導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助制造；口腔修復(fù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，口腔修復(fù)技術(shù)發(fā)生了由手工制作到數(shù)字化加工的革命性轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManu-facture，CAM）技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CAD/CAM技術(shù)）源于70年代末，法國(guó)蘇黎世大學(xué)牙科醫(yī)生Prof.W.Mormann和口腔醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)家M.Brandestini研發(fā)了用于口腔的CAD/CAM，開(kāi)創(chuàng)性地將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)引入口腔修復(fù)的設(shè)計(jì)與制作中[1～4]。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是將光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微信息處理技術(shù)及數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)集于一體的口腔修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了治療周期，提高了修復(fù)體的精密度，減少了患者就診時(shí)間和次數(shù)，提高了修復(fù)體的制作效率[4～6]。本文就幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集、輸出方式、設(shè)計(jì)制作及臨床應(yīng)用與數(shù)字化牙科的未來(lái)展望等方面進(jìn)行綜述。

1幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)介紹

1.1Cerec系統(tǒng)

德國(guó)Sirona公司開(kāi)發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)字化印模技術(shù)可追溯到1987年第一臺(tái)基于激光三角測(cè)量原理而推出的Cerec1系統(tǒng)，到2010年推出的基于短波藍(lán)光原理的第四代CerecAC系統(tǒng)，2012年8月推出的基于連續(xù)立體攝影技術(shù)的CerecOmnicam口內(nèi)掃描系統(tǒng)以及最新的技工室inEosX5五軸系統(tǒng)，其帶有模型定位功能和開(kāi)放式接口，特點(diǎn)是掃描速度快、操作范圍大，具備自動(dòng)圖像捕獲功能[7]。

1.2Lava系統(tǒng)

由美國(guó)3MESPE公司研發(fā)，分為椅旁和技工室系統(tǒng)兩部分。LavaTM椅旁口內(nèi)印模掃描儀是近年來(lái)由3MESPE公司研發(fā)的口內(nèi)印模掃描系統(tǒng)[7]。該系統(tǒng)以激活波前采樣（activewav-efrontsampling，AWS）為原理，在牙齒上方挪動(dòng)攝像探頭獲得牙齒的形狀，通過(guò)改變軸向位置，計(jì)算攝像探頭與牙齒的距離，利用單鏡頭圖像得到三維信息。技工室系統(tǒng)掃描儀由帶有白光的光柵投影采集模型上的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)DentalWingsLavaDe-sign5.0軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，最后運(yùn)用自帶的LavaCNC500切削機(jī)設(shè)備進(jìn)行加工[8]。

1.3Everest系統(tǒng)

該系統(tǒng)是德國(guó)Kavo公司專(zhuān)門(mén)針對(duì)技工室設(shè)計(jì)的CAD/CAM系統(tǒng)，掃描儀采用多角度光柵投影技術(shù)，可以對(duì)石膏和蠟型進(jìn)行掃描，掃描特點(diǎn)是光柵從15個(gè)角度進(jìn)行投射，然后用CCD傳感相機(jī)記錄并形成三維數(shù)據(jù)。軟件設(shè)計(jì)時(shí)可識(shí)別倒凹，配備了多種工具，如全冠三維層次等，具備多種功能，如模擬咬合功能等。Everest系統(tǒng)的CAM設(shè)備由五軸聯(lián)動(dòng)裝置構(gòu)成，具有運(yùn)作距離長(zhǎng)和操作角度大的特點(diǎn)。

1.4Wieland系統(tǒng)

該系統(tǒng)的掃描儀軟件系統(tǒng)源于DentalWings。其切削設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect兩套設(shè)備。ZenotecSelect分為儲(chǔ)料倉(cāng)和工作倉(cāng)兩部分，五軸聯(lián)動(dòng)，不需換盤(pán)，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作，切削精度可達(dá)5μm。

1.5Procera系統(tǒng)

由瑞典的Andersson教授發(fā)明[9]。該掃描儀采用錐光偏振全息技術(shù)，可采集高精度的數(shù)據(jù)，而軟件中自動(dòng)化的倒凹封堵工具和實(shí)時(shí)提醒功能能確保設(shè)計(jì)加工的修復(fù)體達(dá)到最佳精密度與準(zhǔn)確度。Procera系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程終端的集約化加工方式，其加工單冠和貼面的特點(diǎn)是先復(fù)制耐火代型，然后采用超高壓方式將氧化鋁或氧化鋯材料均勻壓覆在代型表面，最后進(jìn)行CAM切削加工。

2CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

2.1接觸式掃描系統(tǒng)

即掃描探頭與模型直接接觸的掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是具有較高的掃描精度，缺點(diǎn)是掃描效率較低、測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高[10]。目前這種系統(tǒng)已淡出市場(chǎng)，其代表系統(tǒng)是Procera的Piccolo和Forte。

2.2非接觸式（光學(xué)）掃描系統(tǒng)

包括三維激光掃描、光柵投影測(cè)量法、莫爾條紋法、云紋向移法、數(shù)字散斑相關(guān)測(cè)量法、立體攝影測(cè)量等[11，12]。光學(xué)掃描的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的掃描效率和精度，缺點(diǎn)是存在掃描盲區(qū)。目前CAD/CAM/RP掃描系統(tǒng)的主流仍然是非接觸式（光學(xué)）掃描系統(tǒng)。

3CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出方式

3.1封閉式系統(tǒng)

指CAD輸出的數(shù)據(jù)必須使用廠(chǎng)商提供的專(zhuān)用CAM數(shù)控加工設(shè)備和相應(yīng)材料。目前市場(chǎng)上主流的封閉式系統(tǒng)有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。

3.2開(kāi)放式系統(tǒng)

指系統(tǒng)只提供CAD程序和輸出STL通用格式的數(shù)據(jù)包，用戶(hù)可自行選擇所需的CAM設(shè)備和加工材料。目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)的是3Shape系統(tǒng)，此外還有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西諾德新開(kāi)發(fā)的inEosX5系統(tǒng)等。

4CAD/CAM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作

4.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

即在視頻模型上完成修復(fù)體的計(jì)算機(jī)蠟型。CAD研究較成熟的冠的設(shè)計(jì)，包括外表面、內(nèi)表面及內(nèi)外表面結(jié)合部分的設(shè)計(jì)。大多數(shù)系統(tǒng)帶有標(biāo)準(zhǔn)牙數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行外表面的設(shè)計(jì)。4.1.1生物再造根據(jù)剩余牙體組織的外形、鄰牙外形和設(shè)計(jì)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲得修復(fù)體的外形。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，能獲得較好的修復(fù)體外形，但受基牙剩余牙體組織的形態(tài)輪廓、鄰牙形態(tài)和位置的影響，形態(tài)個(gè)性化程度較低，多用于后牙修復(fù)體形態(tài)的設(shè)計(jì)。4.1.2鏡像復(fù)制將同一牙弓對(duì)側(cè)同名牙的形態(tài)鏡像復(fù)制來(lái)獲取修復(fù)體的形態(tài)。相對(duì)于生物再造來(lái)說(shuō)，其具有更好的個(gè)性化特征，但需要對(duì)側(cè)同名牙形態(tài)完整、排列基本對(duì)稱(chēng)，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計(jì)。4.1.3復(fù)制模式通過(guò)復(fù)制牙體預(yù)備前的形態(tài)或診斷蠟型來(lái)獲得修復(fù)體的形態(tài)，其形態(tài)的個(gè)性化程度高，設(shè)計(jì)靈活，但是需要基牙牙體預(yù)備前形態(tài)完好或者事先制作診斷蠟型，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計(jì)。

4.2計(jì)算機(jī)輔助制造

將計(jì)算機(jī)蠟型轉(zhuǎn)換成修復(fù)體，替代包埋鑄造或裝盒充填熱處理等工序。目前的CAD/CAM系統(tǒng)大多采用3.5～5.0自由度的精密數(shù)控機(jī)床，可銑削陶瓷或合金，加工嵌體、瓷貼面、全冠、固定橋等修復(fù)體。

5CAD/CAM全瓷修復(fù)技術(shù)的臨床應(yīng)用

5.1應(yīng)用步驟

（1）數(shù)據(jù)采集（直接數(shù)字化印?；蜷g接印模，模型掃描）；（2）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維軟件設(shè)計(jì)；（3）輸出設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行CAM加工。

5.2CAD/CAM全瓷修復(fù)適應(yīng)證

可針對(duì)牙體缺損、牙列缺損、牙列缺失、前牙美觀修復(fù)的患者。

5.3可制作的修復(fù)體種類(lèi)

嵌體、高嵌體、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、貼面、帶有解剖形態(tài)的多單位聚合樹(shù)脂橋體、二氧化鋯瓷橋、蠟型等。

5.4CAD/CAM不同材料的適應(yīng)證

（1）陶瓷類(lèi)的適合做嵌體、高嵌體、貼面、全冠、部分冠、樁冠聯(lián)合修復(fù)。（2）樹(shù)脂類(lèi)的適合做暫時(shí)多單位樹(shù)脂橋體、樹(shù)脂蠟型。（3）氧化鋯、氧化鋁類(lèi)的適合做氧化鋯全冠、內(nèi)冠、精密附著體、種植個(gè)性化基臺(tái)。

6數(shù)字化牙科的展望

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產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的綜合信息處理過(guò)程，通過(guò)線(xiàn)條、符號(hào)、數(shù)字、色彩等把產(chǎn)品顯現(xiàn)人們面前。它將人的某種目的或需要轉(zhuǎn)換為一個(gè)具體的物理形式或工具，把一種計(jì)劃、規(guī)劃設(shè)想、問(wèn)題解決的方法，通過(guò)具體的載體，以美的形式表達(dá)出來(lái)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，沒(méi)有任何一件產(chǎn)品不是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等各項(xiàng)工作。如今，主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實(shí)體造型技術(shù)在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已在建筑設(shè)計(jì)、電子和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì) 、軟件開(kāi)發(fā)、機(jī)器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、土木建筑、地質(zhì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

本書(shū)是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、創(chuàng)新方法、工具的發(fā)展成就和研究領(lǐng)域的一個(gè)概述，對(duì)涵蓋了各種涉及到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新研究課題的許多不同領(lǐng)域里專(zhuān)家的貢獻(xiàn)做了展示。產(chǎn)品生命周期管理、知識(shí)管理、產(chǎn)品定制、拓?fù)鋬?yōu)化、產(chǎn)品的虛擬化、制度創(chuàng)新、虛擬人、設(shè)計(jì)、工程和快速原型是本書(shū)重點(diǎn)研究領(lǐng)域。本書(shū)亦對(duì)工業(yè)企業(yè)發(fā)展的成功案例做了詳細(xì)介紹。

本書(shū)共分9章：1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化工具的演變；2.從計(jì)算機(jī)輔助（詳細(xì)）設(shè)計(jì)到自動(dòng)拓?fù)浜托螤钌桑?.產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享的方法和工具；4.機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化和工程知識(shí)管理演變；5.工業(yè)設(shè)計(jì)的造型特征；6.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的角色演變：一個(gè)航空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例；7.產(chǎn)品虛擬化：一個(gè)新產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的有效方法；8.產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的數(shù)字化人體模型；9.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和物理對(duì)象的快速構(gòu)建。

本書(shū)寫(xiě)給學(xué)術(shù)研究人員、研究生和對(duì)了解新的方法論和技術(shù)怎么使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程更有效感興趣的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)人士。

本書(shū)第一編者M(jìn)onica Bordegoni自2004年12月開(kāi)始在米蘭理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系任教授，她任教工業(yè)設(shè)計(jì)系的工業(yè)產(chǎn)品虛擬建模和虛擬樣機(jī)技術(shù)課程以及工業(yè)工程學(xué)院的虛擬樣機(jī)課程。本書(shū)第二編者Caterina Rizzi自2001年11月在貝加莫大學(xué)工程學(xué)院任教授，她任教工程學(xué)院的技術(shù)作圖、虛擬樣機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品生命周期的方法和工具課程。

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一、CAD/CAM的重要性

在當(dāng)今的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,誰(shuí)能滿(mǎn)足用戶(hù)的要求,誰(shuí)就能占有優(yōu)勢(shì)。人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量,更新?lián)Q代的速度,以及產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到投入市場(chǎng)的周期要求越來(lái)越高。為滿(mǎn)足消費(fèi)者多樣化、個(gè)性化和中小批量化的要求,軟件必須設(shè)計(jì)周期短,生產(chǎn)更柔性。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)及批量生產(chǎn)方式面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。CAD/CAM技術(shù)就是為了滿(mǎn)足這些需求而采用的一種新方法。CAD/CAM的發(fā)展必將有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性,提高企業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及管理的水平,提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助制造是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的主要兩個(gè)方面。它的出現(xiàn)使人們?cè)诋a(chǎn)品的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)中大大節(jié)省了時(shí)間,提高了效率,使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,人們通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)(CAD/CAM)實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造全過(guò)程的信息進(jìn)行處理。具體來(lái)說(shuō),CAD/CAM可以實(shí)現(xiàn)零件造型、計(jì)算分析、工程繪圖、結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助編程、模擬仿真、工程數(shù)據(jù)管理、信息傳輸與交換、特征造型等。

二、CAD/CAM的發(fā)展過(guò)程和應(yīng)用現(xiàn)狀

二十世紀(jì)四五十年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為CAD/CAM的發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。六十年代美國(guó)人提出了人機(jī)交流、計(jì)算機(jī)圖形及交互技術(shù)等理論,從而為CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。七十年代,交互計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)日趨成熟,并得到廣泛發(fā)展,面向中小企業(yè)的CAD/CAM開(kāi)始出現(xiàn)。在制造領(lǐng)域,美國(guó)辛辛那提公司研制出了一種柔性制造系統(tǒng)(FMS),但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制,其所能解決的問(wèn)題只是一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造問(wèn)題。八十年代由于各種新的技術(shù)發(fā)展,在制造領(lǐng)域出現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程相關(guān)的輔助軟件,如計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制(CAQ)等。特別值得一提的是,在這些輔助技術(shù)的基礎(chǔ)上,八十年代后期出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),它將CAD/CAM技術(shù)推向了一個(gè)更高的層次。到了九十年代,CAD/CAM已經(jīng)走出了它的初級(jí)階段,進(jìn)一步向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化發(fā)展。到了二十一世紀(jì),CAD/CAM已經(jīng)發(fā)展并應(yīng)用于各行各業(yè),其銷(xiāo)售收入也節(jié)節(jié)攀升,僅2002年其全球銷(xiāo)售額就達(dá)近100億美元,并且以每年10%左右的速度增長(zhǎng)。綜上所述,我們不難發(fā)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的社會(huì)需求量非常大,發(fā)展應(yīng)用的前景也十分廣闊。

三、CAD/CAM在我國(guó)發(fā)展的情況

我國(guó)早在二十世紀(jì)七十年代就已經(jīng)開(kāi)展了CAD/CAM技術(shù)的研究。在八十年代,我國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的CAD/CAM技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。在“九五”計(jì)劃期間,國(guó)家科委將CAD應(yīng)用作為四大工程之一(先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)信息工程、CIMS工程、CAD應(yīng)用工程)。

四、CAD/CAM技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)日益成熟,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)、機(jī)械制造等領(lǐng)域,成為一個(gè)技術(shù)含量密集的產(chǎn)業(yè),特別是在機(jī)械、農(nóng)業(yè)、化工、航天、航空、軍事、汽車(chē)、電力、船舶、建筑等行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍。

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計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用，使人們的生活日新月異。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)源于計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的產(chǎn)生，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究構(gòu)想發(fā)端于1950年，但使用計(jì)算機(jī)繪圖的最早記錄是在1963年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員伊凡·蘇澤蘭在美國(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)合會(huì)會(huì)議上發(fā)表了名為《畫(huà)板》的博士論文，從而開(kāi)始了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程。他從1950年開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)通過(guò)圖形技術(shù)來(lái)處理人與電腦交互對(duì)話(huà)的操作系統(tǒng)。1963年，這套以電腦主機(jī)、顯示屏、光電筆和鍵盤(pán)為工具的圖形畫(huà)線(xiàn)系統(tǒng)得到實(shí)現(xiàn)。這套圖形畫(huà)線(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了許多計(jì)算機(jī)繪圖的基本思想和技術(shù)，使用戶(hù)可以運(yùn)用電腦畫(huà)出直線(xiàn)、復(fù)雜曲線(xiàn)以及簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)部件。

最初CAD被解釋為“計(jì)算機(jī)輔助繪圖”，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)上的作用是替代傳統(tǒng)手工繪圖的一種新工具，但隨著后來(lái)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，CAD的含義也在不斷變化擴(kuò)展，隨著20世紀(jì)70年代像素的產(chǎn)生、80年代三維曲面造型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等，使電腦繪圖從只能用“線(xiàn)”這一基本繪制元素發(fā)展到可以用點(diǎn)、面、體進(jìn)行繪制計(jì)算機(jī)圖形，從而使CAD的含義也發(fā)展成現(xiàn)在人們比較熟知的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這個(gè)概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計(jì)算機(jī)繪畫(huà)作品，這也標(biāo)志著新的視覺(jué)藝術(shù)形式的誕生得到了社會(huì)的承認(rèn)。

我國(guó)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)起源于20世紀(jì)70年代。與國(guó)外計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展的軌跡相似，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用基本上是從各高等院校發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)90年代初，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的迅速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步普及，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)和創(chuàng)作領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值，逐漸得到人們的重視。

二、我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)作為信息時(shí)代重要的技術(shù)工具，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。在20世紀(jì)90年代前，國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)效果的表現(xiàn)是使用手工繪制的方法，到了20世紀(jì)90年代初期，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)開(kāi)始在我國(guó)建筑業(yè)應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)領(lǐng)域以不可逆轉(zhuǎn)的潮流迅速發(fā)展。尤其是到了20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)逐漸成為建筑效果表現(xiàn)的主流。起初，設(shè)計(jì)師主要運(yùn)用AutoCAD軟件進(jìn)行施工圖的繪制，在方案階段還以手繪為主。但隨著相關(guān)專(zhuān)業(yè)軟硬件的更新和進(jìn)步，它自身的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)得以顯示，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)手繪表現(xiàn)產(chǎn)生了越來(lái)越大的沖擊。

隨著近十幾年來(lái)我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)建筑效果表現(xiàn)的類(lèi)型己經(jīng)有了很細(xì)致的劃分，可以分為：計(jì)算機(jī)建筑效果圖、計(jì)算機(jī)建筑漫游動(dòng)畫(huà)和計(jì)算機(jī)建筑效果虛擬現(xiàn)實(shí)。計(jì)算機(jī)建筑效果圖主要是通過(guò)3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計(jì)算機(jī)軟件制作的靜態(tài)的效果圖。通過(guò)計(jì)算機(jī)三維軟件從平面、立面數(shù)據(jù)中得到透視圖，透視點(diǎn)位置及視點(diǎn)角度均可變換，然后再渲染出二維圖像，這種方式是目前社會(huì)上應(yīng)用最廣泛的。計(jì)算機(jī)漫游動(dòng)畫(huà)是利用3DSMAX軟件的三維動(dòng)畫(huà)功能，在建筑物的室內(nèi)或室外的設(shè)計(jì)階段就能以可視的、動(dòng)態(tài)的方式全方位展示建筑物所處的地理環(huán)境、建筑物外貌和各種附屬設(shè)施以及建筑物內(nèi)部空間的效果，使人們能夠在未來(lái)的建筑物中漫游，因而成為建筑設(shè)計(jì)方案及裝修效果展示、建筑方案投標(biāo)、論證、評(píng)審的有力工具。

三、計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域受到了廣泛的重視和應(yīng)用，比如各種方案的匯報(bào)、投標(biāo)以及招商廣告中隨處可見(jiàn)，從而出現(xiàn)了大量的繪圖軟件的教程以及在教學(xué)上更加重視計(jì)算機(jī)繪圖軟件的教學(xué)課程。人們更多的關(guān)注計(jì)算機(jī)技術(shù)，想方設(shè)法掌握各種繪圖軟件，在模型、材質(zhì)、燈光以及各種渲染技法上花費(fèi)大量的時(shí)間，而忽略了最終的效果圖的藝術(shù)性。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是科學(xué)與藝術(shù)以及計(jì)算機(jī)與藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合的邊緣學(xué)科。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在視覺(jué)藝術(shù)創(chuàng)造規(guī)律、形式法則和審美方法與傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)是相同的。所謂視覺(jué)藝術(shù)，是通過(guò)人的視覺(jué)感受而將客觀內(nèi)容納入主觀心靈并予以對(duì)象化呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)。一些美學(xué)研究者認(rèn)為，從審美主體的角度來(lái)看，藝術(shù)離不開(kāi)創(chuàng)造者和欣賞者兩個(gè)方面，而這兩個(gè)方面都要通過(guò)一定的感官和相應(yīng)的感性物質(zhì)媒介，前者創(chuàng)造出審美對(duì)象，后者達(dá)到審美愉悅。所以說(shuō)，作為視覺(jué)藝術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作品既要真實(shí)的描繪場(chǎng)景，又要使欣賞者達(dá)到審美偷悅。不可否認(rèn)，人們的欣賞水平在不斷提高，求新、求異的視覺(jué)口味也越來(lái)越高。這源于技術(shù)的發(fā)展、審美的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于社會(huì)和藝術(shù)創(chuàng)造產(chǎn)生了重大的推動(dòng)作用。

在計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展的初級(jí)階段，設(shè)計(jì)師的目標(biāo)是使效果圖具有真實(shí)感，能夠模擬未來(lái)場(chǎng)景的真實(shí)效果，具有一定的實(shí)用性。目前的計(jì)算機(jī)建筑效果圖的風(fēng)格單一，已經(jīng)不能滿(mǎn)足大眾的不斷提高的視覺(jué)口味。計(jì)算機(jī)建筑效果圖既是表現(xiàn)的技術(shù)同時(shí)它又是視覺(jué)藝術(shù)。設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出審美對(duì)象，筑物內(nèi)部空間的效果，使人們能夠在未來(lái)的建筑物中漫游，因而成為建筑設(shè)計(jì)方案及裝修效果展示、建筑方案投標(biāo)、論證、評(píng)審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場(chǎng)景管理軟件。計(jì)算機(jī)建筑效果虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是一種身臨其境的感覺(jué)，采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實(shí)現(xiàn)逼真的、純?nèi)S的場(chǎng)景，可以全方位、多角度、完全由用戶(hù)自由控制在場(chǎng)景中漫游。作為建筑師可以從多個(gè)角度觀察建筑方案，所以說(shuō)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以使用于建筑表現(xiàn)，而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術(shù)在我國(guó)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景，將給環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)帶來(lái)革命性的改變。

設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出審美對(duì)象，要使欣賞者達(dá)到審美愉悅而不是審美疲勞。為此，根據(jù)目前我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境藝術(shù)的發(fā)展情況，未來(lái)計(jì)算機(jī)建筑效果圖應(yīng)呈現(xiàn)藝術(shù)化、人情化和多樣化趨勢(shì)。

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篇5

只有以嫻熟的手工制圖為基礎(chǔ)，對(duì)圖中尺度觀念、素描概念、環(huán)境氣氛和色彩概念有良好的認(rèn)識(shí)，才會(huì)用計(jì)算機(jī)制圖創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的園林作品。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)之前設(shè)計(jì)師都是以手工繪圖為主要設(shè)計(jì)手段的，手工能更準(zhǔn)確的表達(dá)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作意境，而計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使設(shè)計(jì)工作更加便捷，同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。計(jì)算機(jī)制圖是使用圖形軟件進(jìn)行繪圖的一種技術(shù)，可以有效的解決繁重復(fù)雜的手工制圖。利用計(jì)算機(jī)制圖可以解決很多方面問(wèn)題，例如：繪制一棵樹(shù)的圖例用手工完成，其工作量是很大的，但如果使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，就變得輕而易舉了，極大地提高了制圖的速度和效率，并且使用計(jì)算機(jī)制圖還有效解決了手工制圖不易保存、交流困難和難修改的缺陷。

伴隨我國(guó)科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助園林設(shè)計(jì)也隨之發(fā)展，多種學(xué)科的相互交叉相互融合是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)軟件中強(qiáng)大的編輯和制圖功能可以充分的表達(dá)出設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)者不在受到顏料、墨、紙張和筆的困惑，進(jìn)而可以把更多精力放在設(shè)計(jì)理念和思想的表達(dá)。在園林設(shè)計(jì)規(guī)劃中設(shè)計(jì)了眾多要素例如植物、地形、園林和山石等，雖然功能和形式各不相同，但可以使用繪圖工具生動(dòng)完整的描繪出園林的立面圖、施工圖、平面圖和剖面圖等園林圖。計(jì)算機(jī)園林設(shè)計(jì)輔助設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是為了完成高標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)期效果，可以更直觀的看清整個(gè)工程完成后的效果，而不是像從前一樣通過(guò)手工繪制圖想象出工程完成后的效果。計(jì)算機(jī)輔助園林設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)方法相比具有無(wú)法比擬的優(yōu)越性，它可以縮短設(shè)計(jì)的周期，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行園林設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分利用了計(jì)算機(jī)和人的長(zhǎng)處獲得最優(yōu)的整體設(shè)計(jì)效果。

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的人為虛擬環(huán)境稱(chēng)之為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這種虛擬環(huán)境可以通過(guò)人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)感知，客戶(hù)可以通過(guò)自己視點(diǎn)多角度、全面的觀察環(huán)境，產(chǎn)生交互的作用，使人和計(jì)算機(jī)完美的融為一體，使人產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到園林設(shè)計(jì)中，可以使設(shè)計(jì)對(duì)象更加的直觀。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，設(shè)計(jì)者處于一個(gè)真實(shí)的虛擬空間，使園林設(shè)計(jì)可以突破立面、平面、剖面等常規(guī)的模式，讓設(shè)計(jì)者可以從多個(gè)角度實(shí)時(shí)互動(dòng)并很真實(shí)的觀察到設(shè)計(jì)對(duì)象，身臨其境的掌握著周邊的環(huán)境和理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，更深入的研究環(huán)境中各設(shè)計(jì)要素間的比例和關(guān)系，設(shè)計(jì)出更加人性化的園林作品。由于在園林設(shè)計(jì)中植物配比占據(jù)了很大比例，虛擬現(xiàn)實(shí)要與植物配比完美結(jié)合還有很多問(wèn)題需要解決。利用現(xiàn)在已有的軟件設(shè)備可制作出部分園林設(shè)計(jì)的虛擬作品，雖然還沒(méi)有達(dá)到真正意義的虛擬現(xiàn)實(shí)，但是相信隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和園林設(shè)計(jì)者的積極參與，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用會(huì)不斷的發(fā)展下去。

綜上所述，隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，園林設(shè)計(jì)更趨向于舒適化、視覺(jué)化和人性化，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需求。因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)走向了最前沿，為園林設(shè)計(jì)注入了新鮮的血液，為園林設(shè)計(jì)提供了更多的方向和選擇，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠提供更高效、更便捷、更全面的方案，最大化的提高了使用效率，最大程度的減少損失，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中在各個(gè)領(lǐng)域都是必不可少的，已經(jīng)成為我們生活中必要的工具。

作者：李佳琦 李赫 單位：河北旅游職業(yè)學(xué)院

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關(guān)鍵詞：景觀設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；3s技術(shù)；計(jì)算機(jī)3維模型；漫游動(dòng)畫(huà)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

信息時(shí)代的到來(lái)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提出新的挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)如cad、sketchup、3d MAX等已經(jīng)成為不可或缺的重要技術(shù)手段。因?yàn)槠涓欣谠O(shè)計(jì)者全面而準(zhǔn)確地體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖而得到廣泛的推廣和發(fā)展， 相比較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，它不僅有利于圖形修改、復(fù)制及設(shè)計(jì)圖紙的歸檔管理，而且，利用計(jì)算機(jī)繪制圖形還能更有效地利用已有的圖形資源，協(xié)調(diào)小組的分工合作，從而顯著提高了工作效率。

1 前期分析和規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

1.1 場(chǎng)地分析

調(diào)查分析是規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它要求對(duì)地形、地貌、地質(zhì)、水文、植被、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、交通狀況等多個(gè)角度進(jìn)行全面的調(diào)查分析。而傳統(tǒng)的場(chǎng)地分析無(wú)法避免地存在缺乏足夠的定量分析、過(guò)分主觀、大量數(shù)據(jù)信息處理困難等問(wèn)題。

“3S”技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS和遙感技術(shù)RS等技術(shù)，是對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、用地現(xiàn)狀進(jìn)行自動(dòng)采集、監(jiān)測(cè)和輔助決策的技術(shù)系統(tǒng)。

“3S”技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需信息的高效采集、處理和分析。如GIS可以將場(chǎng)地內(nèi)的地形、地貌、水文、植被等進(jìn)行數(shù)字化處理，建立數(shù)字地圖，通過(guò)這些數(shù)字地圖，可以使人方便地查詢(xún)地區(qū)內(nèi)任何地段的各種發(fā)展?fàn)顩r，為合理的景觀設(shè)計(jì)結(jié)果提供可靠依據(jù)。

1.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員表達(dá)設(shè)計(jì)意圖主要依靠手繪平面圖，但平面的圖紙很難準(zhǔn)確地傳達(dá)出設(shè)計(jì)者的意圖；在規(guī)劃設(shè)計(jì)的整個(gè)階段，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)甲方的意見(jiàn)進(jìn)行不斷的調(diào)整和修改，以符合甲方的要求。這樣就造成大量復(fù)雜、繁復(fù)的重復(fù)性勞動(dòng)。

GIS采集到的數(shù)據(jù)資料以數(shù)據(jù)形式輸人計(jì)算機(jī)，運(yùn)用OpenGL可以得到三維視圖，地形、地貌可以得到真實(shí)地展現(xiàn)。這種技術(shù)極大地方便了設(shè)計(jì)人員，在三維層面開(kāi)拓了設(shè)計(jì)人員的思維空間，激發(fā)了設(shè)計(jì)師的靈感，同時(shí)減少了大量重復(fù)勞動(dòng)，設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性更有了科學(xué)的保障，縮短了設(shè)計(jì)周期。

相對(duì)于“3s”技術(shù)，SketchUp更加受廣大設(shè)計(jì)師的歡迎，它是最易于使用的3D設(shè)計(jì)軟件，官方網(wǎng)站將它比喻作電子設(shè)計(jì)中的“鉛筆”。它最大的特點(diǎn)就是使用簡(jiǎn)便，幾乎人人都可以快速上手而不僅僅局限于設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人員。它可以直接面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過(guò)程，其創(chuàng)作過(guò)程不僅能夠充分表達(dá)設(shè)計(jì)師的思想而且完全滿(mǎn)足與客戶(hù)即時(shí)交流的需要，它使得設(shè)計(jì)師可以直接在電腦上進(jìn)行十分直觀的構(gòu)思。并且用戶(hù)可以將使用SketchUp創(chuàng)建的3D模型直接輸出至Google Earth里，同時(shí)以非常方便的方式提供資源共享。與之類(lèi)似的軟件還有3D Studio Max簡(jiǎn)稱(chēng)3Dmax，它在模擬自然陽(yáng)光等方面具有更高的準(zhǔn)確性和真實(shí)感，但是在易用性方面較差，所以它更多應(yīng)用在展示設(shè)計(jì)效果方面，這稍后將在本文中提到。

2 展示設(shè)計(jì)效果階段

3D MAX是Autodesk 公司推出的功能強(qiáng)大的三維制作軟件， 廣泛應(yīng)用于影視、廣告、軍事、建筑等領(lǐng)域。它在景觀中常用于規(guī)劃設(shè)計(jì)的場(chǎng)景建模、渲染工作，光線(xiàn)自然， 場(chǎng)景真實(shí)， 通過(guò)視圖及攝像機(jī)的切換可生成平、立、剖、透視和鳥(niǎo)瞰等多個(gè)視角 ， 可以準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作意圖。三維效果圖可以像照片一樣以其直觀生動(dòng)的形象和逼真的三維形態(tài)給人強(qiáng)烈的空間感受， 因而受到歡迎。近年來(lái)，max效果圖發(fā)展十分迅速，并取得了很好的實(shí)踐效果， 在景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中起到了不可替代的作用。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR） 也稱(chēng)人工環(huán)境，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬出的一種多維環(huán)境，這種環(huán)境可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)甚至是觸覺(jué)來(lái)多角度感知，操作者可以通過(guò)自己的視角對(duì)環(huán)境進(jìn)行很真實(shí)的體驗(yàn)，給人一種身臨其境的感覺(jué)。這種技術(shù)給設(shè)計(jì)師、決策者和使用者帶來(lái)全新的體驗(yàn)，不僅使我們更加直觀地面對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象，并且可以與環(huán)境形成交互式的交流。

相比傳統(tǒng)手段，它具有3個(gè)方面的特征 ：

（1）沉浸感，是指用戶(hù)作為主角可以身臨其境地存在于虛擬環(huán)境中。（2）交互性，是指用戶(hù)對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得 到反饋的自然程度 （ 包括實(shí)時(shí)性 ） 。（3）想象力， 是指用戶(hù)沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識(shí)。發(fā)揮主觀能動(dòng)性，尋求解答，形成新的概念。

參考文獻(xiàn)

1 王曉俊.風(fēng)景園林設(shè)計(jì).南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1993

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助教育 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件制作并模擬實(shí)物設(shè)計(jì)，展現(xiàn)新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的外型、結(jié)構(gòu)、色彩、質(zhì)感等特色的過(guò)程。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不僅適用于工業(yè)，還被廣泛運(yùn)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。專(zhuān)業(yè)人員更為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)有專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)軟件，如：CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape、Photoshop等軟件。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中園林景觀設(shè)計(jì)、室內(nèi)空間設(shè)計(jì)、家具陳設(shè)等大都也都是利用計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)方案。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件幫助設(shè)計(jì)者將作品設(shè)計(jì)的意圖充分表現(xiàn)，更運(yùn)用這種先進(jìn)技術(shù)使受大眾達(dá)到審美愉悅，增加對(duì)未來(lái)項(xiàng)目的了解與認(rèn)可。

一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教育對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)推的動(dòng)作用

在舊式的教學(xué)模式下環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的效果圖主要以手繪單個(gè)角度靜態(tài)為主，以零碎的小場(chǎng)景做輔助，來(lái)了解設(shè)計(jì)個(gè)體之間的關(guān)系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒(méi)有身臨其境的感受。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教育的出現(xiàn)，可以讓學(xué)生利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件（主要是通過(guò)CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape等計(jì)算機(jī)軟件）創(chuàng)建出設(shè)計(jì)方案，不僅可以制作出模擬事物及場(chǎng)景的整體外觀造型效果，還可以將建筑物內(nèi)部空間布置、家具陳設(shè)的效果讓觀賞者清晰明了，更能讓人們能夠在即將設(shè)計(jì)出的未來(lái)建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動(dòng)畫(huà)功能），讓觀賞者如臨其境一般。在這里計(jì)算機(jī)輔助軟件制作的效果圖以模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了逼真的三維或三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。可以全方位、多角度的在場(chǎng)景中漫游，更讓教師與學(xué)生可以從多個(gè)角度研究推敲設(shè)計(jì)方案，得到最客觀的結(jié)果。從環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)效果圖的最終效果而言，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)幫助學(xué)生將設(shè)計(jì)意圖以最精確和最美視覺(jué)效果的方式呈現(xiàn)在教師和眾多同學(xué)面前。而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中室內(nèi)外的設(shè)計(jì)從模型外觀就能以可視的、動(dòng)態(tài)的方式全方位展示設(shè)計(jì)實(shí)體所處的地理環(huán)境、實(shí)體外觀和各種附屬設(shè)施以及實(shí)體內(nèi)部空間分布的效果。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最終轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)方案及裝修效果圖展示，成為教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)作品優(yōu)劣的有力評(píng)價(jià)工具。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教育對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式改變起到重要作用。

通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教育方式能創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，現(xiàn)代教學(xué)觀念是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的共同參與互動(dòng)，以學(xué)生為主體、教師為輔助，而這一目的的實(shí)現(xiàn)主要在于提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。計(jì)算機(jī)輔助軟件能把圖像、文字、聲音直觀形象地展示，溶知識(shí)性、趣味性于一體，直接刺激學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，給學(xué)生一種新穎、醒目的感覺(jué)，操作性強(qiáng)、練習(xí)量大則使學(xué)生的注意力被牢牢吸引住。立體形象的圖面，能把教師用語(yǔ)言和模型演示難以解決的問(wèn)題進(jìn)行形象地處理，使學(xué)生能體會(huì)到學(xué)習(xí)內(nèi)容的本質(zhì)。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，情緒處于高度的興奮狀態(tài)，通過(guò)自己的觀察分析，處理各種信息，最大限度地發(fā)揮自己的才智來(lái)獲取知識(shí)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。把學(xué)習(xí)作為一種樂(lè)趣去追求和探索。

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容影響學(xué)生日后的就業(yè)，高校在此專(zhuān)業(yè)中設(shè)立計(jì)算機(jī)輔助軟件教學(xué)，這些學(xué)校的辦學(xué)方法和觀念獨(dú)具現(xiàn)代化，市場(chǎng)所需意識(shí)強(qiáng)烈，專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容與市場(chǎng)需求相適應(yīng)。大學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)符合市場(chǎng)需求，出現(xiàn)了供需的良好結(jié)構(gòu)。這說(shuō)明計(jì)算機(jī)輔助教育在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)發(fā)揮了很大的積極作用，建立在校學(xué)生的學(xué)習(xí)信心 ，更增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)的優(yōu)勢(shì)化。

二、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教育對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的制約作用

然而，計(jì)算機(jī)輔助教育做為一種新興的教育形式，由于其技術(shù)的不成熟也難免會(huì)給學(xué)生帶來(lái)一些負(fù)面的影響。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，信息的傳遞經(jīng)常會(huì)伴隨著各種干擾，從而影響信息傳遞效果，不利于實(shí)現(xiàn)教育目的。由于一些教師認(rèn)識(shí)的誤區(qū)和操作的偏差，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有時(shí)會(huì)加重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的干擾。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程順序性操作誘導(dǎo)學(xué)生跟著機(jī)器走。有些教師缺乏足夠的計(jì)算機(jī)知識(shí)，擔(dān)心操作失誤或?yàn)閳D方便，就讓計(jì)算機(jī)教師將課件設(shè)計(jì)成PPT課件形式，上課時(shí)課件只按順序播放圖片。這樣的課便淪為了一堂照搬書(shū)本模式的課程，教師總要想方設(shè)法將學(xué)生的思路引到電腦的既定流程上，干擾了學(xué)生根據(jù)自己的想法進(jìn)行設(shè)計(jì)制圖，同時(shí)也影響了教師的教學(xué)質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)；輔助；工業(yè)設(shè)計(jì)；發(fā)展；趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）22-0223-020 引言

工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向逐漸趨近于機(jī)電一體化以及信息電子類(lèi)產(chǎn)品，其技術(shù)含量越來(lái)越高，同時(shí)，社會(huì)的經(jīng)濟(jì)狀況越來(lái)越好，人們的消費(fèi)觀念越來(lái)越不同，消費(fèi)者所關(guān)注的已不僅僅是產(chǎn)品的功能以及質(zhì)量，越來(lái)越多的人們開(kāi)始重視產(chǎn)品的外觀造型、創(chuàng)新度、環(huán)保性等等，這就給工業(yè)技術(shù)帶來(lái)更高的難度。

正是因?yàn)槿藗兊囊蟛粩嗵岣?，工業(yè)設(shè)計(jì)的需求也越來(lái)越高。近年來(lái)，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)注越來(lái)越密切。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的軟硬件被人們所開(kāi)發(fā)，各種日新月異的技術(shù)更是吸引著工業(yè)設(shè)計(jì)的人才們。

1 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)

1.1 CAID CAID即計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，它是在計(jì)算機(jī)與一些相關(guān)的輔工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)相結(jié)合的前提下，在工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，進(jìn)行各種創(chuàng)造與設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)完全以計(jì)算機(jī)為中心，徹底擺脫了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，CAID無(wú)論是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還是方法上，甚至是質(zhì)量上，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，它都發(fā)生了飛越性的變化，這是一種質(zhì)的變化。

CAID同時(shí)也涉及到許多其他方面的技術(shù)，如CAD技術(shù)、多媒體技術(shù)，以及人工智能技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等等。從廣義上來(lái)看，CAID其實(shí)是CAD的一個(gè)“孿生兄弟”，在技術(shù)與方法上，都可以借鑒甚至引用CAD領(lǐng)域的內(nèi)容。

1.2 CAID與創(chuàng)新 在各種設(shè)計(jì)領(lǐng)域，創(chuàng)新都是其靈魂，當(dāng)然，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也不例外。在二十一世紀(jì)初期，全球各大制造業(yè)都以知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新性創(chuàng)造，這便是當(dāng)時(shí)競(jìng)爭(zhēng)的核心。對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，不管是它們的功能、外形，還是材質(zhì)、工藝，只要對(duì)任何一個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新性的改變，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都會(huì)受到很大的影響，甚至?xí)苯佑绊懙疆a(chǎn)品的質(zhì)量。

2 計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展

目前，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)于CAID的研究還僅僅局限于計(jì)算機(jī)輔助造型技術(shù)，智能技術(shù)，新興技術(shù)以及人機(jī)交互技術(shù)等方面。下面，將對(duì)這四種技術(shù)一一進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并對(duì)目前世面上一些比較有名的商品化軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

2.1 計(jì)算機(jī)輔助造型技術(shù) 對(duì)于CAID技術(shù)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)輔助造型的主要設(shè)計(jì)研究由兩方面體現(xiàn)出來(lái)，一是自由曲面設(shè)計(jì)，二是草圖設(shè)計(jì)。

首先，來(lái)熟悉下自由曲面設(shè)計(jì)，在CAID的研究中，對(duì)于產(chǎn)品外形上的自由曲面設(shè)計(jì)，是一個(gè)非常重要的內(nèi)容。而其中，對(duì)于曲面特征方面的應(yīng)用，在自由曲面的設(shè)計(jì)中，是一個(gè)重要的發(fā)展步驟。由三個(gè)部分構(gòu)成了曲面特征的設(shè)計(jì)，即基本表面，串通圖形，以及移動(dòng)特征。

然后要熟悉的是草圖的設(shè)計(jì)，隨著產(chǎn)品在造型上所需要的技術(shù)不斷的提高，同時(shí)，為了能夠使專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師的手繪習(xí)慣得到滿(mǎn)足，逐漸逐漸地，便有了草圖。草圖設(shè)計(jì)能夠有效地將工業(yè)設(shè)計(jì)與CAD技術(shù)之間的鴻溝進(jìn)行填補(bǔ)。這種技術(shù)的重點(diǎn)部分有兩個(gè)，第一，人機(jī)交互，即設(shè)計(jì)手繪怎樣才能被設(shè)計(jì)系統(tǒng)有效地模擬出來(lái)；第二，草圖重建。

2.2 智能技術(shù) 到目前為止，我國(guó)智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了一定的實(shí)力。智能技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程提供一個(gè)計(jì)算機(jī)的一體化支持。對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中常常需要涉及到一些人機(jī)交互以及一些創(chuàng)造性思維的技術(shù)，因此，在這樣的領(lǐng)域中更需要用到人工智能技術(shù)。

首先，是對(duì)創(chuàng)造性思維的介紹。所謂設(shè)計(jì)，說(shuō)到底就是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員用草圖的方式把他們的構(gòu)思迅速記錄下來(lái)，將思維轉(zhuǎn)換成草圖其實(shí)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工藝。這一階段的所有過(guò)程即被稱(chēng)作觀念作用階段，這是一個(gè)相當(dāng)重要的階段。

然后，是設(shè)計(jì)方法的介紹。所謂設(shè)計(jì)文法，即從設(shè)計(jì)方法上下手，對(duì)廣該物體進(jìn)行一系列外形上的特點(diǎn)進(jìn)行觀察，然后將其生成的原理以及要素進(jìn)行加工，形成一個(gè)形式化的描述。想要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，這一技術(shù)是基礎(chǔ)。

最后，是對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的介紹。創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一個(gè)相當(dāng)重要的過(guò)程，在這一過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)、思維，以及知識(shí)必須非常豐富。因此，針對(duì)人工智能技術(shù)的角度，有許多學(xué)者會(huì)對(duì)產(chǎn)品的新技術(shù)進(jìn)行研究。

2.3 CAID中的高新技術(shù) 目前，市場(chǎng)上開(kāi)始流行起新興技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實(shí)、遺傳算法等等，如何才能將這些技術(shù)很好運(yùn)用于CAID領(lǐng)域？這就要與傳統(tǒng)的一些技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而來(lái)進(jìn)行CAID的相關(guān)研究。

面向協(xié)同、并行的設(shè)計(jì)。該技術(shù)是現(xiàn)在技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)事業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)感非常重要，對(duì)于產(chǎn)品的功能、原理、外形等方面都必須進(jìn)行詳細(xì)的研究。許多學(xué)者在該技術(shù)的一些不同的角度對(duì)一些并行環(huán)境下的多種內(nèi)容進(jìn)行了觀察，并深入其中，進(jìn)行相關(guān)了解與探討。

有部分學(xué)者的思考的出發(fā)點(diǎn)在于CSCW的角度，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)中的各種情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)工程以及工業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行的工作模型上的探討，同時(shí)對(duì)人在該設(shè)計(jì)下有何用處這一問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

另外一種設(shè)計(jì)方式是基于VR的，目前為止，對(duì)于虛擬設(shè)計(jì)以及敏捷設(shè)計(jì)，我國(guó)已有了較熟練的技術(shù)，在這類(lèi)技術(shù)上，我們得到了很大的發(fā)展與提高。對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，眾多學(xué)者同樣也非常歡迎的一種技術(shù)便是現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，那些對(duì)于開(kāi)狀以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，人們都用到了VR技術(shù)，同時(shí)，對(duì)基于VR的許多設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)。

篇9

論文摘要：藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，計(jì)算機(jī)輔助藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代教育教學(xué)即產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，這便促使高校將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提高到一個(gè)重要的位置。但高科技的介入也從另一方面阻礙并制約了現(xiàn)在藝術(shù)設(shè)計(jì)教育教學(xué)的發(fā)展。

當(dāng)今社會(huì)，隨著計(jì)算機(jī)各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)得到了社會(huì)各界廣泛的重視和運(yùn)用。在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也應(yīng)運(yùn)而生。所謂視覺(jué)藝術(shù)，是通過(guò)人的視覺(jué)感受而將客觀內(nèi)容納入主觀心靈并予以對(duì)象化呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件幫助設(shè)計(jì)者將作品意圖得到充分表現(xiàn)，同樣也使用這種先進(jìn)手段使受眾達(dá)到精神的審美愉悅。隨著人們的生活物質(zhì)水平的提高，人們的精神水平也在不斷提高，視覺(jué)品味也隨之升高。這都得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了人們審美觀念的進(jìn)步，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于社會(huì)和藝術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了不可低估的強(qiáng)大作用。例如在平面設(shè)計(jì)中標(biāo)志設(shè)計(jì)、招貼設(shè)計(jì)、版式設(shè)計(jì)、字體設(shè)計(jì)使用電腦制圖輔助設(shè)計(jì)比比皆是。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中室內(nèi)空間設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、家具陳設(shè)等大都也都是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案。

1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代藝術(shù)教育教學(xué)的推動(dòng)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合的邊緣學(xué)科。它在設(shè)計(jì)的藝術(shù)創(chuàng)造規(guī)律、形式美法則等方面與先前傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)是一樣的。只是在完成途徑與傳統(tǒng)教學(xué)大不相同。并且得到的作品效果較從前的傳統(tǒng)教學(xué)相比大有提高，教學(xué)效果從理解專(zhuān)業(yè)課程的角度來(lái)講，效果較從前要好。

以三大構(gòu)成學(xué)科為例，在三大構(gòu)成設(shè)計(jì)中：①平面構(gòu)成的訓(xùn)練基本可以分為重復(fù)、近似、發(fā)射、漸變、特異、密集、肌理等幾個(gè)大類(lèi)。以重復(fù)和特異為典型例子，大量相同單元形的重復(fù)出現(xiàn)可以體現(xiàn)出整體感、秩序感、節(jié)奏感和韻律感，從而制造出強(qiáng)烈的視覺(jué)效果。在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)訓(xùn)練中，手繪是唯一辦法。但耗時(shí)不短，以有作用骨骼和絕對(duì)重復(fù)為基本條件，以基本可以形成規(guī)模的單元形數(shù)量來(lái)訓(xùn)練，想要達(dá)到理想效果并突顯其構(gòu)成特點(diǎn)，一般要花上好幾個(gè)小時(shí)。而這只是平面構(gòu)成中一個(gè)小的單元，所以考慮到學(xué)生的手繪能力與程度，一般在作業(yè)中省去幾個(gè)單元，只挑選相對(duì)重點(diǎn)的單元進(jìn)行手繪練習(xí)。在練習(xí)過(guò)程中很多學(xué)生有畏難情緒，很多好的想法被復(fù)雜的形式所打斷，不再考慮。②再有就是在色彩構(gòu)成明度訓(xùn)練中的九調(diào)訓(xùn)練。九個(gè)調(diào)子要分別調(diào)色組合表達(dá)以達(dá)到某一種效果，從而理解色彩之間的關(guān)系和實(shí)際應(yīng)用效果。在這個(gè)訓(xùn)練中，幾種顏色的分階段漸變以及畫(huà)面中的平涂效果都將會(huì)影響學(xué)生對(duì)色彩關(guān)系的理解。顏料脫膠、調(diào)配、繪畫(huà)功底都將在很大程度上制約著畫(huà)面質(zhì)量，從而影響學(xué)生的理解程度。③在立體構(gòu)成訓(xùn)練中，點(diǎn)線(xiàn)面體塊的練習(xí)必不可少。材料的尋找以及制作對(duì)于高職學(xué)生有一定的難度。這也阻礙了學(xué)生在形式上的發(fā)揮，影響作業(yè)效果，也影響對(duì)立體構(gòu)成設(shè)計(jì)的的理解。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)介入到三大構(gòu)成教育教學(xué)中后，上述情況得以改觀。首先，作業(yè)可以較從前多布置一些草圖，讓學(xué)生多幾種想法，在很多種設(shè)計(jì)方案中選取幾幅作為作業(yè)。這樣可以得到最好的設(shè)計(jì)結(jié)果，使學(xué)生從大量的手工作業(yè)中擺脫出來(lái)，而且不用再考慮手繪功底給作業(yè)帶來(lái)的影響。其次，使學(xué)生將重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)想法上，用更多的時(shí)間來(lái)拓寬自己的設(shè)計(jì)思路，鍛煉自己的設(shè)計(jì)思維。最后，在修改作業(yè)方面，用計(jì)算機(jī)軟件制作的構(gòu)成作業(yè)也體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。隨時(shí)可以修改畫(huà)面效果，其靈活性可塑性都是手繪作業(yè)所不能比擬的。

再以建筑環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)為例。第一、手繪的室內(nèi)外空間設(shè)計(jì)效果單一，真實(shí)感差，與設(shè)計(jì)出的實(shí)體有很大的差距，而設(shè)計(jì)師的目標(biāo)正是使效果圖具有和最終場(chǎng)景相同或接近的真實(shí)感，能夠模擬和演示即將成型的空間設(shè)計(jì)的最后效果，具有非常高的參考價(jià)值。在實(shí)際教學(xué)中就是學(xué)生要以效果圖來(lái)表達(dá)自己的想法和多種設(shè)計(jì)方案，要將設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)的淋漓盡致來(lái)提升自己設(shè)計(jì)理念與目的，從而完成教師布置的作業(yè)。由于繪畫(huà)基礎(chǔ)和表現(xiàn)技法以及工具的制約會(huì)使學(xué)生的設(shè)計(jì)效果大打折扣，也使自己的設(shè)計(jì)意圖暗淡無(wú)光。第二、手繪效果圖在速度上同使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)效果圖也有很大差距。手繪效果圖占用了大量時(shí)間，使學(xué)生將豐富多樣的富有實(shí)際意義的想法因?yàn)闀r(shí)間原因而被擱淺。所以在教學(xué)中也不能滿(mǎn)足學(xué)生提交多種方案的速度要求。第三、用手繪效果圖由于數(shù)據(jù)的誤差較大，作為實(shí)體的參考依據(jù)已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的要求。

從前在教學(xué)中手繪的建筑環(huán)藝的效果圖主要以靜態(tài)為主，以很多各個(gè)角度的場(chǎng)景做輔助，來(lái)了解設(shè)計(jì)單體之間的關(guān)系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒(méi)有身臨其境的感受。而學(xué)生則可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件（主要是通過(guò)3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計(jì)算機(jī)軟件）創(chuàng)造出審美對(duì)象、設(shè)計(jì)方案，不僅可以制作出事物及場(chǎng)景的外觀效果，還可以將筑物內(nèi)部空間的效果讓人一覽無(wú)余，而且還可以讓人們能夠在即將設(shè)計(jì)出的未來(lái)建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動(dòng)畫(huà)功能）。在這里計(jì)算機(jī)軟件制作的效果圖以虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了真是的三維的場(chǎng)景。這樣便可以全方位、多角度的在場(chǎng)景中漫游，也使教師與學(xué)生可以從多個(gè)角度研究推敲設(shè)計(jì)方案，得到最客觀的結(jié)果。

從環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)效果圖的最終效果而言，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)幫助學(xué)生將圖紙以最精美和最精確的一種方式呈現(xiàn)在教師和眾多同學(xué)面前。而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在環(huán)境藝術(shù)的室內(nèi)或室外的設(shè)計(jì)從一開(kāi)始就能以可視的、動(dòng)態(tài)的方式全方位展示設(shè)計(jì)實(shí)體所處的地理環(huán)境、實(shí)體外貌和各種附屬設(shè)施以及實(shí)體內(nèi)部空間的效果。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最終成為設(shè)計(jì)方案及裝修效果展示、教師對(duì)作品評(píng)價(jià)的有力工具。

2 計(jì)算機(jī)輔助藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代教學(xué)的制約

現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)近百年的歷程，雖然與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相結(jié)合，得到了從內(nèi)容到形式上的變化和發(fā)展，但是目前一些設(shè)計(jì)似乎走進(jìn)了一個(gè)誤區(qū)，好像電腦畫(huà)面效果越精美就越能吸引人，越能體現(xiàn)其設(shè)計(jì)水平。很多學(xué)生在做平面設(shè)計(jì)類(lèi)作業(yè)時(shí)忽略原創(chuàng)想法，只想借助高科技手段將美輪美奐的精美圖片進(jìn)行簡(jiǎn)單拼湊，以求得在設(shè)計(jì)視覺(jué)上的沖擊，以此掩蓋設(shè)計(jì)理念想法上的空洞，卻不知這種片面追求畫(huà)面效果不但是舍本逐末，而且近于無(wú)的放矢。將應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容放在了一邊，以高科技為借口將設(shè)計(jì)想法掩埋在美麗的視覺(jué)效果下。學(xué)生正確方式應(yīng)該將原本要學(xué)習(xí)內(nèi)容理解消化，然后借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)表達(dá)出自己的想法。因?yàn)橐磺屑记杀仨殢膬?nèi)容出發(fā)，目的是為了傳達(dá)設(shè)計(jì)所要表達(dá)的信息，技巧不過(guò)是一種比較先進(jìn)的手段，是用來(lái)輔助制作最終效果的。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)入到設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域，減少了一些由于小的誤差而出現(xiàn)了多種設(shè)計(jì)方案的可能性。做過(guò)設(shè)計(jì)的人都知道，手繪草圖雖然費(fèi)時(shí)而且不太精準(zhǔn)，但是正是由于這些原因也會(huì)為原本已經(jīng)僵化的設(shè)計(jì)思路打開(kāi)一條很偶然的通道。手繪的人為因素比較多，多種畫(huà)筆的應(yīng)用，會(huì)帶來(lái)多種肌理效果，突然畫(huà)歪的一個(gè)線(xiàn)條有可能就可以演變成另一個(gè)設(shè)計(jì)方案。在教育教學(xué)中，對(duì)于正在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的學(xué)生來(lái)講，這無(wú)疑可以為他們的設(shè)計(jì)思路多一種可能性而埋下伏筆。從而緩解腸思枯竭的學(xué)生們“憋不出”設(shè)計(jì)方案的狀態(tài)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)加快了設(shè)計(jì)想法“成型”的速度，過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，這也不利于教學(xué)中學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。而手繪作業(yè)在繪制過(guò)程中可以控制其消化理解的節(jié)奏，在學(xué)生將設(shè)計(jì)想法付諸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中把課上所學(xué)的概念內(nèi)容逐步消化理解。

在教育的大的指導(dǎo)方向上有很多高校似乎也進(jìn)入到了一個(gè)誤區(qū)。有很多設(shè)計(jì)課程被簡(jiǎn)單的加入到計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)中去，或是將藝術(shù)專(zhuān)業(yè)與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)合并共同培養(yǎng)人才。這些都是高科技出現(xiàn)的弊端。社會(huì)對(duì)新型人才的需求，使高校中新的學(xué)科和課程急劇增設(shè)。例如：電腦廣告設(shè)計(jì)、動(dòng)漫設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)制做、數(shù)碼影像設(shè)計(jì)等數(shù)碼藝術(shù)課，但在增加的同時(shí)也要符合教育的內(nèi)在規(guī)律。藝術(shù)教育教學(xué)由此走到了了一個(gè)模棱兩可的地步，是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)人才還是培養(yǎng)藝術(shù)人才？然而計(jì)算機(jī)的軟件制作與藝術(shù)設(shè)計(jì)并不矛盾，只是要在藝術(shù)的前提下，利用先進(jìn)手段提高設(shè)計(jì)的表現(xiàn)力。

3 總結(jié)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的教育教學(xué)，使學(xué)生在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中進(jìn)入到了一個(gè)非常先進(jìn)的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，拓寬了學(xué)生的設(shè)計(jì)思路，但同時(shí)也在很大程度上制約了藝術(shù)設(shè)計(jì)教育教學(xué)。所以，高科技的介入要在某個(gè)前提下有度的實(shí)施。但無(wú)論如何，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最終會(huì)進(jìn)入藝術(shù)設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域，這無(wú)疑是歷史的進(jìn)步、藝術(shù)的拓展和教育革命的成果。我們?cè)诮逃虒W(xué)中更應(yīng)不斷地更新觀念，接受新的高科技手段來(lái)服務(wù)于教育教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]電腦在平面設(shè)計(jì)中帶來(lái)的革命《世界現(xiàn)代平面設(shè)計(jì)史》王受之.

[2]對(duì)數(shù)碼技術(shù)的理性思考《數(shù)碼設(shè)計(jì)》2001/3.

篇10

【關(guān)鍵詞】CAD/CAM；口腔修復(fù)；數(shù)字化

烤瓷熔附金屬全冠（porcelain fused to metal，PFM）及其固定橋是目前臨床應(yīng)用較為廣泛的針對(duì)牙體缺損、牙列缺損病患的修復(fù)體，但當(dāng)前烤瓷熔附金屬全冠在臨床應(yīng)用過(guò)程中存在許多問(wèn)題，如瓷崩裂、齦染色、牙齦紅腫、美觀性差、基牙損傷等。隨著高強(qiáng)度陶瓷的發(fā)展，全瓷冠（all ceramic crowns）克服了PFM在材料等方面的缺陷，以極佳的生物相容性與良好的美學(xué)性能在臨床上得到了逐步的推廣[1]。近年來(lái)出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制作（CAD/CAM）技術(shù)，以其精確的設(shè)計(jì)與制作及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，備受口腔臨床醫(yī)生的青睞?，F(xiàn)將其技術(shù)路徑與操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單介紹如下：

1 CAD/CAM技術(shù)路徑

CAD/CAM一般由以下三個(gè)部分構(gòu)成

1.1 數(shù)據(jù)獲取裝置（數(shù)字化印模）

CAD/CAM系統(tǒng)利用光電原理和數(shù)字化處理系統(tǒng)對(duì)預(yù)備體形態(tài)、鄰牙情況、對(duì)頜牙等信息進(jìn)行攝取[2]。

1.2 修復(fù)體設(shè)計(jì)部分（CAD）

使用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)設(shè)計(jì)出義齒數(shù)據(jù)模型。

1.3 修復(fù)體的制作部分（CAM）

醫(yī)生將數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送到義齒加工中心，經(jīng)CAD/CAM全瓷修復(fù)系統(tǒng)的自動(dòng)加工設(shè)備加工出義齒胚體，經(jīng)燒結(jié)、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM系統(tǒng)

2.1 CEREC系統(tǒng)

1985年，M■rmann創(chuàng)始了第一個(gè)椅旁系統(tǒng)――CEREC1系統(tǒng)，之后Sirona公司陸續(xù)推出了CEREC2、CEREC3和CEREC In-lab系統(tǒng)。隨著硬件和軟件技術(shù)的逐步提升，于2009年該公司又推出最新的第4代椅旁系統(tǒng)――CEREC AC Bluecam系統(tǒng)[3]。CEREC系統(tǒng)憑借CEREC模擬控制器和CEREC藍(lán)牙相機(jī)系統(tǒng)在CAD/CAM技術(shù)中制定了更高的標(biāo)準(zhǔn)?？趦?nèi)掃描可以迅速、清晰、精確地進(jìn)行三維定位。全頜骨的成像擴(kuò)寬了適應(yīng)證的范圍，使用虛擬的模型可以使診室與研究室一起工作而不受印模的限制。CEREC AC的核心部分是藍(lán)牙相機(jī)。藍(lán)牙相機(jī)通過(guò)二極管發(fā)出的是短波藍(lán)光，而不是紅外光。而且，鏡頭的結(jié)構(gòu)是新的：非球面鏡將光束匯聚，再將其平行射向感光板，光的敏感性增強(qiáng)，圖像獲得的時(shí)間縮短了50%，圖像的排序也被加快了。通過(guò)使用切削設(shè)備CEREC MC XL，新的3D軟件和CEREC連接設(shè)備，CEREC AC已在牙科修復(fù)治療中建立了新的標(biāo)準(zhǔn)，為口腔臨床操作提供了持續(xù)、省時(shí)的工作流程。

2.2 E4D Dentist系統(tǒng)

E4DDentist系統(tǒng)是由位于美國(guó)德克薩斯州理查森市的E4D Technologies公司于2008推出的，由E4D科技公司發(fā)明的它是除CEREC系統(tǒng)之外僅有的另一椅旁系統(tǒng)。在常規(guī)的牙體預(yù)備之后，臨床醫(yī)生可根據(jù)需要在牙齒表面噴粉，而后進(jìn)行口內(nèi)取像，E4D系統(tǒng)的取像原理是基于光學(xué)相干斷層成像和共焦顯微技術(shù)，通過(guò)控制腳踏開(kāi)關(guān)逐一獲得多張圖像后利用系統(tǒng)軟件形成3D圖像[4]。該系統(tǒng)通過(guò)利用紅激光與每秒震動(dòng)2萬(wàn)次的微鏡單元，在不需要噴粉的情況下，可以得到口腔內(nèi)部軟組織、硬組織及預(yù)備體的咬合關(guān)系圖像，同時(shí)能夠迅速生成三維模型。在圖像獲取的過(guò)程中，操作者可以根據(jù)需要選擇手動(dòng)啟動(dòng)或腳踏開(kāi)關(guān)啟動(dòng)。啟動(dòng)后之，系統(tǒng)可以自動(dòng)在對(duì)焦準(zhǔn)確時(shí)獲取圖像的數(shù)據(jù)。

2.3 Lava C.O.S.系統(tǒng)

該系統(tǒng)創(chuàng)始于美國(guó)肯塔基州列克星敦市的Brontes科技公司，于2006年由3M公司收購(gòu)，并在2008年由美國(guó)3M ESPE公司推出了Lava椅旁口內(nèi)印模掃描儀（Lava chairside oral scanner，Lava C.O.S.）系統(tǒng)。該系統(tǒng)獲取圖像原理是激活波前采樣技術(shù)，Lava C.O.S.系統(tǒng)中的圖像處理程序和可視化的實(shí)時(shí)三維模型重建功能，對(duì)于移動(dòng)三維取像的概念是革命性的。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)獲得數(shù)字印模的速度比其他系統(tǒng)要快該系統(tǒng)的取像單元的尖端約13.2mm寬，幾乎是當(dāng)前所有數(shù)字印模取像單元中最小的，故可快速獲得口內(nèi)清晰影像。

2.4 iTero系統(tǒng)

iTero系統(tǒng)是由美國(guó)Cadent公司通過(guò)5年的深入研究于2007年推出的首個(gè)數(shù)字化印模系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于平行共焦成像的原理獲取數(shù)字化印模，與其他系統(tǒng)不同的是，其無(wú)需在取像前對(duì)牙齒表面進(jìn)行噴粉，這大大提高了患者就診的舒適性。掃描得到的圖像信息經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)紺adent技工中心進(jìn)行加工處理，處理之后的數(shù)字信息再送到Cadent公司切削出模型，而后技工中心根據(jù)模型完成最終高精度修復(fù)體的制作[5]。

2.5 Procera系統(tǒng)

Procera系統(tǒng)是由瑞典N(xiāo)obel Biocare公司推出的。Procera掃描儀通過(guò)接觸式掃描方式讀取石膏代型表面的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)Procera軟件處理后形成數(shù)字化的代型，技工人員利用計(jì)算機(jī)對(duì)基底冠的外形進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇rocera工作站進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助制作。該系統(tǒng)的CAD部分有個(gè)重要的功能，它可以將數(shù)字化代型和底層冠放大12%～20%，以補(bǔ)償氧化鋁15%～20%的燒結(jié)收縮[6]。

2.6 Cercon系統(tǒng)

Cercon系統(tǒng)是美國(guó)Dentsply公司在2001年推出的。該系統(tǒng)是先人工制作蠟冠，然后通過(guò)激光掃描系統(tǒng)收集在口內(nèi)或代型上的蠟型表面外形數(shù)據(jù)，并傳遞到數(shù)控銑床同步制作修復(fù)體，所以它并非真正意義上的CAD/CAM系統(tǒng)。切銑完成之后再放入專(zhuān)用的燒結(jié)爐中燒結(jié)形成最終的修復(fù)體。

總之，CAD/CAM數(shù)字化口腔技術(shù)，是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)、科學(xué)的數(shù)字智能技術(shù)與高端設(shè)備達(dá)成無(wú)縫對(duì)接，減少傳統(tǒng)口腔產(chǎn)業(yè)中人流、物流傳遞及依靠經(jīng)驗(yàn)的制作工藝，從而達(dá)到自動(dòng)、快捷、標(biāo)準(zhǔn)、精準(zhǔn)制作精密修復(fù)體的現(xiàn)代先進(jìn)工藝技術(shù)。

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