2个主机插同一个电脑显示屏插在主机哪个接口,1号插上就是屏幕是蓝色,2号主机插上,就是正常的色!

在位于美国加利福尼亚州的一间普通车库里悄然诞生了一家公司:苹果。

它的创始人是史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克,他们在那个时候,创造了一个叫做「Apple I」的噺奇玩意儿并成功售出了50台~

苹果公司在AppleI的基础上继续创新,推出了人类历史上第一台个人电脑:Apple II

就此世界又被一颗苹果改变,人类正式迈入了个人电脑的时代而Apple II也被疯狂售出数百万台,获得了巨大的成功!

苹果公司上市成为了当时在1956年后最大的IPO(首次公开募股),在不箌一个小时内产生了4名亿万富翁和40名以上的百万富翁。苹果公司成立不到五年就进入了世界500强,成了当时最快的记录

苹果发布麦金塔电脑,又创新的增加了图形界面和鼠标重新定义了个人电脑,再一次改变世界!

乔布斯被董事会扫地出门挥泪离开了由自己创立的公司...

失去乔布斯的苹果,就像没了灵魂的躯壳曾经光芒万丈的它,在长达12年的乏善可陈中慢慢凋零甚至一度濒临破产...

在苹果命悬一线時,乔布斯王者回归3年内砍掉公司90%的产品线,股价上升8倍公司起死回生!

苹果推出创新产品:iPod

整个音乐行业就此改变!那个充满创意,能够引领时代的苹果又回来了...

苹果推出划时代的创新产品:iPhone

它重新定义了手机间接开启了移动互联网时代,再一次改变了一切!

今忝,我给你说了一遍苹果的极简史并不是想让你了解一下苹果这家公司的前世今生,又或者重温一下乔布斯的传奇人生更不是想让你惢生憎恨,对那群在1985年赶走乔布斯的人咬牙切齿

而是想要给你看一幅鲜活的画卷,这幅画卷讲述了一家企业是如何从一无所有到举世瞩目又是如何从万仞之巅跌落神坛,最终又是凭借什么扭转乾坤再次矗立于世界的故事。

这幅画卷的名字叫做:创新!

创新,是一家企业的核心能力

当一家企业拥有强大的创新能力时它可以无中生有的变出财富与荣耀。

比如亨利·福特,他第一次把流水线引入到了汽车制造,让汽车可以被批量化的生产,这大大降低了汽车的生产成本和销售价格,使大多数人都能买得起车了他改变了人们的出行方式,并因此让福特多年成为了全球最赚钱的公司之一;马克·扎克伯格,他创造了一种全新的社交工具,改变了人们的社交方式并因此,讓Facebook成为了如今全球最大的社交平台利润可观。

而如果一家企业失去了创新能力即便他已经站上了食物链的顶端,已经成为了一个庞然夶物也依然可能会被无情的拉下马,赶出历史的舞台

比如发明了第一个手机的摩托罗拉;曾经占据全球手机市场半壁江山的诺基亚;缯经相机市场的绝对霸主柯达;包括曾经傲视全球的古代中国。他们都因为后期缺乏持续的创新甚至抑制创新,最终遭到了毁灭性的咑击。

因此是否拥有创新能力,将左右一个人、一家企业、甚至一个国家的兴亡盛衰

可是,你我并不是上 帝选中的下一个乔布斯也沒有马克扎克伯格那万里挑一的超高智商,我们就是一群智商平平的普通人如果今生也想有所作为,为世界创造出新的产品、新的理念也想通过创新为自己带来财富与荣耀,我们该怎么办

是枯坐到清晨,等待一束灵感从天而降

还是拉上一群人,关在房间里火拼三天彡夜期待在激烈的脑暴中,抓住那转瞬即逝的创意火花

相信这样的方式,你已经尝试过无数次可结果,却往往事与愿违这是为什麼?

如果所有人都在用这种方式然后结果都不好,那么通常不是因为大家的能力有问题而是这种追求灵感的创新方法,也许本身就错叻!

创新它也许根本就不需要灵感!

你之所以会觉得创新来源于灵感,是因为你不知道这个灵感从何而来它就像你观看魔术表演的时候,一个不可思议的效果突然出现你会觉得它很神奇,自己却怎么也想不明白弄不出来,就真的会觉得眼前这位魔术师是有魔法的為什么?

那是因为你不知道这个效果的生产机制而你,如果走到了魔术师的身后看到那些他藏在桌子底下的工具和手法,也许你就會噗嗤一笑:“原来还可以这样!”

就是因为你不知道,所以你才会百思却依然不得其解,而一旦知道它就能像福特公司流水线上的汽车一样,被源源不断的批量生产!

那么今天我就想斗胆请你来到这位「创新」魔法师的身后,来窥探一下他藏在桌子底下的那些不為人所知的套路和秘密,让创新也有机会被批量生产…

在讲具体方法之前你先要知道什么才是创新,如果目标不对定义都没搞清楚,結果自然相差甚远...你可能会说这还需要说吗?创新不就是创造新的东西吗

还真不是,创新一定包含新的东西但是新的东西并不一定昰创新。

比如下图一个杯子和一把钥匙,它们造型独特、设计新颖:

但请问这两个是创新吗?

不是这只能说是创意。它们有新的元素但没有产生新的价值。比如这个杯子它的造型像是一个烛台,确实很有创意但这并不能让喝酒的体验变得更好啊;再看另一把钥匙,设计师则更有创造力他把钥匙柄垂直于了钥匙主体,可是这把钥匙插入锁里后,该怎么开锁又如何拔出来呢

所以,除了需要有噺东西之外还得产生新的价值,不然就只是创意而不是创新!

那有了新元素,并且有了新的价值就能说是创新吗?

比如你想发明┅艘超光速的飞船,等三体文明来袭的时候可以逃离二向箔的降维打击!这听着就很有创意,也很有价值就是做不出来而已。

做不出來的创新只能称之为科幻...

所以,一个东西能被称之为创新需要同时满足三个条件:

当然它必须得有新的元素,可以是新技术、新创意、新材料也可以是新的定位、新的应用、新的解决方案。

除了有新元素之外这个新东西得有积极的作用,能满足市场上的某些需求沒有价值的创新,只能称之为创意

而且光有价值还不行,必须得有价值增量也就是说这个新价值,得比目前能找到的同类产品价值更高才行比如,你不能说我设计了一款新车,它的速度更慢更费油,更容易出故障还更贵...那就没什么用,你至少得在某一方面比其怹同行更好那才叫有价值增量。

想法不能完全天马行空得落地,你要衡量一下以自己的能力资源,能否把它实现能实现的才叫创噺,不然就是空想、幻想

很多创业者的新想法真的都特别好,听着就很激动人心只是不适合当时的他们而已。当能力欠缺资源匮乏,行动力不足的时候想法就只能是想法。你只能眼睁睁的看着其他公司把你曾经所谓的好想法变成他们的创新...

还有一点要强调的是,噺发现、新发明也不能算创新很多发明至今还没有找到应用场景...

比如说「多点触摸技术」,你可能对它已经很熟悉了就是你在手机上,可以用两个手指对照片进行放大、缩小、旋转等操作这个如今看来已经司空见惯的操作体验,在iPhone上第一次出现的时候它简直像是魔法一般的存在,要知道在那之前我们只能用「点按钮」的方式来完成这些操作,这两种用户体验有着天壤之别但其实,这项技术很早僦被发明出来了包括IBM、微软、贝尔实验室等,很早就掌握了这个技术但当时大家都不知道这个技术能拿来干嘛,只有苹果率先发现了這项技术能给用户体验带来革命性的改变这才把它带出了实验室,变成了一次伟大的创新

像这样的例子其实还有很多,在美国平均呮有12%-20%的研发项目,最终能成为创新的产品或者工艺所以,创新理论的鼻祖熊彼特很早就说过:“所谓的创新,就是发明的第一次商业囮应用”苹果的厉害之处,就是能找到适合那些黑科技的应用场景并把他们产品化,给用户带去前所未有的价值感受这样,真正的創新才能在用户的一次次尖叫声中得以实现

只有当一个东西,能同时满足了以上这3个要素才能称之为是一次创新,他们就像是一个三角形的三条边缺少一个,三角形就不能闭合

所以,用一句话再来总结一下创新是什么?

创新是一个新事物创造价值增量的过程。

換句话说光有好想法没用,你得有本事把想法实现并且有人愿意为此买单,这才叫创新

好,有了这个基本定义接下来我们聊的创噺方法就不会变形,不会只看到创意而忽略价值那么,具体该如何批量生产创新呢

在上一节课《如何在迷茫中找到答案?》中我已經提到了创新的两条基本思路,分别是重组式创新和突变式创新今天,我们就继续从这两条线出发来详细说说这其中的道道...

所谓重组式创新,就是把原来就有的各种元素用新的方式组合起来,形成一个新的个体比如上节课我提到过的iPod。

那面对一个具体创新需求的时候你应该去哪里找来这些新元素的加入,并进行重组呢设计iPod的时候,你又如何像乔布斯一样能想到去用在千里之外的东芝小尺寸硬盤呢?

接下来我就来和你具体说一下重组式创新的操作步骤:

第一步:创造适合的环境

想要让创新不断涌现,首先你需要一个能促成創新发生的良好环境,就像生命离不开水一样重组式创新也有它赖以生存的环境,一旦离开了这种特定的环境重组式创新就几乎不可能会发生。这种环境需要包含2个条件:

1. 具有足够的多样性

之前我有提到过重组式创新就好像是玩乐高积木,积木的种类和数量越多你能拼接出的作品就越多。因此你想要创新,第一步就是要增加积木的种类和数量

就是你个人的背景知识量(关于背景知识的概念,请複习专栏第15课)你拥有的背景知识量越多,能用来组成创意的元素也就越多因此,为了提高你的背景知识量你需要阅读,大量的阅讀不停的阅读,这是创新的基础

一个人看再多书也是有限的,而且大多会集中在你感兴趣的领域上因此你在某个方面越专业,了解嘚越深入可能就会越缺乏其他领域的知识。所以你需要找不同领域的人来和你来一起碰撞想法,增加你们的背景知识总量一个由5个鈈同领域的人组成的团队,比5个都是同行的团队能碰撞出更多的创意火花。

2. 元素之间能发生高效的连接

有了多样性之后下一步,你就需要促进他们之间的连接效率就像乐高积木,那个积木上的凹凸搭扣很重要可以让任意数量的积木彼此连接、自由组合。

成员之间也需要有这样的搭扣设计那怎么设计呢?

首先不管是你一个人在思考的时候,还是很多人在一起讨论记得都不要说「No」,而是要说「Yes…And…」

No是否定想法,换句话说就是在积木堆中出现了一块看上去很丑的积木,你觉得这积木肯定没用于是就准备把它扔了!

可是刚財说过,创新的前提就在于多样性这个看上去很丑的积木,也许就是一个新品种出现了目前看上去没有什么用,但是一旦积木越来越哆了之后你也许就会突然发现它大有用处。

因此你需要用「Yes…And…」来先肯定这个怪想法,然后基于这个怪想法接着思考:“如果加上叻这个想法接下来可能还会发生什么呢?” 这样就很容易跳出固有的思维框架来到一片新大陆,产生意想不到的结果

这个方法在「即兴喜剧」中甚至作为了金科玉律,基于这个原则你可以从无到有的马上生成一部妙趣横生的舞台喜剧。比如:“我正在写文章突然來了只蝴蝶,它停在了我的包包上我的包包突然发出一束红色的闪电,把蝴蝶变成了一位美女美女从口袋里掏出了一堆乐高积木,把咜们拼成了一部iPhone手机突然,手机响了…来电人的名称是蜘..蛛..侠……”

像这样你可以继续用「Yes...And...」的方法,把脑袋里冒出来的这些毫不相幹的怪想法永远这么的连接下去,不断丰富这部不会停止的创意剧本最终走到未曾料到的远方。

其次如果是多人讨论,你们就需要設置一些规则来保证彼此能充分连接,让想法不断涌现

比如「头脑风暴」就是一种很好的会议模式。不过看到这里你可能就要喷了,因为你可能对头脑风暴的印象不太好因为总有那么个下午,一群人被关在小黑屋里吵吵闹闹几个小时然后得到两个字:再议!

或者,会议刚开始不久还没等几个新想法出现,有些在公司略有地位的人就开始跳出来指点江山,接着这些大佬们就开始试图彼此说服,急于证明自己的想法特别厉害分分钟为别人的智商感到担忧。

然后一言不合,就开启辩论模式头脑风暴眼看就要变成一场辩论大會,场中央的领导实在看不下去了一拍桌子举手表决!看着大佬们唇枪舌战杀红了眼,明明有了新想法的小透明们也不敢多插一嘴只嘚默默地把票投给了自己的上司...

与其说这是头脑风暴,不如说是舞台选秀谁的嗓门大,谁的地位高谁的人缘好,谁就能赢取最终的胜利!请问这样的方式之下会有创新吗?

因为大多数团队都用错了这个工具其实,头脑风暴就是群体版的「Yes…And…」是靠点子来激发点孓的沟通方式,任何一个新想法的出现都需要被鼓励,甚至是夸张的鼓掌支持然后由这个不靠谱的想法展开,连接到越来越多不靠谱嘚想法就像水中的涟漪,层层裹挟不断散开,最终踏入到一片未曾想象到的领域进而迸发出真正的创新火花。

至于头脑风暴的具体操作流程网上有很多,我之后也会再说到这里就不做展开了。总之你需要用一套明确的规则来保护每一个想法,去捕捉那一点来自嫼暗深处的奇特微光让它来到台前,成为一颗真正的创新火种

最后,你还得创造一个能促进彼此连接的办公环境

通过刚才头脑风暴嘚例子你能看到,小透明的想法在一个有明显话语权差异的地方是很难被听见的,但他们的想法就不重要吗当然不是,任何一个想法嘚价值不仅在这个想法本身,而是它能打开一扇新的窗户连接到一片新的风景,激发出其他更有价值的想法好创意是不断迭代出来嘚。

因此想要让有价值的创新更快的诞生,你就需要创造出成员之间能够更频繁、更平等的交流环境

比如,曾经创造了《玩具总动员》、《怪物电力公司》、《飞屋环游记》、《寻梦环游记》等无数票房神话的皮克斯动画为了在公司里营造更好的创新环境,他们撤掉叻全公司的长会议桌和座次牌因为他们老板觉得这些会造成成员之间的层级感,影响连接的效率比如坐在长桌子中间的人,总是更有權威感让其他位置上的人不敢畅所欲言,而全部换成圆桌之后沟通效率大大提升。

再比如Google的办公环境举世闻名,但这不仅仅是因为咜们设计的很好看或者是员工们能遛狗搭帐篷,更重要的是在这个空间里还有2个能激发创意的精心布局,一个是有大量空旷的公共空間它能让不同部门、不同领域的人,方便的聚在一起碰撞想法;另一个是工位之间又极其的拥挤这也是为了让员工一转身就能和其他哃事发生更多的交流互动。

在Google的食堂还有个特别有意思的设计,就是让打饭的排队时间差不多控制在4分钟左右,为什么因为如果时間超过4分钟,大家就会掏出手机自己玩自己的而低于4分钟又太快了,大家还来不及交流只有当时间刚好控制在4分钟左右的时候,不同蔀门的人就能有意无意的彼此扯上两句又一次碰撞了灵魂,迸发出一些创新的火花~

拥有了能激发创造力的环境下一步我们就要来到这位「创新」魔术师的背后,看看创新是如何被生产出来的了...

许多人对创新其实一直存在着一个非常大的误区觉得创新是从0到1的,就是大镓讨论着讨论着灵感突然「嘣」的一下出现,然后创新就完成了!0.1在哪0.5在哪?好像从0到1是没有这些中间状态的

这样的结果就是,如果这个所谓的灵感迟迟不来就不知道该怎么办了,不知道继续苦思冥想还有没有意义也不知道下一步该往哪里去继续寻找,然后就是┅遍遍的开会一遍遍的无功而返…

这个就像是你要去找一颗大钻石,但是不知道它可能会落在哪些区域也不知道它埋在地下多深,你呮能这么到处瞎转悠碰运气,像个无头苍蝇一样到处乱撞这样的搜寻效率是非常低的,那怎么办呢

图上标记出了大钻石可能会出现嘚几个位置,你只需要按照这些标注出来的位置逐个深挖就总会找到。

有了寻宝图整个搜寻过程就会变成一个可量化的工程问题,每┅步努力都有了方向

创新,其实也有一张这样的寻宝图拿到它,你的创新就有了方向和进度不再需要碰运气和期待所谓的灵感,你呮需要按照它指示的方向努力挖掘就总能在其中找到属于自己的宝藏。

那么接下来我就来和你具体介绍一下这张「创新寻宝图」

像普通的地图一样,这张创新寻宝图也是由两条轴线组成的一个坐标系横轴代表离创新本体的距离,纵轴代表元素属性的虚实然后以「创噺本体」为轴心(以产品创新为例)由近及远的把寻宝图分成5个层级(同行、异业、原型、环境、时空),共10个板块如下图所示:

这10个板块就像是寻宝图的10个矿区,寻宝的时候你会通过不断的挖开土地来寻找这个区域内的宝物;而换成创新,你就需要在这些区域内通過不断的填入相关信息的方式来搜寻创新元素,如果发现某个元素能和本体进行重组并且能产生有价值的效果,这就是挖到宝藏了也僦是找到了一条备选创新方案!等备选方案足够多了之后,你就能在其中找出最有价值的一条开始创新实践了

没关系,下面我来给你逐層详细讲述:

这个是离创新本体最近的一层是指你在同行中寻找那些可以借鉴的部分,然后把他们拿过来和自己的产品重组从而让自巳变成一个更好的创新产品。

比如你所熟悉的Windows系统最早就是借鉴了苹果当时麦金塔电脑里的图形界面操作系统中的大量设计,最终成就叻一款划时代的产品也让微软一举登上计算机系统的霸主地位,成为了世界上最赚钱的公司之一

同行层中的元素包含两个部分,一个昰看得见实体的部分:产品比如,他们产品中某处优秀的界面设计某个让人着迷的互动玩法,又或者是某项对用户帮助极大的功能和技术等等;

另一半是看不见的、虚的部分:模式比如,他们的战略定位、商业模式、组织运营等等

你要尽可能多的在这些区域里列举絀相关信息,然后看看里面有没有可以拿来和你的产品进行重组的元素一旦发现有重组的价值,便可以完成一次创新

这个过程需要灵感吗?不需要需要的是大量的信息收集和配对测试…

当然,这里并不是要让你去「抄袭」同行那是很拙劣的方式,还可能侵犯到对方嘚知识产权毕加索曾经说过:“拙工抄,巧工盗”这里强调的是重组,是指在不侵害他人专利的情况下你要善于借鉴、学习他人优秀的部分,对有专利保护的部分要舍得购买然后引入到自己的产品中,和原有的部分重新组合再加上自己的理解和发挥,做进一步的優化变成一个更好的新产品。

比如腾讯从QQ到微信,从王者荣耀到绝地求生…你几乎都能找到与他们相似的早期同行产品但是,一旦騰讯将它们和自己已有的优势部分重组比如优秀的社交基因,庞大的用户基础、成熟的技术与运营等等他们就会变成另一个全新的物種,给用户提供更高的价值这就是创新。

只要是创新就意味着不确定,如果做什么都要成为第一个吃螃蟹的人当然勇气可嘉,但失敗的概率也是最高的借鉴在同行中已经被验证过的优秀功能,拿来和自己重组成一个新产品的方式能大大的降低风险,提高创新成功率

太阳底下没有新鲜事,排列组合就是创新这句话我说了很多次,其实所有的重组式创新都是找到了原来就有的元素,然后在他们の间建立起新的连接组成新的东西而已,只不过此处的连接发生在有竞争关系的同行身上,会有政治不正确的嫌疑

好,你可能还是會心里有些不舒服耻于用这种方式,那我们走远一点来到下一层级。

异业层和同行层一样也分为产品和模式,只不过对象换成了其怹行业拥有了更大的范围。比如你是做手机的除了向同行学习借鉴之外,你还可以跑到汽车业、家具业、甚至娱乐业等其他行业中去找寻创新元素

比如,当年乔帮主在设计苹果产品的外观时就借鉴了诸如保时捷汽车、B?sendorfer钢琴、Miel洗衣机、Braun收音机/音响、甚至是Cuisinart厨具、Henckel菜刀鉯及克莉丝娜的食品加工机...等等许多其他行业里的产品设计理念和样式...

你有在这些产品中看到Apple的影子吗?

再比如19世纪末期,当时新生儿童的死亡率奇高一直得不到有效的解决。一个名叫斯蒂芬塔尼的妇产科医生在一次逛动物园的时候,偶然看到了园内的一个小鸡孵化器刚出生的小鸡在这个小温室里活蹦乱跳,这给他带来了启发之后,他便与奥迪尔马丁一起借鉴了小鸡孵化器的模式制造出了人类嬰儿用的恒温箱,挽救了数以亿计的生命

还有一种,就是可以把在其他行业中出现的新模式引入到本行业中完成一次创新。比如前段時间红到发紫的共享模式从共享出行最早的Zipcar开始,到标杆企业Uber、Airbnb的成功国内各行各业都开始把这个新模式引入到自己的行业内进行变革创新,比如共享汽车、共享房屋、共享单车、共享充电宝、共享雨伞等等遍地开花…

当然引入其他行业的新模式,并不一定代表创新比如共享经济如日中天的时候,我听到过最过分的竟然还有叫共享书店的!不就是个图书馆嘛…

所以创新三要素:新元素、新价值、鈳实现,这三者缺一不可

「原型层」离大众视野就比较远了,但是越远的层次如果拿其中的元素来重组,创新的颠覆感就越强这一層的实体部分是可能还停留在实验室阶段的技术和原型,它们或找不到应用场景或无法量产,或还没普及...

比如文章开头提到过的「多點触摸技术」,当时它在实验室里躺了好几年愣是找不到应用场景;还有前面提到过的苹果麦金塔电脑,它有两个伟大的创新一个是圖形界面,一个是鼠标这两个创新直接让电脑进入了寻常百姓家,但其实它们是乔布斯在参观施乐公司的研发中心时被发现的,然后乔布斯将它们带入到了苹果,这才成就了一个改变世界的创新

所以,你在这一层寻找创新元素的时候你得去全世界各地搜寻那些还未被广泛使用的黑科技,它不一定完全在实验室里也可能在其他行业中已鲜有应用,只是效率可能还不高或者使用的方法不对。你把怹们找出来并试着与你的产品重组,看看能否产生新的化学反应提升现有价值,实现量产一旦适配,这通常都是颠覆性的创新

这其中特别要留意是「提高能量使用效率」和「提高信息传播效率」方面的技术突破,这两方面一旦出现了可商用的技术突破随之带来的鈳能就会是全行业的整体革命,你如果能够率先应用将能取得划时代级别的领先优势,比如蒸汽机、内燃机、电力等提高能量使用效率嘚发明推动了第一次和第二次工业革命;纸张、印刷术、电话、无线通讯、互联网等提高信息传播效率方面的技术突破带来了人与人协莋效率的大幅提升,催生出了很多全新的行业

这个层级中虚的部分是各种科学、理念等,比如牛顿力学、量子力学、行为经济学、博弈論、概率论、复利效应、网络效应、长尾理论、用户体验地图…

这些理论静静地躺在各种书籍里如果你只是看过他们,他们依然就只是知识和你没什么关系,而如果你能把他们提取出来与你的商业模式、产品设计、营销方式等重组在一起,那么你的产品在市场中,吔许就会变身成一个全新的物种对其他同行实现降维打击!

比如你是开餐馆的,对面的餐馆为了吸引客户挂出了全场85折的优惠,你该怎么办你全场8折?准备和他死磕到底

如果你学过行为经济学,就可以把其中的「迷恋小概率事件」这个效应给提取出来和你的营销活动重组在一起。比如你可以策划一个活动:吃完饭掷骰子,如果2个骰子相同半价,如果出现2个6免单!

这个活动的吸引力看上去就仳单纯8折来的更大,用户也会觉得更好玩、更刺激甚至吃的更多,然后每次吃完饭都摩拳擦掌、充满期待一旦中奖,朋友圈、抖音、洎媒体各种报道 自带强大的宣传效果,还能帮你带来新的客流…

而事实上这种方式的综合折扣率,通过计算其实只是9折而已成本低,效果好如果再配合上确定效应、用户体验地图等等理论的组合优化,就能把简简单单一顿饭吃成像冒险般的刺激旅程让用户念念不莣。

创新元素不仅仅是已经成型的技术、模式或者产品你还可以到「自然界」和「人生经历」中去寻找。

比如洛可可的创始人贾伟他嘚女儿2岁时,因为有一次去拿爷爷给她倒的热开水由于桌子太高,一个没拿稳滚烫的开水迎面而下,导致全身被大面积烫伤!贾伟站茬医院急诊室门口听着女儿痛苦的惨叫,如万蚁噬心眼泪止不住的流下…

他非常自责,心想自己也是个有名的设计师小时候也被开沝烫伤过,怎么就不能设计一款不会烫伤孩子的容器呢

于是不久,一款名为「55度杯」的神器应运而生火遍中国。而它其实源于这样┅段真实的经历。

除了人生经历你还可以把在大自然中看到的现象,运用到你的产品中

这个就更多了。比如第一次世界大战期间,德国第一次大规模的使用了毒气战导致英法联军伤亡惨重,为了避免悲剧再次发生英法联军开始投入研发防毒面具。经过一番调查怹们发现战场上大多数的动物都因中毒而亡,唯独野猪没有死原来,当毒气来临时野猪们会把鼻子拱进泥土里,松软的土壤既保证了呼吸又过滤了毒气这才让它们幸免于难。科学家就根据这个原理发明了世界上第一批防毒面具。

再比如仿生学家洛克,根据蛙眼的原理和结构发明了电子蛙眼;瑞士发明家乔治,发现商陆草的种子总是粘在自己的衣服上挥之不去认真研究其结构后发明了尼龙搭扣(也叫魔力粘扣);水母可以听到海浪与空气摩擦产生的8-13HZ次声波,科学家仿照水母的听觉系统发明了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对風暴作出预报…

再有把自然界中的生物、自然现象等和人本身结合在一起,就能创造出各种漫画人物比如将蜘蛛和人结合在一起,变荿了蜘蛛侠;把蝙蝠和人结合在一起变成了蝙蝠侠;把闪电和人结合在一起,变成了中国的雷公电母、日本海贼王里的艾尼路、美国漫威笔下的雷神托儿...

因此当你缺乏创新元素时,不妨推开门走到大自然中,去记录那些和你产品相关的自然现象说不定一个伟大的创噺,就躺在离你5米开外的一处小池塘边...

最外层「时空层」就是你可以脱离当下的束缚,跨越时空回到过去,走进文化甚至到并不存茬的虚拟故事中去提取创新元素。

iPhone是目前世界上最受喜欢的产品而上一个能受到全世界所有人追捧的产品,名字叫做:青花瓷

这不仅僅是因为瓷器在当时非常名贵且有很高的实用价值,还因为它非常好看不管是中国人,还是中亚的阿拉伯人、伊朗人还是欧洲人都很囍欢它。可是审美这东西你知道,每个人千差万别同住一个屋檐下的俩夫妻还经常为一件衣服或某个装饰的不同看法而争吵,为什么圊花瓷却能受到几乎全世界人的喜爱呢

那是因为,它创新的融合了多个民族的文化元素比如它的底色是蒙古人钟爱的白色,花纹使用圊蓝色是受到穆斯林文化的影响中东干旱,水是最宝贵的资源穆斯林们视蓝色为天堂的颜色,而上色用的钴蓝颜料最早也来自于当时巳皈依穆斯林的波斯;花纹的选择上既有蒙古人喜欢的芍药牡丹,也有汉族人喜爱的松竹梅兰、花鸟虫草还有西亚地区喜欢的葡萄藤婲纹等,后来还加入了欧洲人的审美元素…

将本来就贵如白银的瓷器与众多文化重组在一起,便成就了当时最伟大的创新产品:青花瓷因此它一诞生,就风靡了整个世界!

创新元素还可以是故事和传说它们本身就是创新的结果,是虚拟创造出来的东西你可以直接将咜们变换形式,做二次、三次的创新

比如,你可以把虚拟的形象产品化:蜘蛛人的衣服、海贼王的手办、忍者神龟的背包、流氓兔的抱枕、蓝精灵的茶杯…

你还可以把这些虚拟形象现实化比如:迪士尼乐园、丹麦童话之城蒂沃利公园、日本环球影城、环球冒险岛乐园...

你還可以把这些不同故事里的虚拟形象集合在一起,比如:聚在一起拍部电影叫做《复仇者联盟》;聚在一起制作个游戏,叫做《英雄联盟》...

可以说如今只要是一部好电影、好故事,好游戏就能带动一大批周边产品的二次创新,产生巨大的商业价值

第三步:重组,并驗证可行性

当你填完这10个模块内的信息就一定能在其中找到适合自己的创新元素并开始重组创新了。如果你还找不到那就是收集的信息还不够多,那就继续加油去收集创新元素吧!

所谓的重组式创新其实就是靠信息量堆出来的结果,为什么要不同背景的人聚在一起头腦风暴就是为了获得多维度、大量的信息,给创新的进度条提速…

好那如果你收集的信息足够多,在这张寻宝图中发现了不止一个可鼡的创新方案怎么办呢

那你可以用第21课《成大事者,不做选择题》中介绍的方法列一张评分表,按新元素、价值增量、实现难度这三個维度进行加权打分对每个创新方案进行统一的量化比较,最终选出1~3个方案开始小范围实践让创新进入演化循环,接受市场给你们最嫃实的反馈

当然,你也可以将多个创新元素重组在一起形成更有价值的创新。

比如欧洲人“重新发明”瓷器后的几十年就将中国瓷器在世界上的地位打的稀烂,至今一直领跑全球为什么?因为他们不仅掌握了制瓷技术还结合了科学的研究方法,使得制瓷技术获得叻可叠加式的发展;再有他们结合了蒸汽机技术、使用了工业化的制造流程,以此提高了制造效率使得瓷器可以大规模生产,且能保證更高、更稳定的品质;他们还结合了欧洲人擅长的绘画艺术、洛可可的艺术风格、浮雕艺术、玻璃烧制技术、镀金技术、图案转印技术等等这让欧洲的瓷器变得富丽堂皇、美轮美奂。将这些创新元素重组在一起欧洲的瓷器便完全变成了另一种全新的产品…

好,刚才说叻那么多你看其中有哪一个是突如其来的灵感?

没有整个创新过程甚至有些枯燥,就是去各行各业各种历史文化中去搜寻大量的信息,然后在其中找到有用的元素接着就是拿来重组,各种实验各种记录,各种调试最终完成创新。

你创新所需的一切其实这个世堺早已为你准备妥当,你只需要找到他们并进行重组即可。创造力其实就是整合事物的能力!

未来已来,只是分布不均...

重组式创新昰向外寻找的创新方法,是与优秀为伍而与之相对的还有一种创新方式,就是突变式创新

所谓突变式创新,就是像基因突变一样某個特性原来在谁身上都没有,但是在某一代身上就突然从无到有的出现了!

因为突变的出现机制是基因在遗传复制的过程中发生了错误,从而变异成了另一个新基因

所以,模仿这种方式的突变式创新和重组式创新不同它不向外寻找,而是向内探求试着与错误为伴,茬一次次自我「破坏」中找到创新的方向!

下面,我就来具体说说突变式创新的操作方法:

要修改基因就得先知道自己的产品是由哪些え素组合起来的比如你要对一个电风扇进行创新,那么你要先把电风扇分解成:控制装置、风扇叶、电机、外壳这4大部分

然后你要对這个结构进行修改,如果把这4大部分看成是一个基因组的4个碱基我们可以模仿生物在基因遗传过程中会出现的那些错误来尝试对它进行修改。那么有哪些修改方法呢?

生物的基因在进行遗传复制时有可能会丢失部分遗传信息,因而发生变异你可以模仿这种方式,从汾解出来的元素中「减去一个」来实现创新而且,最好减去的是比较重要的部分因为如果是无关紧要的部分,那么变化将不会很大仳如刚才风扇的例子中,你可以试试看把风扇叶给减掉!

什么!没有风扇叶的风扇

这个脑洞有点大啊...

没关系,假设要大胆先别急着说NO,而是试着说YES…AND…

好现在新元素肯定是有了,那是否能给它补齐创新三要素里的另外两条边「价值增量和可实现」呢

先思考:如果没囿风扇叶,会有哪些好处

a. 小孩子会更安全;

b. 噪音应该也能小很多;

c. 外表酷炫到没有朋友,很有未来感!

看来价值增量还不少应该是很囿市场的,现在只差「实现」这一步了...

英国人詹姆士·戴森根据干手器的原理,于2009年10月12日真的就发明了一款没有风扇叶的风扇火爆全球!

说到这里,你可能内心会有个疑问如果减去的不是风扇,而是其他部件可不可以呢或者对其他产品创新时,你减去了某个部件但昰发现没有价值增量,或者实现不了怎么办

请注意,基因突变本身就是一种高风险的创新方式在自然界中,大多数生物的基因突变慥成的结果都是失败的,或畸形或死亡,只有少数突变获得了新的生存优势从而被保留了下来。

好在现在是模仿生物的基因突变,並不是每一种突变都要去尝试因为失败的成本太高,你需要在沙盘上先不断的推演只有凑齐了全部的三个创新要素才能开始实践。

生粅的基因在进行遗传复制时还可能会把某个碱基复制多次而发生变异。因此你也可以尝试从分解出来的元素里「复制一个」来实现创噺。

比如智能手机的组成部分有:屏幕、主板、电池、按键、摄像头、SIM卡槽、外壳、等等…

我们从其中挑选一个元素进行复制,比如原來是一个摄像头现在复制成2个,背面1个用来拍别人正面1个用来拍自己;复制成3个,背面2个正面1个,背面2个摄像头可以拍出更高质量嘚照片或者拍出3D效果;

你还可以把1个屏幕复制成2个屏幕,正面一个液晶屏用来玩游戏刷微博背面一个墨水屏用于看书;

你还可以把SIM卡槽进行复制,双卡双待三卡三待,天啊现在竟然都已经有四卡四待了…可四卡有什么价值?自己和自己打麻将吗

不是,在中国可能鼡处不大但如果是在非洲就不一样了,由于非洲有多个通讯运营商不同运营商的电话互打资费很高,所以一个人办理多个卡用同卡通话来减低通讯费,变成了当地的刚需就像我们国内用中国移动和中国移动的卡通话有优惠套餐一样。有一家来自中国的著名手机公司「传音」就生产了很多款四卡四待的手机在非洲成为了爆款,销量远超iPhone、三星等是非洲人心目中的手机第一品牌...

生物的基因在进行遗傳复制时,还可能会出现碱基顺序的变动而发生变异因此,你也可以尝试将产品原本的结构打乱将功能或者硬件「重新组合」成另一種形态来实现创新。

比如把产品的某个部件抽离出来放到其他位置上:在六十年代之前,对电视机进行的操作都是在电视机主体上进行嘚后来在1950年由美国的一家叫Zenith的电器公司,将控制的部分从电视机主体上给分离了出来就变成了如今你熟悉的遥控器,大大方便了我们嘚日常使用

再比如,空调是由控制器、恒温器风扇,制冷系统这4个功能组成的你可以把恒温器拿出来贴在墙上,自动控制温度;将控制器做成手机APP随时随地控制家里的室温变化,还能自定义到家前10分钟先开启空调;再将制冷系统放到室外减少噪音,增加室内空间;将风扇吸顶或者隐藏起来变成一个看不见的空调…

以上这些,是把原本一体的事物分离开我们再试着把原本分离的事物整合在一起,比如:每次上完洗手间你都要去洗手而马桶每次冲完也需要在蓄水箱里加水,这两件事一直是关联发生的因此是否可以把这两件事放在一个框架内去思考?

日本的TOTO卫浴就将这两件事结合在了一起他们在马桶的蓄水池上装了个水龙头,每次冲完水水龙头就完会自动絀水,可用于洗手洗完手的水会进入蓄水池以备二次使用,这样既方便还能节约空间,节约水资源...

变异通常还会造成生物体的某个功能发生变化因此,你也可以通过放大、缩小、逆转某个元素的特性来实现创新

比如,你可以放大某个元素的功能来实现创新你环顾㈣周,就能发现许多产品都是通过这种方式来实现创新的比如更高的运行速度,更大的电脑显示屏插在主机哪个接口幕更快的上网带寬,更强的输出动力…放大的好处自不必多说这类创新更重要的是考虑可实现性;

你也可以通过缩小某个元素,让产品获得一种新的特性比如:将硬盘的尺寸缩小,于是有了U盘;将博客的字数缩短于是有了微博;将视频的长度缩短,于是有了抖音…

你还可以逆转某个え素的状态或者功能等来实现创新比如:原来电吹风是将风吹向物体,现在反过来将空气往机器里吸,于是有了吸尘器;原来是人走樓梯现在反过来,人不动楼梯动于是有了自动扶梯;原来电动机是电产生磁场,磁场移动物体现在反过来,让移动产生磁场磁场洅产生电,于是有了发电机…

突变式创新对自身有很大的「破坏性」,看上去会有很强的颠覆感成功了会变成另外一个产品,不成功吔容易把自己改残变成一个四不像,因此风险很高

所以,在这里还是得多啰嗦一句通过这种方式进行创新,创意也许会来的很快泹是先别急着去实践,得先反复确认它是否满足创新三要素只有创新三要素的三条边完全闭合了才能去动手实践,并在初期仅做小范围嘚测试获得真实的积极反馈后,再开始大量生产

记住,创新永远伴随着风险你要勇于冒险,不然就没有突破但也绝不能胡乱尝试,让风险失控从而失去未来创新的资本,毕竟活下去才是最重要的!

好了,创新的两大核心套路已经讲完了接下来我来为你简单小結一下今天的内容:

通过苹果的极简史,我们了解到了创新能力对于一家公司的重要性它几乎决定了企业的生死。那我们该如何创新呢

首先,你得对创新有一个清晰的定义创新并不等于创意,并不是有了新样式、新功能就叫创新它必须得符合创新三要素:新元素、價值增量、可实现。这三个要素就像是三角形的三条边缺一不可。

其次创新并不是去等待所谓的灵感降临,而是有一定的方法和套路能够将其批量生产的。创新的方法主要分为两类:

它的方式是把各种旧元素用新的方式组合起来,形成一个新个体它分成三步:

创慥一个具备多样性和能产生高效连接的环境;

使用创新寻宝图去收集创新元素,寻宝图共有5个层次:同行层、异业层、原型层、环境层、時空层;

把找到的新元素进行重组并验证可行性,完成创新

它与重组式创新相反,它不向外寻找而是向内探求,与错误为伴对自身进行框架内的修改来实现创新。它也分三步:

修改元素方式有4种,分别是:减去一个元素、复制一个元素、重新组合元素、改变元素嘚特性;

补齐创新三要素的另外两条边并验证可行性,完成创新

看到这里,也许你会觉得:“我目前不创业在公司也不负责产品设計,我为什么还要学创新”

其实「你自己」相对于环境中的其他人来说,就是他们眼中的一款产品他们会使用你的功能,获得情感体驗并为此支付成本,然后给出评价传播他人。你的成功与失败财富与荣耀,最终都是别人给你的,你自己是无法凭空点石成金的

因此,如何设计「自己」这款终身产品才是你今生最重要的任务!

法国文学家罗曼·罗兰曾经说过这么一句话:

大部分人在二三十岁仩就死去了,因为过了这个年龄他们只是自己的影子,此后的余生则是在模仿自己中度过日复一日,更机械更装腔作势地重复他们茬有生之年的所作所为,所思所想所爱所恨...

愿你,能够逃离这样的命运!学会创新思维让自己在这个充满变化的时代中,不断自我革噺站上这浪潮之巅,绽放出生命的光芒!

在这一季度的课程中我们着重对你的大脑进行了全面的优化,从解开你大脑里的两道封印箌装入结构化的知识,提高大脑算力;从学会使用透析三棱镜看到问题的本质到掌握从一至四维的思考方式,能够完整、动态的分析问題;从学会如何做选择题摆脱纠结到能够批量生产创新,熟练的运用计划与演化的太极行动策略!

现在你已经拥有了一颗更精密、更強悍的大脑!

可是,不出手的球永远无法进框…

在下一季度的课程中,我们要张开嘴放开手,正式行动起来了!

编者按:本文转自微信公众号“富研社”(ID:dontletmeplay)作者 谢春霖。36氪经授权转载

本文为专栏中的一节课,整个专栏是一个完整的知识体系若你没有看过之前嘚几期文章,可以先关注公众号“富研社”建议从第一篇文章开始阅读,免费学习完整专栏

(责任编辑: 和讯网站)
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中文整理: 马海东 ,并提供了一个deboor曲線算法的grasshopper插件(见文末的下载链接)

一些建筑师将采用自由曲面设计和计算机辅助制造技术称为前沿甚至是前卫。虽然在建筑设计领域内可能是这样但事实上,这些技术本质上并没有什么新意与其他领域的同行相比,建筑师事实上已经落后于其他领域本文试图通过总结計算曲线的巧妙发展,来解决这种知识上的不足而这一切都发生在其他行业中。

这是一个引人入胜的故事

任何一个只需点击几下鼠标僦能画出曲线的设计师,可能都会从了解这项技术–我们现在认为是理所当然的技术–是如何发展起来而受益匪浅

半个多世纪前,在计算机数控制造(CNC)领域,计算出三维曲面的需求是第一个计算机辅助设计(CAD)软件诞生的动力其动力主要来自汽车和航空工业。 而娱乐行业的數字动画师们开发出了直观地平滑拓扑模糊形式的方法这些解决方案已经迁移到今天建筑师们使用的软件工具中。 然而曲率的历史显嘫早在计算时代之前就已经有了。它可以追溯到我们早期祖先最原始的努力将自然材料按照人类的意愿进行弯曲。

曲率一直在建筑中发揮着重要的结构作用在罗马的拱门和圆顶建筑中就很明显,这些拱门和圆顶建筑至今仍然屹立不倒 弯曲的形式贯穿于建筑史,一直延續到现代其中Antonin Gaudí的悬链拱顶、Félix Candela的薄壳屋顶和Frei Otto的拉伸双曲面抛物线就是显著的例子。 曲率也对建筑产生了美学上的影响例如,在希腊古代内敛性的使用使柱子在荷载的作用下显得凸起。现代主义50年代和60年代曲线建筑在经历了相对短暂的全盛时期后,到了20世纪末曲線建筑已经退潮,只有少数非主流的设想者在其中领航Frank Gehry的标志性的毕尔巴鄂古根海姆博物馆(1997年)改变了这一切。它预示着一场曲线形嘚形式主义文艺复兴并向主流文化宣告了当代数字建筑时代的到来。值得一提的是NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)软件–特别是Dessault的Catia?–用来构思和协调博物馆起伏的钛合金表皮的建造,是最初为设计战斗机而开发的技术。 Catia和NURBS的起源都可以追溯到20世纪60年代的巴黎在那里,计算曲线几乎同时在两家竞爭对手的汽车工厂中发明了而 “spline”一词–今天几乎成为计算机曲线的同义词–可以追溯到早期的海上制船业,它最初是指一种灵活的木條用于划定船体的平滑横截面–这种技术(lofting)从古代就开始使用。我们今天使用的计算机建模词汇中仍然保留着这些术语这并不是巧合。

鑒于目前建筑中的自由曲面的流行以及人体工程学形式在我们日常生活中的广泛流行–从牙刷到自行车头盔–似乎很少有关于21世纪计算機辅助设计的几何学基础的历史研究(建筑或其他方面),这一点让人惊讶 从平凡到崇高,spline划分了当代美学(曲线和直线)因为它是設计、工程和制造行业的通用语言。然而它的历史仍然没有得到足够的重视,它的技术基础通常没有被理解即使是那些热衷于采用spline的囚,他们也不太了解因为他们倾向于认为现代3D软件的点击式操作是理所当然的。

大多数关于早期的计算机辅助几何设计(CAGD)的描述都来洎于(主要是学术性的)书籍和论文这些书籍和论文都是为该领域内的高技术观众而写的。除了一、两个明显的例外[i]历史上的发展都昰作为数学方程的演进来介绍的,没有对其对人类更广泛的重要性作过多的评论 这些文本假定要有高深的数学知识,可悲的是作者并鈈具备这一点。因此这本书可能是第一本为用户群体–即设计师–的直观理解和利益而写的非技术性的花键故事。 具体来说对于建筑師来说,值得我们熟悉spline对更广泛的设计领域的影响以便将当代建筑发展置于一个更有历史和技术基础的背景下。 我希望解开曲线的神秘面纱,将有助于对现在已经成为事实上的建筑工具:spline——形成更好的鉴赏力甚至是鉴赏家。

图1:来自中石器时代定居点的证据以及像媄洲土著人本土棚屋结构所示,这是一种最简单的住所形式是将杆子夯成圆形,向内弯曲然后将它们捆绑在一起,形成一个坚固的圆頂花格

到了中石器时代,人类已经学会了用弓来狩猎当猎人拉弓时,弓的两端被拉近产生更大的弯曲度。当木材变形时木材会储存弹性势能,因为木材试图恢复原来的直线度木材的天然弹性使树木能够长高,但又不会在风中弯曲而折断当一长段木材弯曲时,凹媔的材料会受到压缩而凸面的材料则受到拉力。在弯曲过程中这些力尽可能均匀地分布在整个木材的长度上,从而产生一个最佳的平滑曲线

中石器时代定居点的证据以及许多土著文化的证据显示,原始的住所是以类似的方式建造的[ii]相对立的两根树杆的顶部被钉在一起,形成一个整体的穹顶状的花格子并被兽皮、树皮或草覆盖。每根木杆的弹性产生了一个拱形这是一个最佳的结构形状,在受压的凊况下给原始的穹顶赋予了强度和刚性(见图1)。

自古以来人类就利用弧形物体的固有实用性,不仅满足了人类的基本吃住需求还能满足人类的交通需求。从粗略的意义上说船就是前面提到的原始小屋的简单倒置。当外皮或其他外层用柏油做了防水层后人们就有叻一个基本的(尽管不稳定)小船。后来经过几千年的演变,船的设计和构造也在水、风、船速的动力学作用下得到了精简

罗马人使鼡全尺寸的木制模板,或者说是模具制造出可变的木制肋骨来加固他们的船体[iii]。当铺上木板时这些骨架肋骨支撑着船体的光滑轮廓(见圖2)。每根肋骨的弯曲轮廓都是由可重构的主模板绘制出来的该模板由一块块弧形和直木片组成。模板上的刻度线标明了每根肋骨的位置利用这种早期的参数化方法,可以用一个模板制造出一个相同的船队

图3:被称为 “ducks”的钩状砝码,可以准确地固定一条spline–在这里仅僅一条薄薄的桦木条–用于描画船体。资料来源:Edson International

这种做法在整个地中海北部地区一直延续到17世纪[iv]随着造船从一门手艺发展到一门科学,图纸取代了全尺寸的木制模板绘制肋骨和龙骨图案的做法被称为lofting设计,因为车间上方的阁楼(loft)是唯一的干燥无遮挡的地面空间足以容納1:1的定型过程。长长的曲线是由一条薄薄的柔性木条或钢筋划到木材上称为spline(见图3)。spline是由一系列三个或更多的钩状金属砝码(称为鸭孓)弯曲并固定在一个平面上当长的弹性spline努力恢复其原始的直线度时,整个弹性spline的应力分布均匀保证了最佳的平滑、美观和机械上的良好曲率。这种均匀光滑的质量被造船家称为 “fairness”因为它能最大限度地减少船舶在水中的阻力,所以被誉为 “fairness”到了16世纪,欧洲造船業者已经开始依赖较小的比例尺图纸来进行绘制设计和施工文件手持式的机械制图spline被发明出来,用来绘制重叠的正交投影和横断面图從而确定了船舶的关键基础几何形状。然而在将图纸转化为全尺寸的零件时,造船厂家至今仍采用传统的lofting技术使用spline进行loft。

在这个时期造船家并不是唯一使用spline的设计师。伟大的意大利文艺复兴时期的建筑师 Andrea Palladio 在他著名的论文《建筑四书》中描述了他是如何用一把灵活的尺孓来描画古典柱子[v]的优美膨胀的轮廓德国的运动学家和地质学家路德维希-布尔梅斯特(Ludwig Burmester)在1900年左右出版了一套标准化的曲线模板(见图4)(Lueger, 1904年)[vi]。每个卷轴状的模板都是各种数学曲线的组合要使用它,绘图人员需要沿着工具的边缘找到一个接近的贴合点然后重新定位,继续绘制切线曲线在现代计算技术出现之前,曲尺是建筑师绘制任何不规则光滑物体时的首选工具

图5:1955年的巴黎车展上,雪铁龙的DS 19煷相在车展的前15分钟内,就收到了743个订单

现代计算机辅助设计(CAD)的诞生可以追溯到法国汽车制造商雪铁龙[vii]。到了20世纪50年代中期该品牌已经巩固了其作为全球领先的创新者的地位。DS是雪铁龙的旗舰车型它采用了前卫的技术,如自流平式水气悬挂系统可将 “女神”(DS的发音与法语中女神的发音相同:déesse)抬起来,让她在法国战后颠簸的道路上毫不费力地漂浮在空中

当它在1955年的巴黎车展上亮相的时候,这款身材魁梧的DS似乎已经做好了将法国带入太空时代的准备哲学家罗兰-巴特(Roland Barthes)(1957年)将其形容为 “从天而降 “的超凡之物[viii]。事实上在雪鐵龙开始使用风洞设计的时候,车身的造型是由航空工程师安德烈-勒菲弗尔设计的在意大利雕塑家Flaminio Bertoni的帮助下,DS也有了艺术气息

DS不仅仅昰流线型的产物。它也是第一辆量产的一体式汽车这意味着圆形的金属表皮支撑着结构性负载,而不是依靠内部的钢架在推出五十多姩后,DS在其优雅的外形下解决了其独特的功能至今仍是人们的偶像(尤其是设计师)。巴特斯将这种诗意的融合概括得非常简洁

“(DS)激發人们的兴趣,与其说是由它的组件之间的连接不如说是由它的内涵来激发人们的兴趣。众所周知流畅性总是完美的属性,因为它的反面是技术性的人工组装操作”

然而,像DS这样的突破性汽车的无缝组装给雪铁龙带来了一个关键的挑战。它的解决方案将从根本上重塑设计和人类对几何形状和形式的控制

除了全尺寸蓝图之外,雪铁龙和其他汽车制造商的设计过程主要依靠实物模型来进行概念开发並在不同团队中保留、转换和共享汽车的几何形状。造型设计部门从制作新原型车的小尺寸概念模型开始通过测量这些小型粘土模型上嘚偏移点,手工将曲面放大到全尺寸然后重新绘制到真人大小的绘图板上。绘制的点用曲尺或弹性spline 尺进行内插以得到一个最佳的近似徝。胶合板的横截面将被切割出来然后横向组装,形成一个相交的矩阵模板骨架用粘土进行处理,并进一步雕刻以创建一个详细的汽车主模型。在最终成型后主模型将在熟练的泥塑师的手中继续进行精雕细琢,然后再将其定型最后定型为生产所需。

设计师、工程師和机械师在设计零件和制造零件所需的工具时可以参考主模型的几何形状(或其中一个副本)。要提取相关的几何图形并确保其在整体装配中无缝配合,需要同样繁重的平移技术要完成每个零件的设计,需要经过多次反复设计这在很大程度上依赖于工人的技能、智慧和主观判断。然而通常对几何图形的限定性解释带来了很大的不一致和人为错误的空间。公司需要一种通用的几何学语言来存储每個零件的数字而不是依赖耗时和容易出错的手工复制过程。

到了20世纪50年代末雪铁龙和它的竞争对手开始采用早期的模拟计算机—由于政府的支持—连接到机器上的模拟计算机,用于重复性地从钣金上压制车身零件的冲压模具这些早期的数控机床需要将坐标以纸带打孔嘚形式输入,以引导刀具的路径并在挖掘材料时引导其行程深度[ix]。线条、圆、抛物线和其他常规的几何函数可以从设计者的蓝图中准确哋输入到机器中但当时还没有可靠的自由曲线的方法,更不用说曲面了

1959年,雪铁龙聘请Paul de Faget de Casteljau来解决这个缺失的环节这位年轻的数学家刚從博士学习结束,他的任务是设计出一套方程系统以便在设计人员和工程师之间可靠地存储和交流形状,并将其输入到驱动新的铣床的原始计算机中起初,De Casteljau在这个问题上很纠结他的顿悟是在他意识到,与其说曲线是由点来定义的不如说曲线是可以通过操作曲线附近嘚几个点来精确地绘制和控制[x]。当这些影响点被移动时曲线就会跟着移动,类似于移动固定船工spline的砝码的直观反应

图6:在de Casteljau的方法中,沿每一个极点(黑色)按比例距离(即2/3的距离)创建点新的极点(粉红色)连接这些点,然后再一次以相同的比例距离沿这些点创建点新嘚极点和点被产生,直到最后剩下一个点为止这个过程可以在每隔一段时间沿着极点的每一个细分点重复进行,以产生一条平滑的曲线

De Casteljau的算法是一种递归插值的方法,已经存在于数学表达式Bernstein多项式中。描述这种微分几何的公式可能在数学上很高深但可以直观地理解(见圖6)。这些影响点被连接起来形成控制线或者说是de Castelaju所称的 “courbes à p?les”。沿着这些极点按比例的距离(即2/3的距离)建立点新的线将这些点連接起来,然后再一次以相同的比例距离创建新的点组新的极点和点被产生,直到最后剩下一个点从数学上讲,这个过程可以在所有嘚间隔上重复(由于计算的关系可以无限次地重复),绘制出平滑的曲率过程

1963年, de Casteljau 发现了这一发现后立即赶到车间,仅凭数学数据僦着手重建2CV的引擎盖只是发现建模人员不愿意合作。De Casteljaus的理论在雪铁龙内部其他地方也遭到了质疑仅仅十条线怎么可能实现他之前的其怹人在六十页的方程中没有成功的尝试?模型师们对 de Casteljau 的极点嗤之以鼻认为这似乎太过直观,声称任何人都可以发明它们这怎么可能是┅个值得称道的方法呢?如果有效的话它有可能用冷硬的计算来取代汽车生产的手艺,从而使模型大师的影响作用被淘汰这位年轻的數学家最终确实说服了公司,他的优雅算法是他们所寻求的终极解决方案通过从数值数据中复制出越来越复杂的汽车零件,最终形成了GS嘚全身模型无论是否欢迎,计算机曲线已经到来

雪铁龙对de Casteljau的突破进行了严格的保密,他的研究结果在8年的时间里没有被公布大约过叻15年后,人们才把这一发现归功于他然而,保密性并没有阻止他在雪铁龙的直接竞争对手雷诺公司的同行知道他的成就尽管他的秘密算法本身并没有被发现。Pierre Bézier独立地重现了de Casteljau的成就并在此过程中,使自己的名字成为曲线计算形式的代名词

在20世纪60年代,雷诺面临着与膤铁龙相同的挑战[xi] 最主要的是,如何将图纸板上的曲线转化为与早期数字计算机兼容的可靠准确的数学语言雷诺还发现,在将每辆车嘚几何图形写入主模型并将其传输到各个部件中的过程中,内部分歧、修饰、延迟和费用等问题都是充满了争议[xii] Bézier知道雪铁龙发现了什么,但他不知道是怎么做的他解决这个问题的方法与de Casteljau的方法大相径庭,但最终的结果是相似的早期,雷诺的人依靠经验观察和他的想象力除了曲线绘图工具之外,他的部门已经开始使用简单的数学构造就像笛卡尔的网格一样,在上面绘制出规则的数学曲线–弧线、椭圆和抛物线这些曲线一旦被公式化地嵌入到二维网格中,这些曲线就可以通过数学上的变换来变形但是,当处理更复杂的现实世堺的三维曲线时–例如门板的边缘–就无法应用这种方法根本的问题仍然是:如何定义三维空间内弯曲和扭曲的自由曲面?

图7:Bézier的技術是由两个相交的圆柱面所产生的曲线(图中的阴影区域为了清晰起见,省略了圆柱体外的部分) 这些几何形状可以通过将它们包含茬一个立方体中来进行数学定义(左图)。通过对立方体进行数学变换里面的曲线也会被重塑(右)。在实践中四个顶点之间的三个姠量(粉色、蓝色、黄色)是唯一需要的参数。

Bézier设想了一个房间在这个房间里,由弹簧、砝码和滑轮悬挂在地板、墙壁和天花板之间的柔性金属挤压物尽管这个想象中的装置不切实际,但事实证明它在概念上是有用的一个三维参数曲线可以表示为两个圆柱体的交点(见圖7)。这些圆柱体的中心点和弧度点对应于立方体的顶点包涵了其中的曲线。Bézier发现通过对外立方体进行数学变换,他可以控制内部曲线的变形随着他的想法的发展,他发现只需要立方体的三条相连的边就可以构造出不规则的曲线而且他可以把它们组成多项式。如果要做更复杂的曲线只需要更多的相互连接的线就可以了。

到1966年Bézier取得了与de Casteljau的courbes à p?les相同的结果,但与他的竞争对手不同的是雷诺允許他发表他的发现。Bézier发明了以他的名字命名的计算机曲线后来,这两个人的方法在数学上得到了调和并被广泛被引用。后来他们嘚几何学方法被纳入主流计算,直接使各个设计领域都受益匪浅比如说,平面设计师们都会认识到贝齐尔曲线在Adobe Illustrator这样的软件应用中,通过直观地点击和拖动顶点就能顺利地绘制出图形。事实上Adobe公司决定将其Postscript语言(以及苹果公司的True Type)建立在cubic Bézier曲线的基础上,导致了20世紀80年代的桌面印刷革命它彻底改变了排版技术。普通电脑用户可能不知道贝齐尔曲线如此优雅地描述了字体的弧形轮廓,使文字在任哬比例下都能流畅地打印出来同时消耗的存储空间几乎可以忽略不计(见图8)。

当然汽车作为一种三维形式,并不仅仅是由一系列的複合曲线来定义例如,钣金车身板几乎每一点的曲率都是不同的。只定义每个零件的周长曲线并不能描述其内部轮廓为了构造自由曲面,Bézier发现参考一种古老的铸造技术是有用的它是用来在铸件上产生可变曲面的。将沙子装入一个敞开的木箱中箱子的两个对立的頂部边缘是弯曲的,这样当木板或模板拖过它们时,就会刮掉剩余的沙子留下一个光滑的弧形表面。

图9:Bézier将多项式曲线组合成三维曲面以一个点的网格(黑色)为例,他在一个方向上建立了一组曲线(黄色)沿着这些轨道等比例的点(蓝色)形成了向相反方向行驶的曲线(粉红色)。在每一个比例的距离上递归扫过这些轨道就定义了一个曲面。底层的点的 “网 “可以很容易地、直观地处理从而形成一個曲面。

Bézier推测只要能在模板被拖过导轨时调节模板的形状,任何曲面都可以在一次稳定的扫描中形成他再次制定了他的假设模具的數学结构(见图9)。Bézier利用他新发现的曲线来勾勒出箱体的两个弧形外缘在这两条曲线之间,插入另一对曲线在一个方向上产生四条獨特的曲线。沿着这四条曲线中的每一条曲线的等比例的点可以连接起来形成另一条横向的曲线(类似于模板在外轨之间拖动)。当横姠曲线穿过四条导向曲线时形状沿着它们变形,并定义了一个光滑的自由曲面的轮廓控制点的矩阵形成了一个底层控制网,其顶点可鉯很容易地被移动来塑造和雕刻所产生的曲面和de Casteljau一样,Bézier最初也遇到了来自高层管理人员对他的想法的抵制他们告诉他:”如果你的系统有那么好,美国人就会先发明它!” 事实上当时美国人还没有这样做,但通用汽车后来在计算机spline的发展过程中扮演了重要角色

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