一种用于产品外观的视错觉效果制作方法与流程

本发明涉及可用于产品外形的一种视错觉效果制作方法。

背景技术：

视错觉——指当人或动物观察物体时，基于知觉经验或不当参照等形成的与客观事实不一致的特定感知，是心理学和视觉领域永恒的研究对象。

视错觉的应用范围很广，除了城市交通、地图绘制、眼科、牙科美容、体育等许多领域，还包括绘画、雕塑、设计等视觉艺术领域。作为一种视知觉误判，视错觉对人的认知具有误导或干扰性，会导致不良结果。在交通、医疗等领域对视错觉的应用研究主要以消除错视、避免事故为主。但就视觉艺术领域而言，一方面，要规避视错觉造成的有害影响；另一方面，由于它异于常理的奇特性质，往往能引起人们的关注与兴趣，只要运用恰当，就能增强作品趣味性，提升作品创意与内涵。

视错觉在很大程度上受知觉经验影响。经验具有恒常性特征，体现为观察者通过以往对外部世界的认知习得形成对事物的一种趋于稳定的认识，如对三维空间的知觉。有了这下意识的认知基础，人们便通过透视、重叠、阴影、虚实等手法在二维平面上模拟三维世界的空间秩序，以满足视觉习惯与心理需求。透视法是其中最重要的手段。本发明参照的原始视错觉二维图形是相互嵌套的大小两个立方体，使人在二维平面上感知到具有三维空间感的立体结构(参见图1)。透视法的基本原理是近大远小。然而本发明基于的这张图的结构没有运用近大远小的手法使人获取确定稳固的空间结构感知，而是用几组平行线来表示立方体，这样一来，立方体就会被感知为向外凸或向内凹两种可能性。当外围大的结构被感知为往外凸的立方体时，中间小结构会被感知为往里凹；当中间小结构被反转感知为往外凸的立方体时，外围结构会被感知为往里凹的类似墙角的结构。这就产生了视错觉。现在，要把这一平面效果做成真实立体的结构用于产品造型，首先是平面结构的三维立体化，那在真实的三维空间里，“凹”或“凸”都是真实存在的，只有把真实存在的“凹”做得看上去像“凸”，把真实存在的“凸”做得看上去像“凹”，才算产生了视错觉。因此，本发明就需把平面图中凹凸感各占一半可能性调整为真实三维结构的反向凹凸感，达到一种凹凸视错觉的效果，也即是对经典原图在空间维度改变后根据需要作了必要的改进。改进的依据就是“近大远小”的透视法基本原理，但重点是要反着用，即把真实离观察者近的地方尺寸缩小，而把离观察者远的地方尺寸加大，形成“反透视”。这样，就会产生视觉误判，把远、近物体的三维空间位置反向感知，就产生了三维“凹凸”视错觉，并且视错觉效果比原来二维图形的更加强烈。另外，当转动三维立体结构时，中间被误感知为“突出”的立方体会朝着观察者移动的方向转动(与真实突出的立方体该有的转动方向相反)，感觉像是一个脱离身后结构而漂浮在空中的立方体。这是因为转动时，由于真实的结构是往里凹的，它变宽和变窄的情况与被误感知的突出立方体该有的宽窄变化刚好相反。也正是因为有了“漂浮立方体”这一只有在三维空间里才能产生的现象，极大增强和丰富了本结构的视觉趣味性，使得这一发明更有价值。

技术实现要素：

本发明将一个经典凹凸空间视错觉进行了改造，使之从理论性视觉现象转变为可直接应用于产品的实用性结构，达到意想不到的奇特效果。

1、维度转换：把原来的二维平面图形变为三维立体结构。

2、结构改进：基于透视理论对原图结构比例进行改造，使错觉效果加强。将本来平面图中感觉到“凹”或“凸”的可能性各占50％变为将三维空间中实际往里“凹”的中间立方体结构在90％以上的情况下被感知为往外“凸”，而实际往外“凸”的外围结构被感知为往内“凹”，并且中间被感知为突出的立方体结构随着结构体的转动会朝反方向转动，感觉其漂浮在空中，效果非常奇特。

3、外形改进：把原经典视错觉图形的正方体外围形状改为三棱锥外围形状，该形状背面平整，在产品设计中更便于单独使用或进行组合应用(参见图2)。

4、标准化设置：为加强反透视错觉效果，改进后中间的立方体并非原图那样每条边都一样长；各部分夹角也并非原图那样全是90度。本方案给出了每条边的长度比例及形成的夹角度数，以便该结构能应用于任何需要使用该结构的产品，不受大小限制，只要按照这一比例关系造型就能得到相同的效果。

5、适用范围：1)单独使用：以该结构为基本形，用于灯具(吸顶灯、壁灯)、首饰(如吊坠、戒指)等；2)组合使用：以该结构为单元形，组合成二方连续或四方连续立体图案，大单元尺寸可用于如建筑外观或室内墙面装饰等；小单元尺寸可作为花纹钢板(表面带有凸起或凹陷花纹的钢板)的图案等。

附图说明

图1为原二维凹凸视错觉图形

图2为改造后的三维凹凸视错觉模型四视图

图3为三维四视图结构及尺寸

图4为中心立方体一面结构展开图及尺寸

图5为外围三棱锥一侧结构展开图及尺寸

其中，a为顶视图；b为透视图；c为平视图；d为侧视图；a为立方体短边；b为立方体长边；c为三棱锥长边；d为三棱锥短边；e、f、g分别为立方体的三个面；h、i、j分别为三棱锥的三个面。

具体实施方式

下面结合具体模型实例对本发明做进一步描述：本模型以毫米为单位，参见图3-图5，设计制作方法包括如下步骤：

1、设置外围三棱锥的尺寸并制作：

作边长为1005.65毫米的等边三角形，x方向(宽度)值为1005.65，z方向(高度)值为870.92，三个角度数均为60度。然后，分别以这三条边为基准及最长边，作两边边长都为666.62的等腰三角形，该三个三角形靠在一起短边共用，形成三条共用边。等腰三角形角度分别为39.32度、39.32度、101.36度，整体结构y方向(厚度)值为218.76，形成三棱锥。

2、在三棱锥的中心部位设置凹陷立方体的外部尺寸:

在三棱锥的三条等腰短边往上486.62毫米的地方标注位置，在三个等腰三角形面上分别以这个标注点往最长边方向画两条180毫米长的线段，线段一端相交，形成角度为89.20度(参见图4)。

3、制作中心凹陷立方体：

以步骤2所标位置往三棱锥内部切进去，能切出三个围绕的面，产生三条长度为200毫米的内边，并且三条内边之间形成的三个角度均为90度直角，中心凹陷立方体就制作出来了。它三个面的形状、面积相等(见图3中e、f、g)，每个面位于内部的夹角90度，外端与三角锥表面形成的夹角是103.57度(参见图5)。本结构制作完成(参见图3)。

图3中e、f、g三个面的面积、形状、尺寸均相等；图3中h、i、j三个面的面积、形状、尺寸均相等。

本发明的四个关键数据为立方体短边、立方体长边、三棱锥短边、三棱锥长边的长度尺寸，它们的通用比例关系为：立方体短边︰立方体长边︰三棱锥短边︰三棱锥长边(即图3中a:b:d:c)＝180︰200︰486.62︰1005.65；各角度不变。

使用方法包括以下步骤：

第一步，将该结构融入到相应的工业产品造型方案中。以该结构为基本形，设计好使用后的整体外观。

第二步，根据本发明提供的各种尺寸数据，夹角度数不变，各长度按比例缩放。尺寸可大可小，以适应不同大小的工业产品设计方案。

第三步，根据缩放好的尺寸，用工业设计专用三维软件(如rhino犀牛)建模。

第四步，将建好的三维模型交付生产厂家进行实物制作。

综上所述，为使工业产品能兼具功能性、审美性与趣味性，设计为带有某种视错觉效果的外观，可增强产品的趣味性，以引起人们的关注与兴趣。此改进、制作方法可根据产品不同大小以及单独或组合的不同需要灵活使用。本发明实现了凹凸视错觉从平面理论向实用性三维产品转化应用的突破性创新。