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1、工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建?；ネㄐ?
摘要:工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模作為工業(yè)設(shè)計(jì)的兩大核心，對從事工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的人來說至關(guān)重要。但是，在現(xiàn)在的工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中，沒有有意識的將這兩者結(jié)合起來，只偏重或擅長單方面的學(xué)習(xí)。其實(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模兩者之間是有互通性的。本文將簡單介紹工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模，主要介紹工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模之間的互通性，兩者之間的聯(lián)系運(yùn)用以及對個(gè)人學(xué)習(xí)產(chǎn)生的意義。
關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計(jì)手繪;計(jì)算機(jī)輔助建模;互通性
目前已存在"基于手繪(sketch)的三維建模方法并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的建模系統(tǒng)";，［1］但是在教學(xué)和工作中的普
2、及程度不高。因此，工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與傳統(tǒng)建模方式結(jié)合學(xué)習(xí)具有重要意義。
1工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模的介紹
工業(yè)設(shè)計(jì)手繪是工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的一種基礎(chǔ)表達(dá)方式，在設(shè)計(jì)初期的構(gòu)思過程中極其重要，因?yàn)槭掷L快速表達(dá)的特點(diǎn)，使設(shè)計(jì)師的靈感得以快速記錄，便于后期的深度細(xì)化和三維建模。當(dāng)然，隨著近年來數(shù)位板、數(shù)位屏、電腦繪圖軟件的發(fā)展，數(shù)字手繪也在一定程度上得到了發(fā)展，它的表達(dá)更方便，畫面干凈，色彩豐富，展現(xiàn)效果更佳。但不論傳統(tǒng)手繪還是數(shù)字手繪，其原理相同，都需要練習(xí)基本技法和明白形態(tài)表達(dá)的基本原理。計(jì)算機(jī)輔助建模是指借助計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)對產(chǎn)品的造型，尺寸比例等虛擬構(gòu)建出三維模型，它是工
3、業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域重要的綜合性技術(shù)手段和研究方法，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)具有很大相關(guān)性。在建模時(shí)要考慮模型的真實(shí)尺寸，注意其比例關(guān)系，著重細(xì)節(jié)推敲，綜合性的模型研究;計(jì)算機(jī)輔助建模常用的軟件很多，高端工程軟件如Creo和Catia，中端工程軟件如Solidworks;高端造型軟件如Alias，中端造型軟件如Ｒhino。目前，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)常用軟件是Solidworks和Ｒhino。
2工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建?；ネㄐ?
工業(yè)設(shè)計(jì)手繪是計(jì)算機(jī)輔助建模環(huán)節(jié)之前設(shè)計(jì)的早期環(huán)節(jié)，或者說手繪是計(jì)算機(jī)輔助建模的粗略表現(xiàn)。究其本質(zhì)，都需運(yùn)用空間想象能力、造型能力、明白造型的結(jié)構(gòu)與原理以及
4、點(diǎn)、線、面、體之間的轉(zhuǎn)化，相互關(guān)系和構(gòu)建的基本方法。本文將傳統(tǒng)的紙筆手繪與犀牛(Ｒhino)軟件建模建立聯(lián)系，來說明工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)建輔助模的互通之處。(1)透視。工業(yè)設(shè)計(jì)手繪要求對空間透視原理有熟悉的了解并掌握;計(jì)算機(jī)輔助建模主要是在各個(gè)視圖上操作來實(shí)現(xiàn)模型的綜合搭建，從而得到需要的模型。在透視圖中，所建模型符合空間透視原理，且可以改變模型的透視角度，多方位觀察，更加清晰地了解空間透視。透視原理是兩者的共同點(diǎn)之一，多分析模型中的透視結(jié)構(gòu)對手繪有極大幫助。(2)手繪與三維模型中的線型。線型有輪廓線、分型線、結(jié)構(gòu)線、剖面線，輔助線，其中輪廓線最深，其它線依次排序。在手繪表達(dá)圖中，一個(gè)形體的清
5、晰表達(dá)，前四種線型必不可少，當(dāng)形體復(fù)雜時(shí)，還要借助輔助線;在計(jì)算機(jī)輔助建模過程中，其實(shí)這些線型都有體現(xiàn)，例如，在模型各部分的接縫處，都要建出模型的分型線;我們在犀牛軟件里建一個(gè)球體，會(huì)看到球面上分布著結(jié)構(gòu)線，軟件中也有抽離結(jié)構(gòu)線這一命令;我們在復(fù)雜形體建模時(shí)，有時(shí)必須要做出輔助線，才能建出理想的結(jié)構(gòu)。從這些方面不難看出，手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模是存在互通性的。當(dāng)然，手繪的線型還受光影的影響，三維建模界面的光影效果表現(xiàn)不佳，體現(xiàn)不明顯，光影對線型的影響在手繪時(shí)，也要考慮在內(nèi)。［3］(3)生面成體的方式，實(shí)體的穿插與倒角。手繪時(shí)我們所畫的平面或曲面的形成方式其實(shí)類似犀牛軟件的生面和成體工具。例如，拉伸
6、(或"擠出";)直線或曲線，即某直線或曲線沿直線方向拉伸形成;曲線的旋轉(zhuǎn)(Ｒevolve)成形，某一曲線沿一中心軸線回轉(zhuǎn)(任意角度)形成;單軌掃掠(Sweep1Ｒail)，直線或曲線沿著一條路徑(非直線)掃掠而成;雙軌掃掠(Sweep2Ｒails)，曲線在兩條路徑約束下掃掠而成，斷面曲線可多于一個(gè);復(fù)合曲面(Poly-surface)通常由上述幾種面組合而成。［4］手繪中很多造型是通過實(shí)體間的穿插，體與體之間的相加或者相減構(gòu)成，這在犀牛軟件的布爾運(yùn)算工具中體現(xiàn)最明顯;軟件中的倒角通過不等距倒角工具者不等距邊緣混接，復(fù)雜情況還可通過手動(dòng)倒角等多種方法，在手繪中其原理相同，筆就在充當(dāng)軟件中的分割，
7、補(bǔ)面，延展等工具。
3工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模互通性的運(yùn)用與意義
在了解了兩者之間的互通性之后，當(dāng)我們再進(jìn)行設(shè)計(jì)手繪時(shí)，要將計(jì)算機(jī)輔助建模的工具方法有意識的與手繪中點(diǎn)線面體的構(gòu)成相類比;經(jīng)過長時(shí)間的反復(fù)練習(xí)，就會(huì)將兩者統(tǒng)一融合。對于優(yōu)秀的三維模型要多觀察了解;手繪要勤動(dòng)筆，在基礎(chǔ)的技能掌握之后，去著重體會(huì)設(shè)計(jì)的造型，比例，細(xì)節(jié)。要做到手繪與建模思想相互貫通，不僅僅要了解兩者的互通性，更加重要的是反復(fù)地將兩者的練習(xí)穿插進(jìn)行，深刻體會(huì)。兩者結(jié)合的學(xué)習(xí)方式有利于個(gè)人空間想象能力的提升，培養(yǎng)自己對造型的進(jìn)一步理解，尤其對手繪的理解與學(xué)習(xí)有極大幫助。因?yàn)槭掷L畫圖和建模思維極為
8、相似，所以在后期計(jì)算機(jī)建模和造型分析調(diào)整時(shí)，思路更清晰，在一定程度上提高了后期計(jì)算機(jī)輔助建模的效率。
4結(jié)語
在工業(yè)設(shè)計(jì)迅速發(fā)展的當(dāng)下，工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)工作也面臨許多挑戰(zhàn)。通過理解工業(yè)設(shè)計(jì)手繪與計(jì)算機(jī)輔助建模之間的互通性，能夠在短時(shí)間內(nèi)有效地掌握手繪與建模的思路，理解一些造型的構(gòu)建原理，對于初學(xué)者幫助極大。當(dāng)然，手繪基本功，例如，線條的掌握，需要自己大量的練習(xí)。
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