導語：如何才能寫好一篇計算機輔助設(shè)計技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計；計算機輔助制造；口腔修復(fù)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，口腔修復(fù)技術(shù)發(fā)生了由手工制作到數(shù)字化加工的革命性轉(zhuǎn)變。計算機輔助設(shè)計（ComputerAidedDesign，CAD）、計算機輔助制造（ComputerAidedManu-facture，CAM）技術(shù)（以下簡稱CAD/CAM技術(shù)）源于70年代末，法國蘇黎世大學牙科醫(yī)生Prof.W.Mormann和口腔醫(yī)學計算機專家M.Brandestini研發(fā)了用于口腔的CAD/CAM，開創(chuàng)性地將計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)引入口腔修復(fù)的設(shè)計與制作中[1～4]。計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)是將光電子技術(shù)、計算機微信息處理技術(shù)及數(shù)控機械加工技術(shù)集于一體的口腔修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了治療周期，提高了修復(fù)體的精密度，減少了患者就診時間和次數(shù)，提高了修復(fù)體的制作效率[4～6]。本文就幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點、數(shù)據(jù)采集、輸出方式、設(shè)計制作及臨床應(yīng)用與數(shù)字化牙科的未來展望等方面進行綜述。

1幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點介紹

1.1Cerec系統(tǒng)

德國Sirona公司開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)字化印模技術(shù)可追溯到1987年第一臺基于激光三角測量原理而推出的Cerec1系統(tǒng)，到2010年推出的基于短波藍光原理的第四代CerecAC系統(tǒng)，2012年8月推出的基于連續(xù)立體攝影技術(shù)的CerecOmnicam口內(nèi)掃描系統(tǒng)以及最新的技工室inEosX5五軸系統(tǒng)，其帶有模型定位功能和開放式接口，特點是掃描速度快、操作范圍大，具備自動圖像捕獲功能[7]。

1.2Lava系統(tǒng)

由美國3MESPE公司研發(fā)，分為椅旁和技工室系統(tǒng)兩部分。LavaTM椅旁口內(nèi)印模掃描儀是近年來由3MESPE公司研發(fā)的口內(nèi)印模掃描系統(tǒng)[7]。該系統(tǒng)以激活波前采樣（activewav-efrontsampling，AWS）為原理，在牙齒上方挪動攝像探頭獲得牙齒的形狀，通過改變軸向位置，計算攝像探頭與牙齒的距離，利用單鏡頭圖像得到三維信息。技工室系統(tǒng)掃描儀由帶有白光的光柵投影采集模型上的數(shù)據(jù)，然后通過DentalWingsLavaDe-sign5.0軟件進行三維設(shè)計，最后運用自帶的LavaCNC500切削機設(shè)備進行加工[8]。

1.3Everest系統(tǒng)

該系統(tǒng)是德國Kavo公司專門針對技工室設(shè)計的CAD/CAM系統(tǒng)，掃描儀采用多角度光柵投影技術(shù)，可以對石膏和蠟型進行掃描，掃描特點是光柵從15個角度進行投射，然后用CCD傳感相機記錄并形成三維數(shù)據(jù)。軟件設(shè)計時可識別倒凹，配備了多種工具，如全冠三維層次等，具備多種功能，如模擬咬合功能等。Everest系統(tǒng)的CAM設(shè)備由五軸聯(lián)動裝置構(gòu)成，具有運作距離長和操作角度大的特點。

1.4Wieland系統(tǒng)

該系統(tǒng)的掃描儀軟件系統(tǒng)源于DentalWings。其切削設(shè)備在國內(nèi)市場最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect兩套設(shè)備。ZenotecSelect分為儲料倉和工作倉兩部分，五軸聯(lián)動，不需換盤，可實現(xiàn)全自動化操作，切削精度可達5μm。

1.5Procera系統(tǒng)

由瑞典的Andersson教授發(fā)明[9]。該掃描儀采用錐光偏振全息技術(shù)，可采集高精度的數(shù)據(jù)，而軟件中自動化的倒凹封堵工具和實時提醒功能能確保設(shè)計加工的修復(fù)體達到最佳精密度與準確度。Procera系統(tǒng)采用遠程終端的集約化加工方式，其加工單冠和貼面的特點是先復(fù)制耐火代型，然后采用超高壓方式將氧化鋁或氧化鋯材料均勻壓覆在代型表面，最后進行CAM切削加工。

2CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

2.1接觸式掃描系統(tǒng)

即掃描探頭與模型直接接觸的掃描方式，優(yōu)點是具有較高的掃描精度，缺點是掃描效率較低、測量時間較長、成本較高[10]。目前這種系統(tǒng)已淡出市場，其代表系統(tǒng)是Procera的Piccolo和Forte。

2.2非接觸式（光學）掃描系統(tǒng)

包括三維激光掃描、光柵投影測量法、莫爾條紋法、云紋向移法、數(shù)字散斑相關(guān)測量法、立體攝影測量等[11，12]。光學掃描的優(yōu)點是具有較高的掃描效率和精度，缺點是存在掃描盲區(qū)。目前CAD/CAM/RP掃描系統(tǒng)的主流仍然是非接觸式（光學）掃描系統(tǒng)。

3CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出方式

3.1封閉式系統(tǒng)

指CAD輸出的數(shù)據(jù)必須使用廠商提供的專用CAM數(shù)控加工設(shè)備和相應(yīng)材料。目前市場上主流的封閉式系統(tǒng)有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。

3.2開放式系統(tǒng)

指系統(tǒng)只提供CAD程序和輸出STL通用格式的數(shù)據(jù)包，用戶可自行選擇所需的CAM設(shè)備和加工材料。目前市場上最常見的是3Shape系統(tǒng)，此外還有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西諾德新開發(fā)的inEosX5系統(tǒng)等。

4CAD/CAM系統(tǒng)的設(shè)計制作

4.1計算機輔助設(shè)計

即在視頻模型上完成修復(fù)體的計算機蠟型。CAD研究較成熟的冠的設(shè)計，包括外表面、內(nèi)表面及內(nèi)外表面結(jié)合部分的設(shè)計。大多數(shù)系統(tǒng)帶有標準牙數(shù)據(jù)庫，并以此為依據(jù)進行外表面的設(shè)計。4.1.1生物再造根據(jù)剩余牙體組織的外形、鄰牙外形和設(shè)計軟件數(shù)據(jù)庫來獲得修復(fù)體的外形。其特點是簡單易行，能獲得較好的修復(fù)體外形，但受基牙剩余牙體組織的形態(tài)輪廓、鄰牙形態(tài)和位置的影響，形態(tài)個性化程度較低，多用于后牙修復(fù)體形態(tài)的設(shè)計。4.1.2鏡像復(fù)制將同一牙弓對側(cè)同名牙的形態(tài)鏡像復(fù)制來獲取修復(fù)體的形態(tài)。相對于生物再造來說，其具有更好的個性化特征，但需要對側(cè)同名牙形態(tài)完整、排列基本對稱，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計。4.1.3復(fù)制模式通過復(fù)制牙體預(yù)備前的形態(tài)或診斷蠟型來獲得修復(fù)體的形態(tài)，其形態(tài)的個性化程度高，設(shè)計靈活，但是需要基牙牙體預(yù)備前形態(tài)完好或者事先制作診斷蠟型，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計。

4.2計算機輔助制造

將計算機蠟型轉(zhuǎn)換成修復(fù)體，替代包埋鑄造或裝盒充填熱處理等工序。目前的CAD/CAM系統(tǒng)大多采用3.5～5.0自由度的精密數(shù)控機床，可銑削陶瓷或合金，加工嵌體、瓷貼面、全冠、固定橋等修復(fù)體。

5CAD/CAM全瓷修復(fù)技術(shù)的臨床應(yīng)用

5.1應(yīng)用步驟

（1）數(shù)據(jù)采集（直接數(shù)字化印模或間接印模，模型掃描）；（2）對數(shù)據(jù)進行三維軟件設(shè)計；（3）輸出設(shè)計好的數(shù)據(jù)，并進行CAM加工。

5.2CAD/CAM全瓷修復(fù)適應(yīng)證

可針對牙體缺損、牙列缺損、牙列缺失、前牙美觀修復(fù)的患者。

5.3可制作的修復(fù)體種類

嵌體、高嵌體、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、貼面、帶有解剖形態(tài)的多單位聚合樹脂橋體、二氧化鋯瓷橋、蠟型等。

5.4CAD/CAM不同材料的適應(yīng)證

（1）陶瓷類的適合做嵌體、高嵌體、貼面、全冠、部分冠、樁冠聯(lián)合修復(fù)。（2）樹脂類的適合做暫時多單位樹脂橋體、樹脂蠟型。（3）氧化鋯、氧化鋁類的適合做氧化鋯全冠、內(nèi)冠、精密附著體、種植個性化基臺。

6數(shù)字化牙科的展望

篇2

產(chǎn)品設(shè)計是一個創(chuàng)造性的綜合信息處理過程，通過線條、符號、數(shù)字、色彩等把產(chǎn)品顯現(xiàn)人們面前。它將人的某種目的或需要轉(zhuǎn)換為一個具體的物理形式或工具，把一種計劃、規(guī)劃設(shè)想、問題解決的方法，通過具體的載體，以美的形式表達出來。近年來，隨著計算機的廣泛應(yīng)用，沒有任何一件產(chǎn)品不是通過計算機輔助設(shè)計技術(shù)來實現(xiàn)的。在工程和產(chǎn)品設(shè)計中，計算機可以幫助設(shè)計人員擔負計算、信息存儲和制圖等各項工作。如今，主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實體造型技術(shù)在內(nèi)的計算機輔助設(shè)計已在建筑設(shè)計、電子和電氣、科學研究、機械設(shè)計 、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動化、土木建筑、地質(zhì)、計算機藝術(shù)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

本書是對產(chǎn)品設(shè)計、創(chuàng)新方法、工具的發(fā)展成就和研究領(lǐng)域的一個概述，對涵蓋了各種涉及到產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新研究課題的許多不同領(lǐng)域里專家的貢獻做了展示。產(chǎn)品生命周期管理、知識管理、產(chǎn)品定制、拓撲優(yōu)化、產(chǎn)品的虛擬化、制度創(chuàng)新、虛擬人、設(shè)計、工程和快速原型是本書重點研究領(lǐng)域。本書亦對工業(yè)企業(yè)發(fā)展的成功案例做了詳細介紹。

本書共分9章：1.產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化工具的演變；2.從計算機輔助（詳細）設(shè)計到自動拓撲和形狀生成；3.產(chǎn)品開發(fā)中實現(xiàn)知識共享的方法和工具；4.機械設(shè)計自動化和工程知識管理演變；5.工業(yè)設(shè)計的造型特征；6.計算機輔助設(shè)計的角色演變：一個航空結(jié)構(gòu)設(shè)計實例；7.產(chǎn)品虛擬化：一個新產(chǎn)品概念設(shè)計評價的有效方法；8.產(chǎn)品開發(fā)過程的數(shù)字化人體模型；9.計算機輔助設(shè)計和物理對象的快速構(gòu)建。

本書寫給學術(shù)研究人員、研究生和對了解新的方法論和技術(shù)怎么使產(chǎn)品開發(fā)過程更有效感興趣的產(chǎn)品開發(fā)學科的專業(yè)人士。

本書第一編者Monica Bordegoni自2004年12月開始在米蘭理工大學工業(yè)設(shè)計系任教授，她任教工業(yè)設(shè)計系的工業(yè)產(chǎn)品虛擬建模和虛擬樣機技術(shù)課程以及工業(yè)工程學院的虛擬樣機課程。本書第二編者Caterina Rizzi自2001年11月在貝加莫大學工程學院任教授，她任教工程學院的技術(shù)作圖、虛擬樣機技術(shù)和產(chǎn)品生命周期的方法和工具課程。

篇3

一、CAD/CAM的重要性

在當今的市場競爭中,誰能滿足用戶的要求,誰就能占有優(yōu)勢。人們對產(chǎn)品的質(zhì)量,更新?lián)Q代的速度,以及產(chǎn)品從設(shè)計、制造到投入市場的周期要求越來越高。為滿足消費者多樣化、個性化和中小批量化的要求,軟件必須設(shè)計周期短,生產(chǎn)更柔性。傳統(tǒng)的設(shè)計及批量生產(chǎn)方式面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。CAD/CAM技術(shù)就是為了滿足這些需求而采用的一種新方法。CAD/CAM的發(fā)展必將有利于發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性,提高企業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)及管理的水平,提高企業(yè)的市場競爭力。

計算機輔助設(shè)計及計算機輔助制造是計算機技術(shù)在機械加工領(lǐng)域中的主要兩個方面。它的出現(xiàn)使人們在產(chǎn)品的設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)中大大節(jié)省了時間,提高了效率,使產(chǎn)品的設(shè)計和制造實現(xiàn)了自動化,人們通過整個系統(tǒng)(CAD/CAM)實現(xiàn)了對產(chǎn)品的設(shè)計、制造全過程的信息進行處理。具體來說,CAD/CAM可以實現(xiàn)零件造型、計算分析、工程繪圖、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計、計算機輔助編程、模擬仿真、工程數(shù)據(jù)管理、信息傳輸與交換、特征造型等。

二、CAD/CAM的發(fā)展過程和應(yīng)用現(xiàn)狀

二十世紀四五十年代計算機的出現(xiàn)為CAD/CAM的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。六十年代美國人提出了人機交流、計算機圖形及交互技術(shù)等理論,從而為CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。七十年代,交互計算機圖形學及計算機繪圖技術(shù)日趨成熟,并得到廣泛發(fā)展,面向中小企業(yè)的CAD/CAM開始出現(xiàn)。在制造領(lǐng)域,美國辛辛那提公司研制出了一種柔性制造系統(tǒng)(FMS),但由于計算機技術(shù)的限制,其所能解決的問題只是一些簡單的產(chǎn)品設(shè)計制造問題。八十年代由于各種新的技術(shù)發(fā)展,在制造領(lǐng)域出現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計過程相關(guān)的輔助軟件,如計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計算機輔助質(zhì)量控制(CAQ)等。特別值得一提的是,在這些輔助技術(shù)的基礎(chǔ)上,八十年代后期出現(xiàn)了計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS),它將CAD/CAM技術(shù)推向了一個更高的層次。到了九十年代,CAD/CAM已經(jīng)走出了它的初級階段,進一步向標準化、集成化、智能化發(fā)展。到了二十一世紀,CAD/CAM已經(jīng)發(fā)展并應(yīng)用于各行各業(yè),其銷售收入也節(jié)節(jié)攀升,僅2002年其全球銷售額就達近100億美元,并且以每年10%左右的速度增長。綜上所述,我們不難發(fā)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的社會需求量非常大,發(fā)展應(yīng)用的前景也十分廣闊。

三、CAD/CAM在我國發(fā)展的情況

我國早在二十世紀七十年代就已經(jīng)開展了CAD/CAM技術(shù)的研究。在八十年代,我國進行了大規(guī)模的CAD/CAM技術(shù)研究和開發(fā)。在“九五”計劃期間,國家科委將CAD應(yīng)用作為四大工程之一(先進制造技術(shù)、先進信息工程、CIMS工程、CAD應(yīng)用工程)。

四、CAD/CAM技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

隨著科學技術(shù)的發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)日益成熟,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)、機械制造等領(lǐng)域,成為一個技術(shù)含量密集的產(chǎn)業(yè),特別是在機械、農(nóng)業(yè)、化工、航天、航空、軍事、汽車、電力、船舶、建筑等行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。

篇4

計算機的發(fā)展及應(yīng)用，使人們的生活日新月異。計算機輔助設(shè)計源于計算機圖形技術(shù)的產(chǎn)生，計算機輔助設(shè)計的研究構(gòu)想發(fā)端于1950年，但使用計算機繪圖的最早記錄是在1963年，美國麻省理工學院的研究人員伊凡·蘇澤蘭在美國計算機聯(lián)合會會議上發(fā)表了名為《畫板》的博士論文，從而開始了計算機輔助設(shè)計的發(fā)展歷程。他從1950年開始著手開發(fā)通過圖形技術(shù)來處理人與電腦交互對話的操作系統(tǒng)。1963年，這套以電腦主機、顯示屏、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統(tǒng)得到實現(xiàn)。這套圖形畫線系統(tǒng)開發(fā)和引進了許多計算機繪圖的基本思想和技術(shù)，使用戶可以運用電腦畫出直線、復(fù)雜曲線以及簡單的標準部件。

最初CAD被解釋為“計算機輔助繪圖”，由于當時計算機在設(shè)計上的作用是替代傳統(tǒng)手工繪圖的一種新工具，但隨著后來信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，CAD的含義也在不斷變化擴展，隨著20世紀70年代像素的產(chǎn)生、80年代三維曲面造型系統(tǒng)的開發(fā)等，使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發(fā)展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形，從而使CAD的含義也發(fā)展成現(xiàn)在人們比較熟知的計算機輔助設(shè)計這個概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計算機繪畫作品，這也標志著新的視覺藝術(shù)形式的誕生得到了社會的承認。

我國的計算機輔助設(shè)計起源于20世紀70年代。與國外計算機輔助設(shè)計發(fā)展的軌跡相似，國內(nèi)計算機輔助設(shè)計的研究與應(yīng)用基本上是從各高等院校發(fā)展起來的。20世紀90年代初，隨著我國現(xiàn)代化進程的迅速發(fā)展以及計算機的進一步普及，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計和創(chuàng)作領(lǐng)域，計算機技術(shù)應(yīng)用的價值，逐漸得到人們的重視。

二、我國計算機輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的現(xiàn)狀

計算機作為信息時代重要的技術(shù)工具，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。在20世紀90年代前，國內(nèi)對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計效果的表現(xiàn)是使用手工繪制的方法，到了20世紀90年代初期，計算機輔助設(shè)計技術(shù)開始在我國建筑業(yè)應(yīng)用。計算機輔助設(shè)計技術(shù)在建筑設(shè)計表現(xiàn)領(lǐng)域以不可逆轉(zhuǎn)的潮流迅速發(fā)展。尤其是到了20世紀末，計算機輔助設(shè)計逐漸成為建筑效果表現(xiàn)的主流。起初，設(shè)計師主要運用AutoCAD軟件進行施工圖的繪制，在方案階段還以手繪為主。但隨著相關(guān)專業(yè)軟硬件的更新和進步，它自身的強大優(yōu)勢得以顯示，同時對傳統(tǒng)手繪表現(xiàn)產(chǎn)生了越來越大的沖擊。

隨著近十幾年來我國計算機輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的發(fā)展，計算機建筑效果表現(xiàn)的類型己經(jīng)有了很細致的劃分，可以分為：計算機建筑效果圖、計算機建筑漫游動畫和計算機建筑效果虛擬現(xiàn)實。計算機建筑效果圖主要是通過3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計算機軟件制作的靜態(tài)的效果圖。通過計算機三維軟件從平面、立面數(shù)據(jù)中得到透視圖，透視點位置及視點角度均可變換，然后再渲染出二維圖像，這種方式是目前社會上應(yīng)用最廣泛的。計算機漫游動畫是利用3DSMAX軟件的三維動畫功能，在建筑物的室內(nèi)或室外的設(shè)計階段就能以可視的、動態(tài)的方式全方位展示建筑物所處的地理環(huán)境、建筑物外貌和各種附屬設(shè)施以及建筑物內(nèi)部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設(shè)計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。

三、計算機輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的發(fā)展趨勢

當前，隨著計算機軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機輔助設(shè)計在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域受到了廣泛的重視和應(yīng)用，比如各種方案的匯報、投標以及招商廣告中隨處可見，從而出現(xiàn)了大量的繪圖軟件的教程以及在教學上更加重視計算機繪圖軟件的教學課程。人們更多的關(guān)注計算機技術(shù)，想方設(shè)法掌握各種繪圖軟件，在模型、材質(zhì)、燈光以及各種渲染技法上花費大量的時間，而忽略了最終的效果圖的藝術(shù)性。計算機輔助設(shè)計是科學與藝術(shù)以及計算機與藝術(shù)設(shè)計相結(jié)合的邊緣學科。計算機輔助設(shè)計在視覺藝術(shù)創(chuàng)造規(guī)律、形式法則和審美方法與傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計是相同的。所謂視覺藝術(shù)，是通過人的視覺感受而將客觀內(nèi)容納入主觀心靈并予以對象化呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)。一些美學研究者認為，從審美主體的角度來看，藝術(shù)離不開創(chuàng)造者和欣賞者兩個方面，而這兩個方面都要通過一定的感官和相應(yīng)的感性物質(zhì)媒介，前者創(chuàng)造出審美對象，后者達到審美愉悅。所以說，作為視覺藝術(shù)的計算機輔助設(shè)計作品既要真實的描繪場景，又要使欣賞者達到審美偷悅。不可否認，人們的欣賞水平在不斷提高，求新、求異的視覺口味也越來越高。這源于技術(shù)的發(fā)展、審美的進步，計算機技術(shù)的發(fā)展對于社會和藝術(shù)創(chuàng)造產(chǎn)生了重大的推動作用。

在計算機輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計發(fā)展的初級階段，設(shè)計師的目標是使效果圖具有真實感，能夠模擬未來場景的真實效果，具有一定的實用性。目前的計算機建筑效果圖的風格單一，已經(jīng)不能滿足大眾的不斷提高的視覺口味。計算機建筑效果圖既是表現(xiàn)的技術(shù)同時它又是視覺藝術(shù)。設(shè)計師創(chuàng)造出審美對象，筑物內(nèi)部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設(shè)計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場景管理軟件。計算機建筑效果虛擬現(xiàn)實技術(shù)強調(diào)的是一種身臨其境的感覺，采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實現(xiàn)逼真的、純?nèi)S的場景，可以全方位、多角度、完全由用戶自由控制在場景中漫游。作為建筑師可以從多個角度觀察建筑方案，所以說虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可以使用于建筑表現(xiàn)，而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術(shù)在我國的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景，將給環(huán)境藝術(shù)設(shè)計帶來革命性的改變。

設(shè)計師創(chuàng)造出審美對象，要使欣賞者達到審美愉悅而不是審美疲勞。為此，根據(jù)目前我國計算機輔助環(huán)境藝術(shù)的發(fā)展情況，未來計算機建筑效果圖應(yīng)呈現(xiàn)藝術(shù)化、人情化和多樣化趨勢。

參考文獻：

[1]鄧慶堯.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計[M].濟南：山東美術(shù)出版社.

[2]張綺曼.中央工藝美術(shù)學院環(huán)境藝術(shù)設(shè)計系—室內(nèi)設(shè)計的風格樣式與流派[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[3]張綺受.中央工藝美術(shù)學院一環(huán)境藝術(shù)設(shè)計與理論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[4]李小藝.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的新視界閱.北京：中國人民大學出版社.

[5]李硯祖.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計.北京：中國人民大學出版社.

篇5

只有以嫻熟的手工制圖為基礎(chǔ)，對圖中尺度觀念、素描概念、環(huán)境氣氛和色彩概念有良好的認識，才會用計算機制圖創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的園林作品。在計算機輔助設(shè)計之前設(shè)計師都是以手工繪圖為主要設(shè)計手段的，手工能更準確的表達設(shè)計師的創(chuàng)作意境，而計算機的出現(xiàn)使設(shè)計工作更加便捷，同時也提高了設(shè)計的準確性。計算機制圖是使用圖形軟件進行繪圖的一種技術(shù)，可以有效的解決繁重復(fù)雜的手工制圖。利用計算機制圖可以解決很多方面問題，例如：繪制一棵樹的圖例用手工完成，其工作量是很大的，但如果使用計算機設(shè)計，就變得輕而易舉了，極大地提高了制圖的速度和效率，并且使用計算機制圖還有效解決了手工制圖不易保存、交流困難和難修改的缺陷。

伴隨我國科學技術(shù)、社會經(jīng)濟的發(fā)展計算機輔助園林設(shè)計也隨之發(fā)展，多種學科的相互交叉相互融合是未來發(fā)展的趨勢。計算機軟件中強大的編輯和制圖功能可以充分的表達出設(shè)計師的設(shè)計理念，設(shè)計者不在受到顏料、墨、紙張和筆的困惑，進而可以把更多精力放在設(shè)計理念和思想的表達。在園林設(shè)計規(guī)劃中設(shè)計了眾多要素例如植物、地形、園林和山石等，雖然功能和形式各不相同，但可以使用繪圖工具生動完整的描繪出園林的立面圖、施工圖、平面圖和剖面圖等園林圖。計算機園林設(shè)計輔助設(shè)計的最終目標是為了完成高標準的預(yù)期效果，可以更直觀的看清整個工程完成后的效果，而不是像從前一樣通過手工繪制圖想象出工程完成后的效果。計算機輔助園林設(shè)計與傳統(tǒng)方法相比具有無法比擬的優(yōu)越性，它可以縮短設(shè)計的周期，提高設(shè)計的質(zhì)量。在使用計算機進行園林設(shè)計的過程中，充分利用了計算機和人的長處獲得最優(yōu)的整體設(shè)計效果。

利用計算機技術(shù)產(chǎn)生的人為虛擬環(huán)境稱之為虛擬現(xiàn)實技術(shù)，這種虛擬環(huán)境可以通過人的視覺、聽覺和觸覺感知，客戶可以通過自己視點多角度、全面的觀察環(huán)境，產(chǎn)生交互的作用，使人和計算機完美的融為一體，使人產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到園林設(shè)計中，可以使設(shè)計對象更加的直觀。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，設(shè)計者處于一個真實的虛擬空間，使園林設(shè)計可以突破立面、平面、剖面等常規(guī)的模式，讓設(shè)計者可以從多個角度實時互動并很真實的觀察到設(shè)計對象，身臨其境的掌握著周邊的環(huán)境和理解設(shè)計師的設(shè)計理念，更深入的研究環(huán)境中各設(shè)計要素間的比例和關(guān)系，設(shè)計出更加人性化的園林作品。由于在園林設(shè)計中植物配比占據(jù)了很大比例，虛擬現(xiàn)實要與植物配比完美結(jié)合還有很多問題需要解決。利用現(xiàn)在已有的軟件設(shè)備可制作出部分園林設(shè)計的虛擬作品，雖然還沒有達到真正意義的虛擬現(xiàn)實，但是相信隨著我國計算機技術(shù)的快速發(fā)展和園林設(shè)計者的積極參與，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在園林景觀設(shè)計中的應(yīng)用會不斷的發(fā)展下去。

綜上所述，隨著我國計算機行業(yè)的快速發(fā)展，計算機已經(jīng)在多個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，園林設(shè)計更趨向于舒適化、視覺化和人性化，傳統(tǒng)的設(shè)計方案已經(jīng)無法滿足設(shè)計的需求。因此，計算機輔助設(shè)計走向了最前沿，為園林設(shè)計注入了新鮮的血液，為園林設(shè)計提供了更多的方向和選擇，在設(shè)計過程中能夠提供更高效、更便捷、更全面的方案，最大化的提高了使用效率，最大程度的減少損失，計算機輔助技術(shù)在園林設(shè)計中在各個領(lǐng)域都是必不可少的，已經(jīng)成為我們生活中必要的工具。

作者：李佳琦 李赫 單位：河北旅游職業(yè)學院

篇6

關(guān)鍵詞：景觀設(shè)計；傳統(tǒng)設(shè)計方法；3s技術(shù)；計算機3維模型；漫游動畫；虛擬現(xiàn)實技術(shù)

信息時代的到來對傳統(tǒng)設(shè)計方法提出新的挑戰(zhàn)，計算機輔助設(shè)計如cad、sketchup、3d MAX等已經(jīng)成為不可或缺的重要技術(shù)手段。因為其更有利于設(shè)計者全面而準確地體現(xiàn)設(shè)計意圖而得到廣泛的推廣和發(fā)展， 相比較傳統(tǒng)設(shè)計方法，它不僅有利于圖形修改、復(fù)制及設(shè)計圖紙的歸檔管理，而且，利用計算機繪制圖形還能更有效地利用已有的圖形資源，協(xié)調(diào)小組的分工合作，從而顯著提高了工作效率。

1 前期分析和規(guī)劃設(shè)計階段

1.1 場地分析

調(diào)查分析是規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)，它要求對地形、地貌、地質(zhì)、水文、植被、社會經(jīng)濟狀況、交通狀況等多個角度進行全面的調(diào)查分析。而傳統(tǒng)的場地分析無法避免地存在缺乏足夠的定量分析、過分主觀、大量數(shù)據(jù)信息處理困難等問題。

“3S”技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS和遙感技術(shù)RS等技術(shù)，是對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、用地現(xiàn)狀進行自動采集、監(jiān)測和輔助決策的技術(shù)系統(tǒng)。

“3S”技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)設(shè)計所需信息的高效采集、處理和分析。如GIS可以將場地內(nèi)的地形、地貌、水文、植被等進行數(shù)字化處理，建立數(shù)字地圖，通過這些數(shù)字地圖，可以使人方便地查詢地區(qū)內(nèi)任何地段的各種發(fā)展狀況，為合理的景觀設(shè)計結(jié)果提供可靠依據(jù)。

1.2 規(guī)劃設(shè)計

在傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計階段，設(shè)計人員表達設(shè)計意圖主要依靠手繪平面圖，但平面的圖紙很難準確地傳達出設(shè)計者的意圖；在規(guī)劃設(shè)計的整個階段，設(shè)計人員需要根據(jù)甲方的意見進行不斷的調(diào)整和修改，以符合甲方的要求。這樣就造成大量復(fù)雜、繁復(fù)的重復(fù)性勞動。

GIS采集到的數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)形式輸人計算機，運用OpenGL可以得到三維視圖，地形、地貌可以得到真實地展現(xiàn)。這種技術(shù)極大地方便了設(shè)計人員，在三維層面開拓了設(shè)計人員的思維空間，激發(fā)了設(shè)計師的靈感，同時減少了大量重復(fù)勞動，設(shè)計的合理性與科學性更有了科學的保障，縮短了設(shè)計周期。

相對于“3s”技術(shù)，SketchUp更加受廣大設(shè)計師的歡迎，它是最易于使用的3D設(shè)計軟件，官方網(wǎng)站將它比喻作電子設(shè)計中的“鉛筆”。它最大的特點就是使用簡便，幾乎人人都可以快速上手而不僅僅局限于設(shè)計專業(yè)人員。它可以直接面向設(shè)計方案創(chuàng)作過程，其創(chuàng)作過程不僅能夠充分表達設(shè)計師的思想而且完全滿足與客戶即時交流的需要，它使得設(shè)計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構(gòu)思。并且用戶可以將使用SketchUp創(chuàng)建的3D模型直接輸出至Google Earth里，同時以非常方便的方式提供資源共享。與之類似的軟件還有3D Studio Max簡稱3Dmax，它在模擬自然陽光等方面具有更高的準確性和真實感，但是在易用性方面較差，所以它更多應(yīng)用在展示設(shè)計效果方面，這稍后將在本文中提到。

2 展示設(shè)計效果階段

3D MAX是Autodesk 公司推出的功能強大的三維制作軟件， 廣泛應(yīng)用于影視、廣告、軍事、建筑等領(lǐng)域。它在景觀中常用于規(guī)劃設(shè)計的場景建模、渲染工作，光線自然， 場景真實， 通過視圖及攝像機的切換可生成平、立、剖、透視和鳥瞰等多個視角 ， 可以準確表達設(shè)計者的創(chuàng)作意圖。三維效果圖可以像照片一樣以其直觀生動的形象和逼真的三維形態(tài)給人強烈的空間感受， 因而受到歡迎。近年來，max效果圖發(fā)展十分迅速，并取得了很好的實踐效果， 在景觀設(shè)計過程中起到了不可替代的作用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR） 也稱人工環(huán)境，是利用計算機技術(shù)虛擬出的一種多維環(huán)境，這種環(huán)境可以通過視覺、聽覺甚至是觸覺來多角度感知，操作者可以通過自己的視角對環(huán)境進行很真實的體驗，給人一種身臨其境的感覺。這種技術(shù)給設(shè)計師、決策者和使用者帶來全新的體驗，不僅使我們更加直觀地面對設(shè)計對象，并且可以與環(huán)境形成交互式的交流。

相比傳統(tǒng)手段，它具有3個方面的特征 ：

（1）沉浸感，是指用戶作為主角可以身臨其境地存在于虛擬環(huán)境中。（2）交互性，是指用戶對虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得 到反饋的自然程度 （ 包括實時性 ） 。（3）想象力， 是指用戶沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識。發(fā)揮主觀能動性，尋求解答，形成新的概念。

參考文獻

1 王曉俊.風景園林設(shè)計.南京：江蘇科學技術(shù)出版社，1993

篇7

關(guān)鍵詞：計算機輔助教育 計算機輔助設(shè)計 環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)

計算機輔助設(shè)計是指運用計算機軟件制作并模擬實物設(shè)計，展現(xiàn)新開發(fā)項目的外型、結(jié)構(gòu)、色彩、質(zhì)感等特色的過程。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展計算機輔助設(shè)計不僅適用于工業(yè)，還被廣泛運用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等諸多領(lǐng)域。專業(yè)人員更為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計開發(fā)有專業(yè)的設(shè)計軟件，如：CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape、Photoshop等軟件。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中園林景觀設(shè)計、室內(nèi)空間設(shè)計、家具陳設(shè)等大都也都是利用計算機輔助軟件設(shè)計方案。計算機輔助設(shè)計軟件幫助設(shè)計者將作品設(shè)計的意圖充分表現(xiàn)，更運用這種先進技術(shù)使受大眾達到審美愉悅，增加對未來項目的了解與認可。

一、計算機輔助設(shè)計教育對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學推的動作用

在舊式的教學模式下環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的效果圖主要以手繪單個角度靜態(tài)為主，以零碎的小場景做輔助，來了解設(shè)計個體之間的關(guān)系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒有身臨其境的感受。計算機輔助設(shè)計教育的出現(xiàn)，可以讓學生利用先進的計算機軟件（主要是通過CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape等計算機軟件）創(chuàng)建出設(shè)計方案，不僅可以制作出模擬事物及場景的整體外觀造型效果，還可以將建筑物內(nèi)部空間布置、家具陳設(shè)的效果讓觀賞者清晰明了，更能讓人們能夠在即將設(shè)計出的未來建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動畫功能），讓觀賞者如臨其境一般。在這里計算機輔助軟件制作的效果圖以模擬現(xiàn)實場景的技術(shù)實現(xiàn)了逼真的三維或三維動態(tài)場景?？梢匀轿弧⒍嘟嵌鹊脑趫鼍爸新?，更讓教師與學生可以從多個角度研究推敲設(shè)計方案，得到最客觀的結(jié)果。從環(huán)境藝術(shù)設(shè)計效果圖的最終效果而言，計算機輔助設(shè)計幫助學生將設(shè)計意圖以最精確和最美視覺效果的方式呈現(xiàn)在教師和眾多同學面前。而在設(shè)計過程中，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中室內(nèi)外的設(shè)計從模型外觀就能以可視的、動態(tài)的方式全方位展示設(shè)計實體所處的地理環(huán)境、實體外觀和各種附屬設(shè)施以及實體內(nèi)部空間分布的效果。運用計算機輔助設(shè)計最終轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案及裝修效果圖展示，成為教師對學生設(shè)計作品優(yōu)劣的有力評價工具。計算機輔助設(shè)計教育對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學模式改變起到重要作用。

通過計算機輔助教育方式能創(chuàng)設(shè)良好的學習環(huán)境，激發(fā)學生的學習興趣，現(xiàn)代教學觀念是強調(diào)學生的共同參與互動，以學生為主體、教師為輔助，而這一目的的實現(xiàn)主要在于提高學生對學習的興趣。計算機輔助軟件能把圖像、文字、聲音直觀形象地展示，溶知識性、趣味性于一體，直接刺激學生的視覺和聽覺，給學生一種新穎、醒目的感覺，操作性強、練習量大則使學生的注意力被牢牢吸引住。立體形象的圖面，能把教師用語言和模型演示難以解決的問題進行形象地處理，使學生能體會到學習內(nèi)容的本質(zhì)。學生對學習產(chǎn)生了興趣，情緒處于高度的興奮狀態(tài)，通過自己的觀察分析，處理各種信息，最大限度地發(fā)揮自己的才智來獲取知識，真正成為學習的主人。把學習作為一種樂趣去追求和探索。

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學習的內(nèi)容影響學生日后的就業(yè)，高校在此專業(yè)中設(shè)立計算機輔助軟件教學，這些學校的辦學方法和觀念獨具現(xiàn)代化，市場所需意識強烈，專業(yè)學習內(nèi)容與市場需求相適應(yīng)。大學生所學專業(yè)知識符合市場需求，出現(xiàn)了供需的良好結(jié)構(gòu)。這說明計算機輔助教育在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)發(fā)揮了很大的積極作用，建立在校學生的學習信心 ，更增強畢業(yè)生就業(yè)的優(yōu)勢化。

二、計算機輔助設(shè)計教育對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學的制約作用

然而，計算機輔助教育做為一種新興的教育形式，由于其技術(shù)的不成熟也難免會給學生帶來一些負面的影響。在計算機輔助教學中，信息的傳遞經(jīng)常會伴隨著各種干擾，從而影響信息傳遞效果，不利于實現(xiàn)教育目的。由于一些教師認識的誤區(qū)和操作的偏差，計算機輔助教學有時會加重對學生學習的干擾。

計算機輔助設(shè)計課程順序性操作誘導學生跟著機器走。有些教師缺乏足夠的計算機知識，擔心操作失誤或為圖方便，就讓計算機教師將課件設(shè)計成PPT課件形式，上課時課件只按順序播放圖片。這樣的課便淪為了一堂照搬書本模式的課程，教師總要想方設(shè)法將學生的思路引到電腦的既定流程上，干擾了學生根據(jù)自己的想法進行設(shè)計制圖，同時也影響了教師的教學質(zhì)量。

篇8

關(guān)鍵詞： 計算機；輔助；工業(yè)設(shè)計；發(fā)展；趨勢

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）22-0223-020 引言

工業(yè)設(shè)計的發(fā)展方向逐漸趨近于機電一體化以及信息電子類產(chǎn)品，其技術(shù)含量越來越高，同時，社會的經(jīng)濟狀況越來越好，人們的消費觀念越來越不同，消費者所關(guān)注的已不僅僅是產(chǎn)品的功能以及質(zhì)量，越來越多的人們開始重視產(chǎn)品的外觀造型、創(chuàng)新度、環(huán)保性等等，這就給工業(yè)技術(shù)帶來更高的難度。

正是因為人們的要求不斷提高，工業(yè)設(shè)計的需求也越來越高。近年來，許多國內(nèi)外學者對工業(yè)設(shè)計的關(guān)注越來越密切。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的軟硬件被人們所開發(fā)，各種日新月異的技術(shù)更是吸引著工業(yè)設(shè)計的人才們。

1 計算機輔助工業(yè)設(shè)計

1.1 CAID CAID即計算機輔助工業(yè)設(shè)計，它是在計算機與一些相關(guān)的輔工業(yè)設(shè)計系統(tǒng)相結(jié)合的前提下，在工業(yè)設(shè)計的相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，進行各種創(chuàng)造與設(shè)計。這種設(shè)計完全以計算機為中心，徹底擺脫了傳統(tǒng)的設(shè)計模式，CAID無論是在設(shè)計的過程中，還是方法上，甚至是質(zhì)量上，與傳統(tǒng)的設(shè)計相比，它都發(fā)生了飛越性的變化，這是一種質(zhì)的變化。

CAID同時也涉及到許多其他方面的技術(shù)，如CAD技術(shù)、多媒體技術(shù)，以及人工智能技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等等。從廣義上來看，CAID其實是CAD的一個“孿生兄弟”，在技術(shù)與方法上，都可以借鑒甚至引用CAD領(lǐng)域的內(nèi)容。

1.2 CAID與創(chuàng)新 在各種設(shè)計領(lǐng)域，創(chuàng)新都是其靈魂，當然，在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中也不例外。在二十一世紀初期，全球各大制造業(yè)都以知識為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品進行創(chuàng)新性創(chuàng)造，這便是當時競爭的核心。對于產(chǎn)品來說，不管是它們的功能、外形，還是材質(zhì)、工藝，只要對任何一個方面進行創(chuàng)新性的改變，其市場競爭力都會受到很大的影響，甚至會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。

2 計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展

目前，不管是國內(nèi)還是國外，對于CAID的研究還僅僅局限于計算機輔助造型技術(shù)，智能技術(shù)，新興技術(shù)以及人機交互技術(shù)等方面。下面，將對這四種技術(shù)一一進行詳細的介紹，并對目前世面上一些比較有名的商品化軟件進行簡單的介紹。

2.1 計算機輔助造型技術(shù) 對于CAID技術(shù)來說，計算機輔助造型的主要設(shè)計研究由兩方面體現(xiàn)出來，一是自由曲面設(shè)計，二是草圖設(shè)計。

首先，來熟悉下自由曲面設(shè)計，在CAID的研究中，對于產(chǎn)品外形上的自由曲面設(shè)計，是一個非常重要的內(nèi)容。而其中，對于曲面特征方面的應(yīng)用，在自由曲面的設(shè)計中，是一個重要的發(fā)展步驟。由三個部分構(gòu)成了曲面特征的設(shè)計，即基本表面，串通圖形，以及移動特征。

然后要熟悉的是草圖的設(shè)計，隨著產(chǎn)品在造型上所需要的技術(shù)不斷的提高，同時，為了能夠使專業(yè)設(shè)計師的手繪習慣得到滿足，逐漸逐漸地，便有了草圖。草圖設(shè)計能夠有效地將工業(yè)設(shè)計與CAD技術(shù)之間的鴻溝進行填補。這種技術(shù)的重點部分有兩個，第一，人機交互，即設(shè)計手繪怎樣才能被設(shè)計系統(tǒng)有效地模擬出來；第二，草圖重建。

2.2 智能技術(shù) 到目前為止，我國智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了一定的實力。智能技術(shù)能夠?qū)φ麄€設(shè)計過程提供一個計算機的一體化支持。對于工業(yè)設(shè)計來說，在設(shè)計過程中常常需要涉及到一些人機交互以及一些創(chuàng)造性思維的技術(shù)，因此，在這樣的領(lǐng)域中更需要用到人工智能技術(shù)。

首先，是對創(chuàng)造性思維的介紹。所謂設(shè)計，說到底就是一個創(chuàng)造性的過程，在整個設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員用草圖的方式把他們的構(gòu)思迅速記錄下來，將思維轉(zhuǎn)換成草圖其實是一項非常復(fù)雜的工藝。這一階段的所有過程即被稱作觀念作用階段，這是一個相當重要的階段。

然后，是設(shè)計方法的介紹。所謂設(shè)計文法，即從設(shè)計方法上下手，對廣該物體進行一系列外形上的特點進行觀察，然后將其生成的原理以及要素進行加工，形成一個形式化的描述。想要實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計，這一技術(shù)是基礎(chǔ)。

最后，是對創(chuàng)新設(shè)計的介紹。創(chuàng)新設(shè)計是一個相當重要的過程，在這一過程中，相關(guān)設(shè)計人員在設(shè)計方面的經(jīng)驗、思維，以及知識必須非常豐富。因此，針對人工智能技術(shù)的角度，有許多學者會對產(chǎn)品的新技術(shù)進行研究。

2.3 CAID中的高新技術(shù) 目前，市場上開始流行起新興技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實、遺傳算法等等，如何才能將這些技術(shù)很好運用于CAID領(lǐng)域？這就要與傳統(tǒng)的一些技術(shù)進行有效的結(jié)合，從而來進行CAID的相關(guān)研究。

面向協(xié)同、并行的設(shè)計。該技術(shù)是現(xiàn)在技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。對于工業(yè)設(shè)計事業(yè)來說，產(chǎn)品的設(shè)計感非常重要，對于產(chǎn)品的功能、原理、外形等方面都必須進行詳細的研究。許多學者在該技術(shù)的一些不同的角度對一些并行環(huán)境下的多種內(nèi)容進行了觀察，并深入其中，進行相關(guān)了解與探討。

有部分學者的思考的出發(fā)點在于CSCW的角度，對協(xié)同設(shè)計中的各種情況進行了詳細的分析，對工程以及工業(yè)的設(shè)計進行的工作模型上的探討，同時對人在該設(shè)計下有何用處這一問題進行了詳細的分析。

另外一種設(shè)計方式是基于VR的，目前為止，對于虛擬設(shè)計以及敏捷設(shè)計，我國已有了較熟練的技術(shù)，在這類技術(shù)上，我們得到了很大的發(fā)展與提高。對于產(chǎn)品的設(shè)計來說，眾多學者同樣也非常歡迎的一種技術(shù)便是現(xiàn)實的技術(shù)，那些對于開狀以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，人們都用到了VR技術(shù)，同時，對基于VR的許多設(shè)計系統(tǒng)進行了相應(yīng)的開發(fā)。

篇9

論文摘要：藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域計算機輔助設(shè)計應(yīng)運而生，計算機輔助藝術(shù)設(shè)計對現(xiàn)代教育教學即產(chǎn)生了巨大的推動作用，這便促使高校將計算機輔助設(shè)計提高到一個重要的位置。但高科技的介入也從另一方面阻礙并制約了現(xiàn)在藝術(shù)設(shè)計教育教學的發(fā)展。

當今社會，隨著計算機各項技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計得到了社會各界廣泛的重視和運用。在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域計算機輔助設(shè)計也應(yīng)運而生。所謂視覺藝術(shù)，是通過人的視覺感受而將客觀內(nèi)容納入主觀心靈并予以對象化呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)。計算機輔助設(shè)計軟件幫助設(shè)計者將作品意圖得到充分表現(xiàn)，同樣也使用這種先進手段使受眾達到精神的審美愉悅。隨著人們的生活物質(zhì)水平的提高，人們的精神水平也在不斷提高，視覺品味也隨之升高。這都得益于計算機技術(shù)的發(fā)展推動了人們審美觀念的進步，所以計算機技術(shù)的發(fā)展對于社會和藝術(shù)設(shè)計產(chǎn)生了不可低估的強大作用。例如在平面設(shè)計中標志設(shè)計、招貼設(shè)計、版式設(shè)計、字體設(shè)計使用電腦制圖輔助設(shè)計比比皆是。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中室內(nèi)空間設(shè)計、景觀設(shè)計、家具陳設(shè)等大都也都是利用計算機設(shè)計方案。

1 計算機輔助設(shè)計對現(xiàn)代藝術(shù)教育教學的推動

計算機輔助設(shè)計是計算機技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計相結(jié)合的邊緣學科。它在設(shè)計的藝術(shù)創(chuàng)造規(guī)律、形式美法則等方面與先前傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計是一樣的。只是在完成途徑與傳統(tǒng)教學大不相同。并且得到的作品效果較從前的傳統(tǒng)教學相比大有提高，教學效果從理解專業(yè)課程的角度來講，效果較從前要好。

以三大構(gòu)成學科為例，在三大構(gòu)成設(shè)計中：①平面構(gòu)成的訓練基本可以分為重復(fù)、近似、發(fā)射、漸變、特異、密集、肌理等幾個大類。以重復(fù)和特異為典型例子，大量相同單元形的重復(fù)出現(xiàn)可以體現(xiàn)出整體感、秩序感、節(jié)奏感和韻律感，從而制造出強烈的視覺效果。在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)訓練中，手繪是唯一辦法。但耗時不短，以有作用骨骼和絕對重復(fù)為基本條件，以基本可以形成規(guī)模的單元形數(shù)量來訓練，想要達到理想效果并突顯其構(gòu)成特點，一般要花上好幾個小時。而這只是平面構(gòu)成中一個小的單元，所以考慮到學生的手繪能力與程度，一般在作業(yè)中省去幾個單元，只挑選相對重點的單元進行手繪練習。在練習過程中很多學生有畏難情緒，很多好的想法被復(fù)雜的形式所打斷，不再考慮。②再有就是在色彩構(gòu)成明度訓練中的九調(diào)訓練。九個調(diào)子要分別調(diào)色組合表達以達到某一種效果，從而理解色彩之間的關(guān)系和實際應(yīng)用效果。在這個訓練中，幾種顏色的分階段漸變以及畫面中的平涂效果都將會影響學生對色彩關(guān)系的理解。顏料脫膠、調(diào)配、繪畫功底都將在很大程度上制約著畫面質(zhì)量，從而影響學生的理解程度。③在立體構(gòu)成訓練中，點線面體塊的練習必不可少。材料的尋找以及制作對于高職學生有一定的難度。這也阻礙了學生在形式上的發(fā)揮，影響作業(yè)效果，也影響對立體構(gòu)成設(shè)計的的理解。

計算機輔助設(shè)計介入到三大構(gòu)成教育教學中后，上述情況得以改觀。首先，作業(yè)可以較從前多布置一些草圖，讓學生多幾種想法，在很多種設(shè)計方案中選取幾幅作為作業(yè)。這樣可以得到最好的設(shè)計結(jié)果，使學生從大量的手工作業(yè)中擺脫出來，而且不用再考慮手繪功底給作業(yè)帶來的影響。其次，使學生將重點放在設(shè)計想法上，用更多的時間來拓寬自己的設(shè)計思路，鍛煉自己的設(shè)計思維。最后，在修改作業(yè)方面，用計算機軟件制作的構(gòu)成作業(yè)也體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。隨時可以修改畫面效果，其靈活性可塑性都是手繪作業(yè)所不能比擬的。

再以建筑環(huán)境藝術(shù)設(shè)計為例。第一、手繪的室內(nèi)外空間設(shè)計效果單一，真實感差，與設(shè)計出的實體有很大的差距，而設(shè)計師的目標正是使效果圖具有和最終場景相同或接近的真實感，能夠模擬和演示即將成型的空間設(shè)計的最后效果，具有非常高的參考價值。在實際教學中就是學生要以效果圖來表達自己的想法和多種設(shè)計方案，要將設(shè)計方案表現(xiàn)的淋漓盡致來提升自己設(shè)計理念與目的，從而完成教師布置的作業(yè)。由于繪畫基礎(chǔ)和表現(xiàn)技法以及工具的制約會使學生的設(shè)計效果大打折扣，也使自己的設(shè)計意圖暗淡無光。第二、手繪效果圖在速度上同使用計算機軟件設(shè)計效果圖也有很大差距。手繪效果圖占用了大量時間，使學生將豐富多樣的富有實際意義的想法因為時間原因而被擱淺。所以在教學中也不能滿足學生提交多種方案的速度要求。第三、用手繪效果圖由于數(shù)據(jù)的誤差較大，作為實體的參考依據(jù)已不能滿足現(xiàn)代社會對設(shè)計表現(xiàn)的要求。

從前在教學中手繪的建筑環(huán)藝的效果圖主要以靜態(tài)為主，以很多各個角度的場景做輔助，來了解設(shè)計單體之間的關(guān)系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒有身臨其境的感受。而學生則可以利用先進的計算機軟件（主要是通過3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計算機軟件）創(chuàng)造出審美對象、設(shè)計方案，不僅可以制作出事物及場景的外觀效果，還可以將筑物內(nèi)部空間的效果讓人一覽無余，而且還可以讓人們能夠在即將設(shè)計出的未來建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動畫功能）。在這里計算機軟件制作的效果圖以虛擬現(xiàn)實的技術(shù)實現(xiàn)了真是的三維的場景。這樣便可以全方位、多角度的在場景中漫游，也使教師與學生可以從多個角度研究推敲設(shè)計方案，得到最客觀的結(jié)果。

從環(huán)境藝術(shù)設(shè)計效果圖的最終效果而言，計算機輔助設(shè)計幫助學生將圖紙以最精美和最精確的一種方式呈現(xiàn)在教師和眾多同學面前。而在設(shè)計過程中，在環(huán)境藝術(shù)的室內(nèi)或室外的設(shè)計從一開始就能以可視的、動態(tài)的方式全方位展示設(shè)計實體所處的地理環(huán)境、實體外貌和各種附屬設(shè)施以及實體內(nèi)部空間的效果。計算機輔助設(shè)計最終成為設(shè)計方案及裝修效果展示、教師對作品評價的有力工具。

2 計算機輔助藝術(shù)設(shè)計對現(xiàn)代教學的制約

現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計經(jīng)過近百年的歷程，雖然與計算機技術(shù)的相結(jié)合，得到了從內(nèi)容到形式上的變化和發(fā)展，但是目前一些設(shè)計似乎走進了一個誤區(qū)，好像電腦畫面效果越精美就越能吸引人，越能體現(xiàn)其設(shè)計水平。很多學生在做平面設(shè)計類作業(yè)時忽略原創(chuàng)想法，只想借助高科技手段將美輪美奐的精美圖片進行簡單拼湊，以求得在設(shè)計視覺上的沖擊，以此掩蓋設(shè)計理念想法上的空洞，卻不知這種片面追求畫面效果不但是舍本逐末，而且近于無的放矢。將應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容放在了一邊，以高科技為借口將設(shè)計想法掩埋在美麗的視覺效果下。學生正確方式應(yīng)該將原本要學習內(nèi)容理解消化，然后借助計算機輔助設(shè)計表達出自己的想法。因為一切技巧必須從內(nèi)容出發(fā)，目的是為了傳達設(shè)計所要表達的信息，技巧不過是一種比較先進的手段，是用來輔助制作最終效果的。

計算機輔助設(shè)計進入到設(shè)計教育領(lǐng)域，減少了一些由于小的誤差而出現(xiàn)了多種設(shè)計方案的可能性。做過設(shè)計的人都知道，手繪草圖雖然費時而且不太精準，但是正是由于這些原因也會為原本已經(jīng)僵化的設(shè)計思路打開一條很偶然的通道。手繪的人為因素比較多，多種畫筆的應(yīng)用，會帶來多種肌理效果，突然畫歪的一個線條有可能就可以演變成另一個設(shè)計方案。在教育教學中，對于正在學習設(shè)計的學生來講，這無疑可以為他們的設(shè)計思路多一種可能性而埋下伏筆。從而緩解腸思枯竭的學生們“憋不出”設(shè)計方案的狀態(tài)。計算機輔助設(shè)計的出現(xiàn)加快了設(shè)計想法“成型”的速度，過程相對簡單，這也不利于教學中學生對教學內(nèi)容的理解。而手繪作業(yè)在繪制過程中可以控制其消化理解的節(jié)奏，在學生將設(shè)計想法付諸實現(xiàn)的過程中把課上所學的概念內(nèi)容逐步消化理解。

在教育的大的指導方向上有很多高校似乎也進入到了一個誤區(qū)。有很多設(shè)計課程被簡單的加入到計算機專業(yè)中去，或是將藝術(shù)專業(yè)與計算機專業(yè)合并共同培養(yǎng)人才。這些都是高科技出現(xiàn)的弊端。社會對新型人才的需求，使高校中新的學科和課程急劇增設(shè)。例如：電腦廣告設(shè)計、動漫設(shè)計、網(wǎng)頁制做、數(shù)碼影像設(shè)計等數(shù)碼藝術(shù)課，但在增加的同時也要符合教育的內(nèi)在規(guī)律。藝術(shù)教育教學由此走到了了一個模棱兩可的地步，是培養(yǎng)計算機人才還是培養(yǎng)藝術(shù)人才？然而計算機的軟件制作與藝術(shù)設(shè)計并不矛盾，只是要在藝術(shù)的前提下，利用先進手段提高設(shè)計的表現(xiàn)力。

3 總結(jié)

計算機輔助設(shè)計的出現(xiàn)推動了現(xiàn)代設(shè)計的教育教學，使學生在設(shè)計學習中進入到了一個非常先進的領(lǐng)域。計算機輔助設(shè)計的出現(xiàn)提高了學生的設(shè)計思維，拓寬了學生的設(shè)計思路，但同時也在很大程度上制約了藝術(shù)設(shè)計教育教學。所以，高科技的介入要在某個前提下有度的實施。但無論如何，計算機輔助設(shè)計最終會進入藝術(shù)設(shè)計教育領(lǐng)域，這無疑是歷史的進步、藝術(shù)的拓展和教育革命的成果。我們在教育教學中更應(yīng)不斷地更新觀念，接受新的高科技手段來服務(wù)于教育教學。

參考文獻：

[1]電腦在平面設(shè)計中帶來的革命《世界現(xiàn)代平面設(shè)計史》王受之.

[2]對數(shù)碼技術(shù)的理性思考《數(shù)碼設(shè)計》2001/3.

篇10

【關(guān)鍵詞】CAD/CAM；口腔修復(fù)；數(shù)字化

烤瓷熔附金屬全冠（porcelain fused to metal，PFM）及其固定橋是目前臨床應(yīng)用較為廣泛的針對牙體缺損、牙列缺損病患的修復(fù)體，但當前烤瓷熔附金屬全冠在臨床應(yīng)用過程中存在許多問題，如瓷崩裂、齦染色、牙齦紅腫、美觀性差、基牙損傷等。隨著高強度陶瓷的發(fā)展，全瓷冠（all ceramic crowns）克服了PFM在材料等方面的缺陷，以極佳的生物相容性與良好的美學性能在臨床上得到了逐步的推廣[1]。近年來出現(xiàn)的計算機輔助設(shè)計與制作（CAD/CAM）技術(shù)，以其精確的設(shè)計與制作及工作效率高等優(yōu)點，備受口腔臨床醫(yī)生的青睞?，F(xiàn)將其技術(shù)路徑與操作系統(tǒng)簡單介紹如下：

1 CAD/CAM技術(shù)路徑

CAD/CAM一般由以下三個部分構(gòu)成

1.1 數(shù)據(jù)獲取裝置（數(shù)字化印模）

CAD/CAM系統(tǒng)利用光電原理和數(shù)字化處理系統(tǒng)對預(yù)備體形態(tài)、鄰牙情況、對頜牙等信息進行攝取[2]。

1.2 修復(fù)體設(shè)計部分（CAD）

使用先進的設(shè)計軟件對掃描數(shù)據(jù)進行處理，同時設(shè)計出義齒數(shù)據(jù)模型。

1.3 修復(fù)體的制作部分（CAM）

醫(yī)生將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到義齒加工中心，經(jīng)CAD/CAM全瓷修復(fù)系統(tǒng)的自動加工設(shè)備加工出義齒胚體，經(jīng)燒結(jié)、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM系統(tǒng)

2.1 CEREC系統(tǒng)

1985年，M■rmann創(chuàng)始了第一個椅旁系統(tǒng)――CEREC1系統(tǒng)，之后Sirona公司陸續(xù)推出了CEREC2、CEREC3和CEREC In-lab系統(tǒng)。隨著硬件和軟件技術(shù)的逐步提升，于2009年該公司又推出最新的第4代椅旁系統(tǒng)――CEREC AC Bluecam系統(tǒng)[3]。CEREC系統(tǒng)憑借CEREC模擬控制器和CEREC藍牙相機系統(tǒng)在CAD/CAM技術(shù)中制定了更高的標準。口內(nèi)掃描可以迅速、清晰、精確地進行三維定位。全頜骨的成像擴寬了適應(yīng)證的范圍，使用虛擬的模型可以使診室與研究室一起工作而不受印模的限制。CEREC AC的核心部分是藍牙相機。藍牙相機通過二極管發(fā)出的是短波藍光，而不是紅外光。而且，鏡頭的結(jié)構(gòu)是新的：非球面鏡將光束匯聚，再將其平行射向感光板，光的敏感性增強，圖像獲得的時間縮短了50%，圖像的排序也被加快了。通過使用切削設(shè)備CEREC MC XL，新的3D軟件和CEREC連接設(shè)備，CEREC AC已在牙科修復(fù)治療中建立了新的標準，為口腔臨床操作提供了持續(xù)、省時的工作流程。

2.2 E4D Dentist系統(tǒng)

E4DDentist系統(tǒng)是由位于美國德克薩斯州理查森市的E4D Technologies公司于2008推出的，由E4D科技公司發(fā)明的它是除CEREC系統(tǒng)之外僅有的另一椅旁系統(tǒng)。在常規(guī)的牙體預(yù)備之后，臨床醫(yī)生可根據(jù)需要在牙齒表面噴粉，而后進行口內(nèi)取像，E4D系統(tǒng)的取像原理是基于光學相干斷層成像和共焦顯微技術(shù)，通過控制腳踏開關(guān)逐一獲得多張圖像后利用系統(tǒng)軟件形成3D圖像[4]。該系統(tǒng)通過利用紅激光與每秒震動2萬次的微鏡單元，在不需要噴粉的情況下，可以得到口腔內(nèi)部軟組織、硬組織及預(yù)備體的咬合關(guān)系圖像，同時能夠迅速生成三維模型。在圖像獲取的過程中，操作者可以根據(jù)需要選擇手動啟動或腳踏開關(guān)啟動。啟動后之，系統(tǒng)可以自動在對焦準確時獲取圖像的數(shù)據(jù)。

2.3 Lava C.O.S.系統(tǒng)

該系統(tǒng)創(chuàng)始于美國肯塔基州列克星敦市的Brontes科技公司，于2006年由3M公司收購，并在2008年由美國3M ESPE公司推出了Lava椅旁口內(nèi)印模掃描儀（Lava chairside oral scanner，Lava C.O.S.）系統(tǒng)。該系統(tǒng)獲取圖像原理是激活波前采樣技術(shù)，Lava C.O.S.系統(tǒng)中的圖像處理程序和可視化的實時三維模型重建功能，對于移動三維取像的概念是革命性的。通過這個系統(tǒng)獲得數(shù)字印模的速度比其他系統(tǒng)要快該系統(tǒng)的取像單元的尖端約13.2mm寬，幾乎是當前所有數(shù)字印模取像單元中最小的，故可快速獲得口內(nèi)清晰影像。

2.4 iTero系統(tǒng)

iTero系統(tǒng)是由美國Cadent公司通過5年的深入研究于2007年推出的首個數(shù)字化印模系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于平行共焦成像的原理獲取數(shù)字化印模，與其他系統(tǒng)不同的是，其無需在取像前對牙齒表面進行噴粉，這大大提高了患者就診的舒適性。掃描得到的圖像信息經(jīng)過無線傳輸?shù)紺adent技工中心進行加工處理，處理之后的數(shù)字信息再送到Cadent公司切削出模型，而后技工中心根據(jù)模型完成最終高精度修復(fù)體的制作[5]。

2.5 Procera系統(tǒng)

Procera系統(tǒng)是由瑞典Nobel Biocare公司推出的。Procera掃描儀通過接觸式掃描方式讀取石膏代型表面的數(shù)據(jù)，經(jīng)過Procera軟件處理后形成數(shù)字化的代型，技工人員利用計算機對基底冠的外形進行三維設(shè)計，并將設(shè)計后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇rocera工作站進行計算機輔助制作。該系統(tǒng)的CAD部分有個重要的功能，它可以將數(shù)字化代型和底層冠放大12%～20%，以補償氧化鋁15%～20%的燒結(jié)收縮[6]。

2.6 Cercon系統(tǒng)

Cercon系統(tǒng)是美國Dentsply公司在2001年推出的。該系統(tǒng)是先人工制作蠟冠，然后通過激光掃描系統(tǒng)收集在口內(nèi)或代型上的蠟型表面外形數(shù)據(jù)，并傳遞到數(shù)控銑床同步制作修復(fù)體，所以它并非真正意義上的CAD/CAM系統(tǒng)。切銑完成之后再放入專用的燒結(jié)爐中燒結(jié)形成最終的修復(fù)體。

總之，CAD/CAM數(shù)字化口腔技術(shù)，是基于計算機網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用先進、科學的數(shù)字智能技術(shù)與高端設(shè)備達成無縫對接，減少傳統(tǒng)口腔產(chǎn)業(yè)中人流、物流傳遞及依靠經(jīng)驗的制作工藝，從而達到自動、快捷、標準、精準制作精密修復(fù)體的現(xiàn)代先進工藝技術(shù)。

【參考文獻】

[1]Zarone F，Russo S，Sorrentino R.From porcelain-fused-to-metal to zirconia：clinical and experimental considerations[J].Dent Mater，2011，27（1）：83-96.

[2]吳琳.可摘局部義齒支架計算機輔助設(shè)計與制作的初步研究[D].中國醫(yī)科大學，2006：84-90.

[3]Fasbinder DJ.The CEREC system：25years of chairside CAD/CAM dentistry[J]. J Am Dent Assoc，2010，141（Suppl2）：3S-4S.

[4]蘇庭舒，孫健.口內(nèi)數(shù)字化印模技術(shù)[J].中華臨床醫(yī)師雜志：電子版，2012，6（19）：5780-5782.