淺談數字建模技術與產品造型設計

摘 要：在計算機技術尤其是虛擬現實技術的推動下，計算機數字虛擬三維建模技術（下文簡稱數字建模技術）更加深入和廣泛地應用在產品造型設計中。由于數字建模技術具備直觀、生動的特性，在提高產品造型設計效率方面更具有非凡的優勢。本文通過對現階段產品造型設計技術的現狀進行扼要分析，以期能引發更多產品設計人員和同行從業者們在結合具體實例的情境下，來探討產品造型設計中的數字建模技術，并通過對數字建模技術的研究，對將來的產品造型設計實踐活動有所裨益。

關鍵詞：產品造型設計；數字建模技術

0 引言

以立體的產品為對象所進行的造型設計活動當然是要圍繞著產品的三維造型設計來展開，并且其核心任務就是設計出來的產品既能體現產品的使用價值，又能體現其審美價值。隨著計算機技術特別是虛擬現實技術的發展，數字建模技術在產品造型設計中的應用越來越普遍，使之產品造型設計的效率也突飛猛進，但隨之而來的卻是產品造型設計的同行業的競爭也越來越激烈。因此，為了增強產品設計的表現力，提高產品造型設計的競爭力，迫切需要對產品造型設計中的數字建模技術進行深入研究，在采用新的設計方法提高工作效率。

1 計算機數字三維建模技術及其優點

在進行產品造型設計中，主要是對產品的風格包括造型、色彩，以及人機、標志設計等方面進行設計。在產品的造型設計階段，利用數字建模技術建立產品模型，與傳統的設計階段建模方法相比，有顯著的優越性。

（1）素描草圖、三視圖、透視效果圖是傳統產品造型設計的重要手段，而利用計算機數字三維建模技術進行造型設計，在表現技法方面是全新的，他能充分體現設計師的設計思想，制作快、成本低、易存儲，而且方便隨時修改。

（2）數字建模技術使產品設計時，添加色彩更加方便，且顏色更加逼真。毋庸置疑，完善的產品造型設計，其中的顏色設計是非常重要的。傳統的產品色彩設計時，設計師需要對造型的色彩知識，如：色與光、對比與調和等方面的技巧有比較專業的把握，而在傳統產品造型設計時，設計師繪畫水平的良莠不齊可能會使設計方案遭到錯誤的判斷，尤其是透視效果圖中的色彩效果，常會受到繪畫著色優劣程度的影響，直接導致色彩的真實性、可靠性流失掉。而使用數字建模技術，造型設計的著色可以采用模擬真實的原料就可以賦予模型逼真、可靠的色彩，并且可以靈活多變的在反復試驗著色方案中達到滿意效果。

（3）數字建模技術能夠對造型設計中產品的功能要求、造型設計之間的關系進行快速直接的協調處理。產品的功能要求往往優先決定造型設計，這就是所謂的“功能優先”原則，意即造型設計體現功能要求，因為在事實上，確確實實存在物質條件影響藝術造型的現象。利用數字建模技術進行產品設計時，可以針對產品功能的特點，直接利用數字建模技術來設計。比如，模型的隨意修改、材質的隨意更換，都是體現和突出產品功能的必備條件，而修改模型自不必說，就是數字建模技術之豐富的材質編輯功能在賦予模型不同的材質以及感受不同種材質效果等方面就具有得天獨厚的優勢。

（4）數字建模技術使產品能實現了人機協調。產品的造型設計除了給人外觀的審美感受，在使用中還會對人的生理和心理產生直接影響。利用數字建模技術，把人機作為統一體來進行設計，使機電產品與人體功能密切配合，能夠促進生產效率的提高，降低體力消耗、改善工作條件，提高職業安全，使機器能夠更方便地為使用者服務。

（5）數字建模技術能夠快捷的展現設計者設計風格。傳統的設計方式大都用手工來繪制產品效果圖和制作模型，不僅耗時長，且不便于進行修改。所以可供其創作發揮的余地很小，限制了設計師的設計靈感。數字建模技術由于能快速生成模型，能夠在短時間內生成多種可供選擇的造型方案，為設計師展現不同風格的設計思想提供平臺，可進行任意的創新修改，從不同角度觀察產品造型進而選取最佳設計方案，且方便按用戶要求進行修改。因而，從另一個角度來講，數字建模技術也是誘發設計師創造性思維、提高創造能力的良好工具之一。

2 數字建模技術在加工中心造型設計中的應用

對加工中心的造型設計，不能簡單地把它作為箱體造型來研究，而應該結合其特定的內部結構，結合外形與內部結構之間的有機聯系來進行外形設計。具體來說，就是要考慮到加工中心的外觀形狀、顏色、機器功能等幾個方面來進行設計。

由于加工中心對加工精度和加工環境有較高要求，因此大都采用全封閉式設計。這種設計方法由于豎直線和水平線過多往往容易顯得太過方正、拘謹，會讓人感覺呆板、單調，因此可以多用斜線、豎直線和水平線來造型設計，從而能夠顯得更加活潑醒目。同時，注重對產品的色彩選擇對于提高產品的外形會帶來很好的效果，外形構造漂亮的產品往往比這方面不夠亮眼的產品更有市場競爭力。具體來說，可以選擇比較鮮艷的顏色給人生動的感覺，使人感到精神愉快，提高工作效率。這些產品造型設計中的顏色搭配和外形修改等工作都可以通過計算機三維數字建模技術輕而易舉地完成，既直觀又方便，提高了產品造型設計的效率，有利于激發設計師們的設計靈感。

3 產品造型設計中數字建模技術的不足

盡管數字建模技術有其優點，然而也有其不足。首先，數字虛擬模型在任何時刻都只是一個模擬模型的一個視圖，它受到電腦屏幕的平面化的限制，致使數字造型設計只能停留在平面和視覺的三維上，距離真實存在的物體可以全方位地觀摩還相差甚遠。其次，數字建模設計人員，大多都是以鍵盤和鼠標為主要工具進行設計的，作為通用的建模手段，大多數的數字建模設計師基本上都是把其他設計人員頭腦中的基本成型的產品設計方案表達出來，而不是自己心中的設計，從這一點上來講，在產品創新設計方面喪失了數字設計師本體所應具有的主觀能動性和創造性。換句話來講，設計師大都把時間花在表達造型上，而沒有留出足夠多的時間去思考和發掘自己心中的新創意，形成一種簡單的初級模仿，在某種程度上限制了設計師的積極性與創造性的發揮。最后，觸覺是人類感知世界不可或缺的手段之一，在獲得真實體驗方面，相比于視覺和聽覺更具有真實感，在這一點上恰恰是數字建模技術所無法彌補的缺憾。因為，在建模的過程中，設計師與其設計只能進行視覺信息和聽覺信息的交互。設計師在計算機屏幕上可以看到模型的形態，有時也可以通過計算發出的聲音信息進行判斷，然而，在這一領域始終沒有觸及到人與自然進行交互重要的信息之一：觸覺信息。設計師無法觸摸到虛擬的模型，也無法獲得觸覺信息的反饋，因而無法真切感受模型的存在。

4 結論

數字建模技術在產品造型設計中所體現的優越性是傳統的設計方法無法比擬的。它所體現的直觀性、方便性和效率性開拓了新的設計思路和方法，大大解放了產品造型設計設計師，使他們能夠盡可能在尋找新穎的設計靈感，展現獨特的設計個性方面下功夫。數字建模技術正以其極大的靈活性和方便性成為現今設計師門必不可少的工具。

參考文獻：

[1] 譚秀華，于風華.三維建模技術在產品造型設計設計中應用[J].遼寧工程技術大學學報，2004（S1）.

[2] 李錫蓉，陳磊，徐人平.計算機三維建模技術在產品造型設計設計中的應用 [J].昆明理工大學學報（自然科學版），2001（04）.