逆向構思數字化工業設計方法及平臺

摘要：本文主要介紹了逆向思維構思數字化工業設計的方法和平臺，在進行產品體量關系探索的立體構成方法中，主要有分割與積聚兩種方法。分割主要有對體的立體分割及體面之間的空間分割；積聚的具體方式是有群化、重復、漸變、及結集等。而語意差異法是一種測量消費者對產品印象的方法。設計平臺包括：建模平臺；設計評審平臺；數字化草圖繪制平臺；真實感數字渲染平臺。

關鍵詞：逆向思維 工業設計 信息時代

【中圖分類號】TQ050.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1002-2139（2009）-15-0114-1

基于逆向設計思維與正向設計的數字化設計方法，從數字化工業設計流程的多個環節進行改進，引入產品設計的逆向構思思維，提高了工業設計各環節的并行性，提高了數字化工業設計的質量及效率。

1 設計方法

（1）立體構成

在進行產品體量關系探索的立體構成方法中，主要有分割與積聚兩種方法。分割主要有對體的立體分割及體面之間的空間分割；積聚的具體方式是有群化、重復、漸變、及結集等。例如積木就是利用體的積聚來產生多種形態的。在工業造型設計中，體的分割與積聚的運用，可以產生豐富的形態效果，在設計實踐中尤為重要。

（2）語意差異法

語意差異法是一種測量消費者對產品印象的方法。語意差異法利用產品的形容詞匯，通過調研的方法找出消費者的感性認知與對象的關系，并進行定量和定性的分析。通過語意差異法設計師就可了解：消費者在面對具體產品時會從哪些方面去解讀產品，影響他們認知產品內涵性語意的因素是什么，進而了解構成具體語意意象的產品設計元素等，并以此作為產品設計開發時的參考。

2 設計平臺

（1）建模平臺

逆向構思數字化工業設計方法的建模平臺選用alias系統的Studio Tools組件，alias的Studio Tools可謂是當今工業設計軟件平臺的領導者，與眾多的CAD， CA工D軟件相比，Studio Tools具有非常強大的數字化草圖繪制技術、NURBS曲面建模系統、快速且高質量的物理渲染引擎、專門針對工業設計的模塊化材質庫和物理燈光庫。

Alias Studio Tools為可擴展軟件解決方案，專門針對工業設計任務而開發。從概念設計一直到設計細化，它包括使用素描、圖片、真實感渲染、動畫及三維產品模型開發和交流設計概念的構思過程和概念設計功能，以及可快速創建、靈活修改和精確顯示的曲面和細節設計的工具，可以有效控制整個工業設計流程。

（2）設計評審平臺

在設計評審中，選用與Studio Tools具有良好的無縫對接功能的Portfolio Wall。Portfolio Wall使得工業設計師及相關設計人員能夠高效地組織、查看、注釋和管理二維及三維的可視化數字設計資源，Portfolio Wall也可用于產品三維模型的評估、演示和審查。

（3）數字化草圖繪制平臺

數字化草圖繪制工具分兩種：軟件工具及硬件工具。要求具有如下功能：適應設計早期創意階段，不僅能夠在數字化環境中表達草圖創意，更重要的是能夠真正適應設計師的創意思維活動，能夠自由快速地表達原始概念，通過工業設計師習慣的傳統交互方式驗證各種創意，并能在有新的創意時靈活地填充設計細節。

軟件草圖繪制工具采用Alias公司的Sketch Book軟件，Sketch Book是一種使用方便的高品質繪圖程序，專為隨數字化手繪板一起使用而設計。該軟件以友好和基于手勢的用戶界面為特色，用戶界面構建在Alias的Marking Menu專利技術之上，繪畫過程無需使用任何菜單。只需輕點畫筆，即可訪問該軟件的高級繪畫工具：高效的壓感性鉛筆、馬克筆和筆刷；鋼筆圖層；背景模板；隨意更花的筆尖形狀及大小。

草圖繪制的硬件工具采用日本WACOM公司的數字手繪板與壓感筆。WACOM壓感筆是為設計師所設計的完美的數字化草圖繪制工具。壓感筆可以提供的6個維度的控制：左右方向、上下方向、壓感、傾斜角度、傾斜方向、旋轉。結合支持此功能的Sketch Book軟件，一支壓感筆就可以制造幾乎所有類型的筆刷效果或筆觸，設計師只要移動手腕并且旋轉筆就可以產生平滑優美的線條。Sketch Book及手繪板系統將紙上手繪草圖和數字化設計工具支持的設計兩種模式相結合，優勢互補，提供一種數字化設計工具支持的真正適應草圖繪制特征的智能化概念設計平臺，讓工業設計師可以在直接進行自由手繪的數字化設計環境下進行創意工作，并能自動平穩地過渡到進一步的詳細設計，對于發揮設計創意和提高設計效率具有重要意義。

（4）真實感數字渲染平臺

高效的產品真實感渲染工具應具有的功能包括：①體積光，工業設計的效果圖對照明要求準確無誤，但傳統的數字渲染工具中都只能構建點光源或線光源，不能很好地表達產品的真實感。真正能構建物理體光源的只有Cinema 4D設計平臺；②智能GI，全局照明主要是解決間接光照、“染色”等真實感問題；③模塊化的材質預制功能及實時交互式的渲染方式等。④快速并且準確的算法。

結束語[HT]

基于逆向設計思維與正向設計的數字化工業設計方法是處于產品設計開發過程上游的一種系統化工業設計方法，基于逆向構思的數字化工業設計方法是根據工業設計實踐，在對數字化設計工具的特點及數字化工業設計方法進行深入分析的基礎上，提出的實踐性強并且切實有效的數字化工業設計方法。其從三維形體構思開始設計、細節與整體并行設計等設計方式，提高了設計師設計產品時的創意能力。此方法在提高工業設計師的創意質量、增強產品的美感等方面，具有較強的可行性。

參考文獻：

［1］ James A， Landay， Brad A. Myers. Interactive Sketching for the Early Stages of User Interface Design［J］.Denver: of Human Factors in Computing systems，CHI 2008:43-50.

［2］David g. Ullman， Stephen Wood， Mechanical Design Process［J］.David Craig. The Importance of Drawing in the Computer Graphics，2008，2(12):263-274.

［3］佚名.逆向思維創造奇跡.師道［J］，2008，4：2-9.

［4］張婷婷．工業設計史微探［J］．沈陽大學學報，2008，3（15）：101~105.

［5］何人可．信息時代的工業設計［M］．北京：北京理工大學出版社，2008.