数字化技术艺术设计 篇1
艺术设计的表现效果图是艺术设计中不可缺少的表现手段, 是设计师与业主之间相互交流的桥梁。随着现代科技的迅速发展, 各种绘图软件为创作多样化的效果图提供了方便, 并对传统艺术设计 (以笔+颜料作为主要表现工具) 带来强烈的冲击。所以, 在艺术设计表现效果图课程中导入“多元并存”的理念, 重构设计理念与认知方式, 采用“新概念艺术设计表现与数字化技法” (即把传统的手绘效果图与计算机绘图软件相结合) 的教学方法是十分必要的。因为无论是传统的手绘效果图表现技法还是计算机数码绘图的表现技法, 这两者都有着各自不同的特点和效果。从专业教学和学习角度来看, 它们都不能互相取代, 而应相互交融、扬长避短, 在不同的设计阶段采取不同的方法和形式来表现具体的设计任务, 从而, 充分体现设计师的设计理念、设计思想和设计方案。
1 数字化图形技术的发展要求设计师重构新的设计理念与认知方式
在人类文明史上, “笔”曾经是人类认知客观世界的重要手段。在笔的时代, 设计艺术主体的认知的手段主要是靠书写或印刷。用笔的过程实际上是设计师对自己的创作对象的观察、概括和传达的过程。计算机和互联网的发展改变了人类的生产方式和生活方式, 从而影响到人的认知方式。从“笔”到“鼠标、压感笔”就是设计艺术主体重构自己的认知方式的过程。
笔的时代——设计艺术主体对于宏观和微观世界的认知在很大程度上受制于文本的传播范围和自身感觉器官的局限。也就是说, 设计艺术主体是靠书写或印刷品来获取间接的经验来认识事物的。
数字化时代——计算机加快了人们处理信息的速度, 提高了认知效率, 从而增强了人们在信息时代的适应性。因此, 计算机的操作能力将成为艺术才能的有机组成部分, 并且将逐渐占据支配地位。当然, 笔的价值在人类进入数字化时代后仍不会完全消失, 只不过不再居于主导地位。
在信息化高速发展下的设计艺术专业教育, 艺术主体认知能力将在新的条件下的进行分解与重构, 原先的社会分工中所形成不同的设计艺术创作方法将带入计算机艺术中来。同一种计算机或同一种软件, 不同的设计设计师用起来, 也可能有不同风格。
2 数字化图形技术的发展给设计师表达设计意图提供了新的平台
随着计算机技术的发展, 计算机硬件配置越来越适合处理高质量的图像。计算机成为数码图形制作中重要手段和强有力的载体。辅助电脑设计的诸多软件已成为艺术设计学习与表现的主流。数字化绘图软件能把复杂的四维空间形象绘制在二维空间。设计者可以运用数字化绘图、数字化三维动态等手段, 更加真实地反映室内外空间状态及构造、装饰材料的质感及光影。这种数字化绘图技术在艺术设计的后期制作修整阶段已体现出明显的优势:
2.1 数字化图形技术能较写实地模拟真实的环境, 直观反映空
间的视觉效果以及材料肌理效果、灯光效果等, 为客户的预期判断提供了更为可信的依据。
2.2 数字化图形技术制作的效果图便于修改, 可以在建模到成图的过程中, 进行造型、色彩、质感等方面进行反复修改。
这样既有利于设计师优化设计方案, 也有助于多角度地展示设计构思和表述设计。
2.3 数字化图形技术的发展与软件开发的不断升级, 使其在表现手法上具有丰富的表现力, 能够表现出各种画种的艺术效果。
3 常用的数字化图形软件
3.1 Photoshop图形处理软件支持多种图像格式和颜色模式, 可以对图像进行修复、调整以及绘制。
它还具备各种图像处理技术如图层、通道和滤镜等, 可以制作出各种特殊艺术效果。
3.2 Painter IX (绘画巨匠) 软件具有的仿天然绘画技术。
它将传统的绘画方法和电脑数字化图形技术完整地结合起来, 形成了独特的绘画和造型效果。
3.3 Piranesi (空间彩绘大师) 为我们提供了一个交互式绘图的平
台, 其操作过程可以做到与设计师的思维同步, 从而更好地进行辅助设计和表达设计。
3.4 Sketch Up (建筑草图大师) , 该软件以功能强大、操作方式灵
活, 设计师往往可以突破以往在二维空间做设计的思路, 以一个全新的建模理念和方法, 即“智能”的理念, 把设计效果图展现在我们面前。该软件的特点是可以启发创意, 并将设计的每一个灵感快速地在屏幕上呈现出来, 并合理地运用在设计中。
4 数字化技术在艺术设计中的作用
科学技术高速发展, 新观念、新方式、新技术不断产生, 书写方式与印刷文明正朝着计算机文明的过渡。在设计艺术领域, 设计师与大众已经形成了与笔的艺术表现形式相适应的认知能力。在信息社会高速发展的今天, 在新兴的计算机文化的感召下, 作为设计艺术教育, 应该面向新的艺术媒体, 培养学生的新的认知能力, 使其设计理念、认知方式和审美情趣提高到一个全新的阶段。使用数码绘图软件进行效果图的表现, 虽然能达到手工绘图所不及的效果, 但也比徒手绘图付出更多的时间和工作量。所以, 我们在教学和设计的实践中, 应根据实际情况和要求正确地选择、合理地运用。
数字化技术艺术设计 篇2
花序,是植物形态结构的重要组成部分,在生殖发育中起到重要作用,因此花序的三维可视化是数字植物的重要研究内容。国内外实现花序三维形态模拟设计和建模的方法大致可分为3类[1]:①基于规则的建模方法,具有代表性的是Lindenmayer[2]提出的L-系统,通过Prusinkiewicz[3]等人的改进,成为植物建模的主要方法之一。由于理论与方法的限制,L-系统在精细描述植物器官模型方面仍存在一定的缺陷。②基于图表示的建模方法,较为熟悉的是Xfrog植物建模系统[4],它将参数与规则相结合,能创建比较逼真的植物模型。但无经验的用户很难创建出自己想要的模型,且生成动画的方式过于复杂。③为基于草图的建模方法。T.Ijiri等[5]将草图技术与植物建模结合,提出了一个交互式的花建模系统。但该方法只能创建静态花的三维模型,无法模拟花的生长过程。针对以上问题,本文以油菜花序为研究对象,提出了基于形态结构参数的建模方法,实现油菜花序及其生长过程的三维可视化。
1 油菜花序的形态结构特征
1.1 油菜花序形态的结构简介
油菜花序为总状花序,花序上着生花朵的中央茎秆称为花序轴。花序轴单一且较长,自下而上依次着生有柄的油菜单花,各个单花的花轴长度大致相等,且花序轴顶端小花密集,开花顺序依次由下而上。油菜的单花由花萼、花冠、雄蕊、雌蕊和蜜腺等组成。花萼4枚,狭长形;花冠由4枚花瓣组成,每片花瓣下窄上宽;雄蕊6枚,其中四强雄蕊着生于雌蕊两侧,位置高,两短雄蕊着生于另两侧,位置稍低;雌蕊l枚,位于花朵中央,柱头呈半球形,花柱圆柱形。花朵由花蕾和支撑花蕾的花轴组成[6,7],如图1所示。
1.萼片 2.雌蕊 3.雄蕊 4.花瓣 5.花轴
1.2 油菜花序拓扑结构的定量化分析
基于油菜花序的形态结构特征,本文假设主花轴的基部位于原点处,并沿着Y轴生长且垂直于XOY平面。在主花轴上着生许多单花,单花花轴与主花轴中之间存在一定的夹角。因此油菜花序模型参数包括轴(主花轴和单花花轴)长Li(i=0,1,2,3…)、轴半径ri(i=0,1,2,3…) 、单花花轴的个数N、花轴节间长度li(i=0,1,2,3…)、单花花轴与主花轴之间的夹角θi(i=0,1,2,3,…)、径向角φi(i=0,1,2,3,…)及位于花序顶端的单花花轴之间的夹角 αi(i=0,1,2,3…),如图2所示。根据油菜单花的对称性,提取油菜单花花瓣之间的夹角作为模型参数。通过设置以上参数,便可获得不同形态的油菜花序模型。
2 油菜单花的三维重构
2.1 花轴、雄蕊和雌蕊的几何建模
通过对花轴的观测可知,其形态具有中心轴线的特点,并随着花轴的伸长其截面半径单调递减(r1>r2>r3),如图3(a)所示。结合花轴中心轴线及其弯曲的形态特征,本文采用球B样条构建该器官的三维模型。首先确定中心轴线的控制点及其对应的半径,根据球B样条函数求出曲线上每一点对应的截面轮廓点的三维坐标,同时可以通过对控制点的交互控制任意改变中心轴线的形态,从而达到模拟器官弯曲形态的目的。
球B样条函数的球体可被定义为[8]
其中,C为球体球心,r为球体半径。
其中,Pi称为控制顶点,r1称为控制半径。由式(1)和式(2)可知,只需指定轴长L、控制点Pi的坐标及其对应的半径r1(i=1,2,3,…)就可以构建出油菜单花花轴模型,如图3(b)所示。
雄蕊由花丝与花药组成。花丝与花轴的结构类似,故花丝与花轴的建模方法相同。花药位于花丝顶端,较为细小,这里采用椭球体生成花药的三维模型。雌蕊花柱与雄蕊的花丝结构相似,同样采用球B样条生成雌蕊的花柱,雌蕊柱头利用球体进行模拟。
2.2 花瓣和花萼的几何建模
处于开花期后期的油菜单花,其花瓣与花萼的形状大体相同,且随着油菜花的生长,花瓣与花萼的形状也随之变化,主要表现在宽度值w与长度值l的增加以及曲面弯曲等方面。通过对花瓣与花萼数据的统计分析可知,油菜单花花瓣与花萼均具有对称性,且轮廓类似于二次抛物曲线,即
y=ax2+bx+c (3)
其中,a=2(W+l2)/l2,b=-l,c=0,W为最大宽度值,如图4所示。由图4可以看出,只需确定宽度值w与长度值l即可创建花瓣与花萼的几何模型。根据花瓣与花萼的形态特征,可利用曲面进行构建,本文采用4条Bézier曲线拟合曲面骨架。其具体建模过程如下:首先通过器官的宽度值w与长度值l确定4条Bézier曲线的控制点,生成曲面骨架;然后在已生成的Bézier曲线上取相等间距的一组点;最后将这组点按顺序进行网格化,完成花瓣与花萼的形态模拟。为了生成更为精细的花瓣造型,本文采用了模板技术。所谓模板是指通过交互式设计的方法生成器官不同时期的几何造型,并保存为外部数据文件,作为器官模板。动态调整模板控制参数,可生成不同形态的花瓣模型,同时可通过控制参数的改变来实现花瓣生长的形态模拟。
3 油菜花序的三维重构
构造出油菜单花的三维显示模型后,基于油菜花序的拓扑结构,进一步明确油菜花序几何模型的主要控制参数,如确定轴(花序轴与花轴)长 Li(i=0,1,2,3,…)、轴(花序轴与花轴)、半径ri(i=0,1,2,3,…)、单花个数N以及各个花轴的空间分布(夹角θi,i=0,1,2,3,…)与径向角φi(i=0,1,2,3,…)等情况,即可实现油菜花序的三维重构。
3.1. 油菜花序建模
首先创建花序轴模型,其结构与单花花轴结构相似,亦采用球B样条模拟花序轴,提取轴长L与半径r为模型参数。与单花花轴相比,不同之处在于花序轴的弯曲性较大,因此需通过调节控制点,实现花序轴的弯曲。之后根据油菜花序拓扑结构参数,包括单花花轴的个数N、花轴分生角度θi(i=1,2,3,…)、长度 Li(i=0,1,2,3,…)、半径 ri(i=0,1,2,3,…)、旋转角φi(i=0,1,2,3,…)等,创建油菜花序的三维交互模型。其中,分枝角定义为花轴与主花轴正向夹角;旋转角定义为花轴在XOY平面投影与X轴正向夹角。
3.2 油菜花序生长的动态模拟
模拟花朵开放的过程是计算机图形学研究领域中一直关注的热点问题。油菜的开花顺序一般为:主花序先开花,接着分枝依次开花,即主花序—第1次分枝—第2次分枝—第3次分枝,依次类推。根据油菜花序开放过程的特征,与本文的油菜花序建模方法相结合,对油菜花序开放过程进行了模拟。油菜花序的开放过程中主要包括花轴与主花轴长度的变化、花轴节间长度的变化、花瓣与花萼形状的变化以及花瓣倾斜角的变化等。根据油菜花序开放过程中各个器官形态变化的特点,本文采用参数控制的方法实现油菜花瓣、萼片的形状变化、花轴增长、花苞变化以及倾斜角变化的动态过程。同时,设定了倾斜角度的阈值,当油菜花瓣的倾斜角大于该特定值时,停止生长。在通常情况下,在生长过程中植物器官的生长速度呈S形函数变化。为了模拟这一现象,本文引入了Logistic函数[9],即在生长开始阶段生长速度缓慢,然后加速生长,在接近最大值时生长速度又变得缓慢直到生长过程结束。
4 系统实现
4.1 系统设计与实现
在油菜花序三维重构模型的基础上,结合可视化显示、文件操作以及交互式操作等模块,设计开发了油菜花序三维形态结构数字化系统。系统在Windows XP操作平台上,以Visual C++ 6.0可视化集成开发环境下通过MFC提供的文档-视图编程框架,利用C++面向对象程序语言和OpenGL三维图形库技术进行开发。
4.2 油菜花序的三维可视化模拟
虚拟作物对象为白菜型油菜(Brassica campestris L.),试验于2009年9月-2010年4月在北京农业信息技术研究中心温室基地进行。田间试验采用直播常规栽培。油菜开花以后,以2天为时间单位进行相关指标的测量,利用直尺、量角器、软尺等,获取油菜花序建模所需的主控参数。此外,为了获取更为精细的油菜花瓣模型,采用Fastscan扫描仪获取由花瓣宽度值w与长度值l确定的4×4的控制点的三维坐标,作为油菜花瓣模型的控制参数。
通过对实验数据统计分析,将模型的主控参数分别设置为:花序轴轴长:1.56;单花花轴平均长:0.56;花轴与花序轴夹角的范围:0°~90°;花轴与花轴的径向角夹角:0°~90°;顶端花轴之间的夹角范围:30°~90°等,并输入油菜花序三维形态结构数字化系统中,实现油菜花序的静态模型及其生长的动态模拟,如图5和图6所示。
5 结论
通过对油菜花序形态结构的观测分析,本文构建了基于形态结构参数的油菜花序三维几何模型,并进一步采用光照处理等渲染技术,实现了交互式油菜花序静态结构与动态生长过程的可视化。与其他方法[10,11,12,13,14,15,16]相比,模型具有较强的真实感,且几何模型参数具有一定的农学意义,能够较细致地刻画动态生长过程中器官的形态变化特征。本文的方法具有较好的普适性,对于其他品种花类的交互式建模具有一定的指导意义。
摘要：为了实现油菜花序三维形态结构的交互设计、几何建模和真实感显示,提出了基于形态特征参数的油菜花序三维形态数学模型以及交互式设计方法。油菜花序模型的建立过程包括单花三维重构、花序三维重构和花序动态生长模拟3个阶段。通过对油菜花序形态结构的观测分析,分别创建了花瓣、花萼、花序轴、花轴、雄蕊和雌蕊等器官的几何模型,并提取具有明确农学意义的几何模型参数。实验结果表明,该方法可控性强,易于操作,可以精确地重构出油菜花序的三维形态,并且可以根据油菜花序结构的发展规律,实现油菜花序生长的可视化模拟。
数字化技术艺术设计 篇3
【关键词】陶瓷产品设计 数字化设计技术 融合 优势
一、景德镇陶瓷产品设计的现状及原因分析
景德镇自古以“集天下名窑之大成，汇全国技艺之精华”、 “匠从八方来，器成天下走”而闻名天下。景德镇产瓷、制瓷、用瓷，近两千年的历史，形成了其独特深厚、博大精深、体系完整的陶瓷文化体系。可以说，陶瓷艺术是中国传统艺术的精粹，是我们中国艺术的荣耀。随着近年来，广东潮州、山东淄博、福建德化、湖南醴陵的陶瓷业的兴起，反观景德镇的影响力与地位不可与往昔相提并论；甚至在陶瓷产品设计方面落后于他们。
究其根源：首先，景德镇传统的制瓷工序比较繁杂多样。就拿传统花纸设计来做例子，它主要依靠纸笔，把颜料作为一种表现介质，首先把陶瓷的平面效果图画出来，其次再完成器皿造型的平面或立面图，用颜色在周围平涂一层色彩作为底子，然后再对照器皿上的花纹进行图案描绘。这种画法必须严格要求精、细，因为制瓷本就是有费功夫又费时间的事情，关键修改还比较困难。等平面效果图完成后再进行制模、做花纸，制模后一旦发现有可能发生制图失误的地方必须重新制图进行评估，显然加大了工作量，同时使人力和精力造成严重的浪费。
另一方面，如果设计人员没有足够开阔的眼界和设计的素养上的欠缺。而在各方面都实现全球化的今天，陶瓷艺术更注重民族性的传承和个性的彰显。但一直以来景德镇都在沿用小作坊模式，其表现为目光短浅、盲目抄袭、过度崇外，在设计制作工序方面没有积极引用先进技术，完全不能满足现代市场的需求。第三，景德镇陶瓷非物质文化遗产保护研究和开发做的不够，如工业化生产与传统手工艺生产保护之间的矛盾冲突；景德镇传统陶瓷工艺传承后继乏人，亟需探索新的途径与方式加以保护。
显然，传统的设计和制作并不能适应现代社会的生产生活方式，不利于推陈出新。目前，我们需要解决的中心问题是：在新时代下如何延续传统的民族特色设计并且得到让更多人的认可？为了推进这种陶瓷的设计，并使其具有更强的生命力，严格杜绝一味的抱残守缺，为及时适应新环境，作出相应的思想调整；结合新技术的应用尤其是现代的数字化技术。
二、数字化技术的概念
所谓的数字化设计，是指以实现产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段， 支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合；是一种以计算机技术为基础的系统化、集成化的现代设计技术。计算机在最初的时候只是用来实现科学方面的计算，随着计算机与外部设备关系的发展，人们在很多领域也开始应用到计算机，在产品设计上计算机体现为一种辅助工具。计算机辅助设计（compute raided design，简称CAD），它就是数字化设计最初应用的设计软件。
随着数字化技术的成熟，各类图形技术为陶瓷设计师提供了一种全新的艺术表现形式与创作空间，给整个陶瓷业的发展注入了巨大的活力，带动传统艺术与现代技术的应用与融合，对传统产业产生了深远影响。这必将是未来陶瓷业进步的一个重要方向。
三、数字化设计技术在陶瓷产品设计的优势
从设计过程的角度来看，采用数字化设计技术，可以设计使用的材料和设备简化；设计创意空间更加灵活、开阔，充分模拟现实，预视效果逼真；设计的变更与修改简捷快速；系列设计生成更方便；设计表达更简易且表现品质更高；图纸的生成更简单且更精确；方便修改，效率高，缩短设计周期；容易设计建档，共享简单；快捷传递信息，销售和传播渠道更加广泛。
从经济环保的角度来看，数字化设计技术的采用，有效的改善了传统陶瓷设计的模式和方法，有利于提升我国陶瓷设计水平，实现其长期高效、稳定运行、低碳节约的目的；促进陶瓷设采用数字化设计技术，计产业由粗放的、低附加值的作坊式生产向精细、高附加值的产业基地方向发展；减少对资源与环境的依赖。
从文化传播的角度来看，采用数字化设计技术，无论是文字、图像、视频、动画，各种内容都借助于数字化技术在互通互融过程中，逐渐形成了全球共享的文化资源，能更便捷的弘扬与宣传景德镇陶瓷文化，进而推动了人类文化成果在全球的广泛传播。
四、数字化设计技术与陶瓷产品设计艺术结合的前景展望
當今时代，科学技术快速发展，国际化市场竞争非常激烈，人们的生活品位与审美意识逐渐提升，使产品更新换代的速度更快。显然，传统的产品设计方法、制造体系已不能满足瞬息万变的市场需求，各种新的产品设计方法和开发技术应运而生，以信息技术为核心的数字化技术在陶瓷产品创新设计开发中得到了大量的应用，必将引起产品设计方法、支持技术和开发流程及设计管理的巨大变革。
在数字化时代，从研究整理传统的陶瓷产品设计开发经验入手，同时突破现有传统技术的限制；从而跨越了艺术与科学的界限，寻求二者的契合点，结合数字化技术的优势，做到推陈创新，给陶瓷产品设计艺术注入新的生机活力，打造数字化技术和陶瓷产品设计产业的应用与实现的模式，这将是时代发展的必然趋势。
参考文献：
[1]梁珣等，《基于产品设计的数字化技术知识体系架构》，发表于《包装工程》，2008.11；
[2]徐田，《平面设计软件在陶瓷装饰设计中的应用研究》，发表于《景德镇陶瓷学院》，2009.07；
[3]毛宏萍等，《景德镇日用陶瓷设计的发展与数字化技术》，发表于《中国陶瓷》，2005 .02。
[4]周艳，《数字化时代的数字化设计》，发表于《湖北美术学院学报》，2005.04；
作者简介：
罗一鸣，1978.01，籍贯：江西上饶，职称：助教，研究方向：信息技术。
苏娜娜，1978.02，籍贯：河北石家庄，职称：助教，研究方向：产品设计.
数字化技术艺术设计 篇4
艺术设计是艺术、科学和技术的交融结合，从本质上看，即是艺术与科学技术统合的产物，它以科学技术为基础，用艺术设计的方式创造实用与审美结合的产品，为人类的生活服务，满足人物质和精神方面的多种需求。当下设计不再仅仅是一门技术，或是一门技术和艺术的简单相加，而是一种文化。它不仅关系到产品的设计，而且肩负着对新的生活方式的设计。所以，设计人才综合素质的培养就成了设计教育的主体内容，设计教育的培养目标是培养有创造力的现代设计人才，而教育、教学的方法和目标则是关键。
一、艺术设计教学必须与时俱进
随着人类社会进入到信息时代，计算机与网络的应用日益普及，计算机作为设计工具在现代艺术设计领域里已是必不可少。计算机的普及与互联网的应用，全球经济一体化的到来和数字化生存方式的出现必将给我们的设计理念、设计方式带来巨大的革命，传统的设计教育理念、设计教学方式也亟待改革和重新整合。我们说21世纪是“创意经济时代”，亦是“设计时代”，经济建设急需具有现代设计观念、具备相当专业设计水平的设计艺术人才。因此现代设计教育应该紧跟时代的变化，要不断创新和不断发展，认真地研究如何与现代技术结合。
信息社会，高新技术在层出不穷地涌现，譬如电子艺术、新媒体艺术的发展，正在冲击着传统艺术的载体；材料科学的进步，纳米技术的广泛应用，正在促使产品的加速更新换代；建筑科技的发展，也正在使智能建筑、生态建筑走进人们的生活，这些都令我们应接不暇。信息时代需要新型的设计艺术人才,这对设计教育提出了一项新课题，即必须立足设计教育发展趋势，推进艺术设计教学改革研究，更新观念,树立新型的现代设计教育思想，把艺术与科学紧密地结合起来，把高新技术直接应用到教学实践中去。
这就要求在现代设计教育中，教师的教学观念必须有强烈的时代概念，高校的教师更要不断地学习，以使自己的思维跟上快速发展的时代。国家教育部在高等教育面向21世纪教学内容和课程改革规划中提出：改革的根本目的是改革更新培养模式，调整课程结构，用现代文化、科技发展新成果充实和更新教育内容，逐步实现教学内容、课程体系、教育方法和手段的现代化。
二、数字化技术给艺术设计教学拓展了一个广阔的发展空间
目前在我国教育领域已经广泛采用现代教育技术辅助教学，提高教学效益，并由此引发的教育观念、教育手段、教学模式和教育结构的改革已成为共识。高效率是生存的前提。因此，在讲究时间和效率的现代社会里，教育应该毫无疑问地更加重视教学质量和教学效益。以艺术设计教育为例，将数字化多媒体引入课堂，能明显地使课堂变得更生动直观，可提高课堂的教学效果。通过计算机将艺术学科的主要课程连接起来，可以优化课程结构，节约课时，减少繁琐的表现技法的练习，而把更多的精力放在构思和创意上。计算机的智能化也有利于培养学生的创新精神和实践能力，能让教师和学生及时看到艺术创造预想的效果。设计教学中欣赏、启发和参与极为重要，它们使我们能真正认识到设计的真实内容。在教学中采用多媒体数字化技术使教学思想、教学内容、教学方式、课程体系及课堂结构发生巨大变化，也使艺术设计教学具有了传统教学方法无法比拟的优势，主要体现在：
1.数字化技术能够有效地启发和引导学生进行创造性思维
在艺术设计教学中，多媒体数字化技术进入课堂发挥了现代教学技术手段的优势。在教学中通过数字化教学手段把学生难以直接感知和领会的事物现象在短时间内直接呈现出来,这样不仅丰富了教学内容,扩大了学生的视野,还能启发和引导他们进行创造性思维,抓住自己的感觉,融入自己的理解,表现出自己创意设计的精神。判断、捕捉并保住自己在汲取他人设计养分中出现的既能符合设计美学原理，又能发自内心的点滴新意,并不断积累、融通和表现，是设计创作乃至形成自己设计风格的重要因素。利用多媒体数字化技术教学，也有利于照应设计专业学生个性差异。教师可以根据不同程度学生的实际情况，对教学内容的难度加以控调,使每个学生都能在自己原有的基础上得到提高，解决了学生个体对事物领会过程中构成的理解差异,使整个课程进度保持统一。在教学实践中，教师可以通过各种具有创造性的教学方法，激励学生从发散性思维中选出最佳方案，并使学生在亲身体验中学习如何分析、解决问题，把教学、试验、科研有效结合起来。
2.数字化技术有利于信息交流、教学互动、资源共享
计算机实现了设计数据的储存及再利用,各种设计素材、设计草图、效果图、制图、图形艺术、模型等资料都可以用数据来储存，并且可以方便地进行检索。在教学过程中师生之间的交流变得更便利了，设计教学内容可以通过多媒体教学网络进行,设计作业可通过网络提交、打印。学生也可以通过教学网络在屏幕上和教师一同进行设计研究,这样就能做到边学习，边思考。若有学习疑点和问题,师生双方很容易立刻在屏幕上进行研究、探讨，进行作业点评，教学效果将得到显著提高。更有价值的是,因为每个教学内容的数据都储存在服务器上,数据在任何时候都可以被调用,教学信息更容易分享。此外,多媒体课件的开发、网络技术和远程教育给学生以更多的信息知识，通过局域网或Internet网，可实现院、校之间的网上教学，一些知名的专家教授可以足不出校而面向全国艺术设计教育机构。网络也拓展了艺术设计存在的空间,使艺术设计走向了更广泛的数字化，让受教育者轻易地接触大量艺术设计资讯，有利于学生形成开阔的、前瞻性的视野。
数字化技术艺术设计 篇5
长期以来我们的飞机研制多采用串行工作模式, 即产品设计→工艺审查→数据发放→零件工艺设计→工装设计→零部件制造和装配→试飞和售后支持。在整个飞机研制的全寿命周期遵循这样一个串行程序, 前一阶段完成并经过评审和确认后才能进入下一个阶段的工作。这种模式势必导致飞机的研制周期加长, 提高飞机的研制成本。随着生产力的发展, 特别是数字化技术的发展, 这种模式严重阻碍了我们的发展。现阶段特别需要探索一种新的研制模式———并行协同设计技术。以提高我们的研制进度, 提高核心生产力。
2串行研制模式的弊端
2.1设计人员与工艺人员缺少沟通, 导致我们的设计方案可能不能满足工艺加工要求或现场生产环境等, 只有在产品设计完成后进行工艺审查时才能够发现问题, 此时设计人员再根据工艺加工要求等改变设计方案, 势必导致研制周期加长, 严重阻碍了产品的研制进度。
2.2设计选用的标准件、材料可能存在订货问题或其它问题, 这些问题在设计时均无法体现, 图纸已经完成后, 供应部门才能发现问题, 延误了产品图样的发放周期, 严重时可能导致飞机延期交付。
2.3设计全部完成后才开始工艺设计、工装设计, 这样不但增加了工艺的等待时间, 大大延长了研制周期, 有时会导致相关环节的工作大面积返工, 造成人力、物力、时间的浪费。
3并行研制的特点
3.1工艺人员更早介入研制工作。工艺人员与设计人员并行协同开展工作, 不再采用设计图纸完成后才开始工艺设计的传统模式, 在产品开发的初期, 工艺人员便开始介入, 借助MBD技术数字化协同设计平台, 采用关联技术, 使零件工艺设计和工装设计人员更方便开展工作。
3.2各部门协同工作, 更早介入研制工作。因为并行协同模式强调各部门协同并行开展工作, 而不是设计工作全面完成工艺、供应等部门才介入。借助MBD协同设计系统, 产品图样达到一定成熟度。工艺人员即着手准备工装设计、供应人员进行材料订货等工作。从而更好地确保产品研制的质量和研制进度。
3.3系统集成与优化。采用串联模式, 对各部门工作的考核与评价是单独进行的, 单独评价设计工作的创新性、科学性等, 同样也是单独评价工艺等部门工作的正确性、产品的加工能力等。采用并行协同工作模式后, 不完全追求各部门的工作成绩, 而是整体评价产品, 全局优化。
4并行协同技术应用
4.1基于产品成熟度开展并行协同设计
4.1.1总则。设计的可制造性和工艺准备的充分性直接影响到后续研制工作的进展, 因此设计与工艺的充分协调至关重要。根据飞机制造流程、结合具体项目的研制计划。从备料、工艺准备、工装设计、和零组件加工与制造角度出发, 开展并行协同设计, 是工艺人员更早介入设计工作, 使设计工作与工艺、制造工作有机结合。共同开展协调工作对缩短产品研制周期、降低成本、提高产品的研制质量具有重要的作用。
4.1.2协同设计模式。根据设计制造协同和数字样机协同要求, 对产品的成熟度定义五级, 通过特殊的流程控制达到这五级成熟度。各级成熟度协同要求如下:4.1.2.1一级成熟度。此时初步完成三维设计, 仅供制造参考和技术讨论, 其轮廓和站位可进行初步的DMU检查, 工艺工装适当关注, 可进行联合办公。4.1.2.2二级成熟度.此时产品理论外形和骨架模型冻结, 三维实体和材料定义完成, 正进行DMU检查, 工艺部门启动工装设计和工艺方案设计, 并进行联合办公;此时可生成BOM, 制造部门可进行材料准备和锻铸毛坯的准备和订货。4.1.2.3三级成熟度。DMU检查完成, 正进行MBD三维标注和技术要求定义, 此时工装设计同步进行, 工艺人员开展工艺性审查, 全面进行联合办公。4.1.2.4四级成熟度。此时通过联合办公进行产品数据的最终确认和核实审查, 全面进行工艺、工装设计和更新, 同时进行工装制造。4.1.2.5五级成熟度。零组件模型设计达到100%, 此时需全面清理各构型项产品数据配套情况, 同时进行零组件制造和部组件装配, 设计部门组织跟产, 解决现场问题, 此时数据冻结, 更改按技术状态控制程序进行。
4.2模型协同管理。航空产品全寿命周期协同设计研制中, 数据管理十分重要, 其涉及到以下几种数据集:
EBOM是产品设计人员发放到生产单位的产品结构, 是生产部门编制工艺指令及生产制造的依据;
PBOM是工艺部门进行工艺分工时, 在此基础上添加到制造单位和工艺小组后建立的BOM;
MBOM是工艺编制中从制造、装配角度建立的产品结构。在数据管理平台中, 各类BOM间不是简单的堆栈, 而是彼此间关联, 对达到一定技术状态的数模提前发放到下游用户, 下游用户可以及时得到产品结构信息、几何信息和工艺信息等, 以便顺利开展下一步工作, 实现设计数据分步式电子审签和发放, 设计与工艺工作同步协调。
5基于数字化协同设计平台开展并行协同工作
5.1建立数字化协同设计平台。在产品研制初期, 结合项目研制目标, 设计与制造部门进行多次技术、管理、数字化流程等方面的交流、论证和梳理, 通过网络搭建不同部门之间的协同研制平台, 实现设计、工艺、制造、装配和检测等环节的数字化和一体化, 在统一的数据交换标准下, 工艺部门按照模型成熟度协同完成工艺准备工作, 全面打造全数字量传递的设计、制造和管理流程, 实现多个知识信息流协同处理和多项作业的协同实施。
5.2实现并行协同设计。产品设计人员将设计数据发放到生产单位, 生产单位人员在协同设计数据管理平台中生成EBOM。工艺人员通过协同设计平台接收来自于设计的CATIA数模和EBOM;.通过客户端导入EBOM, 在EBOM导入过程校验数据。设计人员提供给制造部门的EBOM数据包括各成熟度阶段的数据模型, 制造单位人员可并行参与到产品研制的过程中, 采用并行模式开展工作, 较传统串行模式相比可提前进行工艺设计、工装设计和物料选取。合理安排生产周期及人员等准备工作。
5.3并行材料采购。产品研制采取按设计数模成熟度并行材料采购管理的组织模式, 打破常规产品研制材料采购模式。在详细设计阶段, 按数模成熟度、工艺人员和采购人员共同组建联合团队, 分期分批完成材料定额编制与材料供应商进行沟通, 并采取措施有效地规避因设计工作未完成而带来的备料风险, 节省采购周期。
5.4并行工装设计。在产品项目工装设计与制造过程中, 理顺工装设计与制造系统的流程, 在一个协同平台下, 使工装团队密切跟踪产品设计、工艺准备进展, 按数模成熟度针对不同难度的工装分别制定工装研制管理流程, 并在设计与制造中广泛应用并行工程, 改变过去工装设计与制造与产品设计分布串行开展, 可能存在矛盾的局面, 使工装研制进度满足产品研制需求。
6结论
充分应用并行设计制造技术, 建立数字化协同设计平台, 实现全三维数字化模型集成设计、工艺、制造等信息, 保证相互间的数据的一致关联性, 并作为唯一的数据源贯穿于产品研制全寿命周期中, 全面提高设计、制造效率, 缩短研制周期, 降低研制成本, 提高企业的核心竞争力。
摘要：并行协同模式实现了设计、工艺和制造之间的并行协同工作, 阐述产品全生命周期内的设计、工艺和制造方面的协同设计关系, 总结和规划了三维数字化条件下的并行协同设计制造的方法。
关键词：并行协同,数字化技术,串行研制,并行研制
参考文献
[1]杨百龙.基于web的产品数据共享及可视化技术研究.
数字化技术艺术设计 篇6
1、数字化技术对于低碳建筑设计方法的主要作用
在建筑设计方法中采用低碳理念是时代进步发展的表现。而通过在低碳建筑设计方法中运用数字化技术可以让设计师在进行建筑设计的时候, 更加理性地看待建筑设计时所涉及到的诸多要素。并且通过数字化技术的运用, 可以使得建筑创造在前期的设计阶段更具理性观念, 有利于开展在建筑设计中对自然资源充分利用的思考。
另外, 在不同的建筑设计方法阶段对于数字化技术的利用程度是不尽相同的。在现今所采用额建筑设计方法中, 一般会采用数字化技术对建筑创作的地形以及建筑对周围环境的影响做一个虚拟化的调研活动, 通过网上的模拟活动, 使得建筑中声、光、热等环境要素对于建筑设计以及周围环境的影响一目了然。[2]并且通过构建相关的数学模型, 使得建筑的相关平面、立体的剖面图清楚形象地被人们所了解, 根据这些数学模型, 使得建筑创作的各个方面实现有效沟通, 在建筑建造的过程中, 协同运作。因此, 可以说, 在建筑设计的过程中, 数字化技术在其中所起到的最重要的作用就是通过构建一个数字模型以及虚拟的模拟库, 对于建筑设计以及建造的过程进行实时的监测。
2、低碳建筑设计中所用到的装配体系
一般来说, 在低碳建筑中所采用到的装配体系一般都是对于低碳材料的使用。但是, 究其根本, 低碳建筑在进行装配体系设置的时候首先应该考虑的是结构的合理化。数字化技术运用到建筑的设计过程中之后, 使得建筑设计时的一些方案设计对于建筑设计的合理性可以进行有效的模拟, 在虚拟的模型中查看建筑设计是否合理。[3]因而, 建筑设计师在进行建筑设计的时候, 需要对装配体系进行积极的虚拟模型库建立, 并在日常的设计过程中, 对于这些数据库进行积累, 从而使得虚拟的模型库的搭建更加顺利以及搭建的效率更高。另外, 这些库经过实践的检验以及和厂家的积极沟通之后, 低碳建筑中所使用到的各种装配构件也会更具可靠性以及发展更为成熟。
另外, 在进行低碳建筑设计时, 也要注意其低碳材料的使用。由于低碳建筑中最重要的组成部分就是建筑建造过程中所使用的各种低碳材料。因而, 在进行建造的时候, 需要对建筑材料进行积极的选择, 不仅需要对建筑中的主体材料进行选择, 同时也需要对建筑中支护结构所使用到的材料进行选择吗, 使其符合低碳建筑的建造要求。一般来说, 低碳材料主要有以下几种:首先, 自然材料;其次, 低污染材料;再次, 再生建材;最后, 循环利用材料。将数字技术运用到低碳材料的选择中, 可以对材料所具有的环保特征以及其本身所具有的热工参数、构造特征等都进行充分的了解。只有充分了解这些信息, 才能使得建筑设计师对于建筑方案中提到的相关能耗问题进行充分的把握。[4]一般来说, 在进行虚拟材料库的建立时, 会采用Design Builder, 将虚拟材料库以数据库的形式进行积累。该软件的主要优点就是对于建筑中能耗的损耗可以进行详细的计算, 且对于复杂的数据, 减少其数据输入的主要过程。
3、建筑中太阳能辐射的利用问题
在低碳建筑中, 十分注重太阳能辐射的利用问题, 因此, 很多的低碳建筑不仅在屋顶上设置了太阳能的光伏板, 且在进行建筑外形设计的时候, 对于太阳能辐射的作用也进行了充分的考虑。因此, 在很多的低碳建筑中, 都有一个“坡度屋顶”, 这个屋顶主要目的就是为了使对于太阳能辐射的利用达到最佳。但是, 很多时候, 屋顶所设置的坡度都不是最佳的, 因为, 在对屋顶进行坡度设置的时候, 一般是根据设计师的经验以及专业技能进行的, 因此, 在设置的时候, 经常会出现一定的偏差。[5]但是, 现今已经出现了可以对屋顶的坡度进行精确计算的数字化技术, 即Ecotect。利用该数字技术可以对屋顶的坡度进行精确的计算, 使得建筑中最佳的遮阳角度的确定。
结语:
在低碳建筑的设计过程中应用数字化技术是一个十分庞大复杂的工程。但是, 如上文所述, 在低碳建筑设计中, 通过应用各种数字化技术, 构建数据库, 可以使得低碳建筑的设计更加合理方便, 并且, 对于低碳建筑的功能以及效用进行最大化发挥。另外, 需要注意的是, 设计师在进行低碳建筑的设计时, 不仅需要对低碳建筑设计的相关流程进行完整的设计, 还需要在掌握相关的技术方法的基础上, 对于建筑设计的前期活动做一个充足的准备。在低碳建筑的设计过程中, 其最主要的是, 控制碳的排放量, 因而在进行低碳建筑设计的时候, 要充分利用数字化技术, 对于建筑的碳排放进行实时的监测, 并使得建筑的碳排放控制在一定的标准之内, 符合低碳建筑的设计要求。
摘要：由于现今科学技术的快速发展, 我国额数字化技术也得到了一定的发展。在这样的大背景下, 我国的低碳建筑也得到了一定程度的发展, 并且, 在此基础上, 我国的低碳建筑设计方法也得到了一定程度的发展。本文主要对现今数字化技术进行了一定程度的分析, 并且对于低碳建筑设计方法也进行了深入的探讨。
关键词：数字化技术,低碳建筑,设计方法
参考文献
[1]高路.未来建筑师的两只手:数字化技术+低碳理念——以北京万通新新家园联排别墅建筑设计为例[J].土木建筑工程信息技术, 2013, 01:85-97.
[2]姚刚, 张宏.新科学观下的低碳建筑设计技术与方法简析[J].室内设计与装修, 2011, 02:124-125.
[3]魏守文.低碳建筑设计技术与方法简析[J].民营科技, 2011, 10:346.
[4]赵明珠.关于低碳式建筑设计技术及方法的分析[J].中华民居 (下旬刊) , 2014, 04:20.
数字化技术艺术设计 篇7
文化遗产不仅包括文物和历史文化名城 (街区、村镇) , 也包括非物质文化遗产, 口头文学、传统表演艺术、民俗活动、传统手工艺技能等和文物一样属于文化遗产的范围。青阳腔在我国戏曲史上占有显赫的地位。然而, 由于战争、瘟疫和外来文化冲击等多种原因, 青阳腔日渐式微, 基本上已从舞台上消失, 濒于灭绝, 急需抢救、保护和传承。2006年5月20日, 青阳腔经国务院批准列入第一批国家级非物质文化遗产名录。
青阳腔戏曲艺术数字化保护, 就是将数字信息技术应用于非物质文化遗产的抢救与保护, 借助数字摄影、三维信息获取、虚拟现实、计算机游戏等技术, 建立一个以三维模型为基础的综合型数字系统, 实现对文化遗产的保护、传承与发扬。本文探讨Virtools在青阳腔数字化保护应用中的相关实现技术。
2 Virtools简介
Virtools是一套整合软件, 可以将现有常用的档案格式整合在一起, 如3D的模型、2D图形或是音效等。Virtools是一套具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件, 可以制作出许多不同用途的3D产品, 如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等。
Virtools软件最大的优点是具备一套丰富的行为交互模块BB (Building Block) , 开发时利用其内建的行为交互模块, 只需用鼠标拖曳BB就可以建构出复杂的互动应用程序, 采用BB最大特点是方便易用、交互性好, 可以有效缩短开发的流程Virtools。
3 模型构建
在进行青阳腔戏曲艺术数字化保护中, 以Virtools为基础开发娱乐性、知识型的绿色三维游戏, 其中三维模型是整个系统的基础。模型构建质量直接影响到运行效果与场景的真实感。本系统中采用3ds Max进行建模, 用它建立的模型有很强的仿真立体效果。
系统中三维模型的构建主要采用几何建模技术。对象的轮廓和形状可以用点、直线、多边形图形、曲线或者曲面方程, 甚至图像等方法表示。
3.1 确定模型的层次
首先通过对场景的分析和现场需求, 确定需建模型的层次, 将场景分割为区块, 这样有助于对模型的管理与组织。然后根据系统的侧重点将场景划分为粗建模、次精细建模和精细建模。
3.2 创建几何模型
遵循由下到上的原则, 利用建模软件3ds MAX提供的点、线、面、体创建和修改工具, 进行几何模型的创建。对于需要精细建模的模型尽量使用精确的几何形体创建模型细节, 对于要粗建模的模型要尽量使用面数较少的几何体构建。该过程完成了几何建模的工作, 但是并没有层次感和立体感。
3.3 去除冗余多边形
建好的模型中一般都存在不必要的多边形, 冗余的多边形使模型的面数大量增加, 使得数据量加大。模型构建中若能够利用最少的多边形获得相同的真实感, 是最理想的效果。
3.4 纹理贴图
为提高三维模型的逼真度, 减少模型的多边形数量, 经常会使用一些平面图形文件作为纹理文件贴在形体上, 用贴图改善材质的外观和真实感。
如图1, 2, 3所示, 在3ds MAX中将模型优化渲染后, 导入到Virtools并用Resources/Create New Data Resources创建新的资源库, 这样Virtools会自动地分类并加载相应的资源, 使设计更规范便于管理。
4 用Virtools进行交互设计
虚拟游戏系统普遍采用的技术方案是三维几何建模模型优化、渲染和烘焙、交互动作设计和系统整合等几个步骤。建立虚拟青阳腔游戏系统的关键, 是模型等各种资源导入Virtools后, 利用该平台内置的行为模块进行实时渲染和交互动作的设计, 以及影音效果、人机交互等整合, 形成灵活的互动效果。
4.1 功能设计
虚拟游戏平台下的虚拟漫游环境的图形渲染是“实时”的, 具有很强的人机交互性。引擎提供给用户最大的控制权, 用户可任意设置视点, 在虚拟场景中前进、后退、旋转等;记录访问过的脸谱信息, 进行漫游回放。系统从功能上分为5个模块。
⑴自由漫游模块。用户可控制角色在虚拟场景中漫游, 看到场景中任何一个角落。用户通过漫游平台上的对应按钮或键盘操纵角色前进、后退、左转、右转, 也可以改变视角。
⑵自动漫游模块。用户在预制的漫游路线中选择一条, 漫游引擎可让虚拟场景中的角色在选定的漫游路线上自动进行漫游。另外, 用户也可以按照自己的想法定制漫游路径。
⑶漫游记录模块。在漫游过程中, 用户选择“漫游记录”, 漫游引擎就会开始记录角色行进路线并保存下来, 直到用户选择“停止记录”。
⑷音乐控制模块。漫游引擎内置了3首背景音乐供用户选择。
⑸帮助模块。提供文档帮助, 具体说明系统的使用方式及各种功能对应的键盘命令。
4.2 碰撞检测
碰撞检测对增强虚拟场景漫游的真实感有重要作用。当角色在虚拟场景中漫游时, 涉及到2类碰撞检测:与地形的碰撞检测和与脸谱的碰撞检测。
角色在虚拟场景中行走时, 姿态应随着地形的高低而起伏、左右偏转。没有地形碰撞检测, 角色将始终保持在一个高度上行走, 当地面变化时会出现离地面太高或角色走进地面的现象, 影响漫游逼真度。Virtools引擎提供行为交互模块Enhanced Character Keep On Floor。首先设置地面对象的属性为Floor, 然后设置Enhanced Character Keep On Floor BB的参数Follow Inclination和Replacement Altitude, 即可保证角色正常行走。
虚拟漫游系统中涉及最多的是角色与脸谱之间的碰撞检测。当角色在虚拟场景中行走时, 需要采用适当的碰撞检测方式。Virtools引擎提供2种方式:一种是基于BB的碰撞检测, 一种是基于网格 (Grid) 的碰撞检测。
4.3 系统实现
利用Virtools三维开发工具, 设计实现了青阳腔需戏曲艺术中的重要元素——“青阳腔脸谱”的虚拟漫游游戏系统, 如图4, 5。系统虚拟场景逼真的漫游功能, 让用户有身临其境的感觉, 通过游戏漫游系统从视觉层面进一步了解青阳腔艺术的魅力。
5 结束语
本文以青阳腔戏曲艺术为研究对象, 提出实现青阳腔戏曲艺术虚拟游戏系统的方法。在3ds MAX中进行模型的建立、优化、渲染和烘焙, 在Virtools平台进行实时渲染和交互动作的设计和开发。系统中通过LOD技术降低场景的复杂度, 提高渲染效率;通过具有多种漫游控制功能的引擎, 实现用户和虚拟场景之间的交互、背景音乐等控制功能, 极大增加用户在青阳腔戏曲艺术虚拟游戏系统中的沉浸感, 取得良好的效果。
参考文献
[1]代君, 张丽芬.三维数字虚拟陈列馆陈列的研究和开发[J].九江学院学报 (自然科学版) , 2012, 96 (1) :33-35+42.[1]代君, 张丽芬.三维数字虚拟陈列馆陈列的研究和开发[J].九江学院学报 (自然科学版) , 2012, 96 (1) :33-35+42.
[2]林国霞.青阳腔脸谱的艺术特征[J].池州学院学报, 2011, 25 (5) :21-23.[2]林国霞.青阳腔脸谱的艺术特征[J].池州学院学报, 2011, 25 (5) :21-23.
[3]顾邦军, 万华明, 杨久俊, 蒋雪明.虚拟昆曲博物馆的几个关键技术探讨[J].计算机应用与软件, 2011, 28 (7) :115-117.[3]顾邦军, 万华明, 杨久俊, 蒋雪明.虚拟昆曲博物馆的几个关键技术探讨[J].计算机应用与软件, 2011, 28 (7) :115-117.
数字技术将继续激励设计革新 篇8
现如今，BIM（建筑信息模型）技术已经触动了建筑行业未来的神经，并以迅猛之势，为中国建筑行业注入了新动力。可以说，BIM的认知程度在中国已经越来越高，其作品的数量和质量也都集中反映了BIM在推动国内设计单位攀登三维数字模型技术设计新高度和引导行业可持续设计方面所取得的最新成果。
“十二五”是建筑业转型升级的关键期，BIM已被明确写入建筑业发展“十二五”规划当中。在BIM技术的应用上，及早行动从而取得主动的企业将获得竞争优势。不普及深入应用BIM技术，就不可能实现根本性的企业转型升级，就不可能实现核心业务的信息化管理。随着BIM应用在中国工程建设行业的不断深入与发展，越来越多的BIM爱好者和Revit用户也在相互交流中，分享着BIM技术及相关Revit等系列软件的应用体验。
BIM的深入应用并非一帆风顺
BIM技术从最开始的推广到现在的应用，已经作为一个较为成熟的技术摆在了我们面前。从个人来说，我看到的是整个行业切切实实地通过对BIM技术的应用，使得我们原来的作品、设计、施工得到了加强和改善，帮助我们提高了原来的工作效率和质量。
如今，整个BIM技术的应用已经有了很大程度的提高。从早期来看，我们可能还存在如何使用好软件的问题，并针对软件的性能，看软件能不能更符合我们的实际工作。目前的阶段，软件发展基本上已经达到了日常使用的程度，但如何把相对比较成熟的软件运用到实际项目当中，结合原有的设计模式和设计模型，做出适宜的设计，并从中了解设计师应用这些技术时遇到的困难，在利益分配上的困惑，以及怎么样平衡这样的关系，怎么样打消他们的顾虑，怎么样使得大家愿意接受这样的技术，这才是当务之急，是需要去解决和完善的地方。
也有一些业主提出没有体会到益处，这应该还是工作层面上的考量。前几年我们都在谈BIM技术会给我们的生活、设计和工程带来怎样翻天覆地的变化，但从业主的角度来看，不论是新技术还是旧技术，我出的钱就是要一个高品质的成果。如果你用高档技术，从而增加我的成本费用，我就要慎重考虑，高档的技术能否提供更高的服务？这样问题就出现了，如果你现在还是处于研发或是初期探索阶段，还并不能保证这个成果有更高品质的话，那就很难让这个项目有实质性的改善，就很难说服甲方为此而付出很大的代价。
在与原有模式结合方面，怎么很好地与BIM和Revit结合，这是很多公司都需要解决的问题。要提高效率，寻找关于服务或工程的切入点，什么时候利用，通过什么样的平台去发布，从而在方方面面让大家共同利用这样的信息。我们在这方面也做了很多尝试。在这里，Revit中国用户小组就是一个非常好的平台和组织，从BIM应用来看，它是一个很开放的组织，大家可以把各自的成果和信息进行共享，这时候也会给大家带来很多的灵感，同时，别人的成果也会给我们工作带来一些借鉴的可能性。
BIM也将成为甲方招标的必要条件
我之前一直在设计院做着与BIM相关的工作，比较熟悉应用BIM技术的整个设计流程。通过BIM平台的串联，可以实现三维可视化的优化工作，利用BIM可以三维地去呈现各个专业的成果。在三维呈现的过程当中，发现一些错、漏、碰、缺的问题，并将其处理掉，包括与甲方沟通的过程中，能够很好地将设计师的意图表达出来。现在到了业主单位之后，对BIM有了另外一个层级的理解，以前更多的是作为BIM技术的使用者，如今则希望在一个项目的全生命周期里，从最开始的开发、规划、设计、施工到最后的运营管理，整个建筑生命周期里都能够应用BIM技术。
传统的设计模式是，甲方委托设计单位做项目的设计，一般针对复杂的项目，由外企做方案设计，国内做施工图设计，过程当中再聘请一些机电顾问、幕墙顾问等其他专业人士来共同去完成项目的设计，最后这个项目设计完成之后，把图纸移交给施工单位，施工单位再继续去根据图纸完成施工。这种工作模式最大的问题是数据的割裂，业主把他的想法和目的传达给设计单位，外企设计师通过二维的方式来表达，把方案设计成果移交给国内的设计方，设计方再基于外方的成果去做初步设计。这两者之间的沟通模式很多时候是割裂的，我做我的，你做你的，然后定期碰头，开一个协调会，看看双方有什么要沟通的。这样的方式很多时候会因为人为的失误，造成项目在设计过程当中数据的丢失或者一些数据传输的错位。
然而，当我们利用BIM通过Revit Server把业主与设计单位联系起来后，通过这个平台，各方能在网络上实时看到对方的设计意图和成果，协同工作成为一个最大的优势。的确，现在国内一些重大、复杂的项目，业主在施工招标的过程中已经把BIM的要求加入到招标文件当中去了，但是因为BIM在国内刚刚发展几年，即便是业主也没有完全把握BIM的管理手段，更不了解设计单位应用BIM的成熟度和覆盖面。因此，以使用BIM技术来实施项目，作为甲方招标的必要条件，从而将其当成一个动力去推进BIM的发展，尽快让BIM的成熟度活跃起来，这是挑战，也是发展的方向。
用云技术来推动BIM的发展
通过上海中心项目的检验，BIM技术在建筑节能和环保方面都发挥了很大的作用。其实在用BIM做设计的时候，可以在前期分析很多建筑的参数，这些参数对今后的设计可以提供很多计算的依据。对于上海中心这个复杂的项目来说，最终管道的设计是非常符合能效要求的，这就是我们用BIM技术，用模型去进行运算的结果。这样得出的结果是能够达到一种最经济，且更能符合我们使用要求的结果。
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从BIM技术来讲，现在的应用面是相当广的，可以有四、五十个应用，而且这些应用在原先没有BIM技术的情况下，做起来很吃力。比如三维的展示和工程量的计算，原来不用BIM技术的时候，二维设计也可以做到，但花费的人力和精力与现在做BIM设计是完全不一样的。
我们负责的是上海中心分化设计的项目，由于上海中心的项目很大，我们的资源团队和设计师分散在3个地方。由于地域的分散性，在传输文件上就有很大的困难，每次传输的文件量都很大，在100兆左右，怎么传输？人力传送费力费时，还会增加成本，要解决这样的实际问题，Autodesk Revit Server起到了很大的作用。可以用这种技术在不同的项目点上同步这些软件，在实际的效果操作上也很到位，5-7分钟就可以把一个100兆的文件传输过去，极大地提高了传输效率。另外，我要指出的是Revit Server真实是用来解决协同问题，而不是用来解决设计问题的，可以通过网络，甚至通过云技术来推动BIM的发展。
对于BIM来说，我们公司现在的策略是，几乎所有的项目都用Revit来做。用不用Revit Server，看项目的构架，如果这个项目存在异地设计，这是唯一的解决方案。
建筑花园中的数字花朵
我们的团队有一个作品是“数字花园中的花朵”，参加了今年的雕龙杯Revit应用大赛，并获得Revit建筑模型建模类别最佳作品奖。这个作品的设计理念从花朵而来，可以说是独具匠心，既独特又生动。借助Revit Api，运用Python语言在Revit中模拟演化花朵的形态，在数百个演绎结果中挑选出一个并整体CNC加工成形，涉及了复杂体量、创建、参数化、仿真和数据导人。
传统意义上，建筑师做一些曲面设计时，可能会用其他软件，但是到最后建造、施工的时候还是要放到BIM中，而且现在已经有了一体化的趋势，Revit在BIM技术中也可以发挥相当大的能力。我在其中体会到，在“数字花园中的花朵”这一作品中实现曲面表皮的平面拟合时，Revit可以建造非常复杂曲面的设计任务，同时Revit也提供了细分面的工具。而随着Revit里面加入体量建模系统之后，其功能也显得越来越强大。
如果说其他的三维软件是通过编写脚本来进行设计的话，那么，Revit软件的自由度则是非常大的。但是Revit更倾向于建筑师的思考方式，并且可以把建筑的各个概念都串联在Revit的过程当中，这是Revit与其他软件非常不同的地方，也是其他软件没有办法与之比拟的一个巨大优势。
针对“数字花园中的花朵”这个作品，BIM的优势尤其体现在对复杂曲面体量的处理上。但是这样一种工具并不单纯只是为了产生一个异形的建筑，而是通过手工计算和手工施工的方式使其变得更加简单，让机器来代替人的重复劳动，或者达到更高的深度。
数字化技术艺术设计 篇9
听了段老师的课程，我了解到三维软件的功能是如此强大。从基本的实体画法，曲面造型，到参数化设计，以及后来的反求技术和仿真模拟，都给我们现实工业生产带来了很多便利。用三维软件做的三维实体给人一种入目清新的感觉，也给自动化生产提供了可靠的质量保障。
近年来，随着产品复杂性的不断增长，以及企业间竞争的日趋激烈，传统的产品设计方法已经很难满足企业当前生存和发展的需要。为了能在竞争中处于有利位置，实现产品设计数字化势在必行。
产品设计过程本质上是一个对信息进行采集、传递、加工处理的过程，其中包含了两种重要的活动：设计活动和仿真活动。因此产品设计也可以看作是一个设计活动和仿真活动彼此交织相互作用的过程。设计活动推动信息流程向前演进，而仿真则是验证设计结果的重要手段。随着技术的发展，仿真的重要性正在不断加强。
仿真通过对所要研究系统模型的开发，帮助人们了解系统行为，不管该系统是真实的还是假想的，使人们在产品设计阶段即可对产品行为进行全面的分析，并有可能根据产品行为进行优化设计。复杂产品由于自身的复杂性，开发难度大、时间长、成本高，因此要求将仿真应用于其设计，使企业能以更短的时间、更好的质量、更低的成本推出自己的产品。在过去的12—20年内，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，仿真已在复杂产品设计中得到大量应用。
通过对齿轮参数化设计的摸索与练习，查资料，看视频，相关参数的输入与修改，当一个完整的零件出现时，特有成就感。我对catia软件的功能也更加熟练和了解，这也对以后从事的工作很有帮助。
后来学了逆向工程技术的造型以后，课上老师给了点云的数字化设计（曲面重构）的基本思路，以及汽车外壳造型的实例，看着做起来特别复杂。带着懵懂与好奇，开始了鼠标的“研究”。。
数字化技术艺术设计 篇10
追溯教学历史, 中国的陶瓷设计教育源于中国的工艺美术教育, 长期从属于纯美术 (绘画) 教育, 从民国初期的图案教育一直到今天的艺术设计教育, 一个世纪来, 中国的艺术设计教育经历了“图案”—“工艺美术”—“艺术设计”等不同的发展阶段, 而今数字艺术设计又从艺术设计范畴中独立分离出来独领风骚。
我国是陶瓷的故乡, 但我国的陶瓷设计教育却在朝着“陶艺”的方向发展, 因而在中国的艺术品市场出现了越来越多的“陶艺家”和“陶艺”产品。如陶瓷设计专业变成“陶艺”专业, 陶瓷设计教授变成“陶艺家”, 陶瓷设计的毕业生变成私家作坊的学徒工, 已经工业化的陶瓷工厂大量破产, 取而代之的是大量的手工“陶艺”作坊、造成很多陶瓷各领域相关企业严重缺乏高技术创新的领军人才, 而这些人才却被无秩序的高等教育和无理性的市场经济给推到了极其饱和的其它设计领域中。数字艺术的诞生和普及彻底推翻了人们对艺术作品独创性的信仰, 过去那些应当如同血肉般有机地融入到作品中的文化资源, 以清晰可辨的面目呈现于数字艺术作品中。早先那些存在于艺术家潜意识之中的、作为艺术家创造其独创性作品资源的文化资源在数字艺术家打开电脑进行2D作品或是3D作品创作和对其模型、结构、过渡和效果进行调整时完全外在化。电脑能帮助设计随意的形状, 在传统工艺流程下, 完成一件陶瓷作品通常会经由反复修改、删添等起草几百种方案, 然后再进行手工雕琢, 这样可以真实地表现艺术家的设计思想和所用材质的纹理和色彩, 同时表现的视觉品质更高, 艺术感染力更强。
艺术家一直希望用最好的工具来创作最好的作品。事实上, 过去最伟大的艺术家都没有使用过计算机。今天出现了计算机模型, 有人使用了, 有人没有;而且我们能够注意到, 有关在艺术中使用计算机, 有一些矛盾和争议的地方, 特别是在盛行传统手工艺制作的陶瓷设计行业里面。如以美国雕塑大师布鲁斯·比斯利先生为领军人物的世界数码雕塑家们就是借助了三维数码软件非常强大的技术支持才有了影响全世界数字技术的辉煌成就。世界级大师都有这种超越时代的想法和不断创新的精神, 我们就更应该紧跟时代步伐去适应时代。
作为新媒体革命的数字软件, 可用于陶瓷产品设计的应用性软件很多, 下面笔者就以被设计界普遍使用的3Dmax三维设计软件为工具分五个步骤进行陶瓷设计实例中数字艺术设计技术的示范性介绍。
第一步是三维模型的建立。三维模型的建立其实也就是从随手勾画的一张二维草图逐渐转换成可视化的电脑三维数字模型。我们把此前勾画的草图通过扫描仪或数码相机等媒介转换成数字的二维图片, 然后导入到3Dmax软件里进行参照描摹大致形体, 当然, 如果设计人员有足够强的绘画造型能力的话, 还可以忽略这个步骤直接用鼠标进行绘画操作, 通过使用相应的造型修改器命令实行形体的塑造。
第二步是灯光的设置。为了达到真实的采光照明, 在灯光的设置上我们可以选择Vray渲染器进行渲染, 采用最简单的主光源和辅助光源两种灯光组合一起的打法, 在场景静物体的左前方和右前方各设置一盏Vray面光源, 左前方为主灯源, 灯光亮度可以适当亮一些;右前方的为辅助灯源, 灯光亮度只要主灯光亮度的一半就足矣, 两盏灯的高度位置为主灯高辅助灯低。并且加上几块自发光白片放置在场景前上方以供模拟反射, 也可以更改灯光的光色来调整整个场景使偏向一种色调。
第三步是贴图的制作。我们要把单一的模型颜色更改为不同的比较真实的造型, 就需要使用贴图, 产生如木纹、大理石、标签、图案等造型, 不同的造型有不同的贴图方法, 必要时还需要给物体添加UVW贴图坐标以获得更真实合理的贴图显示, 这里暂且把场景中的物体拆开分散摆放以后, 选择能反应物体主要特征的视图进行素模渲染, 得到二维的素模渲染图片, 然后进入Photoshop软件对图片进行纹理添加和色彩修饰。
第四步是材质的指定和渲染。在3Dmax软件中, 材质的建立及编辑是使用材质编辑器来完成的, 它是指定给一个物体的表面 (或是数个面) 的信息, 而使这些平面在渲染时以特定的方式呈现, 它会影响物体的颜色、反光度、透明度和凹凸纹理, 对模拟塑造真实的物体表面的能力上有着非常便捷的功能。
最后一步是渲染输出和保存文档。假如所使用软件本身默认的设置分辨率是640×480的话, 实际渲染的1:1效果图只有A4纸张的一半这么大, 再大就会模糊并且出现锯齿, 那么我们一般出图打印手册的话都是以A3大小的纸, 按照这个大小我们在出图设置分辨率时就只要设为1600×1200这样的数值就行, 图片保存格式一般情况下都使用JPG压缩格式, 文件小、开启快而且更方便浏览, 如若对已经渲染出的效果图需要作局部调整或修饰, 就可以进入Photoshop软件进行后期处理和修饰, 当然, 在建立模型的时候我们还可以把整个场景建立得更丰富、更完美、更有趣味, 最终渲染会更精彩、更真实。
面对日益更新的新媒体新技术的不端产生, 面对“中国E设计”时代的来临, 中国陶瓷更应该重视艺术设计人才培养和技术创新等关键环节的构建, 工业设计是制造业发展的先导行业, 数字艺术又是工业设计过程中的一个全新的重要技术手段, 世界各国在发展设计业的过程中已经把数字艺术设计推到了一个很高的顶峰, 通过加速数字设计在陶瓷行业里的应用和发展来推动整个陶瓷设计的发展, 让数字艺术填补陶瓷设计中的一个空白也是必然。
参考文献
[1]吴天麟著.陶瓷设计与制作.湖南大学出版社, 2008, 10.