摘要：随着经济的发展、生活水平的提高，灯具市场不断发展壮大，灯具设计已经同整体色彩、风格等因素一起，成为室内外空间设计中要全局考虑的要素。因为照明直接影响着人们的身心健康，合理的灯具设计可以给人们带来愉悦和舒适，能让人提高工作效率。如何运用仿生学来进行灯具设计，使灯具更加满足人们的要求，是所有灯具设计师和灯具生产者们应考虑的一个问题。本文章将从仿生学角度来阐述灯具设计带给人们的实用性和愉悦感。
关键词：灯具设计 仿生学 人机工程 人性化设计愉悦感
一、前言
随着经济的发展、生活水平的提高及装修业的发展，灯具市场不断发展壮大。当今的灯具不仅要有可靠的内在质量，而且在外观设计上还要简洁、明快、美观大方，以满足人们生活、生产和文化娱乐的要求，为人们提供一个最佳的视觉光照环境。灯具现在已成为空间设计的一项重要要素，照明设计已经同整体色彩、风格等因素一起，成为室内外空间设计中要全局考虑的要素。人们对于灯具的要求也从简单满足空间亮度需求向着烘托艺术化空间进行过渡，因为照明直接影响着人们的身心健康，合理的灯具设计可以给人们带来愉悦和舒适，能让人提高工作效率。
大自然真是一个神奇的造物主，能够令设计师们从中发现许多为设计带来灵感的原始素材：如小到蝴蝶翅膀上那精美的图案、蜻蜓婷婷玉立倩影、海螺螺旋纹的结构，大到大象笨拙沉重的体态、狮子飒爽雄姿、猴子灵动机敏的神情等，都将成为设计师进行设计创造的原动力，开启设计师们智慧与灵感的钥匙。人类日常生活用品的形态差不多都是源于自然的形态仿生，这是因为人生活在自然之中，与周围的生物界中的各种种类繁多的动物、植物共处一方，耳闻目睹了这些生灵们利用自身的奇异形态，呈现出作非凡的生存本领，不由地引发出人们的模仿兴趣和想象思维，并运用其观察、思维和设计的创造能力，进行对生物的形态仿生设计。
二、仿生学的概念和研究范围
(一)、仿生学的概念
仿生设计学，亦可称之为设计仿生学(Design Bionics)，它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，主要涉及到数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科。仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。在某种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统一，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。
(二)、仿生学的研究范围
仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
三、仿生学的特点
仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科，其研究范围非常广泛，研究内容丰富多彩，特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科，因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。作为一门新兴的边缘交叉学科，仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点，但他又有别与这两门学科。具体说来，仿生设计学具有如下特点：
(一)、艺术科学性
仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样，仿生设计学亦具有它们的共同特性一一艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据，因此具有很严谨的科学性。
(二)，商业性
仿生设计学为设计服务，为消费者服务，同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。
(三)，无限可逆性
以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型，该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的，仿生设计学的研究对象亦是无限的；同理，仿生设计的原型也是无限的，只要潜心研究大自然，我们永远不会有江郎才尽的一天。
(四)，学科知识的综合性
要熟悉和运用仿生设计学，必须具备一定的数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科的基本知识。
(五)，学科的交叉性
要深入研究和了解仿生设计学，必须在设计学的基础上，既要了解生物学、社会科学的基础知识，又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。
四、灯具设计中的仿生学方法
(一)、形态仿生法
形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。许多优秀设计的灯具，都是利用形态仿生原理而设计的，其仿生的内容涉猎极为广泛，既有自然界的生物体，也有自然界中的物质存在的外部形态及其象征寓意。
形态要素点、线、面、体构成灯具的形态；它是构成灯具的重要组成部分，也是实现灯具功能的基础。没有形态，灯具的功能也就无法表达。与感觉、构成、材质、色彩、结构、空间、功能等密切相联系的“形”是灯具的物质形体，对于灯具造型指灯具的外形；“态”则指灯具的外观情况和神态，也可理解为灯具外观的表情因素。在物质文明高度发达的现今社会；消费者对灯具的要求已经不仅仅停留在过去的“实用”层面，除了“实用”以外，消费者还追求灯具丰富的文化内涵、现代的审美情趣和强烈的时代特征等，灯具形态作为传递灯具信息的第一要素，它能使灯具内在的组织、结构、内涵等本质因素转化为外在表象因素，并通过视觉形式传达出来使人产生一种生理和心理过程。 设计师通常利用特有的造型语言，如形体的分割与组合，加与减、聚与散、材料的选择与开发、以及构造的创新与利用等进行灯具的形态设计，利用灯具特有的形态向外界传递出设计师的设计理念。消费者在选购灯具时也是通过灯具形态所传达出的信息内容来进行判断，衡量内心所希望的灯具是否一致，并最终作出是否购买的选择。因此，一盏灯具只有迎合了当代消费者的价值观念和审美情趣才能被人们所接受。特别是在当今社会物质、市场商品极大丰富和充足的情况下，一盏缺乏现代审美意识和文化内涵的灯具，在市场上是没有竞争优势的。当产品的质量几乎相当的时候，灯具形态就可能是市场销售中最关键的竞争因素之一。
通过灯具形态特征能表现出灯具的象征性，主要体现在灯具本身的档次、性质和趣味性等方面。通过形态语言体现出灯具的技术特征、功能和内在品质，表面特殊效果处理、色彩搭配等方面的关系处理，体现灯具的优异品质、精湛工艺。通过灯具形态特征也能体现灯具的安全象征，灯具整体形态浑然饱满、工艺精细、色泽沉稳会给人以心理上的安全感，合理的尺寸、避免无意触动的按钮开关设计等会给人生理上的安全感。形态具有审美性，灯具形态的美感是吸引消费者的第一情感要素，也是提高人们对灯具亲和力最直接的因素，由于灯具形态是精神功能的呈现，所以形态是否时尚、是否具有创意，直接影响到人们是否购买它。
形态仿生的灯具设计案例
俄罗斯设计师Pavel Eekra喜欢从大自然中获得设计灵感。卷心菜狂想曲灯具系列，模仿卷心菜的外形，并进行艺术化处理，现代感十足。这是由3位挪威设计师(MarianneVarmo，Heidi Buene，and Audun Kollstad)一起设计的花瓣吊灯，当它紧闭的时候，就像一个花苞，而当你把它打开的时候，它会像花儿一样绽放。更为有趣的是，晚上睡觉时，它会慢慢关闭而到了早上，它又会自动开放，用灯光唤醒你。
(二)、功能仿生法
功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。灯具设计中也常用到功能仿生的方法来进行灯具的造型处理。
根据人们对灯具需求的不同层次，可将灯具功能分成认知，审美、和使用功能。三种功能构成一个系统。
1、认知功能
灯具将本身的形态、结构、材料、光源、色彩、用途作为一种语言符号，向消费者提供认知信息，告诉消费者这盏灯是什么，具备什么样的功能，如何去使用它。灯具的形式具有严格的规定，它不是随意的，是在一系列外部条件的制约下形成的。另外，灯具还会附着更多的象征意义。例如，灯具的材料、尺度、装饰、特色、档次可以象征消费者的性别、年龄、民族、社会身份、社会地位、财富象征等角色差别；还可以表达某种礼仪、个性爱好、文化修养等。
2、审美功能
一盏灯具设计得好不好看，是跟设计师对美感的追求程度有很大的关系。设计师是按照美的规律来设计灯具的，灯具必须通过它外在的形式，来唤起消费者的审美感受，来满足消费者的审美需求。在灯具设计的过程中，为了使灯具的审美功能发挥到最佳程度，设计师需不断调节灯具的外观形态，成功的灯具设计，其外在形态可以完美地表达出内在功能的有效性，消费者对产品功能的满足与对产品外在的形态愉悦的融合在一起。随着社会的不断发展和人们对美感的不断追求，使灯具之美表现得越来越复杂丰富。如今，灯具之美既要与自身功能的协调一致，也要融合到社会的艺术潮流之中，同时也要与社会其他美的事物构成在一起，优美社会环境。任何灯具都存在认知功能、审美功能和使用功能。但不同灯具，三者所占的比例是不一样的，因此在进行具体灯具设计时，首先要对未来灯具的社会定位作调查研究。
3、使用功能
灯具功能是灯具最基本的功能，是指灯具与消费直接接触，进行物质或能量交换，满足消费者的使用需求。对使用功能的基本要求，是建立使用者与灯具本身之间的相互协调关系，使灯具与使用者的身心取得最佳匹配。一盏灯应具备怎样的形状、尺度、材料、色彩，光源才能体现出最佳的使用功能，这是设计师们所追求的目标。人机工程学，是以科学理性分析和检测作为手段，对人与环境的各种接触和刺激所产生的反应进行系统分析研究，得出一系列基本数据，作为进行灯具设计时所考虑的参数和依据。它使灯具能体现完美合理的使用功能。
灯具的使用功能不仅涉及到人的物质需求，还在具体生活环境中，也与精神需求融合在一起。在设计某一盏具体灯具时，就必须仔细研究灯具在它所指定的环境中的使用情况，才可能找到灯具应有的使用功能。
(三)、视觉仿生法
视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理，以及相应的视觉流程；他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。
对于设计师而言，设计思想最终将以实体形式呈现，即通过创意视觉化，用草图、效果图、工程图、结构模型及灯具实物形式加以表现，以达到再现设计意图的目的。因此，从_定意义上说，灯具设计是作为艺术造型设计而存在和被感知的一种“形式赋予”的活动。形的建构是美的建构，而灯具形态设计又受到结构、电光源、材料、生产条件等多方面的限制，当代灯具设计师只有在更高层次上对科学技术和艺术整合，才能创造出多样化的灯具方案。设计师通常利用特有的造型语言进行灯具形态设计，并借助灯具的特定形态向外界传达自己的思想与理念。设计师只有准确地把握形和态的关系，才能求得情感上的认同。
(四)、结构仿生法
结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题，适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。
一盏形态很美的灯具，是由内部合理的结构支撑的。结构是灯具内部各要素的联系者，是灯具功能的承担者，同时也是灯具形态的承担者。
一般来讲，灯具结构可分为内部结构，核心结构和空间结构。
(1)内部结构。它是指通过材料特性和形态来体现灯具的整体结构。灯具的内部结构与外部形态之间存在着一种相互包容的关系。内部结构是外观形态存在的基础，外观形态是内部结构的外在显现。构成灯具的物质是灯具的各种材料，如不锈钢、亚克力、玻璃、水晶等；这些材料维持一定形态的是结构。由于要达到安全与坚固的目的，某种结构都必须使构件按一定的规律组成。 (2)核心结构。它是指由某种技术原理形成具有核心功能的灯具结构。核心结构往往涉及到复杂的技术问题，如光电源问题，不同的问题分属不同的领域和系统；通常技术性很强的核心结构是要进行专业化的生产，灯具设计就是依据其所具有的核心功能进行外部结构设计，使达到一定性能形成完整的灯具。
(3)空间结构。它是指灯具与周围环境的相互联系、相互作用的关系。相对于灯具实际空间结构来说是虚的空间结构，它也是灯具结构的一部分。对于灯具而言，功能不仅仅在于灯具的实体结构，也在于其空间结构本身，实体结构不过是形成空间结构的手段，它们都属于灯具的结构形式。
结构普遍存在于物体之中。生物要保持自己的形态，就需要有一定的强度，硬度和相对稳定的结构来支撑。每盏灯具都有自身的独特结构，而结构又深深地影响着灯具的形态。结构除了要实现灯具形态的视觉和心理功能外，更重要的是要保证灯具的实用功能。灯具强调结构与功能的准确性，主要体现在结构必须准确反映灯具的功能。
灯具的任何形态都不是单独存在的，不同形态之间的相互接触和影响是构成灯具的基础。因此灯具之间便产生了结构。结构是物体的各组成部分之间的相互搭配，组合、排列、连接的构造方式。在自然界中凡有形的物体都具有各自的结构，不同的结构方式决定了灯具的大小、比例、外观形态等特征。
结构是灯具各部分要素的联系，灯具的结构是功能与形态的承担者，其设计受到材料、电光源、工艺、技术、环境等相关因素的影响。灯具的内部结构通常不与使用者发生直接的关系；灯具的外部结构通常与使用者发生直接的关系，结构形式不同传递的信息也不同；结构直接影响着灯具的使用方式与使用功能的实现。
五、总结
灯具设计师用仿生原理而对灯具进行设计，其实既是对大自然中各种动物生态形象的赞美与关注，也是设计师与海德格尔所推崇的人，诗意地栖居在大地理念一样，我们的祖先很早就提出了和谐、中庸、天人合一的哲学思想，倡导尊重自然的原始自然观，注重人与自然的和谐的关系，这似乎与海德格尔所崇尚的境界是一脉相承的。
在灯具产品设计中仿生设计思维是对基本产品设计能力的训练，但是我们必须正确认识仿生设计的实质是对自然物的再创造过程，而不是简单的模仿，注重“神似”而非“形似”。仿生设计作为灯具产品设计的一种重要设计方式是很重要的，仿生思维是设计师在设计过程中的原创性设计意识，它能将设计师思维扩展开，从更多层次深入思考问题，无论人类社会发展到任何时期，自然生物始终是人类生存和发展依附的主体环境，生活环境中的“仿生”意义始终左右着人类生存的品质。这种设计思维可以帮助设计师充分发挥想象力，对灯具设计的产品开发研究有积极作用；它将会为灯具设计的发展带来生机与活力。
仿生设计是通过对自然界物体的形态作为模仿对象，来对另一种物品进行的设计，从而设计出新的产品形态、结构、功能的产品，给人前耳目一新的感受。由于自然界物体的形态千姿百态，人造物多种多样，这就给人们设计创新提供了无穷无尽的源泉。仿生设计已经在设计中为广大设计师所熟知，在今后的设计中，我们应更加努力地去掌握和熟练应用仿物设计的方法，设计出更为新颖和有趣的灯具产品。
