基于計算機技術的美術設計輔助系統設計及應用

趙書英

(渭南師范學院 絲綢之路藝術學院 傳媒學部， 渭南 714099)

0 引言

計算機美術設計主要以電腦科技作為基礎，將電腦技術與設計藝術緊密融合，是一種嶄新的藝術創作手段。美術設計人員不但要熟練掌握設計軟件的應用，而且要有深厚的藝術素養和扎實的美術功底。只有電腦藝術與設計創意之間完美結合，才能創作出完美的作品，計算機美術設計的出現會使人類藝術世界的格局發生很大變化。計算機美術設計輔助系統在藝術創作中發揮著重要作用，與傳統的藝術設計方式相比較，計算機美術輔助系統的設計效率更高，隨著人們對藝術質量的要求不斷提高，要不斷對美術設計輔助系統的創新性與實用性進行優化，根據實際需求，對系統技術細節進行分析，進一步完善美術設計電腦操作系統，為藝術設計人員的藝術創作提供保障[1]。

1 計算機美術設計輔助系統設計原則

根據計算機美術設計輔助系統的實際需求，了解了該輔助系統的真正使用目的，在此基礎上對各個模塊進行研究與設計，系統設計原則如下。

(1) 合理性原則

該系統的設計要滿足設計人員對美術設計輔助系統的要求，在確保先進性與可靠性的基礎上完成美術設計的重要任務。

(2) 人性化原則

在美術設計上，輔助系統的應用非常廣泛，為了進一步完善用戶對系統的使用效果，在系統的設計方面一定要遵循人性化的原則，考慮到設計者的使用習慣，提高系統使用的穩定性。

(3) 可擴展性原則：由于人們對美術設計輔助系統的使用需求有所不同，所以在系統設計時一定要具有擴展性，方便由于人們更高的需求而進行的系統升級。

(4) 模塊化設計原則：通過系統模塊化設計，確保每個模塊都是一個獨立的個體，在某一模塊出現問題時，不會影響其他模塊運行[2]。

2 計算機美術設計輔助系統設計要求

關于計算機美術設計和輔助系統的設計首先要進行可行性分析，結合實際運用情況符合輔助系統的需求分析以及功能分析進行設計。該系統主要是為設計人員設計出完美作品提供技術保障，具體要求如下。

(1) 輔助設計系統的設計要保證設計人員能夠隨意選擇材質，對已經選用的材料可以隨時更改，其更換或修改主要有兩種形式，一種是運用系統默認的標準材質，一種是通過設計人員手動修改。

(2) 該系統的實際要確保設計人員可以根據需求隨意設定作品的顏色與背景顏色，設計人員可以自行創建作品的規模、形態等。并且可以通過輔助系統對已完成的作品提前預覽，對不符合要求或不滿意的地方及時修改，確保作品的美觀性。

(3) 該系統設計要為開發人員提供腳本共享服務，方便不同的設計人員對作品進行欣賞與借鑒。管理人員要在權限范圍之內對腳本信息進行管理，為開發團隊中的設計人員理工提供免費查閱與下載的服務，從而提高開發效率。

該系統的設計與運用分工不同[4]，主要運行者包括設計人員和管理人員，設計人員負責對作品的材質設計、建立模型、燈光布置、作品預覽、查或下載腳本、腳本共享等，管理人員主要負責用戶管理、數據統計分析、系統配置管理以及腳本管理。不同分工管理，如圖1所示。

(a) 管理者用例圖

圖1 人員分工示意圖

3 基于微信平臺下的計算機輔助系統整體結構設計

3.1 系統功能結構設計

關于計算機技術的美術設計輔助系統功能結構主要包括系統管理模塊、作品建模模塊、材質設定模塊、燈光布置模塊以及腳本共享模塊。其結構，如圖2所示。

圖2 計算機美術設計輔助系統功能結構圖

(1) 系統管理模塊:主要對作品進行新建、預覽、保存等設計，對新建的作品添加素材，并且能夠對系統配置進行管理。這些功能都屬于計算機美術設計輔助功能的重要內容。

(2) 作品建模模塊：主要對作品的尺寸、弧度等進行設計，調整邊緣形態使其更加美觀，達到設計要求。如果設計的是三維圖像，一定要對圖像的邊緣形態準確規劃，通過旋轉得到三維立體圖像，旋轉操作可以由系統自動完成，而線性部分則需要設計人員手動制作，通過該模塊可以按照實際需求來對作品的尺寸和材質進行調節。

(3) 材質設定模塊：可以對設計產品的材質進行增減、更換或修改，最主要功能是為作品提供各種材質，可以由系統默認提供，也可以由設計人員手繪制作提供。

(4) 燈光布置模塊：有被稱作環境布局模塊，主要對設計作品的背景以及顏色進行選定與設置。

(5) 腳本共享模塊：主要以數據庫技術為基礎，實現腳本的共享與管理功能，設計人員可以對設計作品進行共享，其他設計人員可以通過該模塊對作品進行查詢及下載，達到提高開發效率的效果[3]。

3.2 層次結構設計

在美術設計輔助系統設計中，關于腳本共享平臺的設計主要是以J2EE技術為基礎，該平臺主要包含JSP技術、HTML技術以及Servlet技術。服務器會根據用戶的實際需求來選擇相應的應用[5]。輔助設計系統分為數據維持層、業務邏輯處理層和顯示層3個層次，每個層次之間都相互獨立，各負其職，所以一旦某個模塊發生變化，只要接口類型保持不變，那么整個美術設計輔助系統都可以正常運行，確定了系統運行的安全穩定性能。

3.3 網絡結構設計

系統的設計主要是按照用戶的基本需求進行研究與部署，如圖3所示。

圖3 輔助系統網絡部署圖

從圖3中可以看出部署圖與美術設計輔助系統之間一一對應，所以設計者或用戶不但可以通過局域網進行系統訪問而且可以通過因特網訪問系統，二者之間的區分在于，通過局域網，用戶可以使用系統的所有功能，而由因特網進入的用戶只能使用部分功能。從這一點看，該輔助系統的設計存在一定的安全性。

3.4 數據庫設計

為了確保人們可以對腳本信息進行查詢與下載，該系統進行了數據庫設計，實現對數據信息的正確管理，達到信息使用的最大價值，在軟件工程管理中，通過對系統的使用環境以及使用需求進行分析，從而對數據庫系統進行設計，創建一種供用戶查詢、存儲、下載以及管理的一流服務。在數據庫設計時要提高數據庫的抗壓能力，防止數據過大對系統造成影響，一旦數據庫癱瘓就會嚴重影響整個系統的運行，所以數據庫在整個系統中占據核心位置。數據庫存儲信息類型主要包含用戶信息和腳本信息。用戶信息數據庫主要存儲用戶的個人信息、身份權限以及使用記錄等，而腳本信息數據庫主要對已經完成上傳的作品進行存儲，并且對相關的描述性信息進行存儲。對腳本的下載信息進行統計與記錄，具體到下載次數、下載時間等。

3.5 功能實現

(1) 綁定微信公眾號

該系統基本實現了下列功能。

微信公眾號大致可以分為兩種類型：訂閱號與服務號，在服務號中具有自定義的菜單功能，通過手機可以對一級菜單進行設計，所以要通過服務號來創建輔助系統，利用定義菜單來實現用戶的互動。在賬號申請之后，通過系統提示在頁面中對消息接口進行申請，然后提交信息。微信用戶為了獲得課程輔助系統的具體服務，一定要實現微信賬戶綁定課程輔助系統以及微信公眾平臺，在綁定之后，來進一步實現美術設計輔助系統的實現。

(2) 素材管理

為了實現在微信平臺下運行美術輔助系統，一定要將相關的材料轉換成微信平臺支持的素材，包括圖片、文字、音頻等，教師可以將課程的概述通過圖文信息的形式在公眾號中添加，學生在移動設備上便可實現系統的應用。

(3) 微信查詢

微信查詢主要是運用手機對教務管理系統進行信息查詢，學生通過微信公眾號平臺能夠對成績以及設計作品進行查詢，充分發揮移動微信的高效能力，學生也可以通過微信搜索對數據進行搜索，產生獨立的數據，并且以文檔的形式對用戶進行反饋，反饋的信息會以實際的內容最終實現多樣化的形式。

4 美術設計輔助系統在產品設計中的實際應用

計算機輔助技術在產品設計中的應用，一定程度上能夠拓寬了計算機的應用領域，對傳統的設計方法與理念產生很大沖擊。美術設計輔助系統在產品設計中的應用主要體現在以下幾點：

(1) 產品設計由計算機技術替代筆紙描繪

通過運用計算機輔助系統，可以不再使用筆、尺、規等傳統作圖工具，電腦操作平臺為產品設計提供了廣闊的空間，通過程序的操作便可完成復雜的工作，產品效果簡單、高效。計算機輔助系統的應用徹底擺脫了手繪模式。

(2) 程序的設計高效靈活

通過計算機技術的美術輔助系統，產品的創意方案可以通過三維建模來實現立體設計，在形態、色彩、肌理等方面都可以進行隨意調改，在設計過程中，有充足的時間與精力放在對作品的分析與評價上，作品的復制或下載也不會有任何損失，已經完成的作品人們可以共享，設計任務也可以分階段的完成，有效的提高了工作效率。

(3) 縮短產品開發周期

計算機輔助系統在產品設計中的應用，可以提高設計成果的安全可靠性，由于工作效率的提高，可以縮短產品的開發周期，通過輔助系統所設計的產品具有一定的立體效果與質量感，隨著數字技術的發展，虛擬的產品變成現實，通過虛擬現實技術的應用可以使靜止的設計結果變為虛擬的真實世界，人們可以通過對產品的模擬使用來檢驗產品各方面的性能。

(4) 設計仿真與檢驗

通過CAD系統的三維圖形功能，設計師可以在計算機屏幕上對所設計產品的外形進行模擬，在設計之初對產品進行優化，達到降低消耗、提高品質的目的。在新產品投入使用之前，也可以對產品的結構、裝配等特征進行分析和檢驗，提高產品設計的一次成性。

5 總結

計算機輔助系統的快速發展，不但意味著設計技術的改變，而且在設計思維上可以得到很大突破，進一步推進制造業從產品設計到技術管理進行全面深刻的改革。計算機輔助系統的應用，可以將計算機的準確性、快捷性與設計人員的創造性思維和設計能力緊密結合，使產品從概念設計、造型設計、結構設計、工程制造等程序實現智能化，從而創造出更加經濟、實用、美觀的產品。