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计算机技术与工业设计融合

1工业设计的内涵及其发展历史

工业设计是伴随着工业革命与产业革命而形成了一门学科,其覆盖的内容广阔:产品的平面设计、产品的包装、产品的广告设计、产品推广设计等诸多领域,同时还涉及到市场营销学、环境工程学、人体学等诸多学科知识。总体而言,工业设计是一个综合性的系统学科,涉及到了社会、人文、环境等于人们生活相关的各个方面,对于提升人们物质与精神生活具有巨大的促进作用。在社会发展进步过程中,产品的设计与产品的生产之间发生了分离,而在科技的发展推动下促使传统的手工设计方式专项为技术含量更高的工业设计,成为了现代工业产品设计的开山之篇;第二阶段:在经历了两次世界大战之后,工业技术得到了极大发展而且电力的运用成为了时代的标志之一,工业设计相关理论不断丰富并推动了工业产品日益受到市场的青睐且深入人心;第三阶段,在世界大战结束之后,工业的发展与工业产品设计之间的联系日益紧密,彼此之间相互促进。尤其是随着计算机技术发展与运用,工业设计逐步与计算机技术发生了交集,工业水平得到了迅速提升,不论是质量还是科技含量均得到了前所未有的提升。在市场经济环境下,工业设计同样受到市场竞争的影响但也反过来促进了行业竞争的发展,而且工业产品设计对于人们生活的影响日益深远,人们的社会生活已经被深深的烙下工业设计的影子而且曰益紧密。工业设计在丰富了人们物质生活的同时也不断繁荣了社会经济,是社会进步中旳力量之一。随着时代的发展,在未来时间内工业设计必然会与计算机技术紧密结合,在科技的发展之下不断更新与完善设计思路或理念,环保、绿色、生态是研究发展的趋势。据此,可以预测工业设计的方向可能会往以下方向发展:其一,高技术高人性化设计:设计利用各种新技术新方法,新工艺,新材料,符合人体工程学,操作方便,人机交换良好,产品便于维护和开发;其二,绿色环保设计:强调生态保护,节约能源资源,使产品在整个生命周期内减少对环境的负面影响,推动了社会的稳定发展;其三,在全球化的影响下,产品设计更具多元化。在全球化的推动下,世界各国之间的文化交流更为广阔,民族文化之间的融合更为紧密,不断丰富了产品设计的可用元素,创造出了独具一格的设计之风。我国工业发展历程较短而工业设计的起步则更慢,在上世纪80年代才逐步开始了相关的研究,但由于并未像世界发达国家那般经历了产业革命致使我国的工业产品设计不具备先天优势。我国的工业产品设计在没有经历完整的产业革命以及未形成完善的市场经济体制之下的环境中缓步发展起来的,综合其发展历程主要分为三个主要阶段:首先,是拿来主义,表现为直接照搬国外的产品并未有所谓的工业设计;其次,是模仿阶段,工业设计先行者开始对国外引进的产品进行模仿设计;再次,创新阶段,企业开始意识到创新设计已成为产品的核心竞争力,于是企业有意识的开始建立自身的技术人才系统,加大产品的创新设计力度,社会更加意识到工业创新设计的重要性。

2计算机辅助工业设计涵义

2.1CAID的含义

计算机辅助工业设计CAID指的是在计算机辅助工业设计软件的支持下,进行工业设计领域的各类设计工作。计算机辅助工业设计以工业设计知识为主体,以计算机网络等信息技术为辅助工具,实现产品的真实化描述,从而更好地设计出经济而美观的创新产品,以进一步丰富人们的生活中所需的产品以及满足时代发展的需求。同时,在工业设计中引入计算机辅助技术是社会进步的必然,与传统手工设计方式想必不仅提升了工作效率而且优化了产品的质量。

2.2CAID与CAD的区别

计算机辅助工业设计CAID是采用计算机进行设计的CAD的一种,特别是指能够进行包含工业设计的系统。CAD的运用主要用于设计产品的零部件而非整体性的设计,但CAID的运用确是针对产品的整体而言的,而且CAID系统在使用中已经提供了诸多设计完备的产品模型。

3计算机技术在工业设计中的应用

计算机技术与工业设计的结合主要表现在计算机辅助造型技术、计算机辅助工业设计中的人机交互、智能技术和新型技术。

3.1计算机辅助造型技术

计算机辅助造型技术是研究物体形状的一种数学模型,即研究计算机环境下物体形状的几何表示、分析和综合。计算机辅助造型技术经过将近30年的发展,已经逐步走向特征造型、变量化设计阶段,而这一进步也使得实体模型逐步转向产品模型。此外,近年来加强对产品模型周期内信息之间的共享以及何时数据间的相互转换方面的研究,而且在科技日益进度的前提下,对此方面的研究正在逐步加强,而对于计算机辅助造型的研究还集中在自由曲面的设计与产品的草图设计层面。对于产品的自由曲面设计是该行业内的重点研究方向,是基于传统设计方式的弊端而发展起来的。在以往的设计中,设计师采用的是手绘设计但难以将其设计方式与理念通过计算机语言表达出来,当然亦是受限于当时的计算机技术的不够发达。当今,自由曲面设计得到了极大提升,其设计的质量与人们的审美视觉直接相关,影响着产品的市场认可度,设计内容针对的是产品的表面设计、移动特性的设计、串通图形等。根据设计理念与设计要求,最佳的自由曲面设计能够实现360度的旋转且具备流畅的线条,给予用户别具一新且眼前一亮之感。

3.2计算机辅助工业设计中的人机交互

当前,人机交互提升工业设计方面日益受到重视而且发挥出了巨大的功效,虽然人机交互的的研发和投入运用的历史较短,但却在工业设计等领域内得到了肯定而且运用范围及其广泛。人机交互的运用主要包括人际交互界面以及虚拟仿真技术,前者指的是设计者与计算机之间的操作界面,是设计的基础。机界面由传统的DOC界面发展到现在的图形用户界面,未来人机交互界面将向着自然和谐的人机交互界面发展;后者是指利用计算机软硬件系统虚拟现实的世界,设计是可以通过这个虚拟的世界通过人机交互完成产品的设计、验收等工作。

3.3计S;机辅助工业设计中的智能技术

随着科技的发展,智能技术巳经在人们的生活中发挥了巨大的作用,如智能手机、智能汽车、智能机器人等的运用极大的便捷了人们的生活。在工业产品设计方面,智能化技术能够是人机之间的交互,对于设计师而言无疑起到了巨大的帮助作用,其意义重大。在工业产品设计中,设计师的思路与理念的展现需要通过草图来体现,在转化的过程中并非简单的“手绘”即可而且极其复杂的,不仅需要设计师具备良好计算机基础知识而且还需要熟练的操作。当计算机能够根据设计师的思路完成草图的绘制后,设计师再结合草图加以修改和完善,无疑极大的提升了设计师的工作效率。

3.4计算机辅助设计中的新技术

目前,随着对计算机技术与工业设计技术结合研究的进一步深入,虚拟现实、神经网络、遗传算法等新技术以及并行设计、辅助设计等设计方法逐渐成为又一大热点。虚拟现实技术的作用在于通过计算机设备与技术将现实环境虚拟到计算机硬件之中,进而在此基础之上开展相应的工作,在当今的设计行业中运用较广。神经网络技术同理是基于计算机技术来模拟动物的审计脉络进而对获取到的信息加以计算形成数学模型,虽然该技术的运用负责度较高,需要建获取的信息转化为相应的计算机符号并据此加以分析,在当今的工程设计中已经得到了广泛运用。遗传算法是基于模拟自然环境下的进化过程,进而探索最佳的解法,想必其他算法更为简单。

4结束语

综上所述,在工业设计中运用计算机技术已经是当今行业中的主流趋势之一而且随着计算机辅助技术的不断发展,其在工业设计领域内的发展前景越加广阔,在促进工业产品设计中势必会发挥出巨大的作用。作为工业产品设计师,应当充分认识到之一趋势并加强自身综合素质的提升,以进一步强化两者之间的结合。

作者:孙勇 单位:天津一汽夏利产品开发中心

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