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研究生: 陳進士
論文名稱: 仿生思維應用於3D數位藝術創作之研究
The study of applying bionics theory on 3D digital arts
指導教授: 賴建都
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 設計學系
Department of Design
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: 仿生學仿生思維仿生設計學3D數位影像設計數位創作多媒體
英文關鍵詞: bionics, the thinking of bionics, bionic design, 3D digital image design, digital creation, multimedia
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:320下載:30
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  • 本研究先探討仿生學(bionics)、仿生思維及仿生設計了解其原理之後,文獻探討整理出一些仿生設計的原則:形態仿生、功能仿生、結構仿生、視覺仿生、色彩仿生、介面仿生、運動仿生、文化象徵仿生;依此為中心理論研究,進而考究其在設計史及設計師作品中應用情形及產生的影響;最後再將此思維方式,實際運用於3D數位影像、多媒體及VR(虛擬實境)創作中,理論與創作並重。

    運用2D、3D、多媒體、VR(虛擬實境)等電腦繪圖軟體直接無中生有,創作數位作品;從實驗創作過程中,進而匯整出數位媒材應用方式及3D數位影像設計的創作流程,提供設計者更有效率及更豐富多樣的數位創作視野。研究發現:

    1. 「仿生思維」方式具有大量優質的參考資料,的確對數位藝術創作者帶來更豐富、更有趣的創意啟發,增加創作時的深度、廣度、速度。

    2. 大自然裏各種具天然美感的造形、形式、比例、顏色、質感、圖案…等是人類共同認知的美感語言;且以自然萬物為象徵題材而得的仿生文化象徵意義是設計師與觀者間最容易傳達、溝通的方式之一。

    3.「仿生思維」的運用,讓藝術創作作品更具天然的生命力:顯現出作品的有機性與親和力;更將自然、科學與藝術融合於一體。

    4. 活用「仿生設計原則」易於達成「自然美」、「科幻美學」的要求,使作品深具自然力與想像力;激起人們對大自然有更敏感的知覺能力,由衷對大自然投注心力與興趣,更愛護大自然。

    5. 運用3D立體繪圖軟體的擬真特性,提供數位創作更大的彈性空間;3D與 2D在創作風格上有極大的不同,創作者可多利用這些差異性營造更獨特的作品。

    6. 3D立體繪圖軟體對「質感」變化的掌控更自然容易,給了創作者更自由的試驗空間,增添了許多創作的可能性。

    7. 3D立體繪圖結合VR( Virtual Reality)的虛擬實境技術,配合適當的音樂與音效產生出更具臨場感、身歷其境的感受,對平面設計創作是一大變革。

    8. 設計師選用不同的媒材技術協助自己創作,其創作的形式和理念也深受創作媒材的影響;3D數位媒材及VR設計應用,確實有助於創作者想像力更加狂野奔騰;但唯有具有自然與人文關懷的內涵,才能真正動人心弦。

    As such, the principles of bionics, the thinking of bionics and bionic design were investigated in this thesis and some selected principles of bionic design such as shape bionics, function bionics, structure bionics, vision bionics, color bionics, interface bionics, sport bionics and culture symbolism bionics were also sorted out from literature review. These principles were used as the foundation of this research to further examine the implication and impacts generated on the design history and also on designers’ works. Finally, the principles of bionics were applied to the creation with 3D digital image, multimedia and virtual reality in this thesis to lay equal stress on theory and creative work.

    Computer graphics software such 2D, 3D, multimedia and VR has been applied in the digital design. The application of digital media and the process of 3D digital design have been derived from the process of experimental creation and could be provided designers a more effective way and diversified vision of digital design. In this research, it is found:

    1. “The thinking of bionics” is with a lot of qualitative reference data, which indeed could bring more abundant and interesting creative inspiration to the digital image artists so as to increase the depth, width and speed of design works.

    2. Various beautiful shapes, forms, proportions, colors, texture, graphics found from the nature are the common language for esthetics recognized by human beings. The symbolic meaning of bionic culture inspired by the living beings of the nature is one of the most communicative ways used between designers and viewers.

    3. The application of “the principles of bionic design” endows the designed artistic works with more natural vitality, shows the “organic function” and “affinity” of the works and blends nature, science and art into one.

    4. Flexibly make good use of “the principles of bionic design” will help the works meet the requirement of “the beauties of nature” and “scientific esthetics”, endows the works with natural elements and imagination, and arouse human beings to more delicate sensation to the nature so as to pay more attention and interest to the nature, and cherish the nature.

    5. The life-like characteristic of 3D graphics software allows more space for digital creation. Huge difference exists in the styles of 3D and 2D works; the designers could make good uses of the differences to create more unique works.

    6. 3D graphics software makes the master of the changes in “texture” easier, allowing artists more space to test out new designs and increase more possibilities in creation.

    7. 3D graphics software combined with VR (virtual reality) techniques and supported by pertinent music and sound effect, generating a simulated sense like being on spot, is indeed a complete revolution for the graphic designers.

    8. Designers adopt different media techniques as a supplementary tool to complete a design; the form and concept of the artistic works are influenced by the media techniques accordingly. 3D digital media and VR design application could help artists present their free imagination; however, only the artistic works with nature content and humanistic care could touch a string of human’s heart.

    中文摘要……………………………………………………………Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………Ⅲ 謝 誌……………………………………………………………Ⅴ 目 錄……………………………………………………………Ⅵ 圖 目 錄……………………………………………………….… Ⅷ 第一章 緒論 第一節 研究動機與目的 一 研究動機…………….………………………………......1 二 研究目的………………….……………………………....3 第二節 研究方法與程序 一 研究方法……………………….………………………....4 二 研究程序…………………………….……………………..5 三 研究流程圖……………………………….…………………6 第三節 研究範圍與限制……………….…………………….7 第四節 名詞釋義………………….………………………...8 第二章 文獻探討 第一節 仿生學 一 何謂「仿生學」(bionics)………...……………....13 二 仿生學的源起……………………………..……………..16 三 仿生學的發展………………………………..…………..19 四 仿生學的應用與貢獻…………………...……..……….22 第二節 仿生設計 一 仿生設計的定義………………………………….….....34 二 仿生設計的研究內容與方法…………….……..……...37 三 仿生設計的原則……………………………………………40 四 仿生設計思維於近代設計史的運用.………………….…46 五 仿生設計思維的應用實例…………………………………55 第三章 3D數位創作媒材探討 第一節 3D繪圖軟體的發展現況…………………………...63 第二節 3D繪圖軟體的介紹…………………………….....64 第三節 簡介QuickTime VR…..….……………….…....70 第四節 3D繪圖軟體的發展趨勢…..……………………….72 第四章 個人研究創作表現 第一節 創作主題…………………………….……………....73 第二節 創作理念………………………….……………......74 第三節 創作過程…………………………………….…………77 第四節 作品說明…………………………………….………..91 一 創作系列(一)主題:「潛」設計系列……………..91 二 創作系列(二)主題:「飛」設計系列…..……....94 三 創作系列(三)主題:互動式多媒體設計……..…..97 第五節 作品展出……….……………...……............107 第五章 結論與建議 第一節 結論……………………………………………...….109 第二節 後續研究與建議…………………………..….…...112

    書籍部份
    1 賴建都著(民91)。台灣設計教育思潮與演進。臺北:龍溪圖書。
    2 賴建都著(民83)。電腦化平面設計。臺北:桑格文化有限公司。
    3 葉家明著(民86)。向生命系統學習-社會仿生論與生命科學。臺北:淑馨出版社。
    4 史蒂芬 伏格(Steven Vogel)著(民88)。貓掌與彈弓:當自然設計遇上人類科技(楊永鈺 譯)。臺北:先覺出版社。
    5 傅紅春著(民86)。經濟仿生學。臺北:正中書局。
    6 太田次郎著(民87)。生物的超能力(張麗瓊 譯)。臺北:大樹文化。
    7 大衛 艾登堡(David Attenborough)著(民78)。神奇的大自然(Life on earth)(唐文娉 譯)。臺北:桂冠。
    8 張之傑譯(民75)。生物科學巡禮。臺北:牛頓出版社。
    9 容軒編繪(民89)。生物學圖解。臺北:臺灣珠海出版有限公司。
    10 蕭凡(民89)。仿生趣談。新竹市:凡異出版社。
    11 陳延熹(民87)。模傲生物顯奇妙,倣生的故事。新竹市:凡異出版社。
    12 郭泰(民82)。拜動物為師。臺北:遠流出版公司。
    13 Bruno Munari原著(民78)。物生物(曾堉 & 洪進丁 譯)。臺北:博遠出版有限公司。
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    15 Arnheim,Rudolf原著(民82)。藝術與視覺心理學(李長俊 譯)。臺北:雄獅。
    16 王受之(民91)。世界現代平面設計。臺北:藝術家。
    17 王受之(民86)。世界現代設計。臺北:藝術家。
    18 林品章編著 (民81)。最新平面設計基礎。臺北:星狐出版社。
    19 劉思量(民78)。藝術與創造—藝術創作與欣賞之理論與實際。臺北:藝術家。
    20 林品章(民88)。造形原理。臺北:全華科技圖書。
    21 呂清夫(民73)。造形原理。臺北:雄獅圖書公司。
    22 蔡子瑋譯(民91)。視覺思考的經驗。臺北:六合出版社。
    23 劉建國,劉子倩譯(民91)。造形的發想。臺北:六合出版社。
    24 張建成編譯(民83)。設計方法。臺北:六合出版社。
    25 TOM ANG (民92) 。數位相機聖經 。台北:旗標出版股份有限公司。
    26 中村幸昭著(民89)。魚類愛情物語(宋碧華 譯)。臺北:大樹文化。
    27 史都華著(民89)。生物世界的數學遊戲(蔡信行 譯)。臺北:天下遠見出版股份有限公司。
    28 邵廣昭、陳麗淑著(民93)。魚類入門。臺北:遠流。
    29 黃世富著(民91)。臺灣的竹節蟲。臺北:大樹文化。
    30 呂光洋、杜銘章、向高世著(民88)。臺灣兩棲爬行動物圖鑑。臺北:中華民國自然生態保育協會大自然雜誌社。
    31 Daniel McNeill著(民93)。臉(黃中憲 譯)。臺北:藍鯨出版。
    32 詹見平著(民83)。臺中縣大甲溪魚類誌。豐原市:臺中縣立文化中心。
    33 王士朝主編(民90)。亞洲海報三國志。臺北:亞洲海報三國志展覽編輯委員會。
    34 王書榮著 ( 民67 )。自然的啟示(第2版)。 上海:上海科學技術出版社。
    35 喬冶.法利 著(民92)。高第聖家堂導覽(徐芬蘭 譯)。臺北:藝術家。
    36 Felice Hodges et al﹒著(民89)。新設計史(李玉龍 張建成 譯)。臺北:六合出版社。
    37 Francesca Romei(民89)。達文西。臺北:閣林國際圖書有限公司。
    38 朱耀沂著(民92)。蜘蛛博物學。臺北:大樹文化。

    期刊、年鑑
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    2 林漢裕,1997,象形與仿生設計的初探,工業設計,第26卷,第1期,頁52–54。
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    4 段維新,2004年3月,以大自然為師-仿生陶瓷,科學發展,375期。
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    8 PRINT:America’s Graphic Design Magazine, 2004~1988,
    Cincinnati:F&W Publications, Inc.。
    9 Editor:Valerie Vago–Laurer,2003, area:100 graphic designers 010 curators 010 design classics , New York:Phaidon Press Limited。

    會議論文:
    1江潤華,2002,仿生設計與產品語意在造形關聯性之初探,中華民國設計學會2002年設計學術研究成果研討會,中華民國設計學會,P.861-864。
    2 基本設計研討會論文集(民86)。中華民國設計學會。
    3林宏銘,呂永富(民90)。植物形態視覺化之研究–以植物之花、葉部份為對象。發表於基礎造形展暨視覺設計研討會論文集,臺北。
    學術論文:
    1. 曾殷詩(民93):仿生設計運用於3C產品之研究。國立臺灣科技大學設計研究所碩士論文。
    2. 林揚智(民93):以功能分解為基之造形設計方法。樹德科技大學應用設計研究所碩士論文。
    3. 張晉財(民89):功能類比於仿生構想擷取。國立成功大學工業設計學系碩士論文。
    4. 林修遠(民92):電腦病毒於3D電腦動畫視覺化之研究。私立中原大學商業設計研究所碩士論文。
    5. 陳啟耀(民93):「釋放」、「軌跡」系列作品-3D電腦動畫的超現實與意象研究與創作。國立臺灣藝術大學多媒體動畫藝術研究所碩士論文。
    6. 鄧建誠(民93):「人禍」-電影語言於3D電腦動畫之探討與創作。國立臺灣藝術大學多媒體動畫藝術研究所碩士論文。
    7. 柯萱玉(民91):數位藝術在設計繪畫應用上之研究-以3D造型數位影像童書繪製為例。國立臺灣師範大學設計研究所碩士論文。
    8. 張國欽(民89):數位設計媒體對初學者形式創作訓練的影響。東海大學建築系碩士班論文。
    9. 李銘龍(民86):視覺傳達設計之美感創作研究。國立臺灣師範大學美術學系碩士論文。
    10. 王小滕(民87):試論莊子逍遙的心靈及其意境。國立台灣大學中國文學研究所碩試論文。
    11. 傅維信(民81):莊子「逍遙而遊」思想的理論與實踐研究。國立台灣大學哲學研究所碩試論文。
    12. 簡雅雯(民93):數位藝術基礎理論之研究。國立嘉義大學視覺藝術研究所碩士論文。

    網路資源
    1仿生學網–中國仿生社會學網。上網日期:94.1.19 ,
    網址:http://www.fangshengxue.com/index.asp
    2 工藝美術學院Shandong college of art & design 設計大學:仿生思維與工業設計教育 宋仕鳳 皮永生 著。上網日期:94.3.23 ,
    網址:http://66.102.7.104/search?q=cache:nufGIFgy1G8J:www.sdada.edu.cn/show.php%3Fid%3D552361+%E4%BB%BF%E7%94%9F%E8%A8%AD%E8%A8%88&hl=zh-TW
    3 生物模擬 仿生學 (Bionics) 顧凡及 著。上網日期:94.3.23 ,
    網址:http://ecaaser3.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/LifeScience/MoreBiomimic.htm
    4 中國工業設計在線:論工業設計中的仿生 余森林 著。上網日期:94.3.23 ,
    網址:http://www.dolcn.com/data/cns_1/article_31/paper_311/pind_3111/2005-04/1114227070.html
    5中國技術創新深圳信息網:仿生形態與設計創新 有 著。上網日期:94.3.23 ,
    網址:http://www.ctisz.com.cn/browseInfo.asp?ID=94&category=dongtai
    6 香山科學會議:仿生學的科學意義與前沿。上網日期:94.6.3 ,
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    7 仿生昆蟲:天生的科學家—普克動物世界。上網日期:94.6.3 ,
    網址:http://www.pupk.com/zt/data/649.htm
    8 蝴蝶與仿生。上網日期:94.6.3 ,
    網址:http://www.hainnu.edu.cn/yuanxisz/SHENGWU/museum/My%20Webs/knowledge/27.htm
    9 SciScape專題文章:仿生推進法 陳政宏 著。上網日期:94.6.3 ,
    網址:http://www.sciscape.org/articles/bio_propelling/
    10 新周刊網絡版第164期:科技定位未來 向想像力致敬。上網日期:94.6.17 ,
    網址:http://cul.sina.com.cn/s/2003-10-27/44914.html
    11生命經緯 - 動物奇特的功能與仿生學。上網日期:94.8.17,網址:http://64.233.187.104/search?q=cache:HVgYkLZ3ZeAJ:www.biox.cn/content/20050411/10245.htm+%E5%8B%95%E7%89%A9%E5%A5%87%E7%89%B9%E7%9A%84%E5%8A%9F%E8%83%BD%E8%88%87%E4%BB%BF%E7%94%9F%E5%AD%B8&hl=zh-TW
    12生技時代:「仿生學」效法萬物打造未來科技新世界! 林明定 著。上網日期:94.8.17 , 網址:http://magazines.sina.com.tw/bioera/contents/200309/index.html
    13科技日報:學習生物之長—專家研討仿生學。上網日期:94.8.17 ,
    網址:http://www.stdaily.com/big5/misc/2004-01/09/content_198309.htm
    14科普頻道。上網日期:94.8.17 ,
    網址:http://www.scitom.com.cn
    15中國科學院:昆蟲與仿生學。上網日期:94.8.18 ,
    網址:http://www.cas.ac.cn/html/Dir/2001/12/03/4980.htm
    16 中醫藥傳播網:昆蟲與仿生學。上網日期:94.8.18 ,
    網址:http://www.xiaoduweb.com/index/Z/11/64/Index.htm
    17 新浪科技時代:「現代奧運:比體育更比科技」。上網日期:94.8.19 ,
    網址:http://tech.sina.com.cn/other/2004-08-24/1345411133.shtml
    18 中央電視臺。上網日期:94.8.19 , 網址:http://www.cctv.com/default.shtml
    19 仿生建築 跟著奧運起飛(聯合報,記者陳宛茜/專題報導,2004/08/16)。
    上網日期:94.9.3 , 網址: http://www.arch.idv.tw/ntust/article.php?storyid=88
    20 維基百科。上網日期:94.9.19 ,
    網址:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%99%B6%E5%AE%AE
    21 楊裕富設計教學網。上網日期:94.9.2 8 ,
    網址:http://www.yuntech.edu.tw/~yangyf/ff/gra032.html
    22 愛普生數位攝影聯盟。上網日期:94.8.19 ,
    網址:http://edpa.epson.com.tw
    23 數位影像坊。上網日期:94.8.19 ,
    網址:http://www.dgphoto.com.tw/
    24 攝影家手札。上網日期:94.8.19 ,
    網址:http://www.photosharp.com.tw/
    25 數位媒材的創作。上網日期:94.8.26 ,
    網址:http://ww2.dyes.tyc.edu.tw/~lly/www1/l2-2.htm

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