計算機在家具結構設計與制圖中的應用

江蘇省揚州技師學院 陳星宇

隨著社會經濟的發展，科學技術的進步，計算機以及網絡信息技術的發展速度越來越快，不僅應用于各行各業，還提高了生產效率，縮短了產品的設計周期和生產時期。家具是一種更新換代較快的消費品，傳統的家具結構設計由手工繪制，設計周期長，并且更改繁瑣，不利于家具行業的持續發展，但是隨著計算機的應用，已經大大的改變了這一現狀問題。本文就計算機在家具結構設計與制圖中的應用作深入分析。

1 計算機對于家具設計的作用

1.1 計算機技術帶來全新的設計概念

電腦技術突飛猛進，從圖形、圖像的加工到多種多媒體技術的應用，從立體的實物到虛擬的動態仿真，到現代的虛擬技術的成熟，從線性的媒體到全方位的、多層次的互動網絡的出現，不但改變了人類的日常行為，也改變了人類的思想觀念[1]。現階段國內建筑行業、裝飾行業等設計部門都從不同層次、不同角度、不同方向開展了計算機技術的應用研究、開發工作，為推動和促進電腦在家居行業的廣泛應用奠定了一定的基礎。并且計算機技術能夠帶來全新的設計概念，從傳統的手工繪圖、手工測量到目前的電腦繪圖，不僅提供了工作的效率，還能夠為設計師帶來新的設計方向，讓未來的家具制作趨向于智能化、現代化。包括了計算機技術中各類設計軟件，只需要輸入相關的數值，就可以根據需求進行模擬設計，還有3D打印可以把計算機生成的三維圖形轉化為現實物品，可以根據用戶的需要選擇數字文件，并且可以不受地域的限制，隨時就可以進行立體打印家具對象。這種方式對于地區比較偏遠的家具采購來說，可以跨區域實現家具購買目標。計算機技術可以將所有的不可能變成可能，將之前家具制作行業不敢去想象的設計變為現實。

1.2 計算機技術可以提供工作的效率

在家具的設計與制作過程中，包括了很多方面，但是不可否認的是，家具行業正在朝著智能化、自動化、現代化、人性化的方向發展。智能化家庭的設計，它的核心在于為人們的生活帶來更好的生活感受，還要兼顧住戶的個人偏好和建筑物的面積。所以，在家具的設計當中，用戶的興趣愛好會對其家具的設計和布置產生一定的影響，所以，在家具設計的時候往往表現出一種需求化、人性化、藝術化的特征。近年來，隨著人們對生活品質的不斷提高，對家具設計有了更高的要求，許多家具設計師開始引進智能化的設計概念，希望借由智能化的家具，讓更高的科技水平改善人們的居住環境。家具行業面對的用戶各不相同，用戶又有各自不同的性格和不同的設計要求，借助信息技術進行家具產品的設計，可以滿足不同人群的實際需求，并且在操作上更為靈敏和方便，極大地提高了工作效率，還可以更好地解決用戶的家居生活需要。計算機網絡技術、信息技術和智能控制技術是實現智能化的重要手段。隨著智能理念的滲入，能夠讓家具產品具有記憶功能和環境適應性。智能化的理念逐漸滲透到社會生產生活的各個領域，智能化家具、智能化家居系統、智能化建筑相繼涌現，科技正在逐漸改變人們的生活，并且在未來具有廣闊的發展前景。

1.3 計算機技術實現了家具產品的可視化

現階段的家具設計行業已經處處離不開計算機作為技術支持，生活中或是生產工作中已經處處可見計算機的應用。尤其是在計算機下的智能技術，不僅可以增強現實，還能夠通過物聯網、建模技術、繪圖軟件實現更多的設計與操作[2]。AR技術作為一項連接現實與虛擬世界的工具之一，可以增強家具產品的可視化。在家具產品完成設計以后，能夠將二維圖紙轉化為三維的立體空間，設計師完全可以借助AR技術全方位展現產品，發現產品在設計中的不足，通過模擬技術進行調整和優化。針對家具來說，可以提供模擬產品在現實社會中的顏色反差、規模尺寸以及在建筑環境中的真實樣子。甚至，手指點擊幾下就可以將不同的家具產品放置在用戶的建筑空間中，可以直觀地看到家具與其他裝飾品之間的搭配效果。并且家具設計的時候，還可以利用計算機技術按照之前所設計的數值進行對比和分析，以此來得到最佳的設計與制作方案。

2 優化家具結構設計與制圖的重要性

2.1 智能家具對于室內設計的影響

優化家具結構設計與制圖能夠改變建筑室內設計的空間布局，在設計的時候，將智慧家具的概念引進到了室內的設計當中，使得內部的空間設計更具彈性。并且智能家具屬于內部裝修的一部分，和硬裝相比，家具部分屬于建筑設計中的軟裝。在“智能化”的影響下，目前室內的裝修風格也發生了變化，無論是硬裝還是軟裝，都需要注重使用者的生活需要[3]。在整個建筑的設計當中，建筑的設計風格變得越來越多樣化，越來越注重綠色和環保的理念，并且越來越注重人和自然的和諧。所以，在室內空間的規劃中，既要考慮使用者的偏好，又要創造一個好的環境氣氛，這樣才能最終決定其裝修的風格，家具也要隨之進行轉型，考慮到當前的環保趨勢，可以從家具的材料入手，對于大部分用戶來說，對于家具的需求不僅是考慮其外觀和功能，還要考慮到使用建材的安全性，以及家具中常見的甲醛問題，這些，隨著節能環保的政策推行，也為家具的設計帶來了新的方向。還有就是建筑中的裝飾問題。在傳統的設計思想中，更強調了家具的擺放和物品的排列。然而，在引進了“智能化”概念后，內部空間的設計理念也隨之改變，家具要與內部空間的整體保持協調性，從而使內部空間的整體舒適性得到提高。

2.2 智能家具對于建筑空間的影響

現在很多智能系統都與物聯網進行了無縫的對接，家具中的部分裝置可以與使用者的終端相連，大大提高了使用者的便利性，讓使用者可以輕松掌握家具的運行情況，大大提高了使用者的操控能力，同時也提高了使用者的使用體驗。比如具有記憶功能的沙發坐墊，可以根據使用者常用的坐姿以及重量進行調整，可以提供更加舒適自如的體驗。家具設計的終極目的在于讓整個內部的構架與內部的整體空間更具彈性與美感，而在內部的空間布局中，往往會依據使用者的身體情況，審美需求及個人偏好，營造出最佳的居住環境比例。比如，家具中的浴巾架以及門廳中的雨傘架，都可以連接到物聯網系統，進行加熱以及烘干，還能夠根據使用者的習慣自動播放音樂、提供照明等功能。并且智能家具還會在整體裝修的材質上進行空間布局，從色彩、結構、層次、藝術性等方面進行運用，從而節省了大量的人力物力，帶來更加智慧化的宜居空間。

2.3 計算機技術與家具設計的實踐

信息技術可以適應時代的發展并迅速做出轉變，提高資源利用率。在利用計算機進行家具結構設計與制作時，可以充分考慮使用者的居住適宜程度，并且還可以進行環境友好的材料設計。能夠通過大數據信息技術進行不同材料的性價比分析，不同的設計圖紙下，使用不同的材料最終產生的效果也不相同。而信息技術可以滿足使用者的生活理念以及生活習慣，設計人員可以通過計算機進行調整，還能根據不同的建筑場景進行分類設計，還可以加強家具系統的兼容性，有利于內部環境的整體布局，并且最后還能夠幫助使用者進行成本分析，讓需求家具使用維持在可以接受的價格范圍內。

3 計算機設計制圖在家具產品中的運用

3.1 CAD設計的應用

CAD是指通過電腦和繪圖裝置來協助設計者完成的一種設計與制圖的軟件，在工程和產品的開發中，電腦可以幫助設計者完成計算、存儲、繪圖等工作。在家具的設計中，經常需要通過電腦對各種方案進行多次的計算、分析和比較，從而確定最佳的方案；各類的設計資訊，不論是數字的、文字的還是圖像的，都可以儲存于電腦的記憶體或外部存儲器中，并可迅速地被擷取；設計師們經常從草稿中著手進行設計，把素描變成工作圖表的工作交給電腦來做；通過電腦生成的自動設計成果，能迅速做出圖表展示，便于設計者對其做出正確的評價和修正；通過電腦處理圖形的編輯、放大、縮小、平移、轉動等工作。CAD可以減少設計者的工作量，減少設計時間，改善產品的質量[4]。CAD很直觀地輸入兒童家具的基本設計參數，原本用手繪制需要花費數個小時的時間，現在只需要數分鐘就可以輕松完成。設計人員可以按照用戶的需求和功能來設想各種家具的形狀與造型，使家居的氛圍更為豐富。并且還可以根據不同建筑空間區域的特征進行專項設計，比如兒童房屋的家具顏色多為明亮的暖色，突出環境的氛圍感，能夠為兒童營造一個溫馨的成長空間。如果需要設計比較繁瑣的家具形狀，也可以利用CAD進行制作，能夠通過信息技術發現人工所不能看到的設計缺陷，借助專門的繪圖工具，可以保證設計方案的科學性和合理性。

3.2 3D Max的應用

通過3D Studio Max模型，對家具結構的平面進行3D化，再通過Photoshop軟件對圖像進行修正，使得設計的結果更加貼近于設計的初始目的。3D Max就是現在常說的3D Studio Max，通常被稱為3D Max或Max，是基于PC的3D動畫繪制和生成的計算機。它的先驅是基于DOS的3D Studio。在Windows NT之前，SGI的圖形工作站已經成為了工業制片的天下，該軟件是在家具設計中應用最多的一個應用程序。在家具設計中，三維Max軟件占據了很大比例，目前我國大多數的設計單位都采用了3D Max技術進行了家具結構的繪制。在家具圖紙的設計中，我們可以使用3D Max進行虛擬的三維建模，從而讓用戶清楚地了解這個建筑環境與產品的空間聯系，并將其應用于裝飾市場中。在室內裝飾中，三維Max軟件占據了很大比例，目前我國大多數的設計單位都采用了3D Max技術進行繪制。每個設計者的每個步驟都建立在一個準確的數據之上。在此基礎上，可以對每個具體的設計精確仿真，并對相應的版面問題進行求解，使得系統的設計精確性和時效性都得到了極大地提升。在進行變更時，軟件會按照變更后的設計方案和報告，對變更后的產品進行調整，以節省工期和費用。

3.3 Photoshop的應用

Photoshop是Adobe公司最著名的圖像加工程序，它集掃描、編輯、制作、創意、圖像的輸入和輸出等功能于一身，受到眾多家具設計人員的青睞，此軟件也能讓家具變得更加逼真。從整體上看，利用計算機技術進行輔助，使原本的虛擬設計逐步變為現實，不但節省了大量的時間和資源，而且達到了預期的效果，為最終的實現奠定了堅實的基礎。原本的計劃需要幾個小時，多則十個小時，但在電腦上卻可以縮短到十分鐘。再比如一幅手工制作的家具圖，在短期內，家具的設計是非常困難的，因為它需要很長的一段時間才能完成，在此設計期間還要進行充分的了解，甚至還需要對于同類型的家具進行參考[5]。而使用電腦可以制作一幅完美的立體圖，不但可以在很短的一段時間里完成，而且還可以隨時調整角度和燈光。能夠直觀地看出不同情況下家具展示的效果，并且還可以隨意改變家具使用的材料，按照使用者的要求進行有針對性的規劃和設計，可以在較短的時間內從多個角度進行效果收集，還能夠結合使用者的瀏覽意見進行優化和調整，確保設計的合理性，為使用者帶來更多不一樣的體驗。

3.4 Flash的應用

Flash的最初版本是Future Wave公司開發的Future Splash，是全球首款商業化的三維向量圖程序。Flash在網絡頁面向量的動畫中得到了廣泛的運用。后續由于這款軟件的實用性和優勢，也開始被應用于家具的設計之中。在家具結構設計的時候可以采用矢量圖，利用動畫特效的形式進行展現和播放，能夠讓使用者全方位查看設計結構。Flash制作的電影有其獨特的文件形式，使用者可以在任何時間、任何地點制作和使用任何時間與設施。計算機作為當代設計的媒介，它的一體化程度是其他媒介所不能及的，并且計算機技術可以把文字和圖表、圖形和圖像、視頻和音頻、靜態和動態融為一體，因為各種不同的設計媒介，使得設計者有了前所未有的廣闊的發展空間，充分發揮他們的才能。比如，許多家具的設計方案設計完成以后，就能把它做成各種不同的表現方式，進行立體展現。很明顯，隨著計算機技術的進步，設計行業受到了各種不同的沖擊，包括了設計理念、繪圖制作、立體展示等，特別是21世紀以后，計算機技術的影響力已經不可小覷，不僅會應用于家具設計領域中，還將全面的應用于人們生活的方方面面，帶來更加智能化、人性化的宜居生活。

4 結語

總之，計算機技術可以為裝修裝飾行業帶來新的發展方向，未來計算機的應用也可以幫助家具設計行業處理復雜的工作量，并能產生全新的、智能的設計方案與結構制圖，提供更加新穎、個性化的定制服務。

引用

[1]胡文剛.基于計算機輔助技術的《木家具結構設計》課程改革探索[J].家具,2020,41(5):76-79.

[2]余琴琴.生態材料在現代家居產品設計中的應用研究[D].成都:西華大學,2020.

[3]姚微超.人工林小徑級珍貴材家具產品設計與應用研究[D].北京:北京林業大學,2020.

[4]郭瑩瑩.中日傳統家具近代化歷程比較研究[D].長沙:中南林業科技大學,2020.

[5]楊琳.“設計制圖”課程思政教學模式探討[J].家具,2021,42(6):95-97+116.