第03章计算机辅助工业设计系统(北京理工大学出版社《计算机辅助工业设计》)课件

系统基础知识系统基础知识本章主要内容本章主要内容系统选用导则系统选用导则第三章第三章 计算机辅助工业设计系统计算机辅助工业设计系统系统选用流程系统选用流程系统选用（配置）实例系统选用（配置）实例系统概念系统分类CAID硬件系统CAID软件系统第一节第一节系统基础知识系统基础知识计计算算机机辅辅助助工工业业设设计计系系统统（Computer Aided IndustrialDesignSystem,CAIDS）是是实实现现计计算算机机辅辅助助工工业业设设计计的的物物质质基基础础CAIDS：完完成成一一个个从从输输入入到到输输出出的的CAID全全过过程程所所需需要要的的要要素素总和总和构成了构成了CAIDS，包括硬件系统、软件系统和操作者，包括硬件系统、软件系统和操作者CAIDS包括包括输入、输出和处理输入、输出和处理3部分部分一、系统概念一、系统概念CAIDS中中，操操作作者者（设设计计师师）处处于于核核心心位位置置，设设计计师师不不仅仅要要使使用用软软硬硬件件系系统统，还要起到还要起到设计设计和和创意创意作用作用二、系统分类二、系统分类CAID硬硬件件系系统统是是完完成成计计算算机机辅辅助工业设计所需机器设备总和助工业设计所需机器设备总和LOREM（一）（一）CAID硬件系统分类硬件系统分类系统软件应用软件针对不同的用户需求，开发的功能不同的应用型软件应用于计算机本身的软件（二）（二）CAID软件系统分类软件系统分类二维应用软件图形绘制软件CorelDraw和图形处理软件Photoshop是最常用的平面设计软件。加上矢量动画软件，就可以完成绝大部分的平面设计工作Loremipsumdolorsitametconn产品效果图的生成与显示3ds max、Rhino、Maya注重产品的美学特征，没有严格的尺寸和结构定义，设计方案只能用来展示，不能与生产加工数据传统软件的工业设计模块Pro/E、UG、Alias注重产品的功能、结构以及加工特性设计，不能完成创意设计及美学效果表现相关专业软件渲染软件、第三方插件等仅能完成某些特定的功能，难以完成辅助设计的全过程三维应用软件Loremipsumdolorsitametconn 图形绘制软件CorelDraw/Freehand/Illustrator 图形处理软件Photoshop/PhotoImpact 矢量动画软件Flash 网页设计软件 Dreamweaver/Fireworks/Frontpage 桌面排版软件 Pagemaker/QuarkXPress 多媒体制作软件Authorware/Director01二维软件主要用于在二维空间内对计算机图形、图像进行设计、编辑、修改。010203三维软件包括建模、渲染、动画等软件，可以在三维空间内建立、编辑计算机三维模型适合于工程应用的三维软件有良好的工程背景，在产品的结构、材料、加工、成型等方面有很好的辅助作用，缺少概念设计、创新设计等三维造型软件适合初级计算机建模，作品用于展示、动画、模拟等，不适合工程应用02三维软件常见设计软件常见设计软件A市场调研软件SPSSC渲染软件Lightspace/Renderman/MentalRay等E特殊动画软件Cool3DB手绘软件PainterD人体建模软件PoserF第三方插件渲染软件、建模软件、粒子软件03其他软件CAID硬件分为输输入入设设备备和输输出出设备设备三、三、CAID硬件系统硬件系统三维模型数字化仪触摸屏：通过触摸处理图像光笔：检测光的仪器，可以完成图形的数字化输入数码相机：通过高感光材料将图像转换为数据扫描仪：可以设置为不同分辨率捕获彩色或黑白图像（一）（一）输入设备输入设备01显示器02打印机03快速成型设备04虚拟现实（VR）设备（二）（二）输出设备输出设备阴极射线管CRT：Cathode-raytube优优点点：亮亮度度高、色彩好、频率高、价格低高、色彩好、频率高、价格低缺点：体积大、质量大缺点：体积大、质量大A液晶显示器LCD：LiquidCrystalDisplay优点：轻便、体积小、功耗低优点：轻便、体积小、功耗低B01显示器打印机是文本、图形、图像数据的主要输出装置打印机是文本、图形、图像数据的主要输出装置针式打印机主要应用于简单文本、报表。凭证等的打印针式打印机主要应用于简单文本、报表。凭证等的打印CAID领域最常用的是激光打印机和喷墨打印机领域最常用的是激光打印机和喷墨打印机02打印机针式打印机结构简单、易于维护、成本低、噪噪声声大大、速速度度低低、分辨率低分辨率低激光打印机充电极放电获得电位，曝光后在表面形成静电潜像喷墨打印机通过将墨滴喷射到打印介质上形成文字或图像01快快速速成成型型（RapidPrototyping，RP）是是2020世世纪纪8080年代的技术年代的技术03采采用用材材料料分分层层累累加加法法制制造造零零件件02将计算机辅助技术、精密伺将计算机辅助技术、精密伺服驱动和数控、激光、新材服驱动和数控、激光、新材料等集于一体料等集于一体04原原理理：将将计计算算机机生生成成的的三三维维实实体体模模型型通通过过分分层层软软件件分分层层，激激光光光光束束扫扫描描成成型型原原料料，使使其固化形成实物样品其固化形成实物样品03快速成型设备产品成型过程与零件复杂程度无关1适用于单件及小批量个性化零件的制造2成型快速3能对设计反复测试、修改及优化4材料无浪费，制造过程无噪声5RP技术的优点技术的优点可以缩短模型制作时间纸质模型精度较低，成本低不光敏树脂的模型精度高，但成本高工业设计师使用工业设计师使用RP技术技术3D立体眼镜头盔显示器立体显示器力反馈器三维空间交互球数据手套04虚拟现实（VR）设备CAIDCAID系系统统复复杂杂庞庞大大，单单独独的的软软件件不不能能完完成成工工业业设设计计全全部部工工作作，不不同同的的软软件件适适用用于于工工业业设设计计的的不不同同阶阶段段、不不同同侧侧面面，功功能能不不同同、各各有侧重有侧重四、四、CAID软件系统软件系统CorelDrawPhotoshopFlash（一）二维软件（一）二维软件3dsmaxRhinoMayaAliasstudios（二）三维造型软件（二）三维造型软件AutoCAD1CAXA7I-Deas6UG4Solidworks2Pro/E3CATIA5（三）三维（三）三维CADCAD软件软件LoremLoremLoremLorem西北工业大学工业设计研究所开发能提高工业设计师的工作效率，提升设计质量最大特点是完全针对工业设计师（四）中华设计（四）中华设计系统选用的通用导则1系统选用的具体导则2目录第二节第二节系统选用导则系统选用导则04选选用用CAIDCAID系系统统要要尽尽可可能能先先进进先进性先进性02选选用用CAIDCAID系系统统要要具具备备特特定定的功能、完成特定的任务的功能、完成特定的任务功能性功能性05选选用用CAIDCAID系系统统应应当当长长时时间间运运行行稳稳定定，这这是是选选用用系系统统最最重重要要、最基本最基本的原则的原则稳定性稳定性03选选用用的的CAIDCAID系系统统应应尽尽可可能能具具有有较较广广的的应应用用范范围围和和较较长长的的使用时间，具有可扩充性使用时间，具有可扩充性兼容性兼容性01满满足足预预定定功功能能的的前前提提下下，选选用用的的CAIDCAID系系统统应应尽尽可可能能经济经济和和实用实用经济性经济性一、一、系统选用的通用导则系统选用的通用导则产品设计系统选用导则视觉传达设计系统选用导则环境艺术设计系统选用导则二、二、系统选用的具体导则系统选用的具体导则专业化大内存高速度高级的多边形处理能力高级的渲染能力专业的设计人员需要选用专业的计算机软硬件系统产品设计系统需要大内存以保证设计、建模、渲染等工作有效进行精细的三维产品设计、建模、渲染等需要高性能的CPU三维产品设计会涉及大量的三角面片计算，系统需要高级多边形处理能力的显卡三维产品真实感的最终效果都需要渲染（一）产品设计系统选用导则（一）产品设计系统选用导则01专业化视觉传达设计人员也需要专业的计算机软硬件系统02大内存平面设计的素材量会很大，视觉传达设计人员也需要响应速度快的大内存03高质量的色彩输出效果为使计算机显示效果与实际输出色彩接近，系统需要有高质量的色彩输出效果（二）视觉传达设计系统选用导则（二）视觉传达设计系统选用导则专业化专业化1环境艺术设计人员也需要专业的计算机软硬件系统超高速度超高速度2环境艺术设计的建模、渲染、动画输出等工作量很大超大内存超大内存3环境艺术设计系统需要超大内存保证设计、渲染等工作有效进行高级的多高级的多边形处理边形处理能力能力4三维产品设计会涉及大量的三角面片计算，系统需要高级多边形处理能力的显卡高级的渲高级的渲染及动画染及动画能力能力5环境艺术设计处理对模型渲染外，更需要动画模拟效果（三）环境艺术设计系统选用导则（三）环境艺术设计系统选用导则1分析设计对象、确定功能目标2调研、寻找范围3初步选定方案4方案询价5方案优选、评价6方案试用、再调整目录CONTENTS第三节第三节系统选用流程系统选用流程01明确设计对象，同时明确能够完成设计任务的系统所要具有的基本功能，根据设计对象及基本功能，有针对性地选用系统组合02常见的设计对象分为：平面设计和三维设计一、一、分析设计对象、确定功能目标分析设计对象、确定功能目标确确定定功功能能目目标标后后，应应对对市市场场上上的的软软硬硬件件进进行行调调研研，了了解解同同一一设设计计对对象象的的同同行行的的主主流流系系统统配配置置，总总结结比比较较成成功功的的系系统统配配置置案案例例作作为为参考参考二、二、调研、寻找范例调研、寻找范例针针对对自自己己的的具具体体需需求求，提提出出若若干干个初步选用的系统配置方案个初步选用的系统配置方案三、三、初步选定方案初步选定方案对对初初步步选选用用的的系系统统配配置置调调研研询询价价，了解各个方案的价格了解各个方案的价格四、四、方案询价方案询价对对初初步步选选用用的的系系统统配配置置各各种种性性能能进进行行比比较较、分分析析和和评评价价，优优选选出出满意的系统配置方案满意的系统配置方案五、五、方案优选、评价方案优选、评价对对于于选选定定的的系系统统配配置置方方案案，不不同同设设计计师师以以及及实实际际使使用用情情况况，会会与与原原先先的的设设想想有有所所差差别别，因因此此需需要要不断试验与调整，直到满意为止不断试验与调整，直到满意为止六、六、方案试用、再调整方案试用、再调整关键硬件的选用1关键软件的选用2系统选用后期处理3目录第四节第四节系统选用（配置）实例系统选用（配置）实例01CPU的选用的选用工工业业设设计计中中建建模模、渲渲染染、动动画画输输出出等等工工作作依依赖赖于于计计算算机机的的超超高高运运行行速速度度，故故对对CPU要求较高要求较高03显卡的选用显卡的选用为了使观看效果具有真实为了使观看效果具有真实感、甚至借助动画模拟演感、甚至借助动画模拟演示，需要高性能的显卡示，需要高性能的显卡02内存的选用内存的选用不不同同的的设设计计功功能能目目标标，选选用不同的内存用不同的内存04显示器的选用显示器的选用为为了了使使计计算算机机显显示示效效果果与与实实际际输输出出色色彩彩尽尽量量接接近近，应尽量选用应尽量选用CRT显示器显示器一一、关键硬件的选用、关键硬件的选用010203产品设计系统的选用环境艺术设计系统的选用视觉传达设计系统的选用二二、关键软件的选用、关键软件的选用由于设计的复复制制性性和多多变性性，有时会同时涉及产品、视觉传达及环境艺术设计，因此设计中必须根据实际情况，及时调整所选系统配置方案01系统的选用、优选是循环往复的过程，设计者需要根据软硬件法则的情况适时考虑系统的更新02三三、系统选用后期处理、系统选用后期处理第第03章作业题章作业题理想的CAID软件应该具有哪些功能？常用的计算机外设中，哪些设备与工业设计密切相关？为什么？按照你的理解，CAID软件应如何分类？你常用的设计软件有哪些？应如何合理组合应用这些软件？针对某一产品的设计制定其CAID系统选用导则