目 录

第1篇　设计形态学思维方法与知识体系 001

第1章　绪论 003

1.1　设计形态学产生的背景与条件 003

1.1.1　设计研究与未来的挑战   003

1.1.2　着眼学科交叉与知识融通 003

1.1.3　聚焦基础研究与前沿创新 004

1.2　设计形态学研究的目标与范围 005

1.2.1　确定设计形态学研究的目标 006

1.2.2　规划设计形态学研究的范围 006

1.3　设计形态学研究的价值与意义 008

1.3.1　为设计学探索研究拓宽道路 008

1.3.2　为多学科知识融通建构平台 008

1.3.3　为协同创新奠定坚实的基础 009

1.3.4　为设计实践提供新的方法论   010

第2章　设计形态学的基本概念与理论基础 012

2.1　设计形态学的基本概念   012

2.1.1　形态与造型 012

2.1.2　形态学与设计形态学 013

2.1.3　智慧形态与第三自然 016

2.1.4　原创设计与协同创新 018

2.2　设计形态学的理论基础 020

2.2.1　形态分类法  020

2.2.2　形态建构的逻辑 024

2.2.3　设计形态学的基本属性 027

2.2.4　形态的元形化与数字化 033

2.2.5　基于协同创新的原创设计 034

第3章　设计形态学的思维范式 036

3.1　设计形态学与交叉学科思维范式 036

3.1.1　交叉学科的分类与思维范式 036

3.1.2　设计形态学与交叉学科 037

3.2　设计形态学与科学世界观  038

3.2.1　人类感官与仪器检测 038

3.2.2　归纳主义与否证主义 038

3.2.3　理论范式与科学革命 040

3.2.4　研究纲领与客观规律 040

3.2.5　科学思维与工程思维 041

3.2.6　中国古代科学思想及专著 042

3.2.7　设计形态学的科学观与思维范式 044

3.3　设计形态学与人文世界观 045

3.3.1　哲学思维 045

3.3.2　美学思维 051

3.3.3　心理学思维 053

3.3.4　语言学思维 055

3.3.5　设计形态学的人文观与思维范式 057

3.4　设计形态学与艺术设计思维 058

3.4.1　艺术学思维 058

3.4.2　设计学思维 061

3.4.3　艺术与设计思维对设计形态学思维的启示 064

3.4.4　设计形态学思维的建构 064

第4章　设计形态学的逻辑与方法论 069

4.1　逻辑学与方法论 069

4.1.1　逻辑学 069

4.1.2　方法论 073

4.2　科学与工程学研究的方法论 077

4.2.1　科学研究的方法论 077

4.2.2　工程学研究的方法论 078

4.2.3　跨学科研究的方法论 079

4.3　设计学与设计形态学的方法论 084

4.3.1　设计学研究的方法论 084

4.3.2　设计形态学研究的方法论 091

第5章　设计形态学的知识体系建构 098

5.1　设计形态学知识建构的方法与途径 099

5.1.1　设计形态学的核心知识建构 100

5.1.2　设计形态学的一般知识建构 102

5.1.3　设计形态学的跨学科知识建构  103

5.2　设计形态学知识体系与范式 105

5.2.1　学科知识体系的建构模式 105

5.2.2　设计形态学的知识体系范式 106

5.2.3　基于设计形态学的生态系统与类生态系统 107

5.2.4　基于设计形态学的真实世界与虚拟世界 110

第2篇　设计形态学的科学属性 113

第6章　科学属性之概论 115

6.1　形态探究的重要途径 115

6.1.1　由物及理的探究模式 115

6.1.2　演绎推理的探究模式 115

6.2　形态建构的主要方法 117

6.2.1　自然的数学化 117

6.2.2　实验科学法 118

6.2.3　博物的传统 119

6.3　本篇研究框架 120

第7章　形态内在的本质性 122

7.1　形态的表达方式 122

7.1.1　形态的几何表达 122

7.1.2　形态的场域表达 124

7.2　形态的建构要素  126

7.2.1　形态的物质：材料  126

7.2.2　形态的组成：结构 129

7.2.3　形态的实现：工艺 132

第8章　形态建构的逻辑性 140

8.1　演绎推理 140

8.1.1　基本逻辑 140

8.1.2　升维推论 141

8.2　数理实践  145

8.2.1　自然的数学化 145

8.2.2　机械的自然观  147

8.3　博物观察 150

8.3.1　聚焦个体  151

8.3.2　经验习得  154

第9章　科学属性之总结 158

9.1　认知形态的本质 158

9.1.1　描述方法 158

9.1.2　建构要素 158

9.2　建构形态的理性  159

9.2.1　由理性及理性 159

9.2.2　由物质及理性 159

9.2.3　由经验及理性 159

9.3　现状与展望   159

9.3.1　经验与理性的局限 159

9.3.2　内外约束性的局限 160

9.3.3　基于智能制造的展望 160

9.3.4　基于材料智能的展望 160

9.3.5　基于交互经验的展望 161

第3篇　设计形态学的人文属性 163

第10章　人文属性之概论 165

10.1　人文属性的研究范畴、价值和意义 165

10.1.1　人文属性研究的范畴 165

10.1.2　人文属性研究的价值和意义 165

10.2　基于人文视角的形态分类 166

10.2.1　原生形态 166

10.2.2　意象形态  168

10.2.3　交互形态  169

第11章　形态的人文性研究 171

11.1　形态的符号学研究 171

11.1.1　形态与符号学 171

11.1.2　基于设计形态学的符号学研究 172

11.2　形态的美学研究 174

11.2.1　形态与美学 174

11.2.2　设计形态学中的美学研究  175

11.3　形态的心理学研究 177

11.3.1　形态与基础心理学 177

11.3.2　基于设计形态学的基础心理学研究 179

第12章　基于形态认知的人文属性研究 182

12.1　原生形态的感知与同构 182

12.1.1　原生形态的感知 182

12.1.2　原生形态同构的研究 187

12.1.3　原生形态的探索 190

12.2　意象形态的创造与移情 192

12.2.1　意象形态的创造 192

12.2.2　意象形态移情的研究 196

12.2.3　意象形态的探索 200

12.3　交互形态的生成与体验 203

12.3.1　交互形态的生成 203

12.3.2　交互形态体验的研究 205

12.3.3　交互形态的探索 210

第13章　人文属性之总结 214

13.1　设计形态学人文属性研究概述 214

13.2　设计形态学人文属性研究的价值与意义 216

第4篇　设计形态学与真实世界 219

第14章　真实世界的建构 221

14.1　真实世界的认知 221

14.1.1　真实世界认知的起源 221

14.1.2　农业革命的福音 222

14.1.3　向“微观”探索 223

14.1.4　交叉学科的必然 223

14.2　真实世界的形态 224

14.2.1　真实世界中的形态 224

14.2.2　自然形态与材料分类 224

14.2.3　人造形态与材料制备 225

14.2.4　智慧形态与材料探索 225

第15章　形态与组织构造 226

15.1　万物皆由形态元构成 226

15.1.1　基本粒子的认知 226

15.1.2　生物和非生物的基本元素认知 227

15.1.3　形态元构筑了真实世界 228

15.2　自然形态的研究范畴及意义 228

15.2.1　生物形态及其分类 229

15.2.2　非生物形态及其分类 232

15.2.3　类生物形态及其分类 233

15.3　人造形态的组织构造 234

15.3.1　从师法自然开始 234

15.3.2　改造与模仿 235

15.3.3　人造合成 236

15.3.4　人造形态发展的具体尝试 237

15.4　智慧形态与建构方法 239

15.4.1　基于未知自然形态的智慧形态 239

15.4.2　基于未产生人造形态的智慧形态 243

15.4.3　智慧形态的未来 245

第16章　设计形态学的材料分类与研究 246

16.1　材料分类与性能 246

16.1.1　材料来源分类 246

16.1.2　材料性能分类 247

16.1.3　设计形态学下的材料分类 247

16.2　生物材料的研究 249

16.2.1　生物材料的定义 249

16.2.2　生物材料的优异性能 250

16.2.3　设计形态学下的生物材料研究方法 250

16.3　人造材料的研究 251

16.3.1　仿生材料 251

16.3.2　现有仿生材料研究 252

16.3.3　仿生材料的研究脉络 252

16.3.4　向天然生物材料学习的难点 253

16.3.5　仿生材料的研究挑战 254

16.4　材料的可编程化 254

16.4.1　可编程的概念 255

16.4.2　可编程力学超材料 255

16.4.3　基于可编程力学超材料的设计形态学方法研究 256

第17章　真实世界之总结 261

17.1　真实世界的构建 261

17.1.1　真实世界的认知 261

17.1.2　真实世界的形态 261

17.1.3　真实世界的组织构造 261

17.1.4　设计形态学视角下材料的分类方式 262

17.1.5　设计形态学视角下材料的研究方法 262

17.2　材料研究的成果与方法 262

17.2.1　设计形态学下的材料研究框架与流程  263

17.2.2　设计形态学下天然材料和人造材料的研究方法 264

17.2.3　设计形态学思维下智慧材料的研究方法 265

第5篇　设计形态学与数字世界 267

第18章　数字形态研究概论 269

18.1　数字形态研究介绍 269

18.1.1　研究框架 269

18.1.2　数字形态研究基础 269

18.1.3　数字形态发展历程 270

18.2　数字形态研究与应用前沿 274

18.2.1　数字形态相关概念 274

18.2.2　数字形态应用前沿 276

18.3　数字形态研究对设计形态学的意义 279

第19章　数字形态构建原理 280

19.1　设计形态学与数字形态 280

19.1.1　从“数的形态化”到“形态的数化” 280

19.1.2　从“自上而下”到“自下而上” 281

19.1.3　从“形态模拟”到“形态探索” 282

19.2　形态数字化 284

19.2.1　形态数字化原理 284

19.2.2　数字形态的基本构建类型 284

19.3　数字形态可感化 289

19.3.1　数字形态感知原理 289

19.3.2　数字形态显示原理 292

19.3.3　数字形态着色原理 293

19.4　数字形态运算化 294

19.4.1　数字形态程序原理 294

19.4.2　数字形态模拟算法 296

19.4.3　数字形态探索算法 298

第20章　数字形态生成方法研究 302

20.1　参数化数字形态研究 302

20.1.1　参数化数字形态介绍 302

20.1.2　参数化数字形态生成方法 304

20.1.3　参数模型的构建 307

20.1.4　应用案例：人体工程学座椅 308

20.2　运动数字形态研究 310

20.2.1　运动数字形态介绍 310

20.2.2　运动模拟计算方法 311

20.2.3　运动数字形态中的物理模拟 312

20.2.4　运动数字形态中的自然模拟 314

20.2.5　应用案例：一体化金属打印底盘 317

20.3　人工智能数字形态研究 320

20.3.1　人工智能数字形态介绍 320

20.3.2　基于搜索的数字形态生成方法 323

20.3.3　基于学习的数字形态生成方法 326

20.3.4　应用案例：数字形态3D打印优化 333

第21章　数字世界之总结 335

21.1　数字形态研究成果 335

21.2　数字形态研究的创新点、价值与意义 336

21.2.1　数字形态研究的创新点 336

21.2.2　数字形态研究促进了设计形态学的研究与创新 336

21.2.3　数字形态研究推进了设计的信息化和数据化 337

21.2.4　数字形态研究促进了设计与生产的顺利对接 337

21.3　数字形态的未来展望 338

21.3.1　数字形态“向内”探索机遇  338

21.3.2　数字形态“向外”寻求发展 339

第6篇　设计形态学的研究成果与发展趋势 341

第22章　研究价值与意义  343

22.1　对设计形态学的总体认识  343

22.1.1　设计形态学的三原则 343

22.1.2　设计形态学与哲学三论 344

22.1.3　设计形态学与科学三论 348

22.2　设计形态学研究的学术贡献和现实意义 350

22.2.1　第一篇的学术贡献及其意义 350

22.2.2　第二篇的学术贡献及其意义 352

22.2.3　第三篇的学术贡献及其意义 353

22.2.4　第四篇的学术贡献及其意义 354

22.2.5　第五篇的学术贡献及其意义 355

22.2.6　设计形态学研究的主要学术贡献汇总 356

第23章　发展趋势与前景  359

23.1　基于设计形态学的国际高水平研究成果发表概况 359

23.1.1　关键词共现分析 359

23.1.2　文献耦合分析  359

23.1.3　共被引分析  359

23.1.4　共同作者分析 359

23.1.5　本节结论 365

23.2　设计形态学未来的发展趋势和前景 365

23.2.1　设计形态学思维与方法主导的学科深化 365

23.2.2　设计形态学未来的发展与思考 366

23.2.3　设计形态学未来发展之前景 367

结语 368

参考文献 372