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一、產品設計專業素描教學現狀及存在的問題
當今,全國大部分高校產品設計專業都開設了素描基礎課程。然而,我們看到針對產品設計專業的素描基礎課程沒有緊密聯系產品設計專業,只是籠統地畫一些素描靜物,比如,畫一些簡單的石膏幾何體等,沒有真正認識到素描和產品設計專業的聯系性。此外,全國大部分院校招生的設計類專業學生基礎比較薄弱。很多學生基本都是經過兩三個月的美術突擊培訓通過考試進入大學的,這就導致了學生沒有接受過系統的素描訓練,加上在素描教學中課時較少,學生還沒掌握和理解素描中的一些關鍵點,比如,透視、質感、肌理感等,素描課程就結束了。學生對于素描的學習也就是大面上認知一下,沒有深入的理解。另外,部分基礎部教師在素描過程中沒有實際動手做范畫來演示素描中的一些問題,很多學生對透視、肌理、質感、空間感等組織關系的理解還都停留在高中時代,使得學生在畫素描的過程中對于一些素描要素仍然模糊不清,導致學生在后期不能有效地將自己的產品設計構思表達出來。
二、產品設計專業素描課程教學方法探討
產品設計是一項復雜的系統工程,它既需要感性的思維,又需要理性的思考,透過現象認識事物的本質和規律,用理性的方式去理解素描對象的形體、結構、空間等變化。產品設計不但給人們提供物質功能,也需要審美功能,給人們帶來好的視覺審美方式,體現了理性與感性及科技與藝術的統一。產品設計專業的素描教學方法應該有別于傳統素描的教學模式,具備更靈活的教學手段。在兩年的素描教學過程中,筆者針對產品設計專業素描教學活動總結了如下幾點建議。
(一)增加素描教學開設的課時,使學生全面了解素描的構成因素
素描是一門實踐性的學科,需要大量的時間來作支撐,短時間的素描訓練不能有效地解決素描中的一些問題。當今,部分高校產品設計專業已開設素描課程課時相對較少,素描的學習又是一種循序漸進的過程,充足的時間保證才能對素描中的透視、結構、體積感等因素深入地學習,從而使學生有效地進行產品形態研究。因此,增加產品設計專業素描課程課時是很有必要的。
(二)加強素描中的對“形”的認知和練習,提高產品設計專業學生的造型能力及形體捕捉能力
素描是一種視覺藝術。產品是以形態來呈現的。產品設計專業素描教學中最重要的就是解決“形”的問題,形體不準確將會對未來所表現的產品形態有所限制。對于產品“形”的理解和把握直接關系到產品形態的呈現。產品是依靠形態表達出來的,形態是產品展現的載體。形態在產品設計中尤為重要。通過素描訓練,在做產品設計構思時,可以迅速捕捉形態,或者將大腦思維中的構思表達出來。形態的建構和造型能力密切相關。另外,還要改變教學思路,加強對學生眼睛、手、腦一體的綜合能力的培養,使學生對“形”有更深、更實質的了解,從而調動學生學習素描的積極性。
(三)加強素描教學中質感、肌理的練習,確保產品設計渲染效果有效呈現
產品設計專業素描課程中質感、肌理的學習是不能忽視的,是非常重要的一環。通過素描訓練,我們可以體會物體的質感、肌理、結構、空間感及存在感等組織關系。在做產品設計時,徒手繪制形態后用三維制圖軟件把構思方案建模出來。通過虛擬的方式來展現物體形態,然后,結合在畫素描物體中所認知到的空間感、體積感對形態空間進行反復推敲,一直達到合理的最佳狀態。最后,建模結束后進入產品模型渲染環節,在模型渲染的時候,我們會考慮到產品用什么樣的材質合理。關于材質的選擇就要結合素描中的排線訓練,從而認識到的產品的質感、量感、肌理感等。也就是說,通過畫素描,來研究排線的變化,通過排線的不同變化來深刻認識物體的材質。通過不同的排線來探知產品質感和肌理感的變化,才能對材質有清晰的認識。對材質理解后,就會將合理的材質運用到產品模型渲染上,從而合理準確地將產品形態效果表達出來。可見,素描教學對于排線的掌握一直到材質的認知發揮著重要作用,教師應鼓勵學生在素描訓練中對排線方式進行不同嘗試,從而更深刻地認識材質的不同表現。因此,要加強素描中的質感和肌理感訓練,使產品效果得以合理展現。
三、結語
關鍵詞:工業設計;計算機輔助設計;外觀造型;效果圖;產品
中圖分類號:TB47 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)20-0107-03
市場經濟催生了競爭,全球化使競爭愈加激烈。在產品市場,消費者不再主要追求功能,而更注重新穎、時尚、個性和品位。現代工業設計正是融合藝術美學、工程技術與現代科技,利用計算機輔助設計工具,通過創造性思維,將審美、時尚、流行元素與人機工程學、材料學、心理學、市場學、環境學等現代科學有機結合,孵化出一個琳瑯滿目、新潮時尚的產品市場。
一個工業設計者首先應具備藝術靈性,同時掌握材料學、心理學、市場學、環境學、工業設計、工業制造等方面的知識,具備科學思維和創新意識。隨著計算機技術的快速發展,SolidWorks、Pro/E、UG、CATIA等這些三維輔助設計軟件的應用,已使工業設計更加準確、便利,與生產制造設備的無縫連接,使設計者的意圖更易于真實實現。熟練掌握三維設計軟件,是一個產品工業設計者需要具備的技能。
一項新的產品項目必須著眼于市場,滿足客戶需求。在競標過程中,一項好的工業設計方案,是贏得競標成功的有力武器。本文介紹一個工業設計的案例,注重于過程和計算機輔助設計的應用。
1 產品設計輸入
1.1 產品基本定義
汽車音響,汽車電子類產品,符合汽車生產商產品功能、造型要求。
1.2 產品功能、外觀造型要求
功能:Radio(收音機)、CD、MP3播放,USB數據接口,AUX接口(音頻輸入播放)。
顯示:LCD液晶字段顯示。
面板:按照汽車生產商提供的汽車儀表板3D數據模型,考慮整體協調性、美觀性、新穎性,設計外觀造型方案。圖1是客戶提供的汽車儀表板3D數據模型外觀。
2 產品造型效果設計
2.1 結構分析及造型布局
①結構分析及面板主體材料選擇。從汽車生產商提供的汽車儀表板3D數據模型外觀可以看出,此汽車音響面板是一個左右對稱弧面結構。面板主體選用與汽車儀表板一致的塑料結構,材質可為耐高溫ABS或PC+ABS,以滿足汽車耐沖擊、耐候等性能要求。面板主體材料決定了結構造型的方向,采用塑料結構可以在遵循塑料產品設計原則前提下,充分發揮設計師的想象力,隨意地實現各種設計造型,采用多種修飾手段,制造成型方便。
②2D造型布局。使用塑料結構必須按照安裝位置選擇恰當的出模方向,沿出模方向安排設計布局。圖2是在三維環境中沿出模方向從汽車儀表板3D數據模型中提取的汽車音響面板輪廓,并用AutoCAD制作的初步設計布局。按照產品功能、顯示要求結合汽車音響面板輪廓選擇:將CD進碟口、LCD顯示屏由上向下置中放置,在操作時便于觀察;將USB數據接口,AUX接口放置于下部翻轉活門內,可以避免安全隱患,同時便于外觀處理;將音量旋鈕、電臺搜索旋鈕放置于下部左右兩角;各功能按鍵沿著面板兩側輪廓及LCD顯示屏底布置。整個布局結合美術透視原理,采用左右對稱形式,符合中國人習慣的審美觀念。
2.2 3D外觀造型
可以制作3D造型的軟件有好幾種,各有優點,本文使用汽車制造業使用最為廣泛的CATIA軟件,它涵蓋了產品從概念設計、工業造型、三維建模、分析仿真、生產加工的全過程,當今這個軟件功能最為強大,其曲面造型功能、渲染功能無與倫比。首先建立產品文件AutoAudio-ASM.CATproduct(以下簡稱AudioASM)產品文件,將客戶提供的汽車儀表板3D數據模型Auto-PanelFrame.CATPart(以下簡稱AutoFrame)裝配其中;在裝配中再建立汽車音響面板文件AutoAudio-Panel.CATPart(以下簡稱AudioPanel)。
在裝配AudioASM中對AudioPanel進行設計造型。可以將用AutoCAD制作的初步設計布局導入到AudioPanel,但這樣不便于后續修改。這里在3D環境中,利用AutoFrame所提供的邊界面,繪制各項設計元素。
①創建汽車音響面板外形輪廓面。汽車音響面板輪廓面必須與汽車儀表板3D數據模型面重合并曲率連續,這是汽車曲面設計的一般原則,這里必須堅持這一原則,以消除反光不連續。使用CATIA軟件,從AutoFrame提取汽車音響面板外輪廓線,并將其改為曲率連續,用此曲線制作填充包絡面,并與AutoFrame的3D數據模型表面曲率連續,從而得到汽車音響面板輪廓正面(圖3),從圖中不難看出正面反光的連續;從AutoFrame汽車音響面板邊界向填充包絡面投影,向內偏移出0.6間隙并取不小于0.5°的出模角,掃描出汽車音響面板輪廓側面,將兩曲面聯合修剪、倒角,得到汽車音響面板外形輪廓面(圖4)。
②汽車音響面板細部造型及渲染。完成了汽車音響面板外形輪廓面,就可以以此為基礎,按照AutoCAD制作的初步設計布局創建面板細部造型。創建面板細部造型涉及環境學、審美學、塑料結構設計規范、產品功能及操作要求、CATIA軟件使用技巧等知識和技能,要真實細致地體現出面板造型結構和功能特征,創建過程這里不做詳細介紹。CATIA軟件具有強大的渲染功能,可以定義部件的材質、顏色、表面紋理、亮度、反光度,定義場景、照明等,圖5是用CATIA渲染的汽車音響面板造型圖。
2.3 汽車音響面板功能效果圖
①汽車音響面板細部效果修飾。為了使汽車音響面板效果更加生動逼真,我們將汽車音響面板造型渲染圖在Photoshop軟件中進行細部效果修飾。可以根據產品所處環境、所使用材料、表面處理工藝來調整產品表面的顏色、亮度對比度、反光效果、紋飾等,使用濾鏡增加雜色獲得塑料面板蝕紋后的質感(圖6)。
②汽車音響面板功能造型效果圖制作。汽車音響面板細部效果修飾完成后,使用CorelDRAW軟件結合AutoCAD來定義按鍵功能、LCD顯示、LOGO、標識等。文本文件可直接在CorelDRAW中輸入,但圖形標識最好在AutoCAD中按比例繪制好,再導入CorelDRAW中加色,圖7是完成的汽車音響面板功能造型效果圖。到此我們可以使用功能造型效果圖,配置產品說明進行應標。
3 產品結構設計
由于汽車音響面板造型使用CATIA 三維軟件制作,在完成了面板功能造型效果確認后,我們就可以利用先前的模型進行產品細部結構設計,方便實現了效果設計與實體結構設計、生產制造的對接。圖8是最終完成的汽車音響設計效果圖,所有部件都在CATIA 三維環境中完成,數據模型可直接使用于模具制造、生產加工。
4 結 語
一項好的工業設計,出自于設計者對產品的深刻理解以及設計者所具備的藝術素質、創新意識和設計技巧。借助計算機輔助設計平臺,設計者可以充分發揮自己的想象力,方便地將自己的構思轉化為設計方案;我們可以實現造型效果設計與實體結構設計、生產制造的無縫對接。
參考文獻:
[1] 黃毓瑜.現代工業設計[M].北京:化學工業出版社,2004.
[2] 吳清.產品的外觀設計與消費者審美心理[J].中國工業設計在線,2007,(3).
一、歐特克產品設計套件2014(Autodesk Product Design Suite 2014)
歐特克產品設計套件2014旨在幫助企業實現“在完整的數字樣機工作流中設計出色產品”的功能。事實上,歐特克產品設計套件能夠提高工程設計效率,將設計驗證融入持續的工程設計流程,實現更加高效的內部和外部協作,并擴展工程設計數據,從而提高產品銷售和營銷業績。
歐特克產品設計套件2014(圖1)是一款完備的數字樣機解決方案,具有三維設計、可視化和仿真工具,可幫助用戶完成整個工程設計流程。歐特克產品設計套件的數字樣機設計功能可幫助用戶設計質量更高的產品,減少開發成本并加快上市流程。
1.套件構成
歐特克產品設計套件有標準版、高級版和旗艦版三個版本,包含以下部分或全部軟件。
(1)Autodesk Inventor:借助廣受歡迎的機械設計軟件Autodesk Inventor,在更短的時間內創建精確的三維數字樣機。
(2)Autodesk Inventor Professional:AutodeskInventor Professional軟件基于面向工程設計與制造的Autodesk Inventor,包含面向高級產品仿真、布線系統設計和注塑模設計的工具。
(3)AutoCAD Mechanical:AutoCAD Mechanical軟件擁有AutoCAD軟件的全部功能以及一套完備的高效機械設計特性,能夠更快地創建和修改機械工程圖。
(4)AutoCAD Electrical:AutoCAD Electrical軟件能夠自動執行電氣工程設計任務并具有完備的符號庫,從而幫助用戶加快電氣控制系統的設計流程。
(5)Autodesk Showcase:通過輕松地將CAD數據轉換為極具吸引力的圖像和演示,改進設計審核流程。
(6)Autodesk SketchBook Designer:借助業內最佳的數字寫生簿來探索設計概念并制作炫目的插圖。
(7)Autodesk Alias Design:有了Autodesk AliasDesign軟件,用戶可以使用全球最成功的汽車和消費品制造商所使用的靈活建模工具,將工業設計美學整合到數字樣機中并創建具備生產質量的曲面。
(8)Autodesk Navisworks軟件產品:通過集成多種來源的模型,提高團隊協作效率,對施工排序進行仿真并改進項目校審。
(9)Autodesk 3ds Max Design:借助Autodesk 3ds MaxDesign軟件,創建電影級質量的渲染圖和三維動畫并將產品推向市場,減少對于昂貴的物理樣機和照片的需求。
(10)Autodesk Mudbox:借助AutodeskMudbox軟件,利用三維數字雕刻功能來創建形狀和外形。
(11)Autodesk Vault Basic:Autodesk Vault Basic軟件能支持管理設計創意、仿真和文檔編制流程,幫助用戶更好地控制設計數據。
2.套件價值
(1)推動創新。通過幫助用戶無縫傳輸信息并滿足從設計、仿真到可視化的各個工程設計階段需求的集成式工具套件,設計師可開發更加創新的設計。利用豐富的建模工具將工業設計美學融入產品,為產品贏得競爭優勢。
(2)自由設計,無拘無束。借助其中廣泛易用的工具集和支持互操作的設計工具,工程設計團隊能夠提高創新能力并更加高效地管理流程。在從概念設計到工程設計的整個流程中,無需對概念進行重新建模,因為工程師可以利用概念設計進行工作。所有用戶都使用通用的工具集,從而幫助用戶提高各個開發階段之間的協作效率。
(3)提高產品質量并降低成本,在投產前優化并驗證產品的性能。通過基于云的Autodesk360服務和集成的仿真工具,產品設計套件能夠幫助用戶降低錯誤幾率。通過整個流程驗證設計意圖并選擇低成本、低影響的材料來幫助進行可持續性設計。借助與三維設計軟件之間的緊密集成,用戶可以在整個設計流程中經濟高效地使用仿真功能。
(4)協作式數據管理,通過集成的數據管理系統來避免重復性工作并管理全部設計數據。Autodesk包含集中式數據管理工具,可幫助工作組安全地存儲和管理處理中的設計數據和相關文檔。這將讓用戶獲得一個簡化的變更管理系統和準確的物料清單(BOM),并能夠與團隊、客戶和供應商共享數字模型。
(5)溝通設計理念。使用歐特克產品設計套件,能更輕松地從驗證的數字樣機生成和共享可投產的文檔,從而幫助用戶減少錯誤并在更短的時間內交付設計。將設計數據轉化為照片級渲染圖和影院級動畫,幫助用戶贏得競爭優勢,并為客戶提供極具視覺沖擊力的設計概念。通過集成供應鏈數據,可創建大規模的數字實體模型,從而優化工程設計校審和協作。
關鍵詞:產品設計 工業設計 3D打印
中圖分類號:TP3348文獻標識碼:A文章編號:1009-5349(2016)11-0243-01
工業產品造型設計,也就是圍繞產品的材料、構造、形態、色彩、表面加工及裝飾而賦予特定產品以新的品質。作為一種產品設計觀念和方法論,工業產品造型設計探討如何應用各種先進技術,達到產品的科學與藝術的高度統一,尋求實現“人-機-環境”的和諧統一。
本文根據設計任務的要求,按照手繪草圖、三維建模、展板設計的步驟完成了手電筒的造型設計,并用北京太爾UP BOX 3D打印機制作了實物模型。本設計課題來自2015年山東省職業院校技能大賽“工業產品造型設計與快速成型”項目。
一、設計要求
手電筒是日常生活中經常用到的產品,主要存在的問題:造型陳舊,功能單一,缺少審美感;尺寸較大,攜帶不方便;使用時,如果在黑暗狀態下尋找物品時,還要一只手握著手電筒,妨礙做其他一些事;產品造型單一。
針對以上問題,提出如下創新設計要求:①燈頭設計成可旋轉90度,直立在平面上,要保持穩定性,可以在黑暗中作為迷你燈具照明。②新設計在滿足其功能的前提下,要求曲面飽滿、廣順、色彩漂亮、協調,符合年輕人的心理喜好。③新產品應具有較好的工藝性和經濟性且使用方便,有足夠的強度。④新產品具有良好的持握性,并且便于攜帶,符合人機工學。
二、新產品的創意設計
新產品外觀采用仿生設計,設計靈感來自海豚跳躍的一瞬間,曲面飽滿造型漂亮,方便持握。在此基礎上,我們從造型美觀、人機協調的角度,對產品的外部細節結構及內部工藝結構進行了構思,完成了新產品的設計方案,手繪草圖如圖1所示。
三、產品數模的創建
運用三維建模軟件UG,進行產品的三維造型。UG軟件具有強大的三維造型能力,可以完成復雜曲面的造型設計。本產品的建模主要通過掃掠、網格曲面等構面命令完成整體外形的曲面構建,并在曲線繪制過程中,運用曲率梳檢查曲線曲率的連續性,避免急劇變化,通過高質量曲線的構建,保證曲面質量。
四、產品的渲染及展板
將產品數模導入KeyShot軟件中,通過對環境和燈光的設定,完成產品的渲染,后用PS進行了產品展板設計,對產品的配色方案和細節結構進行詳細展示,并通過爆炸圖對內部結構進行說明。在創新設計的過程中,隨著對產品創新設計要求的進一步了解,對燈頭的結構進行了重新設計,把折疊結構改為旋轉,使其使用更加方便,工藝性也更合理。
五、產品打印
選用北京太爾UP BOX熔融擠壓快速成型設備進行模型的打印,UP BOX的成型精度為±0.2mm/100mm,能全自動調整平臺高度,全自動光電調整平臺水平,成型尺寸為寬255x長205x高205mm。打印材料選用ABS工程塑料,具有良好的力學性能。
六、小結
隨著科技的進步和人們生活水平不斷提高,人們在關注產品使用性能的同時,對產品的外觀提出了越來越高的要求。本文完整闡述了海豚手電筒產品造型設計與快速成型的流程。外觀上,相比原產品更具藝術美感;功能上,既可以作為手電筒使用,也可以作為迷你照明燈具使用。最后,通過3D打印并制作了實物模型,裝配良好,達到了設計要求。
參考文獻:
關鍵詞:模型輕量化;裝配體;CAD模型
0引言
三維CAD系統廣泛應用于產品設計與制造階段,擁有復雜結構的大規模裝配模型在CAD系統中創建,如數字化工廠、數字化醫療設備等。這些裝配模型包含成千上萬個零件,即便是中小規模的產品,為了能精確掌握產品屬性,也需要在CAD系統中根據物理模型建立詳細的、包含完整細節特征的實體模型。這也導致裝配體模型包含大量的零部件并且擁有非常復雜的內部結構[1]。