在数字技术与人工智能深度介入产品开发的背景下，作为创新思维表征的产品设计图解，其工具性与媒介性亟待进一步阐释。本文以表征理论为基础，结合历史脉络与典型案例，界定产品设计图解的概念边界，考察其工具性与媒介性在主体构思、多主体协作与流程组织中的演化。研究表明，图解并非思维完成后的记录，而是在绘制、观察、判断与修正中参与方案生成，并经由“主体认知外化—多主体协作转译—反馈再生成”推动设计过程迭代。人工智能并未削弱图解的表征作用，而是使其进一步嵌入人机协同，促使设计师的主体作用进一步集中于问题界定、设计判断、价值取舍与系统整合。

关键词：产品设计图解、思维表征、工具性、媒介性、作用机制、流程塑造

引 言

随着人工智能持续介入产品设计开发，设计工具、协作方式和工作流程正在发生变化。以草图为代表的图解虽易被视为可由新技术替代的传统表达方式，却仍是设计主体发挥创造力、阐释设计意图并促进多主体协同的重要媒介。

产品设计是一门面向产品、系统、服务与体验的综合性专业，亦是一项以回应需求、建构生活方式为导向的创造性工作。在这一设计实践中，图解作为创新思维的视觉表征，既是设计思维外化的工具，也是设计信息传递的媒介。概念草图、手绘表现图、产品工程图等图解形式，分别介入产品设计的不同环节。因此，产品设计图解并非单纯的视觉呈现，而是深度嵌入设计流程、衔接创新思维外化与信息传递的表征系统。

综观国内外研究，可归纳为三个研究视角：一是关注图解思维在隐性知识表达中的作用 [1] ，构建基于图解语义认知的产品设计过程知识模型 [2] ；二是围绕早期草图活动中的信息心理分类和概念草图的横向、纵向变换，探讨设计认知、思维模式与设计进展 [3][4] ；三是从新产品开发视角划分工业设计与工程设计的视觉表征类型，讨论相关主体对草图设计意图的理解 [5][6] 。然而，既有研究多停留于产品设计图解的单一形式、设计环节或功能，少有将其置于整体设计流程中加以考察，亦未充分揭示其概念边界、表征机制及其工具性与媒介性的关联演化。随着技术演进，产品设计图解如何参与设计构思、多主体协同与流程组织，仍待深入研究。

综上，本文围绕产品设计图解的工具性与媒介性，聚焦三个核心问题：其一，产品设计图解的概念边界与类型范围如何界定？其二，其工具性与媒介性如何区分与关联？其三，在技术条件变迁中，产品设计图解如何嵌入设计流程并影响其组织方式？本文旨在阐明产品设计图解作为创新思维表征的双重属性及其演化逻辑，进而揭示其在设计创造活动中的作用。

一、产品设计图解的概念界定与历史演进

1. 产品设计图解的概念界定

南宋郑樵在《通志·图谱略》中指出：“置图于左，置书于右，索象于图，索理于书。”又言：“以图谱之学不传，则实学尽化为虚文矣。” [7] 这一论述揭示了图文相互为用的知识传统，表明图像是认知与表达的重要方式。《现代汉语词典》将“图解”释为“利用图形进行分析、演算，或对图画、插图内容的解说”，其释义指向了图解的分析推演与表达阐释两种作用。 Diagram 通常被译为“图解”“图表”或“示意图”；《剑桥词典》则将其界定为“表示机器、系统或概念等的简要图示”，通常用于说明其运作方式，凸显图解的可视化与说明功能。

在设计语境中，图解有别于一般图画或图示，其价值不止于附属说明。相关研究指出，设计图解是通过信息分析与符号化解译，辅助设计生成并传达设计信息的重要媒介。图解能够将抽象内容、复杂概念与设计过程转化为可视形式，帮助设计师厘清思路、分析问题、生成概念，并在设计推演与信息交流中促进理性思考与认知建构。 [8] 因此，图解既是思维外化与方案推演的重要表征方式，也是设计问题求解的重要工具。

此外，也有研究认为，图解思维可视为一种以图形辅助思考的方式，在产品设计概念的形成、表达、推演与发展过程中起到重要作用。产品开发中的图形化信息既是沟通媒介，也在用户选择、方案评价与设计师隐性知识外显化等环节发挥工具作用。 [9] 还有研究提出，产品开发本身是一个整合技术、系统、资源、市场与营销等多类知识信息的持续迭代过程，涉及多个环节的协同。 [10][11] 代尔夫特理工大学工业设计学院在《设计方法与策略：代尔夫特设计指南》中，将该创新流程概括为产品使用、制定战略、制订设计大纲、产品开发与市场导入等五个阶段，为项目的推进与多主体协同创新提供了清晰的流程框架。 [12]

基于上述认识，本文所定义的“产品设计图解”， 是指贯穿产品设计流程的思维表征系统，涵盖概念草图、手绘表现图、产品工程图与产品渲染图等典型形式。（表 1 ）它并非泛指一般产品图像，而是产品设计开发实践中的重要设计语言，也是创新思维推进的工具与外化（物化）载体，在产品创新中发挥重要作用。 [13] 产品设计图解不局限于单一设计环节，而是在个体构思、团队协作、工程转译、商业传播与用户体验生成等环节间持续流动。

表1. 产品设计图解类型及主要功能（数据来源：作者自绘）

在此过程中，产品设计图解一方面作为视觉媒介，联结创新思维外化、协作沟通与价值传递；另一方面又在保存、收藏与再利用中转化为记录设计过程、保存技术逻辑与延续设计知识的知识档案。前者构成其在设计实践中的功能内涵，后者则将其知识价值延展至设计研究、教育教学与传播等领域。（图 1 ）例如， MoMA 于 2016 — 2017 年举办的“我们应当如何生活？现代室内空间的提案”展览，重点聚焦 20 世纪 20 年代至 50 年代的特定空间环境，包括住宅室内、复原的展览陈列和零售空间。 [14] 该展览展出了查尔斯·伊姆斯（ Charles Eames ）、埃罗·沙里宁（ Eero Saarinen ）等设计师的原创家具设计草图，使原本服务于设计过程的产品设计图解进入公共展示与研究语境。（图 2 ）

1. 产品设计图解的内涵与外延（图片来源：作者自绘）

2. MoMA“我们应当如何生活？现代室内空间的提案”展览现场（ 图片来源： 据MoMA 官网公开数据整理绘制）

3. 产品设计图解的三重作用维度（图片来源：作者自绘）

进一步而言，产品设计图解的作用主要体现于“形式—功能—意义”三个层面。（图 3 ）其一，在形式层面，产品设计图解通过对尺度、比例、材质与色彩等要素的视觉呈现，介入产品形态、风格特征与视觉美感的塑造，使创意构想得以具象化，进而形成具有辨识度的造型语言与审美表达。其二，在功能层面，产品设计图解参与功能、结构与工艺的推敲。随着方案深化，前期图解转化为产品工程图等规范化表达，推动设计语言向工程语言转译，服务于产品的工程实现与批量生产。其三，在意义层面，产品设计图解进入竞标展示、品牌传播与用户沟通等场景，有助于优化使用体验、控制成本并提升市场接受度，进而促进产品族拓展与系列化开发，同时传达产品的原创性、差异化与实际价值。以 B306 躺椅为例， 1927 年勒·柯布西耶（ Le Corbusier ）提出“座椅应适应不同坐姿”的设计构想；翌年，他与皮埃尔·让纳雷（ Pierre Jeanneret ）、夏洛特·佩里安（ Charlotte Perriand ）合作，将其转化为“住宅室内设备”方案，并于 1929 年巴黎秋季沙龙（ Salon d ’ Automne de Paris ）展出。 [15]

从坐姿研究、形态推敲与结构探讨，到工程转译、公共展陈与系列化生产，图解持续介入产品的形式塑造、功能实现与意义建构。（图 4 ）

4. B306（LC4）躺椅的设计演化与图解介入（图片来源：据fondationlecorbusier.fr，facebook.com/FondationLeCorbusier，data.inpi.fr，Gagosian Quarterly 等官网公开数据绘制）

2. 产品设计图解的历史演进

（ 1 ）前工业时代（ 18 世纪中叶以前）

据现存可考的文献与实物资料整理来看，早期石材、纸张和墨等材料为图解的记录、留存与绘制提供了物质条件；随着印刷技术的演进与革新，使得图解的批量复制效率得以提升，传播范围也随之扩大。 [16] 从广义上看，产品伴随人类造物活动而长期存在。前工业时代虽尚未形成现代意义上的产品设计图解，但早期造物实践中的相关图解已初显其功能雏形。

在西方早期造物实践中，图解开始介入技术构想与家具样式设计。 15 世纪后期，列奥纳多·达·芬奇（ Leonardo da Vinci ）的笔记中已出现大量机器装置与飞行器草图。以“垂直站立的鸟翼飞行器”为例，他基于鸟类飞行观察，绘制了关于飞行装置构造与运动原理的草图，表明图解已成为技术构想外化与原理推演的重要手段。 [17]17 世纪初，海因里希·希克哈特（ Heinrich Schickhardt ）绘制的海伦斯坦城堡供水泵图解，将机械装置的传动结构、运行关系、尺度、性能及使用场地整合于同一图面，为技术方案的理解与沟通提供直观参照。 [18] 至 18 世纪中叶，托马斯·齐彭代尔（ Thomas Chippendale ）出版《绅士与家具师指南》（ The Gentleman and Cabinet-Maker's Director ），以 160 幅铜版图呈现座椅、桌案、柜橱、床具等家具设计，促进家具图样的复制流通及家具样式在英美两地的传播。 [19][20] 这说明西方早期图解兼具技术构想推演、技术沟通与样式传播功能。

与此相应地，中国造物文化在长期实践中形成了以图文相参、互释为特征的图示传统。如《考工记》成书于春秋战国时期，西汉补入《周礼·冬官》，原以文字记述为主。后世如明代张鼎思《考工记补图》、清代戴震《考工记图》及阮元《考工记车制图解》等补图、图注类著作，进一步以图解阐释器物形制与造物原理。在传统营造实践中，宋代李诫编修的《营造法式》以地盘图（平面图）、侧样图（横剖面图）等图样，呈现建筑形制与构造关系，并为理解尺度规范提供图示参照。在农业与手工业生产中，明代宋应星《天工开物》所附插图呈现工具形制与生产环节，成为记录与传递生产技术的重要图解实践。可见，图解始终是造物文化活动的重要组成部分，既是技术记录方式，也是知识传递与文化传承的重要载体。

上述案例表明，中西方图解呈现出不同的表达侧重：西方较为强调结构、尺度与视图之间的对应关系；而中国则更多借助文字说明、口诀与相对比例，呈现造物逻辑并传达技术知识与经验。推而论之，前工业时代的图解已形成相对规范的表达方式，初步具备视图表达与尺度标注等基本要素。依托纸笔媒介，图解主要服务于个体构思的外化与小范围技术沟通；然而，其商业传播功能仍然相对有限。

（ 2 ）工业化时代（ 18 世纪 60 年代至 20 世纪 80 年代）

进入工业化时代，机械化与规模化生产推动产品工程图趋于规范化与标准化，与此同时，概念草图与手绘表现图则以更精细、个性化的表达方式呈现产品设计构想。因而，这些图解逐步成为产品开发过程中的重要设计语言。自 18 世纪 60 年代起，珍妮纺纱机、瓦特改良蒸汽机等技术革新推动机械化生产兴起。 1851 年伦敦万国博览会为现代产品设计实践提供了重要契机，同期出版的博览会图录收录了韦奇伍德（ Wedgwood ）陶瓷器物的形态、纹样与装饰，图解的应用延伸至面向公众的产品展示与印刷传播。

19 世纪 70 年代后，氰版法（ Cyanotype Process ）逐步被应用于工程与建筑图纸复制，形成蓝图复制技术，提高了图纸的复制、流通与保存效率，为产品设计图解在工程协作与制造中的应用提供了技术条件。 [21][22] 至 19 世纪末，投影、剖面、螺纹与尺寸标注等工程制图惯例趋于稳定。 [23]

20 世纪初，德意志制造联盟（ Deutscher Werkbund ）倡导艺术、工业与手工艺协同，以提升产品质量与市场竞争力，为现代产品设计的专业化发展提供重要条件。 1911 年，托马斯·尤因·弗伦奇（ Thomas Ewing French ）所著《面向学生与制图员的工程制图手册》（ A Manual of Engineering Drawing for Students and Draftsmen ）反映出工程制图教学与表达的规范化趋势。 1919 年成立的包豪斯以艺术与工艺的整合为起点， 1923 年提出“艺术与技术的新统一”，推动图解在现代设计教育与实践中的系统运用。以马塞尔·拉约什·布劳耶（ Marcel Lajos Breuer ） 1925 年设计的瓦西里椅（ Wassily Chair ）为例，其约 1971 年修订的图纸以多视图和规范标注呈现钢管框架、皮革部件及接合方式，为设计方案转化为产品提供工程参照。由此，图解成为贯穿设计教育、工程表达与生产制造的关键媒介。

20 世纪 20 年代末至 40 年代， 工业设计师与企业合作不断深化，产品设计日益面向市场竞争与产品形象建构。 1934 年，雷蒙德·罗维（ Raymond Loewy ）为 Sears 设计的 Coldspot 冰箱，以流线化外观塑造鲜明的产品形象；大约在 1937 年，他为宾夕法尼亚铁路绘制的 S1 型蒸汽机车草图，则着重推敲车体形态与流线关系。伴随市场化进程，现代家具设计也拓展了图解的创造性表达。 1940 年，查尔斯·伊姆斯与埃罗·沙里宁参加 MoMA “ 家庭陈设中的有机设计竞赛”，其参赛草图综合推敲家具形态、材料与工艺，体现出图解在创新方案生成与表达中的双重功能。因此，图解联结了市场化进程与设计创新。

进入 20 世纪 50 年代后，随着企业设计部门的完善与产品开发机制的成熟，图解嵌入产品设计流程，成为设计师、工程师与制造商之间传递设计意图和制造要求的重要媒介。其运用也延伸至产品广告与市场传播。 1956 年，伊姆斯工作室为其设计的 Eames Lounge Chair and Ottoman 绘制广告草图，可见图解已进入产品宣传环节。

在设计深化过程中，迪特·拉姆斯（ Dieter Rams ）、贾延良、理查德· 萨珀（ Richard Sapper ） 与菲利普· 斯塔克（ Philippe Starck ） 分别围绕 SK4 唱机、 BK651 客车、 Tizio 台灯及 Juicy Salif 榨汁器绘制的图解，承载着对产品形态、部件构成及结构关系的推敲。 1978 年出版的猪本義弘（ Yoshihiro Inomoto ）作品集收录的奔驰 300 SL Coup é汽车剖视图（ Cutaway Illustration ），直观呈现了车体与内部机械构造，体现了图解在技术信息传达中的媒介作用。

总体而言，随着现代设计与工业生产的协同发展，工业化时代的产品设计图解已形成较为系统的表达方式，工程制图亦趋于标准化。在延续个体构思的外化与经验记录功能的同时，图解一方面使设计意图得以在工程转译、批量制造等环节中准确传递，成为标准化生产体系中的协作媒介；另一方面，其应用延展至商业展示与市场传播，拓展了设计信息面向公众的传播边界。

（ 3 ）数字化时代（ 20 世纪 90 年代至今）

20 世纪 70 年代以来， CAD 技术逐渐应用于工程设计与工业制造，早期主要服务于机械制图、结构建模和制造辅助，尚未充分融入产品设计师的日常设计活动。然而，数字技术的介入并未消解既有图解形式。傅月明、卡里姆·拉希德（ Karim Rashid ）、马塞尔·万德斯（ Marcel Wanders ）等设计师的草图表明，手绘仍是设计师反复推敲设计构想与产品形态的重要工具。

20 世纪 80 年代末至 90 年代，计算机图形学、自由曲面建模与数字渲染技术的发展，促使数字工具逐步被应用于计算机辅助工业设计（ CAID ）领域。其中， Alias Studio 系列、 Studio Paint 等工具为产品设计图解提供了数字化表达手段。 1997 年， Alias|Wavefront 公司的 Kurtenbach 等提出 T3 图形用户界面范式，将传统绘画、素描与喷枪技法中的辅助操作转化为数字交互，拓展了图解的生成与交互方式。 [24] 这一数字化转向也改变了传统造物知识的当代阐释与再组织方式。 20 世纪 90 年代末至 21 世纪初， Andrew I-kang Li 等将《营造法式》的营造逻辑转化为基于规则的图解生成方法，并据此生成平面、剖面与局部立面图，重构了传统图注、补图的生成方式。 [25]

进入 20 世纪 10 年代，数位屏与数字绘图软件使图解绘制由数位板的间接输入转向屏幕化绘制，增强了绘制过程的直观性与连续性。 2010 年发布的 iPad 版 SketchBook Pro 进一步将这一方式延伸至移动端，移动触控设备将笔触输入与图像显示整合于同一终端，支持概念草图绘制、形态推敲及方案标注与修改。

在此基础上，数字图解工具的作用不再局限于绘制辅助，而是向方案生成与工程判断延展。在这一过程中，生成式设计（ Generative Design ）依据设计约束与优化目标生成候选方案；此时，图解并非算法生成的三维模型本身，而是以产品渲染图为媒介，将候选方案的形态、性能与制造信息并置呈现，为方案比较、筛选与工程评估提供依据。 2018 年 10 月， Autodesk 将生成式设计工作空间纳入 Fusion 360 ，设计师与工程师可设定约束，对系统生成的多种方案进行权衡选择。 2019 年，斯塔克与 Kartell 、 Autodesk 合作推出的 A.I. Chair ，体现了这种约束驱动的产品生成逻辑。

除基于规则与约束的方案生成外， VR 、 AR 与 MR 等沉浸式技术还改变了产品设计图解的呈现与协作方式，使其由屏幕化呈现拓展为空间化交互。如 2019 年 Ford 将 Gravity Sketch 引入汽车设计流程，支持设计师围绕三维草图进行实时讨论与修改；又如 2024 年 Shapr3D 发布适用于 Apple Vision Pro 的版本，支持设计团队在沉浸式空间 CAD 环境中共同查看、编辑与评审方案，利益相关者亦可参与设计评审。由此可见，图解由静态方案呈现发展为空间化协作模式，产品设计流程亦由线性传递转向实时协同。

2020 年以来，人工智能（ AI ）与产品设计的融合深化，生成式模型逐渐介入产品设计图解的生成与修正。以 Vizcom AI 等 AI 辅助设计工具及罗斯·洛夫格罗夫（ Ross Lovegrove ）与 Google DeepMind 、 Modem 合作为例，草图、文本提示与生成图像（如产品渲染图）被纳入人机协同的迭代过程。此时，图解不再仅作为设计主体思维的外部表征，而是进一步嵌入人机共创的设计流程，成为设计师输入设计意图、引导生成、比较结果与反馈修正的协同媒介。

综上，数字化时代的产品设计图解主要依托计算机、数字模型、网络平台与人工智能工具展开，其功能由方案的数字化呈现延展至数字生成、协同设计、跨平台传播与人机协同生成等环节。

总体来看，产品设计图解的演进并非单纯的载体更替，而是工具性与媒介性的协同扩展：工具性由个体构思外化发展为系统化推演与迭代，媒介性则由小范围技术沟通延展至标准化工程协作、跨平台传播与人机协同。（图 5 ）无论技术与载体如何演进，设计主体始终主导设计判断与价值取舍；作为创新思维的表征，图解则兼具思维外化的工具性与信息沟通的媒介性。

5. 产品设计图解的三个发展阶段（图片来源：作者自绘）

二、产品设计图解的表征作用机制：

工具性与媒介性

1. 图解作为创新思维的表征

表征（ Representation ）是认知科学、哲学、心理学、语言学与人工智能等领域共同关注的基本概念，主要指认知主体将对象、经验与信息进行组织、加工，并以一定形式呈现和表达的方式。 [26][27] 相关研究通常将其区分为内部心理表征与外部视觉表征：前者包括概念、意象与图式等，后者则包括线条、比例、形态与空间结构等。 [28][29] 因此，表征既关涉主体对外部世界的理解，也参与知识、信息与意义的组织、转换与传递。 [30][31] 对产品设计而言，创新思维并非停留于主体内部的抽象观念，而是在内部心理表征与外部视觉表征的转换中不断外化和深化。这一过程既依赖设计主体的认知活动，也与产品设计借助图解展开思考的实践特征密切相关：设计主体基于对设计问题、用户需求与使用情境的理解，形成产品构想、功能认知、需求理解与价值判断等内部心理表征；产品设计图解则作为外部视觉表征在设计实践中的具体形式，将这些认知与构想转化为概念草图、手绘表现图、产品工程图等，并贯穿产品设计全过程，承载创新思维的持续积累与演化。（图 6 ）

6. 产品设计图解在创新构思中的认知与表达机制 （图片来源：作者自绘）

此外，有研究 [32] 从认知心理学与设计思维视角指出，草图能够促进设计师在意象与外部表征之间形成内部表征，从而有助于设计问题的解决。这表明，产品设计既依赖形象思维，也离不开抽象思维与理性判断。设计构想须借助具体视觉形态实现外化，为方案推敲与交流提供基础；概念草图、表现图等图解形式正是形象思维外化与方案推演的重要手段。同时，产品设计还需处理工程拆解、功能组织以及整体与局部关系等问题；产品工程图则将这些关系落实为结构、尺寸、材料与工艺等技术信息，使设计构想从形态设想走向工程实现。 [33]

更为重要的是，产品设计图解并非思维完成后的结果记录，而是嵌入设计师绘制、观察、判断与修正的过程，参与设计思维的生成。它贯穿构思、推敲、沟通、制造与传播等环节，组织和转化设计意图、功能结构与价值信息；既支撑设计师个体思维的外化，也在团队协作、工程制造、市场传播与产品迭代中发挥媒介作用，因而成为创新思维展开与转化的重要表征形式。

循此表征逻辑，产品设计图解的作用由主体认知延展至多主体协同。本文以主体关系为主线，将工具性与媒介性视为相互关联的分析维度：前者侧重主体设计认知，后者面向多主体沟通与协作。

2. 工具性：单一设计主体的思维外化与方案推演

工具性（单一设计主体）是指产品设计图解在个体设计活动中承担思维外化、方案推演与设计判断的功能：将单一设计主体内部抽象、模糊且未成形的构想落实为可供观察、推敲、判断与修正的视觉对象，并通过形态、结构及其关系的组织，使创新思维具体化，从而推动方案生成、比较与迭代。（表 2 ）唐纳德·舍恩（ Donald A. Schön ）在其提出的“行动中反映”（ Reflectionin-action ）概念中指出，专业实践并非对既定理论与技术的简单应用，而是在行动过程中通过与情境互动，即时反思并调整理解与判断。 [34]

表2. 单一设计主体下产品设计图解的工具性维度（数据来源：作者自绘）

7. 设计师持笔绘图的公开形象资料（图片来源：作者自绘）

该观点为理解图解如何作为认知工具介入设计生成过程提供了理论依据。在此意义上，这一工具性在设计师的公开图像资料与设计自述中相互印证：如图 7 所示图像选自设计师个人肖像、作品集及宣传材料，多以持笔绘图的形象凸显其专业素养与创新思维的重要性；而相关自述则从不同侧面揭示手绘草图的工具作用——克里斯·班戈（ Chris Bangle ）将草图视为内在形态意向的外化 [35] ，斯塔克强调纸笔绘图在创造力表达中的作用 [36] ，佐藤大（ Oki Sato ）则以草图作为设计实践的起锚地组织设计叙事 [37] 。可见，草图并非设计结果的附属记录，而是推进设计思考的过程性工具。

8. Tizio 台灯草图与实物功能演示（图片来源： https://richardsapperdesign.com）

这一作用在萨珀的 Tizio 台灯设计（图 8 ） 中得到进一步体现。 1970 年， 萨珀与 Artemide 创始人埃内斯托·吉斯蒙迪（ Ernesto Gismondi ）围绕光线如何始终照射在使用者手部与工作区域的问题展开讨论，形成初始构想。之后，萨珀借助草图推敲灯臂比例、关节位置、灯头方向与底座关系，探索如何通过指尖轻触来稳定结构的平衡；在原型阶段，他以装水的果酱罐模拟配重，反复测试灯臂平衡所需的重量。由此可见，草图与物理试验共构“构想外化—结构推演—机制验证”的递进链路，体现出图解在早期设计生成与结构实现中的过程性作用。 [38]

3. 媒介性：多个利益相关者之间的信息传递与协同沟通

媒介性（多主体协同）是指产品设计图解作为多个利益相关者之间沟通与协作的媒介，具有设计知识表达、记录、保存与传播功能。它通过图解形式组织设计意图、方案关系与价值信息，使设计主体内部的创新构思转化为供多主体沟通、协商与决策的表征对象。凡涉及主体间沟通、协作、记录或传播的图解活动，均具有产品设计图解的媒介属性。（表 3 ）

表3. 单一设计主体下产品设计图解的工具性维度（数据来源：作者自绘）

与此同时， Star 和 Griesemer[39] 提出的“边界对象”（ Boundary Objects ）概念，为理解图解在多主体协作中的媒介作用提供了理论参照。作为团队协作中的“可塑性边界对象”（ Malleable Boundary Objects ），图解使多主体能够整合各自的知识贡献，共同形成解决方案空间。 [40] 在产品设计中，图解联结设计、工程、市场与客户等多主体，支撑设计意图的表达、协商与转译，并在产品展示与市场传播中传递产品特征和设计价值。如在博朗设计部门的工作场景中，赖因霍尔德·魏斯（ Reinhold Weiss ）、拉姆斯和罗兰·魏根德（ Roland Weigend ）围绕产品工程图讨论设计方案，体现了图解在团队协作与设计判断中的媒介作用。（图 9 ）

9. 博朗设计部工作场景（约1961 年）（图片来源：据Untapped Journal 官网公开数据整理绘制）

10. SK4草图与实物产品（图片来源：Klemp, K., Ueki-Polet, K. eds..Less and More :The Design Ethos of Dieter Rams [M].Berlin: Gestalten, 2015.）

进一步看，这种媒介作用还贯穿于产品设计的过程。如 1956 年设计的 Braun SK4 （图 10 ），拉姆斯起初借助草图与木制模型推敲早期方案，但材料组合和整体形态尚未定型。随后，汉斯·古格洛特（ Hans Gugelot ）的介入推动了机身材料与构造的调整，方案随之转向金属机身；此外，工程师对金属顶盖噪声的反馈促使拉姆斯改用有机玻璃顶盖，既使内部构件外显，也成为博朗简约设计语言的早期特征。可见， SK4 并非主体构想的直接物化，而是经草图推演、原型研究、材料调整与工程反馈才形成；图解因而转化为连接团队协作、工程转译与产品识别的媒介。 [41] 尔后，拉姆斯将 SK4 的设计语言延展至后续产品，逐步形成统一产品族。

4. 协同机制：从主体表达到系统协作

须指出的是，在产品设计流程与产业实践中，图解的工具性与媒介性并非彼此割裂，而是在设计推进过程中持续交织，二者共构“主体表达—多主体协作—反馈再生成”的循环机制，推动设计由主体构想走向系统实现。与此同时，从产品设计流程看，图解的作用重心由主体认知延展至多主体协同：概念设计与方案推敲阶段，工具性居于主导；进入工程制造与市场转化等环节，媒介性渐次增强，工具性仍是设计认知的基础。（图 11 ）

11. 产品设计图解工具性与媒介性的循环机制（图片来源：作者自绘）

（ 1 ）工具性向媒介性的延展

产品设计图解首先在设计主体的构思外化与方案推敲中发挥工具作用；随着协作范围扩展，其媒介属性进一步凸显，支撑团队交流、客户沟通与群智共创中的方案理解、问题讨论与协同判断。然而，这种媒介并不止于设计协同，而是贯通方案协商、工程转译与市场传播，使设计意图、技术信息等核心要素在多主体和流程间得以展示、交流与传播。以苹果电脑公司（ Apple Computer ）的“白雪公主”（ Snow White ）项目为例， 20 世纪 80 年代初，为建立统一的产品设计语言， Apple 发起“ Snow White ”设计竞标，哈特穆特·艾斯林格（ Hartmut Esslinger ）及其青蛙设计公司（ Frog Design ）最终中选。过程中，项目由艾斯林格团队、史蒂夫·乔布斯（ Steve Jobs ）与 Apple 团队共同推进，历经概念构思、概念完善与设计开发三个阶段，逐步形成覆盖多条产品线的统一形态与视觉识别体系，即“白雪公主设计语言”（ Snow White Design Language ）。前期草图与 40 余个模型样机记录了团队对产品形态、模块关系、操作界面、比例构成、识别特征的反复推敲、比较与验证。 [42] 这些草图、模型及相关展示材料，最初服务于 Frog Design 内部的创意构思、方案整合与设计语言定位；当其进入与 Apple 管理层的沟通和方案评审环节时，则进一步成为设计公司与客户企业之间理解设计方向、确认产品语言和协同判断的媒介。（图 12 ）由此可见，产品设计图解由设计主体内部的表达工具，扩展为多主体协作中的沟通媒介。进一步看， 1984 年麦金塔宣传册（ Macintosh Brochure ）中的产品设计图解（产品展示图、结构透视图、使用场景图等），将 Macintosh 面向普通用户的易用性理念转化为易于理解的产品形象与使用情境，使图解的媒介作用被进一步延伸至市场传播环节。

12. “白雪公主”项目与麦金塔宣传册（数据资料来源：据Hartmut Esslinger. Keep It Simple: The Early Design Years of Apple 及Internet Archive 公开档案整理绘制）

13. 猪本義弘绘制的汽车技术图解( 图片来源：据『テクニカルアート―：猪本義弘の自動車構造画集』整理绘制)

此外，猪本義弘（ Yoshihiro Inomoto ）的汽车技术图解（图 13 ）更进一步体现了工具性向媒介性的深度延拓。他先后任职于东洋工业株式会社（今马自达）车体设计部与日产汽车宣传部，期间绘制汽车技术剖视图， 1975 年起转为自由插画师。 [43] 其横跨设计、宣传与独立创作的职业轨迹，呈现出汽车技术图解由企业内部的结构表达延展为面向多元受众的产品传播媒介。其图解一方面作为设计与工程的桥梁，承担复杂机械结构的说明功能，并促进产品设计流程上下游的信息沟通；另一方面则将艺术表现与工程结构相结合，以广告画、海报等视觉传播形式呈现产品的技术美学、建构品牌叙事，并服务于产品推广。由此可见，这些图解将汽车及相关设备的复杂结构转化为可感知的技术形象，进而在汽车“技术艺术”的传播中促成工程认知向公众理解的转译。

（ 2 ）媒介性向工具性的反向作用

上述转化并非单向推进的过程。图解在沟通、协商与传播中发挥媒介作用，由此形成的反馈并不止于外部交流，而是会回流至工具性层面，重新进入设计师的思维过程。团队意见、客户需求、工程限制、材料与工艺条件、成本控制、市场判断与用户反馈，随之转化为新的设计约束与判断依据，推动设计的迭代与优化。以 Organic Chair （ 图 14 ） 为例， 1940 年， MoMA 发起“家庭陈设中的有机设计竞赛”，查尔斯·伊姆斯与埃罗·沙里宁提交了单壳体模压胶合板椅方案，雷·伊姆斯则协助绘制最终呈现图。草图、比例模型及其摄影图像使方案进入竞赛评审、展览及制造对接环节。然而，在后续试制中，复合曲面难以成型，因胶合板易在弯曲处劈裂，使椅座和椅背的交接处亦难以承受应力，单壳体方案因而难以实现批量生产。因此，来自制造端的技术反馈随之回流至设计判断，促使伊姆斯夫妇转而采用座、背分体模压的两件式结构。 [44] 由此表明，图解的媒介性在多主体的互动中传递设计信息、重构问题边界，并使协作过程中的反馈反向作用于方案生成、评估与迭代。

14. “Organic Chair”竞赛方案与后续开发（数据资料来源：据MoMA，Vitra 等官网公开数据绘制）

三、流程塑造：

产品设计图解对设计过程的组织与重塑

1. 物质载体的演进推动设计周期提速

伴随生成工具与呈现载体的演进，产品设计图解的生成方式与设计流程均发生了变化。图解由前数字化时期的纸笔手绘，发展至数字化时期的计算机辅助设计（ CAD ），并进一步进入人工智能（ AI ）深度介入的人机协同生成阶段；相应地，设计流程由相对线性的阶段推进转向快速迭代的压缩式流程，产品从构思到落地的周期随之缩短。首先，在前数字化时代，产品设计图解以纸和笔为主要载体。此时的图解生成、方案验证与生产转化主要依赖手工绘制和实体试验，虽然周期较长、效率有限，却强化了设计师对产品创意、造型、结构、材料与工艺的细致推敲，使图解兼具思维外化的工具性与协作沟通的媒介性。这种缓慢而持续推进的进程，在维纳尔·潘顿（ Verner Panton ）设计的潘顿椅（ Panton Chair ）中得到具体体现，潘顿椅的开发并非依据图纸一次性完成定型，而是在创意构思、草图绘制、全尺寸模型试制与企业协作的往复调整中渐趋定型。（图 15 ）可见，图解在这一过程中持续介入方案推敲与生产转译，为后续量产奠定基础。

15. “Panton Chair” 的设计与开发过程（数据资料来源：据Verner Panton Design AG，Vitra 等官网公开数据整理绘制）

其次，数字化时代的计算机辅助设计加速了对产品设计图解的修改、验证与迭代，使方案生成与工程转化的周期相应缩短。例如， Front Design 于 2005 年设计的“草图家具”（ Sketch Furniture ），通过“空间草绘—数字捕捉—数据生成—快速成型”的流程，压缩了传统“草图—模型—制造”的设计周期。（图 16 ）这表明，数字化时代，产品设计图解不再囿于纸面的静态表征，而是经由空间草绘与动作捕捉，将设计构想转译为可供快速成型的三维数字模型。其既作为创新思维外化与产品形态生成的工具，也成为连接设计主体、数字系统与制造设备的信息媒介。同样，康士坦丁·葛切奇（ Konstantin Grcic ）与 Plank 、 BASF 合作完成的 MYTO Chair ，项目经由全尺寸实体草图模型、数字建模与渲染、工程分析与快速原型等环节，在不足 16 个月内完成从材料命题到公开展示原型的转化，体现了数字图解对方案生成、结构验证与工程转译周期的压缩作用。（图 17 ）

16. “草图家具”：从空间草绘到实体成型（数据资料来源：据Tokyo Arts and Space，lasoutdp1719，Friedman Benda，MoMA 等官网公开数据整理绘制）

17. “MYTO Chair” 的设计与开发过程（数据资料来源：Terstiege,G.ed..The Making of Design: From the First Model to the Final Product [M].Basel: Birkhäuser,2009：50-59）

由此可见，数字化时代产品设计图解与数字模型、工程分析、快速原型及测试优化相结合，推动设计过程由纸笔绘制与实体试验主导的长周期推进转向动态迭代。最后， AI 技术的介入使图解由方案表达工具延展为人机协同的表征媒介。在此过程中，设计师仍以图解为基础，将设计目标与材料、制造、成本等约束转化为可计算参数；生成式系统据此生成候选方案，并在设计师的反复筛选与反馈中逐步逼近设计意图。以菲利普·斯塔克与 Kartell 、 Autodesk 合作完成的“ A.I. Chair ”为例，生成式设计技术的介入显著压缩了产品设计周期。 Kartell 品牌营销总监 Lorenza Luti 指出，传统椅类产品从最初设计到成品上市通常至少需要两年，而“ A.I. Chair ”项目则将这一过程缩短至数月。 [45] （图 18 ）由此，设计过程由传统的线性推进转向“目标设定—智能生成—筛选反馈—快速迭代”的循环式流程。 [46]

18. “A.I. Chair” 的生成式设计与开发过程（数据资料来源：据Autodesk 官网公开数据整理绘制）

人工智能加速了方案生成、原型验证与制造转化的反馈循环，使图解由静态表达延展为贯穿设计、验证与制造的动态媒介，从而压缩了从概念设计到生产实现的开发周期。这一变化并未削弱设计师的主体作用：设计方向把握、生成结果甄别与多方关系协调仍由其主导。

2. 协作网络的扩展推动设计环节延拓

产品开发并非单一线性推进，而是多环节交叉、并行和反复优化的动态过程。高桥正宏在《从概念至产品》中将产品开发概括为研究与分析、概念草图、设计概念、筛选、设计整合、渲染制作与模型制作等环节，并指出其中部分步骤与工程设计、市场拓展相互交叠，或并行，或往复演进。 [47][48] 随着设计工具体系的演进与协作网络的拓展，图解日益嵌入产品开发全过程，推动设计过程在推进方式与流程边界两个维度上发生结构性转变：一是由线性推进转向循环迭代；二是由相对封闭转向开放延展。

（ 1 ）设计过程由线性推进转向循环迭代

伴随产品开发主体及协作关系的扩展，设计活动不再仅限于设计师及其团队内部的构想与方案推演，而是逐渐延展为联结用户研究、工程开发、生产制造、市场传播与商业决策的协同过程。相应地，设计环节之间由单向衔接转为多向反馈，形成循环联动。草图、渲染图、工程图和展示图在不同环节间快速转换，设计过程则在问题定义、方案生成、测试验证与优化完善之间反复回流，推动设计持续优化。与此同时，设计信息跨地域、跨专业、跨阶段流动，各方判断持续汇聚，工程与制造端的验证结果亦反馈至后续设计决策。以 BMW X5 （ G65 ）为例，其开发过程被嵌入宝马集团既有的全球研发、设计与制造网络。慕尼黑研究与创新中心（ FIZ ）是集团全球研发网络的核心节点 [49] ；洛杉矶、慕尼黑和上海的 Designworks 工作室共同构成面向前瞻设计与区域洞察的全球创新网络，斯帕坦堡基地则承担量产前最终标定，并于 2026 年 8 月启动系列生产。 [50][51] 在这一网络中，草图、渲染图与工程图跨节点传递，支撑多地设计输入的比较、评议与筛选；工程与制造端的验证结果再反馈至方案修正。（图 19 ）

19. 宝马集团全球研发、设计与制造网络：以BMW X5 为例（数据资料来源：据BMW Group 官网公开数据整理绘制）

在此意义上，图解嵌入全球协同网络，组织跨地域、多节点的信息传递与反馈回流，推动方案在设计、工程与生产环节之间持续迭代与价值共创。

（ 2 ）流程边界由相对封闭转向开放延展

除设计环节内部迭代的加速外，图解的介入范围突破方案构思、工程开发与生产制造的既有边界：一方面延展至用户研究、市场分析、竞品比较与使用情境建构；另一方面延及产品传播、市场沟通、用户反馈与品牌叙事等环节。例如， Skullcandy 品牌设计团队成员 Dave Vogt 指出 [52] ， KeyShot 已成为其产品设计开发流程中不可或缺的工具。由此生成的产品渲染图不仅服务于设计阶段的方案推敲，也进一步进入网站、包装及营销材料之中，继而转译为面向用户的产品传播内容。尤其在产品营销与推广环节，产品渲染图通过呈现产品的形态、结构、技术、材料与功能等创新特征，将设计过程中的创新思维转化为用户可感知的产品价值。（图 20 ）此外， Kickstarter 等众筹平台进一步使产品图解在量产前进入面向公众的传播与众筹支持环节，为量产前的市场需求验证提供依据。

20. Skullcandy 产品的数字可视化流程（数据资料来源：据keyshot，skullcandy 等官网公开数据整理绘制）

这说明，产品设计图解已成为传递创新价值、塑造品牌认知与沟通用户的重要媒介，同时使尚未量产的设计方案得以提前进入公众视野，使其所获得的关注与支持成为市场需求的早期信号。

3. 平台化图解工具推动设计模式开放

在平台化的设计语境中，图解可被共享、评议与持续更新，推动设计协作由团队协同拓展至用户参与的开放共创，进而将创意生成、方案筛选与生产转化纳入持续反馈的开发链路，从而拓展产品设计的参与边界。

（ 1 ）团队协同

数字化与平台化设计环境重构了产品设计图解在流程中的介入方式。在传统产品设计流程中，图解多作为阶段性成果的表达；而在平台化协同下，草图、渲染图与工程图等图解形式被持续嵌入方案生成、模型协作、测试反馈、用户评价与迭代优化。它们可被实时查看、评论、标注、修改、复用与验证，使方案在多主体协同中得以快速显现、比较与调整，因而提升了迭代效率与流程灵活性。以集成 CAD 与 PDM 的云端协同平台 Onshape 为例，（图 21 ）其平台化特征并不只是改变了设计文件的存储方式，更为重要的是改变了产品设计图解的使用机制。平台以统一数据源组织草图、零件模型、装配体与工程图，使设计师、工程师和相关利益主体能够突破本地文件、固定设备与物理工作场所的限制，围绕同一可视化模型进行跨地域、跨部门的同步编辑、审阅、评论与权限化协作。同时， Onshape Render Studio 基于三维模型生成具有写实效果的产品渲染图，使产品外观、材料与展示效果得以在同一平台中进行可视化比较与判断。可见，产品设计图解不再只是阶段成果的静态呈现，而是持续嵌入问题定位、协同判断、版本管理、方案修正的动态协作过程。

21.云端CAD 与PDM 平台Onshape（数据资料来源：据onshape 官网公开数据整理绘制）

（ 2 ）用户共创

与此同时，产品渲染图、数字模型、线上产品展示图和平台反馈机制，也使用户能够更早介入设计判断，推动设计流程由单向交付转向持续反馈、快速迭代和用户共创。以 BrickLink Studio 与 BrickLink Designer Program 为例，用户可以在 Studio 中调用虚拟乐高零件搭建设计方案，并生成写实渲染图、短视频和分步骤拼装说明图。由此，原本停留于个体构想中的设计方案，才以图解形式呈现出具体的形态、结构和使用方式。当作品进入平台后，用户首先接触的并不是抽象的创意描述，而是由模型图、渲染图和拼装说明图共同构成的视觉化方案页面；这些图解既用于展示方案，也为平台用户的浏览、讨论、支持以及后续评审提供依据。在 BrickLink Designer Program 中，用户反馈、方案筛选与生产转化又被进一步纳入平台流程。（图 22 ）由此可见，前者为用户提供了一种虚拟建模、渲染图生成和拼装说明制作的即时创作平台，后者则将部分用户设计纳入平台审核、公众投票、预订众筹和生产转化流程。

22. BrickLink Studio 与BrickLink Designer Program（数据资料来源：据studio，bricklink 等官网公开数据整理绘制）

因此，平台化图解工具改变的不只是设计表现方式，也改变了设计流程的组织机制，产品图解成为连接创意表达、用户反馈、方案筛选与生产转化的协同媒介。

4. 人工智能的应用推动设计任务重构

人工智能深度介入产品设计后，产品设计图解不仅服务于设计师的思维外化与创造性判断，也进一步嵌入人机协同的方案生成与反馈循环。这一转变主要体现在两个层面：一是设计主体关系的重构，图解成为联结设计师创意判断与人工智能生成能力的协同媒介；二是图解环节由线性阶段的分散配置，转向系统反馈与循环驱动的流程整合。 [53]

（ 1 ）设计主体关系重构

设计主体关系重构，是指产品设计图解嵌入人机协同的过程，重新界定了设计师与人工智能之间的分工关系。图解作为连接人类判断与 AI 生成的协同媒介，促成二者形成“人机协同、优势互补”的新型分工关系，为创造性思维的发散、比较与判断提供必要条件。 [54]Philipp Schmitt 与 Steffen Weiß 的“ The Chair Project ”（图 23 ）是典型案例，其重新界定人类与 AI 在设计生成和实现转化中的角色关系。设计师以 600 张 20 世纪经典椅子图像训练深度卷积生成对抗网络（ DCGAN ）。然而，生成的图像难以准确呈现椅子的结构特征，仅能为后续推演提供启示。设计师再经草图与模型深化，将其转化为四把实体椅子。同样，张周捷的数字家具（图 24 ）进一步呈现出这一协同关系，通过算法规则、参数关系与数字模型组织形态的生成与迭代，形成“设计师设定规则—算法参与图解生成—数字制造转译”的协同路径。罗斯·洛夫格罗夫工作室与 Google DeepMind 合作的“ Seed 6143 ” AI 椅（图 25 ），则探索了人机协同下的新型设计策略，团队以洛夫格罗夫的个人草图档案库训练图像生成模型，经多轮生成、筛选与完善，转化为三维渲染图、 CAD 模型和金属 3D 打印实体。

23. The Chair Project（图片来源：据Steffen Weiβ个人网站整理绘制）

24. 张周捷数字家具作品（图片来源：https://www.endlessform.cn/）

25. “Seed 6143”AI 椅（数据资料来源：据modemworks, News from google 等官网公开数据整理绘制）

由此可见，上述三例呈现了不同的人机协同路径： The Chair Project 以生成图像激发创新思维；数字家具以规则驱动图解生成与形态演化；“ Seed 6143 ” AI 椅以设计语言学习推进人机对话生成。须再次强调的是， AI 并未取代设计师的主体地位，而是重塑了创造性工作的分工与设计过程，设计师仍主导设计判断、价值权衡与系统整合， AI 则作为辅助工具参与方案生成、信息处理与迭代优化；产品设计图解由此成为连接设计师与 AI 的协同媒介。

（ 2 ）图解环节的流程整合

进一步来看， AI 并非简单替代图解工具，而是将概念生成、方案推演、设计表达与工程转译等原本分散的环节，组织为“人类构思—图解表征—算法生成—人类判断—工程转译—反馈优化”的循环过程。以 AI 辅助设计平台 Vizcom 为例，其将草图输入、产品渲染、材质探索、方案筛选与设计呈现等环节整合至同一系统，使设计师能够在连续的工作界面中完成概念构思、造型推敲、 CMF 探索与动态方案展示等工作。 2025 年米兰设计周期间，该平台与 Decibel 共同发起全球设计挑战：设计师以手绘草图提出座椅构想，继而在其中生成渲染图，并于草图与渲染图之间反复推演、深化方案；获选方案随后经 3D 打印转化为全尺寸作品。（图 26 ）这表明，草图并未因 AI 生成的介入而被取代，而是在设计师持续判断与修正中参与方案演进；并与生成渲染图形成反复推演的互动关系。

26. AI辅助设计平台Vizcom（数据资料来源：据Vizcom 官网公开数据整理绘制）

由此，图解由分散的阶段性应用延展为贯通创意生成、方案推演、反馈修正与实体转化的协同媒介，推动设计流程由线性推进转向循环迭代，继而拓展人机协同的创新空间。

结 语

前述分析表明，产品设计图解的演进并非单纯的技术革新与工具更迭，而是思维表征、协作结构与设计师能力体系的协同重构。从纸笔绘制到计算机辅助设计、平台化协作与人工智能生成，图解的工具性已由个体构想外化延展至方案推演与设计判断；其媒介性则推动设计意图在多主体间表达、协商与转译，使协同判断回流至方案生成与修正，并进一步贯通群智共创与人机协同。（图 27 ）

27. 产品设计图解工具性与媒介性的演进脉络（图片来源：作者自绘）

然而，设计工具的增强并不意味着对设计师主体性的削弱，反而对设计师在问题定义、知识融通、审美判断、工程理解、价值取舍及系统整合等方面的综合能力提出了更高要求。相应地，设计教育与产业实践应由工具导向转向能力结构重塑，将思维外化、设计推演与多主体协作转译确立为核心素养。

在此背景下，以草图为代表的图解是否仍有必要，已成为设计教育界与业界持续讨论的议题。图解的价值不只在于生成视觉结果，更在于将模糊构想转化为可观察、可判断、可协商与可修正的对象；这一过程仍以设计师的问题界定、设计判断与价值取舍为前提。草图未必以单一的手绘形式贯穿设计全程，却仍是设计师外化构想、发现问题与展开判断的重要起点，并与渲染图、工程图交织运用，推动设计方案不断深化。图解的未来不在于固守既定形式，而在于随技术演进持续联结人类构思、智能生成与实体转化，成为设计创新的协同媒介。

来源： 《装饰》2026年第8期

原文： 创新思维的表征：产品设计图解的工具性与媒介性演化

作者：张 明、俞 凯，南京艺术学院工业设计与智能创新学院