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下篇 | 将光学图案引入CMF设计,材质及微纳纹理解析

军团 编辑部 CMF设计军团号
2024-09-27
产业的发展离不开CMF(色彩、材料、工艺)



就在前几日,我们发布了此主题系列的两篇文章:

上篇 | 将光学图案引入CMF设计,达到动态变色及立体化新高地

中篇 | 将光学图案引入CMF设计,微纳结构工艺解析


本文讲此系列文章的最后一个部分:材质及微纳图案纹理解析,主要包括:

一、微纳结构色材质介绍及应用
二、图案设计及微纳纹理解析


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 一、微纳结构色材质介绍及应用 


1. 微纳结构的形貌和尺度
和浩瀚的宇宙空间一样,微观领域也是一个无限广茂的世界。
正常人眼在明视距离的分辨能力是有限的,通常只能看到100微米的结构。
所以作为微纳结构本身的特征形貌,需要较高倍率的光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜、或共聚焦显微镜才能观察到。
(用原子力显微镜采集的微纳纹理表面结构)

目前用于实现微纳结构色彩、动态光影,三维立体的微纳结构尺度,通常在几十微米到100~200纳米之间。
因为在这个微纳尺度范围,所能表现出的宏观视觉效果最丰富。
2. 微纳结构的材质

了解了微纳结构的形貌,那么什么样的材质可以承载与担当呢?
在上述微纳结构尺度里,大部分高分子材料可以承载,只是考虑的是易加工性和成本。
首先是微纳结构模具(或称母版),通常采用半导体工艺同类的正性光刻胶(photoresist )担当高分辨率的微纳结构光刻和显影成型。

现如今半导体工艺已经进入纳米时代了,配套的光刻胶也是微纳加工的核心材料。
直接用超精密机械加工所用的材料,超高硬度和耐磨性的金刚石钻石刀具,在加工材料选择上也特别的讲究,精炼碳钢往往不能满足高强度高速度的金刚石刀切削,容易腐蚀损坏刀头,目前优质加工材料还是首选电铸镍合金、其次是精炼铜。

模具加工完成后便可以用来大规模量产复制加工,其核心的微纳结构成型材料通常称之为信息层。
信息层主要有热塑性和辐射固化型等高分子材料。
信息层采用改性共挤或涂布工艺,在薄膜生产时将信息层覆合在基膜表面。辐射固化涂层采用环保型UV胶、电子束固化胶或红外线热固化胶黏剂。
微纳结构承载材料包括:
薄膜(PET、PC、PVC、OPP……)塑胶片材(PMMA、PC、ABS……)纸张、玻璃、马口铁、铝材等,因此应用非常广泛。



结构色材料的运用现状?
由于承载材料的多样性因此
微纳结构色的应用也非常广泛
在各个领域都能看到它的存在
No.1 微纳结构色包装
任何一个产品都离不开包装,任何一个包装也都离不开印刷,而过度印刷往往与绿色环保相悖,有些甚至是有害的。而结构色是一种基于表面微纳结构产生的光的反射、折射、衍射、散射等现象。
微纳结构色可以用来表达图像文字的色彩、反差、动态、立体等信息。
这种微结构承载在玻璃、塑料乃至金属板材上,可以局部或全部代替传统油墨印刷工艺。它不仅具有科技、时尚、环保、低成本等优势,同时可以让纹理更加精细、丰富和灵活多变。
这不仅仅是一种技术层面上的突破,更重要的是一种观念上的变革。
(微纳结构色包装)
No.2 服装穿戴行业
除了包装,穿戴行业也有很多微纳结构色的案例。无论是包包还是鞋子,各大品牌都相继推出了结构色系列。

不仅如此,还有很多人选择了运用微纳结构来装饰爱车,做成车衣的皮肤让车身整体在阳光下五彩斑斓,十分耀眼。

No.3 光学信息防伪加密
由于微纳结构本身是通过类似半导体工艺制成,具有较高的图文分辨能力,因此可以写入非常细小的文字,字符高度可达20微米,精度比普通印刷精度提高了十倍,所以常用于防伪加密。

利用光学干涉记录衍射再现的特性,我们可以在防伪、结构色、表面装饰等多方面领域进行应用。结构色可以作为一种非常特殊的加密信息存储方式,可以通过控制光的不同波长输出和投射转化,把图像或文字存储到一个玻璃片上,由于每一个像素都是纳米级的,保存的信息会非常丰富。

No.4 其他功能应用
3C产品中光学设计也比较常见,笔记本电脑的logo标识,鼠标的纹理、手机后背的纹理,耳机的包装盒,每一个小细节都是提升设计感的关键所在。


 二、图案设计及微纳纹理解析 

1. 什么是图案?
图案“顾名思义”即:图形的设计方案。
图案是构想图。它不仅是平面的,也是立体的;是创造性的计划,也是设计实现的阶段。生活中具有装饰意味的花纹或者图形,我们都可以称之为图案。
图案的表达是通过材料和工艺,使设计方案转化为物质产品,并经过人们的使用和欣赏过程得以体现。它以美化人民生活为宗旨,因此美感是图案思想内容的主体。

2. 图案的构成形式
图案造型是依据形象所具有的自身规律,符合人类审美的需求,运用图象符号进行艺术创作。图案的构成要素主要是点、线、面。
通过这三要素加上色彩的视觉心理,结合材料、工艺、技术及功能等方面进行总体结合。具体可以分为:
①  点、线、面的视觉心理的运用。点有规则形和不规则形。规则形点有圆形点、方形点等,不同的形状可以给人不同的审美,通过不同的组合进行艺术创作的表达。

②  面的分割形成图案的骨骼和章法。不同的面的组成,大多都有规律可循,这种规律就是图案的骨骼。不同骨骼结构的组成,再通过方向转变,可取得千变万化的效果。

③  图案形象格体的变化。采用写实、变化、组合等手法,使图案形象格体多样化。

而传统的图案变化,都是以静态为主,就好比jpg和gif图一样,平面图上的动态都是有限的,都没有动图更具有灵动多样化。
如果有一种图案,可以在静物上表达色彩的流动,图案色块的跳跃,运用在包装设计和平面设计中,将是一种表达的飞跃。
那么,如何得到这种“动图”呢?
答案便是——微纳纹理
(由简单的点线面通过微纳结构色做出动态效果)
3. 微纳纹理——图案中的神奇“动图”
微纳纹理也称光学纹理、光学肌理、皮纹、光学皮肤,结构色,微纳结构色等。
其视觉原理是利用光照所产生的折射、衍射、散射等光学表象,用灰白明暗及色彩变化来仿真植物、生物、织物、矿物、自然、科学、抽象艺术。能够仿真出多种视觉效果。
如:不锈钢拉丝纹,碳纤维结构纹,水波纹,编织物,树皮植物等纹理,大理石,山水云雾,光柱,彩虹等,都可以用维纳纹理在平面设计中得到最大的色彩动感还原。
(由苏州印象研发的发丝纹理)
(通过微纳纹理和简单的印刷,可得到十分逼真的金丝楠木纹理)
(利用光学展现最真实的繁华夜上海)
这种通过光波与微纳结构作用,产生的有别于色素着色的光泽色彩,让平面图案拥有了独特性质:
No.1 可变色性
在不同的光照角度下可以发生颜色的改变,让图案具有动图一样的动感变化。这是微纳纹理区别于普通纹理图案的主要特点。这种特点也多用于安全防伪领域,也多见于目前时尚流行的手机、穿戴、汽车等CMF装饰行业。

No.2 动态变化
动态变化是普通图案印刷难以实现的。光栅结构色具有反射角度选择调控能力,可以根据设计需要达到令人匪夷所思的动态变化效果,菲涅尔圆光栅具有透镜成像作用,能产生类似“猫眼”的转动效果。

No.3 立体感
立体感在普通的平面图案中很难实现,但是在微纳纹理中,却可以做到很多不同的立体效果。

除此之外,微纳纹理根据图案和动态变化的不同,还可以分为精彩、动感、素雅等不同类别:

4. 微纳结构的运用案例
“微纳纹理”适用范围极广,包括汽车工业、家电产品、数码产品、装饰建材表面的复合涂装,也可用于鞋类、箱包皮革、布料、纸张的贴合转移等等。
3C电子产品类
如今的3C电子产品,更新迭代越来越快,必须拥有年轻的潮流外观,并满足现代人对时尚艺术的审美追求,如今,很多品牌都不再局限于普通的图案设计,开始追求独具特色的动态设计图案。

这款小米CC9“海蓝星球”采用了更为复杂的微纳复合工艺。当在光线下轻轻转动手机时,在幻彩的蓝色之上,映射出数条淡淡的白色S型纹理,当转到某个特定角度时几条S纹汇聚为一,格外显眼。

除此之外,笔记本电脑的logo标识,耳机的包装盒,每一个小细节都是提升设计感的关键所在。运用维纳纹理相较于普通图案,更加具有标识性和可识别性。

包装设计类
除了包装,穿戴行业也有很多微纳结构色的案例。无论是包包还是鞋子,各大品牌都相继推出了结构色系列。

结构色天生的未来感,在设计领域非常受欢迎,它可以象征过去,也可以代表未来。赛博朋克和Y2k风格同样可以驾驭。

微纳纹理的每一次成功,都源于设计师与工程师的不断探索和钻研,源于艺术与科技的完美结合。
如今微纳纹理在色彩的表达、动态立体图形显示等应用越来越广泛,未来在消费电子产品、家电、汽车、服饰穿戴、装饰材料行业都能得到普遍的推广。关于微纳纹理供应商苏州印象,有想深入了解的朋友可以联系军团工作人员帮忙引荐~~

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