Основы эргономики и дизайна радиоэлектронных средств бытового назначения

ние электронно-лучевых трубок, обеспечивающих четкость 600—800 и более строк, превратило телевидение в массовый вид связи, ибо в этом случае четкость изображения стала одного порядка с возможностями зрения.

Количество и значимость органов управления и контроля в РЭА часто столь велики, что по условиям эксплуатации их целесообразно выполнять в виде отдельных устройств — пультов управления. Кроме удобства при эксплуатации такая система часто позволяет сократить число линий связи между отдельными частями сложной системы, что приводит к повышению надежности ее работы. Поэтому РЭА чаще всего стремятся выполнять по так называемой централизованной схеме, в отличие от децентрализованной, в которой индикаторы и приборы управления расположены на передних панелях многих приборов. При большом количестве индикаторов они могут даже занимать две-три стены в специальном помещении. В этом случае аппаратура располагается обычно в другом месте. Весьма специфическими элементами РЭА являются различные антенны и датчики. Все это позволяет представить РЭА в виде трех автономных частей, требования к которым различны (рис.17).

Рисунок 17 - Три специфические части РЭА

Знание особенностей их компоновки необходимо при художественном конструировании. Влияние окружающей среды объясняется тем, что диапазон ее воздействий очень широк: комнатные условия для вещательной и телевизионной аппаратуры, расположенной в жилых помещениях; проникающая радиация в контрольной аппаратуре атомных реакторов; безвоздушное пространство и невесомость на космических объектах. Эти факторы можно представить в виде схемы (рис.18). Уже это одно простое перечисление указывает на большое количество дестабилизирующих факторов, которые влияют не только на функциональные связи РЭА, но и на психику оператора, управляющего такой аппаратурой.

3.6Последовательность художественного конструирования

РЭА

Процесс разработки и изготовления радио- и электронной аппаратуры в настоящее время принято чаще всего делить на следующие четыре этапа: предварительный, эскизный, технический и этап изготовления изделия. Вместе с художником-конструктором в этой работе принимают участие разработчик принципиальной схемы изделия, конструктор-механик, технолог и другие специалисты. Особенности художественного конструирова-

131

ния РЭА требуют следующей последовательности разработки изделия: анализ технического задания, эскизная компоновка органов управления и контроля, формообразование изделия, колористское решение, художествен- но-конструкторский макет.

Если РЭА имеет малое количество органов управления и контроля, то

Факторы, воздействующие на аппаратуру

Рис. 18 - Схема связи дестабилизирующих факторов, воздействующих на РЭА

последовательность этапов может измениться: сначала будет выполнено

132

формообразование изделия и выбрано цветовое решение, а только после этого будет выполняться эскизная компоновка органов управления и контроля.

При разработке внешнего художественно-конструкторского оформления РЭС необходимо учитывать социально-экономические, эргономические, конструктивные и технологические факторы, выступающие в виде требований и ограничений и влияющие на конструкцию через субъективные особенности художника-конструктора, в частности через его опыт и знания в области технической эстетики, эргономики, конструирования электронной аппаратуры, технологических возможностей производства и т д.

Алгоритм художественного конструирования представлен на рис.19.

Рис. 19 - Алгоритм художественного конструирования РЭС

Художник-конструктор, используя объективные факторы технической эстетики и учитывая различные ограничения, синтезирует художественное оформление конструкции. Оценивая результаты очередного шага конструирования, он может перейти к другому варианту или остановиться на последнем и выпустить конструкторскую документацию на художественное оформление. В ряде случаев художник-конструктор может влиять на изменение ограничений, например, исходя из эстетических представлений, настоять на изменении способов отделки или схемы компоновки конструкции.

К социально-экономическим факторам относятся: обеспечение об- щественно-необходимых потребностей, ориентация на конкретную группу потребителей, устранение дублирующих функций в различных устройствах, унификация, экономия материальных и трудовых ресурсов, конкурентоспособность, обеспечение сбыта, патентоспособность.

Участие в мировой торговле остро ставит вопросы патентоспособности и сбыта. Патентованию подлежит промышленный образец, который признается новым художественно-конструкторским решением изделия, определя-

133

ющим его внешний вид, соответствующим требованиям технической эстетики, пригодным к изготовлению промышленным способом и дающим положительный экономический эффект. Художественно-конструкторское решение признается новым, если по совокупности своих существенных признаков оно отличается от аналогичных решений, известных в стране и за рубежом, и не раскрыто на дату приоритета заявки.

Художественно-конструкторское решение признается соответствующим требованиям технической эстетики, если оно обладает художественной и информационной выразительностью, рациональностью формы.

Форма в художественном конструировании рассматривается как сложное комплексное явление. Это система объемно-пространственной,

фактурно-цветовой и конструктивно-технологической организации изде-

лий. Форма отражает все качества конструкции: технологичность, рацио-

нальность компоновки, удобство эксплуатации и обслуживания, эстети-

ческую выразительность. Она обладает рядом свойств: объемнопространственной структурой, геометричностью строения (поверхности, грани, ребра, точки), весомостью, прочностью, массивностью, плотностью, динамичностью, цветовым и световым колоритом. Зная эти свойства, можно с помощью контраста создать максимально выразительные изделия. Одной из важнейших характеристик формы является ее целостность, определяющая возможность быстрой оценки структуры и качества изделия. Подобно любой научной дисциплине теория композиции базируется на кате-

гориях (тектоника, объёмно-пространственная структура, цветовая гар-

мония), отражающих наиболее существенные связи и отношения формы. Эти категории образуются с помощью способов и средств композиции (табл. 1) и оцениваются посредством критериев.

Назовем категории композиции.

Первая из них — тектоника — отражает соотношение главных и второстепенных элементов композиции, выявляет взаимосвязь несущих и весомых частей, ритмичность строения композиции.

Объемно-пространственная структура характеризует взаимо-

действие формы и ее элементов между собой и окружающим пространством. Различают следующие конструкции: плоскую (фронтальную), объемную и глубинно-пространственную. Типичный пример плоской конструкции — лицевые панели, характерным признаком которых является взаимное расположение элементов плоской и пространственной формы по двум координатам.

Объемную конструкцию представляет форма изделия в целом, которая характеризуется распределением объемов и масс по трем координатам. Все три измерения в композиционном отношении одинаково важны.

Глубинно-пространственная структура учитывает размещение одних объектов среди других составляющих комплекса и достигается с помощью выбора пропорций и масштаба.

Важнейшей категорией композиции является цветовая гармония. Она реализуется с учетом требований эргономических характеристик

134

зрения человека. Умело сочетая те или иные цвета, можно создать впечатление легкости и тяжести, холода и тепла, простора и тесноты.

Таблица 1 - Взаимосвязь категорий, средств, способов и критериев композиции.

Цвет необходим для выделения нужных деталей, например, наиболее важных клавиш, элементов, находящихся под высоким напряжен и- ем, и т.п. Цвет является средством эстетического воздействия, влияет на настроение людей, понижая и поднимая эмоциональный тонус, вызы вая творческий подъем.

При анализе технического задания на проектирование в первую очередь выбирают или определяют те потоки информации, которые могут поступить к оператору. Они делятся на полный поток информации (обязательный или достаточный), вспомогательный, дополнительный и аварийный. После этого определяют, какое количество информации и какого характера (модальности) необходимо обработать в единицу времени в нормальных и аварийных условиях; решают вопрос о количестве операторов, возможности и необходимости их совместной работы. При этом следует учитывать влияние объекта (среды) и выполнение других задач оператора на его

135

работу. Одновременно с этим выбирается оптимальная модальность сигналов, по которой определяются типы соответствующих индикаторов и регуляторов. Этот круг вопросов решается на предварительном этапе. Квалифицированное решение его требует обязательного участия специалиста по инженерной психологии, разработчика схемы, а в ряде случаев заказчика, технолога, конструктора, производственника и экономиста.

Прежде чем приступать к эскизной компоновке органов управления и контроля, необходимо решить, по какой схеме будет выполняться компоновка. Принципиальное деление РЭА на децентрализованную и централизованную схемы может дать такие варианты: приемник информации, преобразователи, регуляторы и выходные устройства в виде одного изделия; приемники информации отдельно, остальные устройства вместе; отдельно все части. Принципы деления поясняются соответствующими схемами. После выбора схемы по антропометрическим характеристикам оператора выполняют пространственную компоновку (в виде эскиза) органов управления и контроля, не связывая ее пока ни с какими геометрическими размерами изделия, а учитывая только потоки и характер информации, и рабочее положение оператора (стоя, сидя и т. п.). Этот круг вопросов решают на начальной стадии эскизного проектирования. Кроме художника-конструктора на этой стадии необходимо участие разработчика принципиальной схемы изделия и заказчика. Другие специалисты могут привлекаться в качестве консультантов.

Параллельно с этими работами художника-конструктора разработчик схемы определяет компоновочные характеристики комплекса: общий объем, допускаемое дробление его на части, вариации формы, вес и другие параметры. На основе этих данных художник-конструктор приступает к разработке эскизов формообразования изделий, выполняя одновременную привязку их к пространственному расположению органов управления и контроля и к компоновочным характеристикам изделия. При выполнении этих работ очень важно учитывать воздействие среды (объекта) и интерьера помещения.

После первых эскизных вариантов формообразования изделия следует приступить к выбору цветового решения. Это решение должно не только соответствовать требованиям по функциональности окраски изделия и его частей, а также интерьера, но и сглаживать нежелательное воздействие условий эксплуатации (тепло, холод) и дефекты формы, которые невозможно устранить по принципиальным соображениям (например, за счет формы ЭЛТ, паразитных связей и т. п.).

Все эти вопросы решаются на заключительных стадиях эскизного проектирования, и первенство в их решении принадлежит художникуконструктору. От того, насколько глубоко он смог вникнуть в работу на предварительном этапе и начальных стадиях эскизного этапа, насколько ясно он разобрался в функциональном назначении изделия, и будет зависеть успех его работы по созданию полноценного художественно-конструкторского произведения в дальнейшем. Здесь главными консультантами художникаконструктора будут технолог и конструктор-механик. Их творческое содру-

136

жество позволит учесть особенности применяемых материалов, требования механической прочности и промышленного производства.

При положительных результатах этой работы конструктор-механик может приступить к окончательной разработке чертежей, а технолог — к разработке технологического процесса. Окончательное решение по работе художника-конструктора в начале этапа технического проектирования будет приниматься после обсуждения художественно-конструкторского макета. Он может быть выполнен в виде посадочного макета рабочего места оператора, выполненного в натуральную величину, или в виде уменьшенных моделей. Краткое перечисление проблем, которые приходится решать при художественном конструировании, показывает, что выполнить их одному человеку (художнику-конструктору) невозможно. Процесс художественного конструирования РЭА, как и процесс разработки большинства современных сложных изделий, — труд коллектива специалистов. Работа художника-конструктора в этом коллективе важная, но не самая главная. Если изделие не будет соответствовать предъявляемым функциональным требованиям, пользоваться им нельзя, какое бы прекрасное художественное решение не было принято. Вопросы технологичности можно грамотно решить только с технологом, вопросы разумной конструкции — с конструктором-механиком, переработки информации — с психологом и т. д.

Пренебрежение хотя бы к части этих вопросов приводит либо к стилизации различных изделий, либо к дилетантству в их исполнении, либо и к тому и другому вместе.

Больших успехов в своей творческой работе художник-конструктор может достичь при непрерывном углублении своих знаний в определенной области промышленного искусства и при совместной работе с коллективом других специалистов, разрабатывающих данное изделие.

137

ром связей объекта техники и человека, иными, чем в архитектуре функциональными процессами, иным влиянием конструкции на форму.

Различают три основные категории закономерностей художественного конструирования:

-объёмно-пространственная структура, эстетически воплощающая функцию предмета;

-тектоника, выражающая конструкцию, материал и технологию; -декор, выражающий художественное строение внешней формы пред-

метов.

Композиционных принципов также три: -целостность композиционного решения; -единство характера всех элементов композиции; -соответствие формы целевой направленности.

Всоответствии с названными основными закономерностями и принципами композиции художник использует определённые композиционные категории, являющиеся своеобразным инструментом для достижения эмоционального воздействия на человека. Это - выразительные средства, средства гармонизации, композиционные приёмы.

Выразительные средства – это тот материал, который использует ху- дожник-конструктор в своей работе, создавая композицию. Сюда относятся объём, плоскость, линия, цвет и свет. Этот материал сам по себе ничего не обозначает ни для художника, ни для потребителя. Для того чтобы он выразил мысль или чувство художника, стал гармонизированной формой, характеризующейся пластикой, фактурой, рисунком, колоритом и светотенью, на него надо воздействовать средствами гармонизации (пропорции, масштаб, ритм и т.д.) и использовать при этом композиционные приёмы (статикадинамика, симметрия-асимметрия, контраст-нюанс и т.д.).

Взависимости от того, какими выразительными средствами пользуется художник-конструктор, различают следующие виды композиции:

-линейно-графическая; -живописно-плоскостная; -объёмно-пластическая.

Вхудожественном конструировании промышленных изделий наиболее часто встречается вид объёмно-пластической композиции и линейнографической.

Рассмотрим более подробно основные категории композиции. Категориями, отражающими наиболее общие и существенные связи и

отношения окружающего нас предметного мира, в теории композиции являются тектоника, объёмно-пространственная структура и декор.

Мы рассматриваем в общем случае форму изделий любого функционального назначения (художественно – композиционный подход к организации формы един для всех изделий).

Тектоника – есть зримое отражение в форме работы конструкции и организация её материала. Например, литая несущая конструкция должна быть так выражена в форме, чтобы не возникало сомнения, что это именно литьё, а

139

не сварная или какая-либо иная конструкция. Поэтому можно говорить о тектонике «литой формы» (и не вообще, но, в частности, тонкостенной литой формы или тяжёлого литья); о тектонике штампованных несущих элементов и т.п. К сожалению, нередко встречаются промышленные изделия, форма которых лишена тектонической ясности, т.е. не информирует о том, как работает конструкция, каково распределение усилий и что вообще кроется за внешней оболочкой. Композиция такого изделия заведомо не полноценна.

Почему тектоника – одна из основных категорий композиций. Дело в том, что взаимообусловленность конструкции и формы, выраженная в конкретном материале – это то наиболее существенное, что предопределяет композицию всякого изделия и работу над нею.

В теории художественного конструирования форму каждого изделия можно рассматривать с точки зрения определённого взаимодействия всех элементов формы между собой и с пространством, т.е. как объёмнопространственную структуру. Всякое изделие имеет свою объёмнопространственную структуру, в одних случаях простую, в других – весьма сложную. Но независимо от степени сложности объёмно-пространственной структуры система связи всех её элементов имеет наряду с тектоникой решающее значение для достижения подлинной гармонии.

Хорошо организованная объёмно-пространственная структура промышленного изделия и его тектоническая выразительность являются важнейшими предпосылками гармонии.

На практике нередко бывает, что прибор механически сцеплен из отдельных элементов, органически не связанных между собой. В этом случае говорят, что такая форма композиционно неорганизована.

Две основные категории композиции – тектоника и объёмнопространственная структура – тесно связаны между собой. Нарушение тектоники – ложное отражение работы конструктивной основы – обязательно сказывается на органичности связей элементов объёмно-пространственной структуры промышленного изделия; точно так же как неверное в принципе объёмно-пространственное решение приводит к погрешностям тектонического характера.

4.1.1 Свойства и качества композиции

Как гармоничное целое композиция любого промышленного изделия обладает многими свойствами и качествами. Их можно разделить на главные, определяющие форму, и второстепенные - менее существенные.

Так, композиция токарного станка может строиться на приёме контраста между сложной, насыщенной тенями структурой открытой части механизма (элементы суппорта, ходовые винты, органы управления и т.п.) и лаконичными чистыми объёмами и поверхностями несущей части станины, опор станка, крупных формообразующих элементов (коробки подачи скоростей, несущих колонн, столов и др.). Основным качеством композиции такой формы станка будет контрастность – противопоставление сложного и простого начала в форме.

140