求以外，我们在内饰设计中试图体现中国文化的审美情调，比如营造一种主题性的意境，包括‘宁静-禅意’‘绿色-自然’等。在整体舱内的色彩，材质和表面样式上来体现这种意境，出于商业保密性，不在此展示实际效果。此为宏观层次。

第二个层次，是作为“企业文化”的特征识别，其成功的CMF创意可以生动的反映和折射企业形象，而且可以让用户印象深刻。还以航空为例，不同的航空公司有其自身的品牌定位。如海南航空的企业文化，充分体现了一种弘扬中国传统文化和传播正能量的理念，在国学大师南怀瑾先生主持下，议定出“团体以和睦为兴盛”“精进以持恒为准则”“诤议以宽恕为旨要”等十大海航同仁共勉条例。与此理念相匹配的飞机舱内CMF装饰也体现传统中国文化的风格，包括中国红为主要软装材料色彩，如图6所示。全球知名企业博世集团(Bosch Group)，其企业文化的关键内容是“通过创新而实惠的手段改善生活的品质(Improve the quality of life by providing solutions which are both innovative and beneficial)”。为此，其产品和服务定位为“可靠(Reliable)”，“品质(High quality)”，“精准(Precise)”，“安全(Safe)”。虽然博世旗下的子公司又各有其自身的品牌定位(Sub-brand)，但在总体上仍然反映了博世总的企业文化，我们可以从博世电动工具和花园工具在CMF的设计上窥见一斑。如图7所示。B&O在文化理念上的定位是通过产品传递高科技、精致大器的品质和服务。其音响电器产品素来以硬朗、冷俊、精确的风格著称，与此相呼应的是抛光或哑光铝合金、玻璃、硬质塑料以及低彩度色彩的CMF特点。近年来，也有一些突破与创新，采用木材和软体橡胶类材质，加强自然度(naturalness)和宜人性(pleasantness)体验，如图8所示。

图7 博世品牌的CMF设计 (红绿黑或红蓝黑的色彩搭配，塑料，弹性体，铝合金或不锈钢的材料搭配，哑光磨砂的质感组合等）

图8 B&O 的扬声器 铝、玻璃、织物及塑料

第三个层次是在一个具体的产品上如何满足用户的一种文化体验。这是一个微观的展示。中国企业的产品设计在这个层次上仍然需要满足宏观与中观的文化定位，而大量个体的设计作品在这一层次上则有更多发挥的自由度，仁者见仁，智者见智。图9 a)是将中国山水意境通过雕刻工艺呈现在现代工业材料可丽耐上的一款家具设计，图9 b) 是英国一名自由设计师根据当地的地域文化(Brighton, 布莱顿)特征，利用镟切木片的材料、色彩和自然肌理，取船帆的形态，设计的系列灯具，很好地体现了当地海边的文化风情。

需要指出，在CMF文化创新的具体应用上，需要把握好“度”。如果文化烙印太浅，则不足以体现其可识别性，但如果太强太深，则可能影响其他文化对该文化的可接受性。我们需要对目标文化群体的生活方式，行为需求，及被设计物的使用情境进行深入研究，并寻找相适应的CMF与之关联，方可使CMF创新成为有源之木。

图9 ‘具体用户-产品关系’即微观文化层次的CMF创新

四、CMF风格层面的创新

设计师在风格上的创新通常游刃有余和得心应手。风格一词本身的内涵就很丰富，它是一个综合的概念。它存在于你的‘眼’中和‘认知’中，如果英雄所见略同，便形成约定俗成的风格。尽管CMF的风格也与技术与文化相联系，但这里所指的CMF风格创新着重强调它的美学独特性和吸引力。风格是一个很个性化的东西，无论是传承约定俗成的、或历史上颇具影响的某一种风格，还是另辟蹊径独创的一种风格，抑或是多种风格元素的有机融合，都是一个仁智各见的创意手段，八仙过海，各显身手。比如，有的设计师喜欢大量采用有机形态和欢快明亮的色彩及表面材质，流畅而富有诗意的风格，如Ross Lovegrove的作品（图10），有的偏好简洁而又充满趣味的形态和CMF效果，如Alessi的日用产品（图11），简单而富有生活情调和充满幽默感，甚至有时体现一种童趣的形态，搭配高亮的金属材质和鲜艳饱和的色彩。其它的风格还有都市风格，田野风格，柔和的风格，硬朗的风格，清新的风格，混搭的风格，夸张的风格，怪诞的风格，未来的风格，异国情调的风格，精确的几何风格，等等，不胜枚举。其中，单就各类材质组合的混搭风格就可以产生无穷无尽的效果，如图12所示。

从这些例子中也可以看出，CMF一旦应用在一个具体的设计中，它便不再是孤立存在的，最终的风格并不由CMF独立决定，而是所有设计元素之间‘关系’的综合体现。CMF与整个设计是整体与局部的关系，是‘网’的关系。特别是，CMF与形态（form）的相辅相成的关系尤为突出，是一种鱼水关系。CMF与样式（Pattern）是你中有我我中有你的关系，当样式被微观化后，就成为了质感（F），或者与质感交融了。

图11 Alessi 产品设计

图12 CMF混搭风格

作者认为CMF在风格上的基本对策是‘独特-美-恰当’。所谓‘独特’，即别具一格，容易被记住。所谓‘美’，即给人以享受，容易被感染。所谓‘恰当’，即所表现的风格是否有助于实用功能的实现，容易被操作，以及与所要传达的情绪和意义相一致。如果三者均能体现，则是最理想的，但即便是满足其中之一的风格，也足以打动人。

五、CMF创意源泉与方法

图7-13 自然界色彩搭配示例 (图片来源于普像工业设计小站)

图14 仿自然石材色彩和肌理的工艺品设计(英国皇家艺术学院学生作品)

CMF创意之源，无论是理性还是感性，无论是内在，还是外部，都是设计师将各种资源、各种信息、各种积累通过记忆、认知、顿悟，从具象到表象，从表象到抽象，从抽象到形象的创作过程。具体方法千差万别，也因人而异。这里所例举的一些方法为我们通过实践总结所得，权当抛传引玉，启发思考。

1.自然界是CMF原型的重要源泉

自然生物和景观作为设计创意的灵感已众所周知，在CMF的创新方面亦如此。如果我们把它称之为仿生设计的话，那么今天的仿生已经进入到一个新的阶段。随着生理解剖学、生物心理学、微观影像、计算机动态捕捉和模拟等一系列相关学科的快速发展提供研究支持，其范围之广，层次之深，已今非昔比。自然界的色彩搭配本身就是一部精彩的教科书。如图13所示。

图15 反映内心世界想象之CMF创作素材

图16 凹凸样式的压花不锈钢兼具审美功能和实用功能（耐磨损）

图14显示的是英国皇家艺术学院的学生在观摩伦敦自然历史博物馆之后，从玛瑙石的剖面质感样式与色彩中所获得灵感，设计的工艺品。

2.想象-内心世界表象的再现和升华

这是一个取决于设计师个人阅历、经验、性情、思维和表达的个性化过程。每个人的生活体验和积累都会形成各自头脑中对各种概念的表象碎片，形成原始的积累。在设计创作时，依据特定的情境，对想要表达的意境进行信息的整合加工，重新抽取（Retrieval）预先积累的素材，匹配与完善并物化形成特定的构图、色彩、材料、肌理等等。这个过程与我们经常讲到的“头脑风暴”或“灵感”有异曲同工之妙，关键的是要把工夫下到“踏破铁鞋”的程度，亦即“积累”。这是积累与灵感、偶然与必然的统一结果。我们通常也认为这是一个理所当然的过程，过程的描述可能很难视觉化，但这确是艺术创作极其重要的环节。图15是一些典型的抽象的想象图案，是CMF创作设计时不可忽视的素材。

3.实用功能与审美功能是一枚硬币的两面

有这么一些设计，在CMF的创意中，只一味追求“差异”，吸引眼球，抑或确实获得了独特的审美效果，但却不符合产品或环境、系统的使用与操作，即以牺牲实用功能为代价，或对使用功能没有进行应有的关注。这样的设计可能是一个独特的设计，但不是一个好的设计，好的设计是要给人用，是要解决实际问题的，即是实用功能和审美功能的和谐统一，犹如一枚硬币的两面。图16是不锈钢压花材质用作列车行李架面板的情形。压花的表面有一些特定形状的表面凸起，同时可以通过化学染色或氧化处理获得不同的颜色，当行李重物在表面反复摩擦时，只有凸起的部分被磨损，放大的表面如图16左边所示。整体的样式没有任何破坏，而且也是一种装饰，体现了审美和实用的良好兼顾。

4.新技术新工艺作为CMF创新的催化剂

在所有的新技术新工艺中，各种表面处理工艺可能是对最终的表面效果影响最大的。而且其选择的空间也是十分可观的。图17中显示了各种不同表面处理的情形。

图17 a.选择性蚀刻 b.三维蜂窝状软材 c.d.e. 模内表面装饰(IMD)

图18 金属化质感的塑料家居产品（作者摄于2014米兰国际家具展）

图19 异质同感的灯具设计 a). Ross Lovegrove的宇宙叶台灯，闪亮凹凸的金属感的质感样式，实际材料为塑料（作者摄于2010年米兰设计博物馆）b). c). 吊灯 棕红色铜丝布与白色织物混合（设计：匿名，作者摄于2016年伦敦表面设计展）

图21 泡沫陶瓷的功能移植

图22 微观向宏观的移植（细胞图像与椅子的肌理样式）

图23 宏观向微观的移植（室内空间于花瓶内表面的样式）

最极端的情形就是经过表面处理之后，若非借助触觉感知，原始材料的质感可能已经消失殆尽，图18所示的，看上去是金属的质感，而实际上却是塑料。图19c中的吊灯，金黄色部分的材料是很细的铜丝编制成的金属布，看上去与普通的织物无异。这种由表面处理工艺带来的同质异感，或异质同感赋予了设计创意无限的可能性。同时新的成型工艺也一样带来许多意想不到的表面效果，或是装饰性的，或是功能性的，抑或二者兼具。图20 展示的是一种金属薄板的液压成型技术，由于等静压原理使得成型过程中表面各处的压力是均匀的，因而应力集中可以大幅降低(功能性)，且表面的变形即可千差万别而又舒缓优雅（装饰性）。

5.功能移植与转换

在某一领域人们习以为常的材料或质感可以创造性的转换到新的领域。泡沫陶瓷作为一种硬质多孔材料一直在耐热、抗蚀、过滤和热交换等传统工业领域获得成熟应用而应用其多孔性对光的散射特性移植到灯具设计领域，产生了独特迷人的视觉效果，同时也合理利用其良好的隔热功能，如图21 所示。除了应用领域的功能移植以外，宏观与微观之间的转换同样耐人寻味。图22中左边是在显微镜下所观察到的红细胞组织图，右边则是其宏观化的椅子质感样式。宏观或大尺度的景观也一样可以应用到微观或小尺度样式的场合，如图23所示。

6.多重感觉的巧妙合用

虽然视觉在人们的感觉活动与艺术欣赏中占据了主导的地位，但并不意味着其他感觉模式不重要，相反，有时它们会让人产生清新的体验。实际情况下，人们往往不是通过单一的感觉模式产生对外界的感知和认识，而是多重感觉相互作用下的结果。

在CMF的多重感觉应用中，有三种情形值得注意：a. 感觉相容；b.感觉冲突；c.联觉。图24是一个淋浴空间的设计，LED灯光可实现不同色彩和模式的切换（视觉），垂直喷出的水帘模拟天然雨水的感觉，并可以有水雾的效果（触觉），舒缓的音乐会缭绕在整个淋浴空间（听觉），淋浴的喷头可以触发各种不同风味的香水包括热带雨林的气味（嗅觉）。这种感觉相容多方位营造了一个舒适唯美令人难忘的淋浴体验。图25是一组风格化的休闲家居产品，投影仪将色彩斑斓的树林和流水的景观投射在形态各异的内陷表面上（桌子，茶几等），而同时又聆听到了优雅的风声、水声、鸟声、犹如身临其境。相比感觉相容，感觉冲突则通过不同感觉信息的差异，会首先引起不适，继而产生惊讶，会产生高唤醒，如果功能上并不受妨碍，或甚至加强，则总体效果是新鲜且积极的。图26 的椅子内表面通过刻面形态在视觉上形成锋利硬朗的感觉，而其材质为闭孔聚氨酯软体泡沫（模型为开孔），在触觉上实则很柔软。这一视觉与触觉的冲突形成了强烈的反差对比，耐人寻味。

图24 感觉相容的淋浴空间设计（设计：匿名）

图25 感觉冲突（作者摄于2014伦敦国际设计周，设计:匿名）

图26 感觉冲突（设计：张晓穹，指导：左恒峰）

在心理学上，联觉属于各种感觉之间产生相互作用的现象，即来自一种感觉通道刺激信息可以触发另一种感觉的体验的现象。但这另一种感觉并非真实存在，而是一种联想或幻觉。比如，最常见的联觉包括对色彩的感觉能引起相应的听觉幻想。图27 呈现的灯具设计就是联觉的有趣应用。这款灯具的灯罩和灯泡基座在形态、材质、色彩上与某品牌的香水一样，当熟悉该香水的用户见到这款灯具时（视觉刺激），容易联想起这款香水的香味（嗅觉）。当然这实际上属于一种引导性联觉。通过联觉诱发了不同的感觉，丰富了用户的体验，提升了产品的可接受度和被喜好度。

7.走向边界和极端

图27 基于联觉体验的灯具设计-从视觉到嗅觉（设计：匿名）

图28 以薄的铜皮创作的桌子（设计：匿名）

图29 金属材料的不同极端形式

图30 纳米金属粉液体在磁场下跳跃形成不同形态随音乐波动

图31 铝合金泡沫应用于灯具设计（设计：童骥，指导：左恒峰）

当材料突破传统的形式和尺度时，会怎样呢？边界效应在很多学科中都备受关注，因为它具有不同于常规的、主体的、人们熟悉的事物特性。应用到CMF设计中，会让人眼前一亮。以材料为例，比如金属，我们熟知的金属形象一般以块体、板材、棒材、各种型材为多，并往往传递着‘冷-硬-重-亮’的质感语义。但一旦突破了形式和尺度上的极限，这些传统的形象和语义将被颠覆。如图28至图31所示。

8.第四维-时间:CMF的动态美学效果

图32 未来轿跑车概念内饰 （设计：张小璐，指导：左恒峰）

图33 液态夹层地板（设计：匿名）（随着压力如行走，不同颜色的液体会形成动态变化的图案）

图34 座凳上下呼应的质感样式（设计：匿名）

图35 投影到环境的水波纹灯具动态变化（设计：匿名）

动是永恒的，静是相对的。色彩、样式或图案随着时间而发生变化，或在与用户交互的过程中发生变化，是动态美学的体现，具有很强的感染力。这种变化可以是预先设置的，有规律的；也可以是随机的，不可控的。可以与某些特殊的功能相关，也可以只作为一种氛围的烘托。图32是一款未来轿跑车的内饰概念设计，利用金属织物和光导纤维构成的中控台，结合传感器和智能控制技术，在不同的车辆或路面状况下，可呈现不同的颜色，可以快速高效的将信息反馈给驾乘人员，以作出相关操控反映。图33则是一种无规则随机变化色彩和样式的聚合物夹层复合板。当板材受挤压时（如在地板上行走），其色彩图案会瞬时变化，产生一种交互美学效果。图34中的凳子在凳面的质感设计采用了同心圆的样式，而当使用者轻轻敲击凳子后，凳面底部的灯光会在地面投影出一样的同心圆，并向四周波动荡漾。一上一下，一静一动，彼此呼应。图35中的灯具设计，采用了普通的玻璃灯泡，只是将灯泡的表面由均匀光滑改为皱褶起伏，随着灯泡的转动，即可在墙面投射出缓缓流动的水纹，充满诗情画意。

图36 缺陷美产生的手法-（1）

图37 缺陷美产生的手法-（2）

9.善用不完美之美-缺陷法

世界本身是不完美的，完美是相对的，或许不完美才是真实的美。利用制作工艺中有意或无意产生的缺陷，无论在概念上还是实际效果上都会带来一种令人激动甚至震撼的情绪反映。这些缺陷可以包括自然缺陷和人工缺陷，可控缺陷和偶然缺陷等等。不完全例举一下，如金属腐蚀，金属氧化锈蚀，塑料过热灼烧，石头风化，玻璃烧制缺陷、杂质或裂缝等，如图36所示。图37中的桌子一角的质感设计不同于其余部分，有残缺不堪之感，增添了一种有序之中有无序的趣味。

参考文献：

[1]Donald A. Norman, R Verganti, (2014), Incremental and Radical Innovation: Design Research vs. Technology and Meaning Change, Design Issues, Vol. 30, No. 1,Winter, P.78-96.

[2]J Cagan, C Vogel, (2013), Creating Breakthrough Products: Innovation from Product Planning to Program Approval, 2nd edition, FT Press.

[3]http://pinkevolutions.co.uk

[4]Otto L J Pursiainen, Jeremy J Baumberg, H Winkler,B Viel, P Spahn, T Ruhl, (2007), Nanoparticle-tuned structural color from polymer opals, Optics Express, Vol.15, No, 15, P. 9553-9561.