工業(yè)設計中逆向設計思路初探論文
摘要：隨著(zhù)工業(yè)水平的不斷提高，人們的生活質(zhì)量以及審美的水平都隨之提高，互聯(lián)網(wǎng)的推廣，眾多的消費者對于產(chǎn)品的要求不再局限于質(zhì)量的提高，對于產(chǎn)品的外在美觀(guān)以及品味的要求也在不斷的提高，人們已經(jīng)不再滿(mǎn)足于產(chǎn)品的基本的功能，這些因素的產(chǎn)生決定著(zhù)產(chǎn)品在市場(chǎng)的競爭力以及銷(xiāo)售的曲線(xiàn)。對于如何的滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，設計的產(chǎn)品在外觀(guān)以及質(zhì)量上同時(shí)占據上位，逆向設計思路在工業(yè)設計中的出現無(wú)疑為最好的解決辦法，本文將通過(guò)對產(chǎn)品中的設計來(lái)分析逆向設計的思路以及在工業(yè)設計中的應用。
關(guān)鍵詞：工業(yè)設計；逆向設計；思路；分析
事物都具有相對性，正反兩個(gè)方向來(lái)維持著(zhù)平衡，對于逆向設計思路的存在，正向設計思路無(wú)疑是設計另一種存在。正向設計是一種從沒(méi)有到有的過(guò)程，一般的情況下，這種設計方法對產(chǎn)品的預見(jiàn)性比較的差，必須需要通過(guò)多次的實(shí)驗來(lái)測試它的性能，成本比較的高。而逆向設計思路相對于正向設計而言，其是一種具有先進(jìn)性和創(chuàng )新性的設計方法，是從實(shí)物到數字模型的一個(gè)方向的設計優(yōu)化的過(guò)程。逆向設計思路的使用范圍比較的廣泛，尤其是在一些設計比較復雜的工業(yè)設計當中，這種設計思路對于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度以及美感的提升有著(zhù)一定的推動(dòng)作用。
1逆向設計簡(jiǎn)介以及應用
逆向設計的過(guò)程是指產(chǎn)品的設計師從產(chǎn)品的實(shí)物的表面進(jìn)行相關(guān)的數字化的處理，例如一些數據的采集和數據的處理，并且利用可實(shí)現的逆向三維造型的設計的軟件來(lái)重新的構造產(chǎn)品的三維的CAD模型，然后再進(jìn)一步的利用CAD等畫(huà)圖系統來(lái)進(jìn)行數據分析、再設計、編程、加工的過(guò)程。逆向設計的使用通常用于產(chǎn)品的外觀(guān)設計。由于逆向的對象不同，逆向的設計可以分為三個(gè)類(lèi)別：實(shí)物逆向設計、軟件逆向設計以及影像逆向設計。在工業(yè)的設計中主要運用到逆向設計思路的主要有以下幾個(gè)方面：1）新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設計，主要是用來(lái)對新產(chǎn)品的外形的創(chuàng )新設計以及外觀(guān)的改型設計；2）對原有的產(chǎn)品的復制，重新還原產(chǎn)品的相關(guān)的設計數據；3）對一些損壞或者磨損的產(chǎn)品進(jìn)行還原；4）在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，一個(gè)產(chǎn)品的設計中必用比較復雜的一些設計，逆向設計會(huì )對復雜的產(chǎn)品的特征進(jìn)行斷面的設計提取數據；5）用于數字化模型的相關(guān)檢測，例如可以檢測到產(chǎn)品的形變數據、焊接的質(zhì)量等問(wèn)題，還可以進(jìn)行模型之間的比較；6）在美學(xué)以及工程的設計中擁有同等的重要地位，例如在對交通工具的設計領(lǐng)域當中，就廣泛的采用了真實(shí)比例的模型來(lái)評估產(chǎn)品的美學(xué)和工程對于批量的生產(chǎn)是否符合，在此時(shí)，逆向設計就會(huì )在當中起著(zhù)重要的作用。
2逆向設計的硬件條件
在逆向設計的過(guò)程中，設計師需要對設計物進(jìn)行三維數據的采集。所以，硬件檢測設備是逆向設計實(shí)施的核心。目前為止所使用到的物體的三維測量方法主要分為兩大類(lèi)：接觸式測量和非接觸式測量，其中接觸式測量比較的傳統，在對物體進(jìn)行測量的過(guò)程中，需要將測量的探頭和模型的表面進(jìn)行接觸，這種傳統的測試方法現在發(fā)展已經(jīng)比較的成熟，它的`主要優(yōu)點(diǎn)就是測量的精度比較的高，對被測的模型在材料和外形方面沒(méi)有特殊的一些要求，如果對物體的表面特征的曲面進(jìn)行測量，采用這種測量方法非常的合適。但是，需要注意的是使用這種測量的方法需要接觸的模型的表面，有可能會(huì )出現模型表面劃傷或者探頭劃傷的問(wèn)題，所以不能對一些比較薄或者軟材料的物體進(jìn)行測量，在測量的過(guò)程中需要注意測量的速度。非接觸式測量方法主要是在現代的測量的基礎上，將電子學(xué)、計算機、信息處理等科學(xué)技術(shù)結合為一體的測量技術(shù)。與傳統的接觸性測量方法相比較，非接觸型測量方法具有眾多的優(yōu)點(diǎn)：掃描的速度快、掃描的精度高等特點(diǎn)。目前比較具有代表性的非接觸型的測量方法主要有激光三角法以及投影光柵法。
3逆向設計的軟件條件
常見(jiàn)的CAD建模軟件主要是應用到正向的設計當中，與其相比，逆向的軟件條件需要具備數據處理、特征識別、曲線(xiàn)修改以及高級的幾何處理、CAD集成等優(yōu)點(diǎn)。到目前為止，主要運用到逆向思維設計的專(zhuān)業(yè)軟件有四大類(lèi)，一些比較大型的CAD軟件也會(huì )運用到逆向的設計當中。而對于一些學(xué)習工業(yè)設計的學(xué)生和設計師而言，使用比較多的是三維建模軟件是Rhino或者Alias，Rhino具有相應的逆向設計的插件，Rhino的使用可以快速的在原有的模型基礎上快速的重新構造出模型的曲面，并且高精度和光滑度。但是Alias是截止到目前最專(zhuān)業(yè)的設計軟件，它的主要特點(diǎn)是將正向設計和逆向設計結合在一起。雖然用于逆向設計的軟件非常的眾多，但是它們的本質(zhì)是相同的，利用現有的軟件提供的各種使用工具，按照一定的逆向思維，將建模的策略、結構的分析以及設計的流程相結合，更好的完成曲面的設計。
4逆向設計的流程
在逆向的設計當中數據的采集、數據的處理以及模型的重新構造是產(chǎn)品設計的三大關(guān)鍵：1）模型的數據采集是對產(chǎn)品進(jìn)行逆向設計的第一步，一般的情況下，根據需要測量的模型的材料以及結構主要有接觸式測量和非接觸式測量來(lái)完成的。2）數據的處理結果最終會(huì )影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，在數據處理階段一般會(huì )對模型進(jìn)行數據的預處理、數據的分塊、數據的光順、數據優(yōu)化以及模型的特征提取等工作。3）模型的重新構建主要有三種方案：a.以B-Spline或者NURBS曲面為構造基礎的曲面構造法；b.以三角Bezier曲面為構造基礎的曲面構造法；c.以多面體面為構造基礎的曲面構造法。
5總結
逆向設計方法在工業(yè)的設計當中是一種先進(jìn)的技術(shù)，對工業(yè)的設計本身而言只是一種用于設計的手段，它和設計師的理念以及創(chuàng )意并沒(méi)有很大的關(guān)系，但是，不可忽視的是這種設計手段對設計師的理念以及創(chuàng )意的實(shí)施起到了重要的實(shí)現作用。相信在不久的將來(lái)，逆向設計會(huì )達到一個(gè)新的高度，為工業(yè)的設計帶來(lái)意想不到的效果，滿(mǎn)足市場(chǎng)不斷提高的需求。
參考文獻：
[1]楊艷紅,鐘相強.工業(yè)設計中產(chǎn)品的逆向設計方法研究.機械設計,2013,10.
[2]李雄.基于A(yíng)lias的逆向工業(yè)設計實(shí)踐研究.工業(yè)設計工程,太原理工大學(xué),2012.
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