汽车车身设计：突显光学艺术效果

由于汽车车身表面光滑，其反光效果很强烈。当车身形体受到各种光的照射时，产生的光泽感及反射效果必然影响汽车的造型美。因此，在进行汽车外部造型时，就必须分析研究车身的光学规律。这样，一方面可以检验车身表面是否光顺，同时还可以赋予汽车合理的外部造型。

1.车身形体变化与光照量

在车身造型时需要车身表面的形体发生变化，若使车身表面各区段具有不同的倾斜度，就可使它承受不同的光照量。某一表面所承受的光照量与该表面的法线和投射光线所夹角度的余弦成正比。车身表面具有不同的曲率，由于这个原因，其表面的聚焦能力也不同。根据此原理，可有意识地组织车身表面明暗层次的变化。

如图4-10所示，若将车身侧面分成三种不同的倾斜度，区段1上承受的光照亮最多，区段2次之，区段3最少。如果站在车身侧面观察，就可看到车身侧面分为三条明暗不同的带状区域。在设计中，研究分析如何使区域面积符合合理的比例关系，将带来良好的艺术效果。

图4-10 光照量的差别

车身造型中的装饰条设计，必须考虑其表面光感效果，图4-11（a）中的装饰条就取得了较好的光学反射效果，使人觉得光亮夺目；而图4-11（b）中的装饰条没能把光线反射到人眼中，也就不能完全发挥其装饰作用。

图4-11 装饰条的反射效果

2.车身表面的球面镜反射规律

现代车身多由曲面组成，所以车身反射外界的物像时，就不会像平面一样直接反射外部环境，而是产生物像变形，并存在着一条“光亮线”（或称高光线）。无论车身表面朝何方向，“光亮线”都是车身表面亮度较大的区域。在车身造型时，应考虑曲面上这些“光亮线”的位置与形状。“光亮线”的形成如图4-12（a）所示。

图4-12（b）中，车身曲线在点1处具有曲率半径R 1，其焦点F 1在R 1的中点。同样点2，3……处亦对应地有曲率半径R 2，R 3……和焦点F 2，F3……这些焦点的连线即成了焦点线。对应于每一条车身曲线都有一条焦点线，因此对应于该车身曲面就形成了焦点面。如果车身的曲面是连续光顺的，则其对应的焦点面也是连续的；反之焦点面会中断甚至变得紊乱。对于不连续不光顺的车身，其反光效果同样也是紊乱的，光学效果极差。(www.xing528.com)

图4-12 车身的光亮线

造型时，不仅要注意保持“光亮线”圆滑，而且要注意这些线条与车身其他轮廓线的相互关系。即“光亮线”要与车身造型的主要线条协调，不能出现脱节或冲突情况。如果车身一部分“光亮线”与主要线条不和谐，就会人为地破坏整体效果。

“光亮线”在曲率大的地方显得窄而明亮，在曲率小的地方则显得宽但不明亮，在曲率更小的地方就消失了。恰当的、合理的、不同宽度的光亮带将在车身上形成具有明暗变化的区段，丰富了明暗层次，并有助于加强汽车的动感，从而提高了汽车造型的艺术效果。

3.车身曲面反映外界物像的规律

车身曲面反映外界物像的规律，应遵循下述光学公式，即

式中：f为焦距；u为物距；υ为像距。

由此可知，距车身一定距离的物体，在车身曲率大（即f短）的地方，像距υ较短；反之，在车身曲率小（焦距f长）的地方，像距υ较长。即车身曲率大的地方所反映的影像浓缩，亦即聚焦能力强；车身曲率小的地方，影像扩散开来，亦即聚焦能力弱。如图4-12（a）所示，如果车身表面受均匀的光照射，区段a就比区段b显得亮一点，而区段a的亮度很快减弱。因此，在区段a曲率大的地方形成很亮的区段，也就诞生了“光亮线”。

总之，在进行汽车外形造型时，要充分利用这些光学规律，以便使汽车获得良好的艺术效果。