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干货2023-06-04

下篇 | 将光学图案引入CMF设计，材质及微纳纹理解析

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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