設計知識點(diǎn)：設計活動(dòng)中的原型設計

何為設計原型

①定義

如我們所知，“原型”在字典中的定義是名詞。但在設計實(shí)踐中，這個(gè)詞也可以被用做動(dòng)詞或者形容詞。例如，我們可以說(shuō)：“制作一個(gè)原型”、“對設計進(jìn)行原型化”、“編寫(xiě)原型程序”。

對于原型的定義，麻省理工學(xué)院的K. T. Ulrich博士曾有論述，即原型為設計人員依據一個(gè)或多個(gè)方面的興趣而得到的產(chǎn)品的近似品。因此，能夠呈現給開(kāi)發(fā)者至少一個(gè)所關(guān)注的方面的任何實(shí)體都可以視作一個(gè)原型（prototype，也作“樣機”）。按照以上論述，原型的具體形式是靈活多變、不受拘束的。概念草圖、數學(xué)模擬、測試元件、簡(jiǎn)單的油泥或泡沫模型、能夠點(diǎn)擊的軟件界面，這些都可以稱(chēng)作是原型。

上述種類(lèi)繁多的、各式各樣的原型將會(huì )出現在不同的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段。在產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)的初期，設計者用草圖來(lái)表達設計方案。隨著(zhù)設計深入，簡(jiǎn)單的外觀(guān)模型可能會(huì )被制作出來(lái)。在進(jìn)行至系統性的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)節時(shí)，設計者可能會(huì )用到功能驗證原型…… 《交互設計指南》一書(shū)的作者稱(chēng)“做設計就是做原型”。

②原型的分類(lèi)

對于軟件和硬件產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，原型都是不可缺少的一部分，但各有其特點(diǎn)，因此，我們分開(kāi)討交互原型和產(chǎn)品原型

〇 交互原型

在交互設計開(kāi)發(fā)中，一般從三個(gè)水平上區分原型，一是原型的逼真程度、二是原型所探索的功能，三是原型所追求的結果

在第一種分類(lèi)水平上，我們可以將原型分類(lèi)為較為耳熟能詳的低保真原型和高保真原型。低保真原型用于快速表達設計方案，拓展設計思路。此類(lèi)原型制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，花費時(shí)間少，方便修改。對應的形式可以是紙面草圖，也可以是軟件交互線(xiàn)框圖。而高保真原型與最終的產(chǎn)品更為相似，但也并非完全相同。此類(lèi)原型功能較為完整，具有交互性，能夠測試軟件的可用性，獲得關(guān)于最終體驗的反饋，但開(kāi)發(fā)成本較高，用時(shí)長(cháng)，不能用于快速生成和驗證設計概念上的創(chuàng )新。

在第二種分類(lèi)水平上，可以從對于產(chǎn)品功能探索的角度來(lái)分類(lèi)，可以把原型分類(lèi)成為“水平原型”和“垂直原型”?！八皆汀笔侵冈撛吞峁┝撕芏嗟墓δ?，單每個(gè)功能的實(shí)現都不夠深入。例如，在軟件應用的交互界面進(jìn)行原型繪制時(shí)，只將導航界面設計出來(lái)，但其實(shí)際功能可能尚未實(shí)現?！按怪痹汀笔侵笇Ξa(chǎn)品的某幾個(gè)功能進(jìn)行詳細的探索。例如通過(guò)一些復雜的算法實(shí)現了某種交互功能，但其他類(lèi)型的功能沒(méi)有進(jìn)行落地實(shí)踐。

在第三種分類(lèi)水平上，可以將原型分類(lèi)為“進(jìn)化型原型”和“拋棄型原型”?！斑M(jìn)化型原型”會(huì )在逐步的原型設計制作和評估中，逐漸進(jìn)化成為最終產(chǎn)品；而“拋棄型原型”僅僅用于充當設計概念的實(shí)驗對象，在確定最終產(chǎn)品設計方案之后，此類(lèi)原型就不會(huì )再被使用。但值得注意的是，“進(jìn)化型原型”不等于最終設計，還需要構建更多的垂直原型等進(jìn)行測試。但要避免使用不成熟的原型直接拼湊產(chǎn)品，使得產(chǎn)品質(zhì)量下降。

〇 產(chǎn)品原型

這里所說(shuō)的產(chǎn)品原型偏向于硬件原型，從兩個(gè)角度進(jìn)行分類(lèi)，分別是產(chǎn)品的實(shí)體化（或與之相對應的解析化）程度，以及原型的綜合性（或與之相對應的專(zhuān)一性）程度。

實(shí)體化原型是可觸知的制品，該制品是產(chǎn)品的一個(gè)近似品。開(kāi)發(fā)者所感興趣的產(chǎn)品的一些方面被實(shí)體化，用于檢測和試驗。實(shí)體化原型包括滿(mǎn)足視覺(jué)外觀(guān)模型、用于快速檢測某一設想的概念證實(shí)型原型，以及用于證實(shí)產(chǎn)品功能的實(shí)驗型原型。分別舉例說(shuō)明，傳統的工業(yè)設計中所采用的泡沫、油泥、石膏等制作的用于測試外觀(guān)和尺寸的原型，簡(jiǎn)單的單片機和傳感器所搭建的電子原型，以及通過(guò)cnc或*D打印形成的快速結構驗證原型均屬此類(lèi)。

而與之相對應的解析化原型通常是指以數學(xué)或圖像的方式表達原型，一般來(lái)說(shuō)不可觸知。解析化原型的表現形式為計算機的三維模型、電子表格編碼方程運算，計算機仿真模擬等。我們常用的犀牛建模、CREO工程圖、已經(jīng)一些有限元仿真手段均屬于解析化原型的范疇。

綜合化原型，顧名思義，能夠完成產(chǎn)品的絕大多數屬性，一般來(lái)說(shuō)作為一個(gè)范圍大、功能全的產(chǎn)品版本，用于檢驗綜合性能。這里引入一個(gè)我們常見(jiàn)的名詞，“β原型“。我們常見(jiàn)于一些手機軟件，邀請用戶(hù)進(jìn)行β測試（也作BETA版）。實(shí)際上這就是產(chǎn)品在正式投入市場(chǎng)之前交付用戶(hù)使用的測試原型版本，用以識別可能存在的設計缺陷。相應的，在β原型之前，一般也會(huì )生產(chǎn)α原型，該原型在有些企業(yè)中也被稱(chēng)作“手板”。α原型的加工工藝可能與最終的產(chǎn)品尚存在區別，而β原型的零件一般是最終流水線(xiàn)所生產(chǎn)的。在各類(lèi)綜合化原型中，仿真程度最高的是試產(chǎn)原型，此類(lèi)原型是第一批由完整的工藝所加工的產(chǎn)品，也可以用于評價(jià)生產(chǎn)線(xiàn)能力。

與綜合化原型相對應的原型種類(lèi)叫做專(zhuān)一化原型，一般只實(shí)現產(chǎn)品的某個(gè)或者某些屬性，細分可分為外觀(guān)原型和工作原理原型。相比制造一個(gè)綜合化原型，通過(guò)制造兩個(gè)分離的專(zhuān)一化原型可以節省更多時(shí)間和成本來(lái)解決問(wèn)題。

關(guān)于原型的分類(lèi)，如圖所示，可以在兩個(gè)維度區分。

原型的作用

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項目中，使用原型主要存在四個(gè)目的：學(xué)習、溝通，集成和里程碑。

學(xué)習：在回答“產(chǎn)品是否能按照預期工作？”和“滿(mǎn)足需求的程度如何？”此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，原型就作為我們學(xué)習的工具。事實(shí)上，我們對于原型的作用認知主要就體現在學(xué)習上，我們也可以認為這是對設計成果和思路的一種檢查和反思。諸如“系統運作的效率”、“產(chǎn)品的使用直觀(guān)性”、“產(chǎn)品符合人機工學(xué)的程度”都是從制作原型的過(guò)程中可以學(xué)習到的要點(diǎn)。

溝通：加強開(kāi)發(fā)團隊與高層管理者、供應商、合作商、供應人、合作人、開(kāi)發(fā)團隊拓展成員、消費者以及投資者之間的溝通。對于實(shí)體化原型來(lái)說(shuō)，這是尤為重要的目的。設計者向他人表達自己設計想法和設計工作進(jìn)度時(shí)，制作實(shí)體化原型是最有效的手段之一。

集成：在綜合化原型吉印通行產(chǎn)品子系統的集成，用于測試產(chǎn)品的整個(gè)系統能否按照預期協(xié)同工作。想要達成此類(lèi)目的的原型一般是實(shí)體化的，某些問(wèn)題在對于產(chǎn)品子系統進(jìn)行單一性測試檢驗時(shí)是難以被發(fā)現的，這些問(wèn)題一般只會(huì )在綜合性的實(shí)體化原型中出現。此外，原型可以幫助設計團隊達成一致的觀(guān)點(diǎn)，確保整個(gè)團隊輸出統一整體的設計。

里程碑：在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期，原型用于驗證產(chǎn)品在功能上已經(jīng)達到期望水平。此時(shí)，里程碑式的原型提供了可供觸知的目標，表明了進(jìn)展情況，并用于加強進(jìn)度安排。對于設計者、生產(chǎn)者、管理者、投資者和消費者來(lái)說(shuō)，一個(gè)完備的、具有里程碑意義的原型無(wú)疑是令人振奮的。

而在交互設計開(kāi)發(fā)流程中，原型設計通常有以下幾點(diǎn)作用：

●● 有一個(gè)堅實(shí)的基礎來(lái)構思改進(jìn)——讓所有利益相關(guān)者清楚地了解與原型可能導致的潛在收益、風(fēng)險和成本相關(guān)的情況。

●● 可以及早適應變化——從而避免對單一的、錯誤的理想版本的承諾，卡在用戶(hù)體驗的局部最大值上，然后由于疏忽而招致沉重的成本。

●● 向用戶(hù)展示原型，以便他們向提供反饋，幫助設計者確定哪些元素/變體最有效以及是否需要修改。

●● 擁有一個(gè)工具來(lái)試驗用戶(hù)需求和問(wèn)題的相關(guān)部分——因此，交互原型可以幫助設計者深入了解用戶(hù)世界中不太明顯的領(lǐng)域（例如，注意到他們將其用于其他目的或發(fā)現不可預見(jiàn)的可訪(fǎng)問(wèn)性問(wèn)題，例如移動(dòng)使用的挑戰）。

●● 為所有相關(guān)的利益相關(guān)者提供一種主人翁感，從而促進(jìn)對產(chǎn)品最終成功的情感投資。

●● 通過(guò)最大限度地減少產(chǎn)品發(fā)布前要糾正的錯誤數量來(lái)縮短上市時(shí)間。

如何實(shí)現原型

①傳統的工業(yè)設計原型

在一些偏向實(shí)體和制造業(yè)的工業(yè)設計和產(chǎn)品設計領(lǐng)域中，設計者常利用聚苯乙烯泡沫、油泥、石膏、ABS板或其他易于加工和成型的材料搭建產(chǎn)品，驗證其在尺寸、比例、人機關(guān)系上的合理性。

②快速原型技術(shù)

快速原型制作是一組用于使用三維計算機輔助設計 (CAD) 數據快速制造物理零件或裝配體的比例模型的技術(shù)。由于這些零件或組件通常是使用增材制造技術(shù)而不是傳統的減材方法構建的，因此該短語(yǔ)已成為增材制造和*D 打印的代名詞。

增材制造是原型設計的天然匹配。它提供幾乎無(wú)限的形狀自由度，不需要工具，并且可以生產(chǎn)機械性能與傳統制造方法制造的各種材料非常匹配的零件。*D 打印技術(shù)自 1*80 年代就已經(jīng)出現，但它們的高成本和復雜性主要限制了大公司的使用，或者迫使小公司將生產(chǎn)外包給專(zhuān)業(yè)服務(wù)，在隨后的迭代之間等待數周。

桌面和臺式 *D 打印的出現改變了這種現狀，并激發(fā)了采用的熱潮，而且沒(méi)有停止的跡象。借助內部 *D 打印，工程師和設計師可以在數字設計和物理原型之間快速迭代?，F在可以在一天內創(chuàng )建原型，并根據實(shí)際測試和分析的結果對設計、尺寸、形狀或組裝進(jìn)行多次迭代。最終，快速原型制作過(guò)程有助于公司比競爭對手更快地將更好的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

③Arduino與原型開(kāi)發(fā)

Arduino 是一個(gè)基于易于使用的硬件和軟件的開(kāi)源電子平臺。Arduino 板能夠讀取數字或模擬信號輸入：輸入傳感器上的光、按鈕上的手指或 Twitter 消息一一并將其轉換為輸出一一激活電機、打開(kāi) LED、在線(xiàn)發(fā)布內容。

由于其簡(jiǎn)單易用的用戶(hù)體驗，Arduino 已被用于數干個(gè)不同的項目和應用程序中。Arduino 軟件對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)易于使用，但對于高級用戶(hù)來(lái)說(shuō)足夠靈活。它可以在 Mac、Windows 和 Linux 上運行。教師和學(xué)生用它來(lái)建造低成本的科學(xué)儀器，證明化學(xué)和物理原理，或者開(kāi)始編程和機器人技術(shù)。設計師和建筑師構建交互式原型，音樂(lè )家和藝術(shù)家將其用于安裝和試驗新樂(lè )器。例如，制造商當然會(huì )使用它來(lái)構建許多在 Maker Faire 上展出的項目。

④交互原型的構建手段

交互原型根據仿真程度和用途的不同，也存在多種構建方式，包括草圖、紙質(zhì)原型、點(diǎn)擊原型和交互式高保真原型和編程原型（coded prototypes）。

草圖原型通常是自由形式的筆畫(huà)，勾勒出最初的想法——類(lèi)似于圖中所示的那些。它們是原型的最基本形式。用戶(hù)體驗設計師通常使用草圖來(lái)產(chǎn)生想法并與產(chǎn)品團隊協(xié)作。

紙質(zhì)原型與草圖不同。雖然團隊也在設計過(guò)程的最早階段使用它們，但紙質(zhì)原型的結構比一組草圖更明確，通常涉及使用模板和紙板來(lái)創(chuàng )建各種網(wǎng)頁(yè)或應用程序屏幕的更實(shí)質(zhì)、更詳細的模型，以供可用性測試期間使用。設計者還可以將這些與便利貼或其他紙質(zhì)插件結合使用。

點(diǎn)擊原型描繪了網(wǎng)站頁(yè)面或應用程序屏幕上的元素，如圖所示。它們通過(guò)熱點(diǎn)鏈接各種屏幕。這些原型是低保真原型的更高級版本，也是交互原型的最簡(jiǎn)單版本。常用軟件有Axure和Figma

*點(diǎn)擊原型 Click On Prototype

可交互式高保真原型比低保真原型更先進(jìn)。它們更美觀(guān)，功能更接近最終產(chǎn)品。一旦團隊牢牢掌握了他們希望成品體現的內容，您通常會(huì )在設計過(guò)程中進(jìn)一步創(chuàng )建高保真原型。高保真原型有時(shí)比低保真原型更適合可用性測試。常用于構建高保真原型的軟件包括Sketch、Adobe XD，協(xié)作也可以使用Figma

*點(diǎn)高保真原型 High Fidelity Prototype

只有在產(chǎn)品及其流程經(jīng)過(guò)深思熟慮并已獲得關(guān)鍵利益相關(guān)者的批準以進(jìn)行最終測試和實(shí)施后，才能創(chuàng )建數字編程原型。構建數字原型需要花費大量時(shí)間和精力，因此創(chuàng )建它們絕不應該是原型制作過(guò)程的第一步

編碼的原型既不容易創(chuàng )建，也不容易修改。它們具有原生響應能力，因此人們可以在手機、平板電腦或臺式機上查看它們。與創(chuàng )建低保真原型相比，創(chuàng )建編碼原型通常缺乏協(xié)作性。但是，這些原型非常逼真。它們的外觀(guān)和行為都像最終產(chǎn)品，因此是獲得用戶(hù)反饋的最佳原型。編寫(xiě)此類(lèi)原型需要掌握HTML/CSS類(lèi)的前端語(yǔ)言。

*數字編碼原型 Digital Coding Prototype

?原型設計：

總結

“發(fā)明允許犯錯，但設計要知道保管哪些！”

無(wú)論是產(chǎn)品原型還是交互原型，他們都是表達我們產(chǎn)品、功能、呈現和感受的粗略品，它往往忽略細節信息，更專(zhuān)注于驗證我們設計過(guò)程中的想法或功能，為最終形態(tài)的產(chǎn)品探索提供逐漸清晰的方向。

身為一個(gè)設計師，如何運用好產(chǎn)品原型這一工具，掌握準確多樣的原型制作方法，對于推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)工作、探索產(chǎn)品發(fā)展方向，起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

畢竟“發(fā)明允許犯錯，但設計要知道保管哪些！”