時間：2023-06-01 09:32:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機輔助設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：計算機輔助設計軟件； 應用；階段
Abstract: In this paper, the computer aided design concept and the development of each of the different design stage, analysis of the correct use of computer aided design software, thus more quickly, present architectural design results more perfect.
Keywords: computer aided design software; application; stage
中圖分類號：G623.58
計算機輔助設計與制圖，九十年代初逐步引入各大建筑設計院，開始作為建筑師施工圖繪制的工具得到廣泛的運用，隨著專業建筑軟件如天正建筑，在工程中的大量應用及其技術的成熟，現在幾乎所有設計院的建筑設計人員都在使用計算機繪圖。從建筑方案到施工圖設計每一步都離不開計算機，這其實是不合理的工作方式，筆者從事建筑設計多年。在對計算機輔助設計分析的基礎上，對設計每一階段如何正確合理的運用計算機輔助設計軟件來談談自己體會。
1計算機輔助設計概念及發展（簡稱CAD）
計算機輔助設計（Computer Aided Design,CAD）即運用計算機軟件制作并模擬實物設計，展現新開發商品的外型，結構，色彩，質感等特色。
CAD最早的應用是在汽車制造、航空航天以及電子工業的大公司中。隨著計算機變得更便宜，應用范圍也逐漸變廣。
CAD的實現技術從那個時候起經過了許多演變。
這個領域剛開始的時候主要被用于產生和手繪的圖紙相仿的圖紙。在建筑設計行業中，計算機輔助設計主要被用來繪制施工圖等圖紙，從技術層面上講，那時的CAD僅僅如針管筆一樣，是繪圖的工具罷了。計算機技術的發展使得計算機在設計活動中有更有技巧的應用。現今，CAD已經不僅僅用于繪圖和顯示，它開始進入設計者的專業知識中更"智能"的部分。如在建筑設計中，我們可以利用計算機輔助設計軟件對建筑設計本身進行各種校驗和分析，比較常用的有日照分析、節能分析、風場及熱輻射模擬等等。CAD從單純的手的輔助工具逐漸成為設計師腦的輔助工具。
CAD從80年代開始在我國少數院所使用，由于當時的硬件性能以及價格的限制，并受制于CAD軟件自身功能的不足與缺陷，人們還無法完全擺脫手繪制圖紙。到90年代末由于軟硬件性能的提高、完善，以及CAD技術的突出優點，使得CAD迅速在全國普及，大大推動了中國建筑設計業的發展。
CAD在建筑設計行業中的應用范圍也不斷擴展，并逐步滲透到建筑設計行業的各個領域和專業。在這樣的發展歷程中，建筑設計工作的效率及精確性得到了劃時代的提高，建筑設計行業的效率也隨之大幅提高，建筑設計行業所創造的價值不斷攀升。
2 每階段如何正確合理的運用計算機輔助設計軟件
2．1方案設計階段
方案設計起始階段，需要建筑師繁復的感性和瞬間的思維，需要方案有多變的形式、需要對方案整體的把握、比例的控制，但由于電腦屏幕尺寸的限制，設計師機繪制時關注到的只能是設計的局部，對全局的把握有一定影響，使得整個建筑物的比例、體量失控，同時CAD的精確性要求其每一筆都要有準確的數據，使得方案設計中需要的模糊性、隨機性被扼殺。建筑師好的靈感、好的創意不能表達出來，此時在計算機操作反而束縛了建筑師的思路。建議在方案構思階段，建筑師們用專業基本功來傳統的手繪草圖。手繪的透視圖、平面圖、立面圖往往更能被設計者迅速的撲捉到創意的閃光點、智慧的火花，從而創作出優秀的作品。
方案設計成熟階段，此時可以運用草圖大師也就是SketchUp輔助設計。SketchUp是為了開發創意以及合成信息所專門設計的一種軟件。不同于 CAD，也不是傳統的三維建模軟件，它相對于 3DMax 和 Photoshop 來說，簡單易學，運行速度快，建筑師很容易掌握軟件的操作。它可以形象的展現方案，如規劃地塊的各單體之間的關系，單體體塊之間的關系，能讓建筑師很好的把控全局，補充思維局限，創作出好的作品。
方案設計展現階段，設計師們的作品最終是需要以圖文的形式表達給廣大建筑的使用者的，而建筑是一門融科技、藝術、文化、哲學于一體的學科，如何能直接的、通俗易懂的把建筑師的抽象的設計理念傳遞給大眾呢？這時就需要專業的三維繪制軟件如3DMax和專業平面設計軟件如Photoshop，繪制平面彩圖、建筑效果圖，三維動畫圖。計算機輔助設計軟件繪制的圖形，其透視關系、光影關系、建筑材料的質感，再加上樹木、人、天空、汽車配景，可以惟妙惟肖的呈現設計的待建建筑在現實環境的場景，包括室外環境和室內空間。最后在方案表達上，通過文本的制作（Photo－shop），幻燈片的制作（PowerPoint），建筑三維動畫的制作等，可以更系統、更全面的完成整個方案。
2．2施工圖設計繪制階段
施工圖繪制階段，現在設計院一般運用AutoCAD輔助設計軟件。是一個功能強大、易學易用的軟件。同時也是最早普及、最廣泛運用的建筑師使用軟件。最能體現計算機輔助設計的優越性，其出現大大降低了建筑師的勞動強度，縮短了設計周期。傳統的用手繪，硫酸紙上畫墨線圖，需要專用的繪圖桌、繪圖板，高腳座凳，工作人員常常手里拿著幾只不同粗細的墨線筆，丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換，而且一旦畫錯，修改非常費事，甚至從頭來過，圖面修修補補很是臟亂。用計算機輔助設計繪圖則只用一臺電腦，用一只鼠標就可以做想做的任何事情。AutoCAD繪圖軟件，有統一的線型庫、字體庫，配景庫，使繪制出的圖面整潔、規范。軟件所提供的UNDO功能讓不必擔心畫錯，可以返回到畫錯之前的那一步。AutoCAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。AutoCAD繪圖軟件設計在施工圖繪制中發揮巨大的作用還在于，設計成果的重復利用，因其有強大的復功能。一些相近、相似的工程設計，尤其是詳圖構造部分，只要簡單修改一下就行了，或者直接套用。每個單位可以建立自己統一的樣圖庫，給規范出圖，統一管理，提供了可能。AutoCAD繪圖軟件繪制的建筑設計圖紙的精度真正提高到了毫米，而對于復雜、不規整平面的建筑圖離開了CAD繪制，困難將是成倍增長。運用計算機輔助設計可以快速的將圖形顯示出來，使設計人員及時對設計做出判斷和修改；利用計算機可以進行圖形的尺寸標注、編輯、放大、縮小、平移和旋轉等數據加工工作，大大減輕設計人員的勞動強度。
AutoCAD 繪圖軟件的產生，使得描圖工種消失，CAD 軟件可以將建筑圖直接轉成設備底圖，使水、暖、電氣等工程師們不用再在描繪設備底圖上浪費時間。重復工作越多，這種優勢越明顯。
3．3 資料存檔階段
計算機輔助設計軟件繪制的圖形、圖像文件可以直接存儲在軟盤、硬盤上，資料的保管，調用極為方便。你可以將設計項目刻錄成光盤，數據至少可以保存 50 年。現在還可以將以前的圖紙通過掃描儀，數字化儀輸入電腦，避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱成的不必要損失。電子文件歸檔使得工程設計成本降低15％－30％；產品設計周期縮短30％－50％；設備利用率提高2－3倍；產品質量提高5－15倍；加工過程減少30％－60％。其中人工成本降低 5％－20％，大大提高了工作效率。
4 結束語
綜上所述，計算機輔助設計技術的產生和運用，給建筑設計行業帶來了巨大變化，使建筑設計能很快和國際接軌，為廣大建筑師們開拓了設計視野、提高了繪圖質量，縮短了設計周期。建筑師們在縮短設計周期和提高設計質量同時又需要正視它的局限性，善用其長處。也就是設計者把復制、計算、畫圖、數據存儲和處理等繁重工作交給計算機完成，而把主要精力用于方案的概念性、創造性的構思，施工圖節點構造的設計，在每個不同的設計階段正確使用計算機輔助設計軟件，來更快捷、更完美的呈現建筑設計成果。
參考文獻
1. 申曉輝.計算機輔助設計在建筑設計中的運用[J].福建建筑.2001(05)
2. 岳德義.計算機輔助設計在建筑設計中的若干技術問題研究[J].哈爾濱工程大學.2007(05)
針對當前高職藝術設計類專業課程“室內設計制圖”和“計算機輔助設計”的教學現狀，并結合近年來在室內設計、環境藝術設計專業教學中的經驗，提出將此兩門課程合并整合為一門課程（“計算機輔助藝術設計（建筑CAD）”）的教學改革思路，并在教學內容、教學方法和考核方法等方面做了改革調整。這種在學習室內設計理論制圖的同時又掌握繪圖軟件的實踐應用技能，教學內容交互滲透,利于學生知識的加深和技能的培養。
關鍵詞
室內設計；制圖CAD；課程整合
1引言
環境藝術設計類專業課程以室內設計、環境藝術設計等職業技能為主線，根據行業工作崗位對技術人才知識、能力和素質的要求設計課程體系，其中“室內設計制圖”和“計算機輔助設計”是課程體系中兩門重要的專業基礎課程。但目前兩門課程的分離式教學方式產生很多問題，為了更好實現高職環境藝術設計類技術人才的培養，現將“室內設計制圖”與“計算機輔助設計”兩門課程內容進行整合，在學習室內設計理論制圖的同時又掌握繪圖軟件的實踐應用技能，教學內容交互滲透,利于學生知識的加深和技能的培養。
2“室內設計制圖”與“計算機輔助設計”課程教學現狀及評價
2.1課程分析
“室內設計制圖”課程主要培養學生識圖、繪圖及空間想象力，主要教學內容有：建筑制圖規范、三視圖投影、識讀和繪制建筑平面圖、識讀和繪制建筑施工圖、繪制建筑透視圖、繪制家具設計裝配圖等。“室內設計制圖”是一門比較抽象的專業基礎課，尤其是基本投影和作圖等有關作圖原理的知識點；在現行教學模式中，教師多以多媒體進行理論講授，對于空間想象能力和空間分析能力都比較薄弱的初學者學生來說，學習效果和教學效率都不理想。“計算機輔助設計”課程目標主要是讓學生熟練掌握AutoCAD的基本工具和功能，并利用AutoCAD繪制工程圖紙；主要教學內容有：AutoCAD基礎知識和基本操作、輔助工具的使用、基本圖形的繪制、復雜圖形的繪制、圖形的編輯修改、圖層以及選項設置、文字和表格、尺寸標注、圖紙布局和打印輸出、三維立體造型等。在現行教學模式中，這類計算機軟件課程只是要求學生掌握軟件的基本操作和工具使用，而沒有結合設計案例進行軟件繪制工程圖紙的訓練，沒有達到專業、課程培養目的。實際上，運用計算機軟件繪制室內設計工程圖紙時必須以室內設計制圖規范做為基礎，“計算機輔助設計”并不能脫離國家相關的制圖標準、基本投影原理和表達方式而獨立進行。室內設計制圖規范是制圖的重要基礎，如果說圖紙是設計師的語言，那么制圖規范就應該是“語法規則”[1]。只有掌握了制圖規范，才能準確繪制出表達設計意圖的圖紙。因而“室內設計制圖”是“計算機輔助設計”課程的基礎，二者在教學內容上存在互補。
2.2兩門課程分別進行的分離式教學方式現狀
兩課程分別進行的課程教學方式主要有兩類：一類是指根據專業人才培養方案和課程體系，將兩門課程開設為獨立的專業課程，在不同教學周內由同一教師或不同教師擔任授課教學，采用分離式的教學模式，互不關聯。按照專業課程體系運行表先進行“室內設計制圖”的學習，到下一個學期再學習“AutoCAD計算機輔助設計”，這種分離式的教學方法雖然占用大量課時和師資力量，但卻達不到良好的教學效果。另一類分離式教學方式是指：盡管有些院校已經意識到室內設計制圖與AutoCAD結合的必要性，把兩門課程整合在一起授課，由同一教師擔任授課任務或不同教師在不同教學模塊中擔任授課任務；但仍然沒有實際有效整合，只是形式上課程名稱整合；教學內容、知識點串聯等方案還是各自分別進行的分離式教學；仍然還是先獨立講解室內設計制圖知識，再講解AutoCAD的功能和使用。AutoCAD授課內容與實際室內設計案例聯系較少或沒有，很難滿足課程教學需要。
2.3兩課程分離式教學方式現狀問題分析
（1）學生不能正確地認識這兩門課程的關系。學生認為室內制圖和AutoCAD繪圖是兩門不同體系的課程，在運用AutoCAD繪圖時不能與所學室內制圖理論有效結合。學生上機訓練AutoCAD繪圖時，沒有利用以往學習的制圖規定作為標準繪圖的理論支持和依據，所繪制的圖紙不符合標準要求。（2）學習過程中，學生只追求對AutoCAD基本工具和命令的使用，沒有意識到AutoCAD是一種繪圖手段，沒有認識到要具備了扎實的室內制圖理論之后才能夠正確使用Au-toCAD繪圖手段。學習AutoCAD并不僅僅是掌握一種繪圖軟件的基本工具使用，而是利用這種軟件做為手段和工具去表達我們的設計意圖。在教學過程中，部分學生只對計算機繪圖感興趣，忽視了對制圖知識的學習，導致只能用CAD軟件抄畫圖紙，不能理解圖紙的意義和實際應用。（3）“AutoCAD計算機輔助設計”作為一門計算機軟件課程，只單純地講授軟件命令、講繪圖方法，不能夠和實際設計案例情況相結合，沒有系統的專門針對性練習，致使學生對各種命令的應用理解不深，在遇到問題時不能靈活運用工具解決問題。（4）“室內設計制圖”是一門理論性很強又很抽象難懂的專業基礎課，現行教學方式多以圖紙和幻燈片講授為主，實物模型比較少，而且教授的理論知識點與實際設計案例應用聯系不密切，學習效果和教學效率都不理想。
3基于職業崗位工作過程的課程整合及應用效果
3.1課程整合的必要性分析
根據以上幾個“室內設計制圖”“AutoCAD計算機輔助設計”課程教學現狀問題分析結果，并針對藝術設計類課程實踐性較強的特點和學生學習職業技能的需求，對兩門課程進行了有效整合，確定了基于職業崗位工作過程的課程教學模式。首先將兩門課程有效整合為一門課程，使學生將兩門課程作為一門課程對待，也使學生兩門課程的學習內容更加緊密地結合。其次是CAD在教學上的應用，促進了室內設計基礎理論知識的理解；相應地在對理論知識理解的基礎之上，CAD繪圖會更加準確和規范。再次，利用CAD作為課程教學手段可大量節省理論課中繪制例圖的時間，提高上課效率。建立以室內設計制圖與計算機繪圖內容同步進行的課程教學體系，采用理論與實際操作相結合的教學方法，可以使學生獲得很好的感知和應用，充分調動學生學習積極性、提高學習效率。最后，兩門課程的有效整合，既豐富了教師的教學方法與手段，又有利于提高學生空間想象能力，利于培養學生識讀、繪圖、設計的能力水平，從而培養出真正滿足現代室內設計、環境藝術設計等行業實際需求的人才。3.2課程內容整合的具體措施在課程教學內容安排上，以室內設計制圖為主線，把AutoCAD融入室內設計制圖的各個知識單元中，使兩者內容相互融合。課程內容整合具體如下：（1）三視圖投影是繪制表達室內設計方案的基礎，主要講解如何在二維圖紙上表達三維幾何形體，培養學生的空間想象力。在這部分教學單元中可以利用CAD建立三維模型把抽象的投影在模型中清晰地表現出來，可有效鍛煉學生的空間想象力，也對CAD的三維立體造型功能和應用有些初步了解。（2）重視室內設計制圖國家標準的講解，使學生建立較強的標準意識，養成自覺遵守標準的習慣。線型的設置、平面圖形的繪制及尺寸的標注等單元，可以放在CAD里講解并有針對性地布置一些習題讓學生用CAD繪制完成。這樣不但可以使學生掌握用CAD軟件繪圖的基本操作方法，而且還對制圖標準有了更進一步的認識。（3）建筑平面圖的識讀，是室內設計師了解建筑結構的基本方法。室內設計受到建筑設計的制約又相對獨立，它只能在建筑設計提供的空間內部做設計，墻、柱、梁、板等構造不能隨便改動；但它又是相對獨立的，可以在建筑空間內部自由發揮。通過講授建筑平面圖的識讀，讓學生初步了解建筑結構，為室內設計方案實施奠定基礎。（4）在建筑平面圖識讀的基礎上抄繪建筑平面圖，進一步練習建筑CAD基本制圖的功能應用，并且講述建筑CAD輔助繪圖功能（點的坐標輸入技能、對象捕捉技能、對象追蹤技能和視圖的實時調控技能等）。這部分應精講并配有足夠的抄繪作業訓練，以量變促質變，確保學生設計圖紙表達的規范性、標準性和效率。（5）建筑施工圖，教師用CAD演示做出標準的施工圖，講解施工圖包括的內容：房間的分配，家具的布置，天花板和地面的鋪裝，燈具、電源開關和插座的布置，水和電的鋪裝等；繪制過程中把要學習的CAD命令、圖樣的畫法和技術標準融入到具體的實例中來講解。整個教學過程強調學以致用，在繪制的實例中研究命令的用法，包括塊與屬性、圖層及特性、圖案填充、創建面域與布爾運算等，現學現用，活學活用，增加學生學習的興趣。（6）繪制建筑透視圖是三視圖投影在室內設計中的一個實際應用，主要講解如何在二維圖紙上表達室內結構的立體結構和效果，在掌握理論知識基礎上要注重繪制技巧的應用，比如對象捕捉技能、視圖的實時調控技能（視圖平移、視圖縮放、視圖恢復）等。（7）繪制家具設計裝配圖等也是三視圖在室內設計中的一個實際應用，主要講解建筑平面圖和施工圖里不能清晰表達的家具設計細節詳圖。重點是讓學生了解并掌握常見家具的結構和裝配，并能在圖紙上準確表達，也是對前面CAD所有內容的綜合應用。通過課程教學內容的有效整合，將學習的制圖知識應用到CAD繪圖練習中，使學生更加深刻地理解和掌握制圖的理論知識，而在制圖理論知識的指導下的CAD繪圖練習也會更加準確和標準。
3.2教學方法的改革
（1）在教學過程中，CAD繪圖既是教學方法、教學手段，也是教學內容。在“室內設計制圖”課程教學中，放棄以往的多媒體課件灌輸的教學方法，采用教師CAD軟件繪圖演示、學生CAD軟件模仿練習的教、學、做一體化教學模式。比如針對基本投影和作圖等有關作圖原理的抽象難懂的知識點，利用CAD二維到三維的模型轉換功能，可以使學生很直觀地真實感受實體、模型和投影圖之間的關系，從而更好地鍛煉空間想象力。（2）采用項目導向和任務驅動的方法進行課程教學，如安排學生對自己的房間或宿舍進行需求分析和設計，通過用此類項目和實際任務為指導完成設計制圖理論知識和施工圖內容的講解，隨后安排學生同步進行CAD繪圖，并繪制出施工圖。在繪圖的訓練過程中，對理論知識、施工圖等內容會有更深層的認識和理解，對CAD命令的應用會更加熟練和靈活。在實戰練習中積累經驗和技巧，真正融“教、學、做”為一體，提高效率。
3.3考核方法的改革
把成績考核劃分為兩部分：平時成績和綜合性應用能力考核，使總評成績能夠更客觀、全面地反映學生在學習過程中所體現出來的成效。第一部分，平時成績占80％(平時考勤占10％，平時作業占50％，期末上機考試占40％)。增加平時成績的比重，根據學生平時上機的掌握情況及表現綜合評定分數，對學生起到一定的約束和監督作用。第二部分，綜合性應用能力考核占20％。學生完成課程的學習任務后，組織開展專業技能比賽或課程設計，對學生的綜合素質和能力進行評分；也可動員參加全國建筑CAD繪圖員等級考試以及各種國家級和省級比賽，對于獲得等級考試資格證書和比賽名次的同學們，可申請課程得分甚至免試；也可采用校企合作方式，讓學生深入用人單位考察和實踐，對學生的考察報告和綜合表現進行評分，按照比例權重進行加分。
3.4應用效果
通過以上課程內容整合和教學方法、考核方法的改革，基本可以解決當前兩門課程教學中存在的一些問題：（1）“室內設計制圖”和“計算機輔助設計”整合后的理論教學和實操訓練，均由同一位教師來承擔，從而避免了不同教師在不同課程教學內容的脫節。（2）CAD軟件的應用不但很好地解決了識圖、制圖過程的理論教學的抽象、枯燥難題，而且還有效地避免了實操訓練滯后于理論教學的問題。在基于職業崗位工作過程的教學模式下，通常在教師完成知識點講解和操作演示后，就立即要求學生通過CAD軟件進行模仿訓練，以對知識點加深理解并能熟練操作。這種CAD軟件繪圖方式具有很強很直觀的二維、三維操作演示，學生具有很強的感性認識，學習興趣高，教學效果較好。（3）這種基于職業崗位工作過程的教學模式還可以分組教學學習，使部分人在學習討論設計方案，部分人在繪圖、建模，部分人在出施工圖，充分合理地利用設備，減少設備投入成本達到最佳教學、學習、實操的效果。通過羅定職業技術學院12—15級四屆室內藝術設計、景觀藝術設計專業學生的課程整合教學改革和應用，可以使學生在學習室內設計理論制圖的同時又掌握繪圖軟件設計的實踐應用技能，理論教學和實操教學內容交互滲透，實操訓練教學及時跟進理論教學內容，有利于學生設計理論知識的加深和專業技能的培養。
4結論
（1）總結了當前藝術設計類專業“室內設計制圖”和“計算機輔助設計”的課程教學現狀。（2）采用基于職業崗位工作過程的教學模式，使學生以最快最簡捷的方式達到最佳的學習效果、最快的訓練效果，快速掌握課程知識技能，有效解決了當前兩門課程教學上的一些問題，教學效果良好。（3）基于職業崗位工作過程的教學方式可以使學生在在學習室內設計理論制圖的同時又掌握繪圖軟件的實踐應用技能，教學內容交互滲透，利于學生知識的加深和技能的培養。
作者：劉靜 單位：羅定職業技術學院
1、計算機輔助藝術設計的優勢
隨著計算機技術的飛速發展，計算機輔助設計在藝術設計領域中所占的地位也越來越重要，在工業設計、廣告、網頁、動畫、服裝、織物圖案等各個藝術設計領域無不有計算機輔助設計的功勞。就工業設計而言，傳統的產品造型設計，一般在市場調研、制定需求表之后，先展開平面簡圖的構思，形成稍微完整的方案之后，開始繪制三維簡圖，完全定型后再根據需要繪制傳統的效果圖、三視圖或制作簡易的模型。在造型設計的過程中，需要工程技術人員、美工人員與工人的通力合作，用樣品實物來表達設計師的構思。但對每一種方案都制作實物樣品，就要付出大量的勞動，還存在著精度低、修改調整困難、設計周期長及成本費用高等問題。早在1960年，美國通用汽車公司一部新型汽車的造型設計開發時間竟長達兩年左右，原因是設計師不得不花費大量的時間繪制和修改設計稿。如今，由于計算機技術的不斷發展，三維軟件的不斷涌現，設計人員可以方便地將他們的設想，用計算機來表現，如可以在屏幕上繪制三維立體模型,描述所設計產品的形狀、結構、大小，模擬在光線照射下產品表面的色彩、明暗和紋理以及模擬物體的動態工作過程等，大大縮短了設計時間，且設計質量較以往有了明顯的提高。另外，有許多計算機輔助的加工操作是傳統工藝做不了的。如水晶的激光藝術內雕，是用三維軟件設計好的立體模型直接通過激光雕刻機對水晶進行內雕，產生復雜、神奇、獨具特色的立體內雕圖形。
2、計算機輔助藝術設計的現狀
目前計算機輔助設計軟件發展日新月異，功能也越來越強大。如3DMAX，早期的建模及渲染功能還較弱，制作要求較高的三維模型時，常常要在AUTOCAD中建模，通過3DMAX修改、貼圖后，再到Lightscape軟件中進行渲染。而目前版本的3DMAX的建模、渲染功能已基本上能滿足設計要求。由于競爭的激烈，計算機輔助設計軟件有趨同的趨勢，如以前和PHOTOSHOP齊名的軟件PHOTOSTYLER基本上已經消失，前些年和AUTOCAD還有一拼的MICROSTATION軟件，用戶也日見稀少。所以，選擇好恰當的設計軟件是非常重要的。不同藝術設計專業，由于行業不同，計算機輔助設計的水平及所用軟件也各不相同。一般而言，可將計算機輔助藝術軟件分為通用軟件及專業軟件兩類。常用的通用軟件主要包括PHOTOSHOP、CORELDRAW、AUTOCAD、3DMAX等。這些軟件適用于各個藝術設計專業，如字體設計、標志設計、包裝設計、CI設計、廣告設計、服裝效果圖設計、織物圖案設計等。常用的專業軟件主要有Flash、Painter、3DVIZ、服裝CAD、紡織CAD等。如Flash圖像由于采用了“流”技術，廣泛用于網頁特效、網上廣告、動畫設計等。此外還有一些以AUTOCAD為平臺二次開發的軟件，如圓方、德賽、中望等室內裝飾設計軟件。由于這些軟件是專為相關專業設計的，不但設計方法符合專業的要求，而且在這些專業軟件中還有大量的專業圖庫，比如在服裝款式設計CAD中，就有許多現成的人體造型、服裝配飾、面料圖案等。設計人員應用這些軟件可快速完成相關設計，大大提高了設計效率。
二、計算機輔助藝術設計的發展趨勢
1、藝術設計和多學科相結合
藝術設計不同于純美術，它伴隨著社會經濟及科學技術的發展而發展，是科學技術和美學藝術的交叉、融合。藝術設計的核心是“以人為本”，這就要求設計師既要有良好的美術功底，又要了解材料學、心理學、經濟學等多方面的內容。計算機輔助藝術設計也是如此，如做網頁設計，不但要求設計師具有一定的美術基礎，還要求設計師具有應用網絡設計語言進行編程的能力，這是開發動態、交互式網頁所必備的技能。又如進行紡織圖案設計，就要了解紡織面料的特點、紗線的結構等知識。
2、設計軟件趨向開發化、專業化、智能化
目前主流的設計軟件之所以能夠生存，很大程度上得益于其開發性。如PHOTOSHOP，有數十家公司為其開發了外掛濾鏡，原來需要多次變換才能得到的特效，應用相應的濾鏡，一次便可完成。又如AUTOCAD，提供了ADS、ObjectARX、VBA、Java、Visuallisp等多種二次開發語言，不但商業公司可以用相應的語言開發基于AUTOCAD的外掛平臺，設計人員自己也可以借助其二次開發語言完成傳統電腦設計手法所難以達到的效果。目前，一些大型的專業設計軟件漸漸地傳入國內。如MAYA、LIGHTWAVE、SoftImage等三維動畫設計軟件。在美國，用戶較多的制作三維動畫的專業軟件是Alias公司的MAYA軟件。使用MAYA，用戶可以對場景中任意結點的任意屬性設置動畫，用戶還可以自行編寫簡單的MEL（MAYAEmbeddedLanguage），對MAYA實施個性化控制。為了讓藝術家和設計師們能接受計算機輔助設計這一工具，設計軟件也越來越智能化，如Painter軟件中模仿了許多傳統工具的特點，它使人們的傳統繪畫經驗得以延續。在Painter軟件中，有許多模仿傳統筆觸的工具以及各種繪畫材料，能輕松地模仿油畫、水彩、國畫等效果，且對所用繪畫材料的質地及設計人員繪圖的力度十分敏感，創作出的作品也極富表現力。
3、設計軟件向Windows平臺過渡
隨著PC機運算能力的日益強大及Windows功能的提升和普及，許多原來只為大型機或蘋果機開發的設計軟件紛紛向Windows平臺過渡，為廣大設計人員提供了極大的方便。3DMAX設計軟件之所以在我國非常流行，很重要的一個原因是其對計算機的軟硬件配置要求不高，能穩定的運行于Windows98或WindowsNT平臺之上。
4、新興科學的興起為藝術設計提供了有利的武器
目前利用計算機設計藝術圖案，多是在人的干預下完成的。隨著計算機運算能力的提高及理論研究的深入，通過計算機自動進行藝術設計是計算機輔助藝術設計的一個重要發展趨向。如分形理論，是近二十年來發展起來的新學科，它在藝術領域得到了廣泛的應用。電影《星球大戰》中的許多奇峰異谷就是應用該理論由計算機自動生成的。應用分形理論可以產生奇妙的非線性圖形，這些圖形體現出許多傳統美學的標準，如平衡、和諧、對稱等等，但更多的是超越這些標準的新的表現。比如，分形圖中的平衡，是一種動態的平衡，一種畫面各個部分在變化過程中相互制約的平衡。
三、結論
1、計算機輔助藝術設計相對于傳統的設計方法具有無可比擬的優越性，它能提高設計的整體質量，縮短設計周期。設計師在計算機輔助設計軟件的幫助下，可以把精力放在創造性設計上，而不用去做機械的重復性勞動，從而實現設計的高質量、高效率。
2、利用計算機輔助藝術設計軟件進行藝術設計的過程，實質上是充分發揮人和計算機各自的長處、獲得整體設計的最優化設計的過程。但因許多現有的軟件不是專為設計師設計的，因而設計師在使用時會感到許多地方不是很完善或使用不方便，且國內成熟的設計軟件還不多。雖然國外的很多計算機公司都提供各種通用軟件包，但價格昂貴。
【關鍵詞】 血管外給藥；給藥方案
Computer-aided Design Dosage Regimen of Extravascular
QIN Xiong-zhi (Dept. of Pharmacy,Guangxi Longtan Hospital, Liuzhou 545005, China)
【ABSTRACT】OBJECTIVE: To implement computer-aided design of extravascular dosage regimen. METHODS:Program development using Visual Basic,use MSChart control to display the simulate plasma concentration-time curve of patients.RESULTS:This program has intuitive interface,It runs very rapidly,and its operation results are accurate.CONCLUSION:Using this program can simplify,quickly completed the design of Extravascular Dosage Regimen.
【KEYWORDS】Extravascular administration;Dosage Regimen
血管外給藥是臨床較常用的給藥方法，制訂合理的血管外給藥方案，對臨床用藥的安全性和有效性具有重要意義。血管外給藥的血藥濃度與時間關系計算較為復雜，曾有報道[1]用EXCEL軟件輔助設計其給藥方案，但其單元格操作較為繁瑣，不利于推廣應用。筆者利用Visual Basic軟件開發程序制訂血管外給藥的個體化給藥方案，取得良好效果，現簡介如下。
1系統開發環境
1.1硬件配置 聯想揚天M4600V微型計算機（聯想集團有限公司），惠普HP-1080打印機（美國惠普公司）
1.2軟件平臺 Microsoft Windows XP,Microsoft Visual Basic 6.0
2基本原理
給定個體藥動學參數α,β,γ，k21，k31，V，吸收速率常數ka，時滯tlag,則血管外單次給藥后t時刻的預期血藥濃度為[2]：C(t)=d[B1e-α（t-tlag）+B2e-β（t-tlag）+B3e-γ（t-tlag）-（B1+B2+B3）e-ka（t-tlag）]／V,當β=0且γ=0時，B1=ka/(ka-k)，α=k;僅γ=0時，B1=ka(k21-α)/(β-α)/(ka-α)，B2=ka(k21-β)/(α-β)/(ka-β)；當α,β,γ均不為0時，B1=ka(k21-α)(k31-α)/(γ-α)/(β-α)/(ka-α)，B2=ka(k21-β)(k31-β)/(γ-β)/(α-β)/(ka-β)，B3=ka(k21-γ)(k31-γ)/(β-γ)/(α-γ)/(ka-γ)。第s次給藥后t=tlag時的預期血藥濃度為C(s,tlag)=C(s-1,τs-1+tlag),其中，τ為兩次給藥的時間間隔。
3軟件界面設計
3.1 主界面的設計：主界面主要包括菜單欄、工具欄、參數設置區域及計算結果輸出區域，如圖1所示。菜單欄、工具欄用于完成常用的系統功能。參數設置區域用于輸入α,β,γ，k21，k31，V，ka等個體藥動學參數、最小有效濃度（MEC）、最小中毒濃度（MTC）等參數以及預設給藥方案的初始劑量、維持劑量及給藥時間間隔等數據，計算結果輸出區域用MSChart控件模擬顯示按預設方案給藥后，血藥濃度的變化情況。
3.2系統操作過程
在參數設置區域中輸入相應藥代動力學參數及預設給藥方案后，單擊“計算”并觀察MSChart控件所示血藥濃度曲線是否在治療窗內，如果超出，可適當預設的給藥方案，并重復上述操作，直至結果滿意。單擊主界面下方的按鈕可移動曲線以顯示給藥后較長時間（>25h）后的血藥濃度變化情況。
4運行測試
例：某藥的個體化參數為：α=0.22h-1，β=0．076h-1，ka=0.668h-1，k21=0．192h-1，V=50L，tlag=0.5h,MTC=10μg•L-1，MEC=2μg•L-1。每天3次(τ=8h)口服給藥，試確定維持量、首劑負荷劑量，并預測給藥后血藥濃度的變化情況。按前述方法操作后，系統運算結果如圖1所示，結果表明，圖中方案1（首劑400mg,維持量200mg）可使血藥濃度維持在治療窗內。
5系統特點及討論
5.1本程序完全基于廣泛應用的Windows平臺而開發，很好地解決了兼容性的問題，并具有界面友好、運算快速、結果準確等優點，并為以后軟件和數據庫的升級做好充分的準備。
5.2由于采用了MSChart控件，本程序界面中可圖形化顯示給藥后較長一段時間內患者體內血藥濃度-時間變化曲線，并可方便調整給藥劑量及給藥時間間隔，界面直觀，操作簡便，值得推廣。
參考文獻
Abstract： It is assumed that the lathe spindle movement mechanism is composed of 4-axis. Each axis is considered as a sub-structure of the assembly separately equipped with gears and bearings and other parts. 3-D entity model of these simple substructures are es tablished respectively using Pro-Engineer， all simple substructures are assembled to a 3-D entity model of the lathe spindle drive. The entire structure kinetic and simulation is studied by using mechanism module in the Pro-E， not only to ensure the accuracy of the lathe spindle drive， but also to greatly improve the efficiency of the design. Using the above method， the lathe spindle designers can optimize the kinematic mechanism in shaping machine rapidly and intiutively， to reduce the costs of research and innovation and improve machine reliability.
關鍵詞： 普通車床；模塊化設計；虛擬裝配；仿真
Key words： lathe；modelling design；virtual assembly；simulation
中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）01-0030-03
0 引言
普通車床盡管已經是一個比較成熟的產品，但是隨著科技的不斷進步，降低產品成本，工程設計人員必須不斷的對它的機械結構進行優化。隨著信息技術和計算機軟件的不斷發展，仿真軟件可以提前告知我們所設計的產品是否結構相對合理，尺寸是否存在干涉等。本設計就是基于Pro/E軟件對車床的主軸部分進行計算機輔助設計，以達到我們預期的設計目標。
1 三維實體建模的過程
在Pro/E中，各個特征是有一定的父子關系的，一個三維實體模型就是由數量眾多的特征以“搭積木”的方式組織起來的，設計者可以直接從模型樹中選擇特征修改，提高了設計效率，這些特征及其之間的父子關系均在模型樹中統一顯示。三維實體建模過程如下：
①在基礎實體特征上添加鍵槽、軸孔、倒角、修剪等修飾特征；②使用拉伸、旋轉、復制以及陣列等方法創建基礎實體特征；③靈活選用標注和約束參照，繪制二維草繪設計圖。
2 關鍵零件的三維實體建模
對齒輪的各個參數設計完成后，利用機械零件設計的基本知識，在建立好的齒頂圓基礎上拉伸實體，然后草繪基圓弧線，使用“關系”參數驅動生成漸開線，在“可變剖面掃描”環境中，鏡像后，切出齒槽部分生成單側齒面，最后建立“關系”即可在輸入齒輪主要參數的形式下生成不同齒數的齒輪，最后陣列前面所做操作，即可得到齒輪。
2.1輸入斜齒輪主要參數
PRESSURE-ANGLE（壓力角）
BETA=HELIX-ANGLE（螺旋角）
FACE_WIDTH NUMBER（齒輪寬）
PRESSURE_ANGLE NUMBER （壓力角）
MODULE NUMBER（模數）
TOOTH_NUMBER NUMBER （齒數）
2.2 間接生成的主要參數部分
DF=DAM_PITCH-1.157*MODU-LE（齒根圓直徑）
DA=DAM_PITCH+1*MODULE（齒頂圓直徑）
TOOTH_THICK_ON_PITCH =CIRCULAR_PITCH/2
CIRCULAR_PITCH = PI*MODULE（齒距）
DB=DAM_PITCH*COS（PRESSURE_ANGLE）（基圓直徑）
D=TOOTH_NUMBER*MODULE；（節圓直徑）
ANG_TOOTH_SPACE=360/TOOTH_NUMBER-
ANG_TOOTH_TH
ANG_TOOTH_THICK=TOOTH_THICK_ON_BASE/
DAM _BASE*360/（2*PI）
TOOTH_THICK_ON_BASE=DAM_BASE*（TOOTHE_ THICK_ON_PITCH/（DAM_PITCH）+INV_PHI）
INV_PHI=TAN（PRESSURE_ANGLE）-PRESSURE_
ANGLE*2*PI/360
2.3 漸開線方程 笛卡爾坐標系漸開線方程：
R=DB/2
THETA=T*45
X=R*COS（THETA）+R*SIN（THETA）*THETA*PI/180
Y=R*SIN（THETA）-R*COS（THETA）*THETA*PI/180
Z=0
2.4 以關系驅動基準圓
HA=（HAX+X）*MN（齒頂高）
HF=（HAX+CX-X）*MN（齒根高）D=MN*Z/COS（BETA）
DA=D+2*HA
ALPHA_T=ATAN（TAN（ALPHA）/COS（BETA））（壓力角）
DB=D*COS（ALPHA_T）
DF=D-2*HF
3 主軸箱的運動模型裝配
機構運動分析模塊是Pro/E中各個零件通過裝配模塊組裝成一個完整的機構以后，設計師在Pro/E中直接啟動該模塊，根據設計意圖定義機構中的連接，設置伺服電動機，然后運行該機構，觀察機構的整體運動軌跡和各零件之間的相對運動，以檢測機械的干涉情況。
3.1 連接的設置 連接的建立過程需要配合“約束”取限制主體的某些自由度，而常規的裝配則限制了原組建所有的自由度。如圖1所示。剛性：6個自由度被完全限制，受剛性連接的元件屬于同一主體。
3.2 齒輪連接設置 齒輪裝配是以軸的位置定位的，所以齒輪齒面的嚙合面并不確定，故首先設置齒輪的嚙合面，這里是利用間接連接，先使用“凸輪”連接，使兩個齒面嚙合后，再將“凸輪”連接刪除，然后在傳遞轉矩的兩個齒輪間設置“齒輪”連接，同時輸入節圓直徑，這樣齒輪的裝配就完整了。
4 定義伺服電動機
伺服電動機可以為機構提供驅動。通過伺服電動機可以實現旋轉及平移運動。在總裝配中，把伺服電動機設置于與離合器連接接受電傳動傳遞轉矩的主動軸上，通過“輪廓選項卡”能夠指定伺服電動機的位置、速度和加速度設置電動機參數。設置參數如圖4、圖5所示。
5 運行機構
點擊“機構分析”按鈕后，在這里可以設置運動分析時間，仿真運動播放速度，電動機選擇等。
在Pro/Mechanism中測量對模型各種運動參數進行測量，如不符合要求，則重新建立模型，再次進行仿真、分析，直至模型達到設計要求為止。
由仿真、分析結果進行改進再仿真，直至達到設計要求，接著進行各部分功能細化，機床樣機主軸最終定型。如圖6所示。
6 小結
本文借助Pro/E的三維仿真技術，通過對數字化模型的分析提早發現產品的缺陷并加以修改，大大縮短了新產品設計的周期，達到了優化設計的目的。特性的仿真分析而不用投入大量的人力、財力，直接在數字化模型上進行各種運動及材料進行產品試制，有效節約了生產成本。總之，從建立模型、裝配到仿真分析的全過程，應用仿真技術對簡化機床主軸箱設計起到了事半功倍的效果，最終實現了對主軸箱樣機的設計。
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計算機輔助系統具有高效的設計信息快速檢索功能，這個功能能夠使設計人員對于需要信息的檢索能力大大增強，設計人員能夠根據關鍵詞迅速準確地檢索到需要的信息，大幅縮短了信息查找的時間，提高了設計效率。由于關于不同事物的設計中存在著各種不同的信息和數據，這些信息和數據又帶有各自的位置信息、環境信息以及其他各種信息等，整體信息量非常地大，單靠人腦來進行記憶和提取是非常不可靠的，因此，我們需要計算機輔助系統來幫助我們進行檢索。人們可以在計算機輔助系統中輸入關鍵字來調取信息，既提高信息檢索的可靠性，又節省了信息檢索的時間，為人們在此信息基礎上進行的設計提供了良好的基礎。[2]
2高職計算機輔助設計課程采用案例教學的必要性
在傳統的計算機輔助設計課程中，教師將課堂的重心放在計算機輔助設計軟件的講解上面，包括計算機輔助設計軟件的工具條講解、用法講解以及實際操作過程講解等。在使學生了解了各工具的用途以及用法之后，教師一般都采用自己邊講解邊演示的方法來開展計算機及輔助設計教學，在這樣的課堂之中，學生只能夠被動地聽講和對教師的演示進行模仿，主動性較差。同時，由于計算機輔助設計軟件工具內容較多，用法較為復雜，所以學生很難通過模仿教師的行為實現教學目的。而由于高職學生自身的文化課基礎較差等原因，其在課堂上只單純地通過教師的講解難以吸收消化復雜的計算機輔助設計軟件內容，更不用提進行創造性的應用了，因此，我們很有必要在高職計算機輔助設計課程中采用案例教學法來進行教學。在案例教學法中，教師可以將代表性強，操作性強的案例引進課堂，讓學生在明白了計算機輔助設計軟件各項功能之后實際地進行操作。這樣，學生的軟件應用能力就能夠得到充分地鍛煉和加強，并且能夠在此基礎上不斷地增強自己的設計能力，最終實現計算機輔助設計課程教學的目的。
3案例教學的實施過程
3.1案例教學的目的
我們在高職學校培養學生的目的就是為了給社會培養職業化的人才，就是為了縮短人才從學校進入到社會的適應時間，使培養出來的人才能夠直接進入到企業中從事相關行業的工作。因此，我們按照這個目標培養出來的高職人才必須有很強的動手操作能力以及豐富的實踐經驗。雖然現在很多高職學校都提出了對提高學生實踐能力的策略，但是由于計算機輔助設計課程本身的特殊性，很多學生都難以真正地掌握計算機輔助設計軟件的性能，更別提真正地利用計算機輔助設計軟件進行設計了。對于這種狀況，我們試圖通過進行案例教學，通過學生在課上課下對案例的實際操作和總結分析，來提高自己對計算機輔助設計軟件的操作能力，并且最終在此基礎上開展符合社會要求的設計。
3.2案例的擇選
3.2.1案例的選擇要選擇有代表性的案例
計算機輔助設計課程案例的選擇應該選擇有代表性的案例。首先，應該根據課程教學的內容選擇案例。例如，在計算機輔助設計軟件中各種工具的功能時，應該選擇囊括這些功能使用方法的案例，這樣，學生就能夠在對案例操作的過程中實現對工具功能的了解和熟悉，最終做到熟練掌握。其次，案例的選擇應該有所側重。并非所有的計算機輔助設計案例都能夠拿來當作課程案例，在計算機輔助設計課堂上，如果案例選擇缺乏針對性，涉及的知識點過多或者涉及的知識超過學生的理解范圍，就會造成學生在實際操作的過程中新知識點過多，難以真正掌握課程所需知識的狀況。
3.2.2要選擇能夠調動學生設計能力和設計積極性的案例
很多教師在案例選擇的過程中由于選擇的案例不符合學生發展的要求，要么過于簡單，學生在案例操作的過程中缺乏積極性，起不到提高學生設計能力的目的，要么案例的選擇過難，學生在案例操作的過程中不知道該如何下手。這都不利于學生計算機輔助設計能力的提高，因此，我們應該選擇難度適中的計算機輔助設計案例，即案例的選擇要在學生掌握的知識范圍之內，同時，又在此基礎上增加了一定的難度，學生需要通過自己的思考以及認真查詢資料才能夠進行解決的案例。只有如此，才能夠在計算機輔助設計課程上既充滿積極性又充滿自信心。
3.2.3要選擇可操作性強的案例
在高職計算機輔助設計課程上進行案例選擇，應該選擇可操作性強的案例。首先，案例內容要符合學生的認知，學生能夠在對案例理解的基礎上進行實際操作。其次，案例內容要能夠讓學生進行實際操作。即選擇的案例要在案例提出之后，學生能夠按照其要求來根據其知識狀況開展實際操作，而非是只對案例的操作過程進行分析和解讀，或者是對案例的操作進行單純地假設或者推理。[3]
3.3案例教學的實施方式
⑴在計算機輔助課程的案例教學開展之前讓學生對課程內容進行預習。讓學生對課程內容進行能夠提高學生學習的主動性，并且能夠讓學生對于課程所學的內容有一個大致的了解，能夠讓學生對通過自己閱讀就懂的內容實現初步理解和掌握。如此，在案例教學進行的過程中教師就可以只對計算機輔助設計的重難點內容進行講解，既縮短了自身講解時間，由提高了計算機輔助設計課堂的教學效率，使學生能夠將學習鐘點放在對案例的學習上。⑵在計算機輔助設計課程的案例教學過程中，教師要重點向學生講解計算機輔助設計軟件中的各種工具的功能。計算機輔助設計軟件中各種工具的功能是計算機輔助設計課程教學的重點，只有掌握了這些工具的功能學生才能夠在此基礎上開展計算機輔助設計。因此，教師一定要在案例教學的過程中或者案例教學開展之前向學生講解清楚這些計算機輔助設計軟件中各項工具的功能，并且在實際教學的過程中通過不斷地強化增強學生對著這些工具功能的認識和理解，提高學生的對這些工具的運用能力，從而使其在案例教學的過程中能夠自主地運用這些功能，進而在此基礎上開展計算機輔助設計。⑶在計算機輔助設計課程中要以學生的實際操作訓練為主。我們在高職計算機輔助設計課程中開展案例教學的目的就是為了提高學生的實際操作能力，因此，在計算機輔助設計課程中，一定要以學生的實際操作訓練為主，讓學生在實際操作訓練的過程中不斷地獲得自身能力和水平的提高。首先，按照學生的人數以及教學案例的實際狀況將學生分為5-8人的學習小組，小組內部通過分工合作的方式開展計算機輔助設計課程中操作訓練。其次，讓學習小組成員對案例的內容以及設計過程等進行討論。通過讓小組成員對案例進行討論，每個成員能夠獲得對案例的進一步認識，了解案例的設計原則、設計方法以及設計步驟等，并且明白案例的完成需要使用的工具條以及需要調用的各種命令等，進而在其實際的操作過程中能夠做到胸有成竹。再次，讓小組成員通過分工合作的方式按照案例的要求進行設計操作，完成設計的要求。最后，讓小組成員對自己設計的過程中進行分析討論，說出自己的新的，總結出進行實際操作的經驗，以為下次開展計算機輔助設計體統思路。⑷在計算機輔助設計課程案例缺乏或者是現有的計算機輔助設計案例不符合課程教學要求的情況下，教師可以自主設計案例來供學生進行學習和實際操作。根據計算機輔助設計課程的具體要求，教師可以設計出簡單的、囊括并突出課程教學重難點的、能夠對學生進行拓展訓練的計算機輔助設計課程教學案例來共學生學習，提高案例的針對性，并且最終提高學生的學習效率。
4結語
關鍵詞：園林；計算機輔助設計；課程改革
隨著信息技術與園林行業的發展，計算機輔助設計技術在園林規劃設計中得到廣泛應用，全國各高等院校的園林設計專業均不同程度地設置了園林計算機輔助設計方面的課程。
用于園林計算機輔助設計的軟件很多，目前在園林技術專業教學中常用的計算機輔助設計軟件有美國Autodesk公司的AutoCAD，主要應用于繪制園林平面圖、施工圖等，其繪圖精度高，修改便捷。美國Autodesk公司的3ds Max，軟件界面層次分明，算法先進，功能強大，主要應用于園林建筑的三維建模、園林效果圖渲染等。除此之外還有美國Adobe公司的Photoshop，主要應用于園林平面及效果圖后期制作與處理。所以《計算機輔助設計》這門課程就是要讓學生能夠綜合運用這三個設計軟件，靈活自如地完成園林景觀項目平面圖、立面圖、效果圖、意象圖、施工圖等的設計和繪制過程，快捷、美觀地表達出設計者的設計意圖。
一門課程講授三個設計軟件，這門課程已經成為一個課程系列。如何開展好這一系列課程的教學，提高高職高專園林專業學生的實際技能，適應社會發展的需要，是園林技術專業教學需要不斷探討的課題。
一、轉變教學思路
《計算機輔助設計》是高職院校園林技術專業的專業必修課，課程的教學內容要體現高職高專教育的特點。這門課程的教學就是要讓學生學會使用AutoCAD、3ds Max、Photoshop三個軟件進行園林設計圖的設計和繪制。教學內容和教學方法要圍繞學生的實際情況來展開，精簡教學內容，多開展實踐教學，多提供練習機會。
AutoCAD、3ds Max、Photoshop三個軟件，涵蓋的內容很多，理論講授不能面面俱到，以必需、夠用為度。加強針對性和實用性，講授的軟件命令和工具都應該是在繪制園林專業圖紙時常用到的，對不常用或根本用不到的操作命令和工具完全可以省略。因為，一方面，高職院校招收學生門檻較低，學生整體水平偏低，講授過多的知識點高職的學生掌握起來比較困難；另一方面，一門課程講授三個軟件的課時量相對少，講授過多，實踐操作的課時安排就會減少，不利于學生掌握。
另外，理論講授時，單純的講授軟件命令的使用過程，按部就班的填鴨式教學，只會讓學生昏昏欲睡，達不到理想的教學效果。所以要精心設計與園林專業有關的典型實例來講授每一個知識點，并將每一個知識點講清、講透，讓學生充分理解軟件中工具和命令的具體作用，以及可以達到怎樣的效果。學生們通過上機練習作業，親自動手完成實例的繪制過程，才有助于學生更好地掌握軟件的使用方法，提高學生使用設計軟件的技能。
二、改變教學模式
1.根據園林設計的工作流程安排本課程內容的講授順序
在園林設計的實際工作中，前期設計的方案圖、施工圖都是使用AutoCAD軟件先完成，再使用3ds Max軟件進行園林建筑小品的設計繪制以及效果圖的繪制，最后使用Photoshop對AutoCAD繪制的平面圖和3ds Max繪制的效果圖做藝術處理。所以在課程內容的安排上，以園林設計的工作流程安排本課程內容的講授順序，先講授AutoCAD軟件，讓學生們學會使用該軟件設計、繪制園林景觀項目的方案圖及施工圖，然后學習3ds Max軟件的園林應用，最后再講授使用Photoshop軟件處理平面圖和效果圖。
這樣的講授順序，更有利于建立三個軟件在園林行業中應用的邏輯關系，避免基礎理論和實踐內容的相互交叉和重復，節約了課時，也增強了學生綜合運用三個軟件的能力。
2.選取園林景觀設計項目貫穿整個課程的教學內容組織
《計算機輔助設計》這門課程是培養學生具備靈活運用AutoCAD、Photoshop、3ds Max軟件進行園林設計圖的設計、繪制的能力。所以在教學內容組織上，要緊扣園林專業的實際需要，充分結合行業特點和學生日后工作或研究的實際需要安排教學內容。
高職院校園林技術專業培養的人才應該具備小型園林綠地規劃設計和繪制的能力，所以選取一個小游園的景觀設計項目作為《計算機輔助設計》課程教學內容組織的主線，從小游園的平面設計方案開始，要求先使用AutoCAD軟件繪制小游園的平面設計圖、主要園林建筑的設計圖，然后再使用3ds Max軟件進行小游園的效果圖建模和園林建筑的建模，最后使用Photoshop軟件完成小游園彩色平面圖及效果圖的后期處理。這樣能讓學生更加明確這門課程所學軟件在實際工作中的用處，工作時能有的放矢。
三、革新教學方法
1.演示講授法――聽+看
利用多媒體設備授課，將傳統板書、教學課件與軟件環境相結合，一邊講授一邊演示操作要領，引導學生理解和熟練掌握軟件制圖的流程。學生們在“聽”和“看”的過程學習軟件的使用。老師是講授+演示的教法，也就要求學生們不僅僅要“聽”老師講，更重要的是要注意“看”，看老師演示。用心看他人的操作演示是學習這三個軟件的一個很有效的方法。一些常用的簡單操作即使老師不講，在看的過程中也能掌握；已經講過的操作，在看的過程中也可以加以鞏固。讓學生們重視“看”老師的操作演示，不僅為了學生掌握知識，也是為了讓學生們學會一種學習方法。
2.案例教學法――想+練
《計算機輔助設計》這門課程，雖然是教授三個設計軟件的使用，但是不可以只是單純地以講解具體命令為主，這樣就有可能造成在單獨使用某個操作命令時，學生們都會表現不錯，一旦遇到需要綜合多個操作命令完成實際任務時學生卻往往無從下手。因此，在教學中以具有專業代表性的案例進行案例教學尤為必要。
結合實際案例，讓學生自己通過分析和研究，提出圖形繪制的思路，從而提高他們解決實際問題的能力。設計綜合多數知識點的實際案例讓學生們練習，讓學生們自己思考該如何繪制，并通過自己的操作來檢驗自己的思路正確與否。對學生普遍都存在的問題進行集中指導，對感覺繪制難度較大的學生個別輔導。讓學生獨立完成繪制，一方面可以考查學生的學習效果，更重要的是鍛煉學生綜合運用知識的能力和分析問題、解決問題的能力。
四、結 語
當前，園林設計已進入全新的數字時代，掌握計算機輔助設計技術將是園林設計學生處于競爭社會的安身立命之本。所以，為了使學生更好地掌握這項技術，就需要合理地組織《園林計算機輔助設計》的教學內容與方法，使學生在有限的學時內更好地掌握AutoCAD、3ds Max、Photoshop三個軟件在園林設計中的應用。
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[關鍵詞]計算機輔助設計；城市規劃；應用
中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0334-01
一、計算機輔助設計概念及應用分析
計算機輔助設計（CAD-Computer Aided Design）是指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或者是圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD系統一般分為二維CAD和三維CAD系統。目前，CAD應用系統已將設計、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集中到一個系統內，且已經廣泛應用到城市規劃中，其應用也使規劃效率大幅度得到提高，圖紙文件更加規范、直觀。
二、計算機輔助設計的優點分析
計算機輔助設計是上世紀八十年代在國外興起后迅速傳人我國設計領域的一項高科技手段，此前我國的工程效果圖表現方法主要以水粉渲染為主，噴筆誼染為其次。上世紀九十年代初，電腦效果圖在我國剛剛出現不久，在1991年的“第三屆全國建筑畫展”的參展作品中，已經出現了有用電腦繪制的建筑畫作品，不過數量比較少，而且水平也不算太高，這與當時電腦硬件價格昂貴，設計軟件的水平較低，電腦繪圖的普及率不高是有很大關系的。此后一些大專院校和職業培訓學校逐步開辦了電腦繪圖課程，電腦硬件和軟件也迅速發展，這方面的人才才逐漸多了起來，水平也比以前要高出很多。計算機輔助設計之所以能迅速發展，能夠得到大多數從業人員和業主的青睞，是因為它具有一下幾個優點：
1.方便快捷、效率高，大型設計可以數人同時操作；2.它易修改，后期處理方便，數套設計方案可以同時推出；3.它的表現手段豐富，視覺沖擊強烈；4.能較真實地體現環境（運用恰當的話）。上述特點與現代工業社會追求高效率、快節奏的工作方式是相符合的，這也正是其能夠得到迅速發展的原因。
三、計算機輔助設計的功能
計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡稱CAD），是指利用電子計算機系統具備的圖形功能來幫助設計人員進行設計，它可以提高設計工作的自動化程度，縮短設計時間。CAD系統主要具有以下功能：
它幫助設計人員交互式輸入與繪制二維與三維圖形，并可以對圖形進行編輯修改。目前，規劃編制和管理業務已經普遍采用計算機輸入設計圖形和文字，以人機交互方式編輯修改設計圖，建立室外場地、背景物和建筑物的三維設計模型，產生透視圖、渲染圖。
3.2 CAD數據存儲與管理。
設計圖和描述設計產品的其他數據可以在CAD數據庫中儲存、管理，計算機能夠快速檢索設計圖和描述設計產品數據。
3.3 圖形計算與分析。
CAD可以對產品的不同樣式、尺寸、結構等設計參數進行計算，對設計產品進行評估分析，從各種可能方案中選擇最佳方案。
3.4 可視化表現與景觀仿真。
可以利用CAD軟件，產生二維與三維設計圖。進一步利用計算機圖形、圖像處理技術，將多種圖形、圖像、文字資料綜合到一起，進行編輯，使設計成果的表現效果更加豐富、吸引人。還可按某種預定的視角、方位、運動路徑產生連續的渲染圖，給觀察者以動畫的感覺。景觀仿真比動畫更進一步，觀察者可以自己選擇視角、方位、運動路徑，即刻產生三維景觀，戴上立體眼鏡，配上操縱桿，使景觀的模擬更有親臨其境的感覺。
四、計算機輔助設計的作用
計算機輔助設計技術的發展受到計算機圖形、圖像處理、數據庫、人機交互等項技術的影響，現在已廣泛應用于城市規劃的日常業務。計算機輔助設計和圖形、圖像處理技術對規劃業務的影響主要反映在以下六方面：
4.1提高修改、編輯設計成果的效率。雖然方案草圖還以徒手畫最方便，簡單的成果圖用熟練手工繪制也可很快完成，但對稍有復雜程度、需要反復編輯、多次修改的設計成果，和手工相比，采用CAD技術而提高的效率是很顯著的。
4.2使規劃設計成果、建設項目申請與審批的成果更精確、更詳細。定坐標、注距離、量長度、算面積、平衡土方等工作用手工完成和用CAD相比，后者的精確性、詳細程度明顯好于前者（這些工作也可借助GIS來做）。當然，上述成果的精度受到地形測繪信息準確性的制約。
4.3減少差錯和疏漏。以數字為媒體的設計，往往可以自動避免某些差錯、疏漏，也可利用計算機程序來檢查設計成果中的某些邏輯差錯，并提醒用戶改正。
4.4使設計成果的表達更加直觀、豐富。計算機的渲染、動畫、景觀仿真技術使得到的圖形、圖像具有特殊的表現力，給人以直觀、甚至是身臨其境的感受，虛擬現實技術還可使一般用戶交互式地、動態地體會景觀。雖然手繪效果圖、實體模型還會長期存在，但目前來說，難以實現計算機所達到的效果。
4.5便于資料保存、查詢、積累。以數字為媒體的設計資料的保存介質比紙介質體積小、存儲密度高，便于查找、積累，還可以通過計算機網絡向外。
4.6突破傳統設計上的某些局限。某些具有特殊造型的建筑物、道路、場地可利用CAD技術設計、表達出來，而用傳統手工方法很難做到。
五、計算機輔助設計在城市規劃中的應用
5.1在城市總體規劃中的應用：總體規劃是一個龐雜的系統，涉及多個學科，需要規劃師系統、全面的分析各要素之間的關系，并提出優化方案，計算機輔助部分包括用地評定、用地分析、方案評價、輔助計算等內容。即對現狀資料加工、存儲后，結合城市用地的影響因素（如地形分析、交通分析、景觀分析、地質災害分析等）進行土地利用規劃，優化用地布局，同時利用計算機完成人口預測、地塊面積計算、用地平衡等輔助計算和圖表設計，最終通過計算機內部的評價軟件對方案整合確定。
5.2在詳細規劃中的應用：除了對用地的影響因素分析外，包括方案設計、三維造型、景觀渲染、日影分析、數據統計等，還可以對規劃區域進行高度仿真的動畫演示，使規劃區的整體風貌和配套設施、景觀節點等淋漓盡致的展現在人們面前，利用先進的虛擬現實仿真技術可最大限度地還原城市現狀面貌，并契合未來的規劃三維模型。
5.3在城市測繪中的應用：地理信息系統已廣泛應用到地形圖測繪中，它是在計算機軟硬件支持下，把各種地理信息按照空間分布及屬性，以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應用的技術系統，為城市規劃的落地、生根、實施起到了決定作用。
參考文獻
[1] 劉云飛，蘆艷萍.《淺析信息技術與城市規劃的關系》，《今日科苑》，2008年04期.
【關鍵詞】藝術設計;計算機技術;創新構想
隨著以計算機科學為標志的數字技術的不斷進步，藝術設計迎來了嶄新的數字化時代，科技的發展為藝術創作提供了新的載體，同時也帶來了全新的藝術創作手段和觀念上的更新，不但降低了設計制作過程中的勞動強度，改變以往有好的創意而無法實現的弊端，而且虛擬真實的技術使設計表現圖形顯得直觀而生動，無疑計算機技術的發展對藝術創造產生了重要的推進作用。
然而，計算機技術在設計學科中的運用也存在著眾多的負面效應，如“技術牽動”在藝術設計中的過熱的“怪律”，反映在具體的設計中即成為重“表現”輕“設計”，設計方案的實施最終變成了計算機特技競賽，忽略了最根本的內容――創意;重“結果”輕“過程”的情形十分嚴重，導致很多人只能在計算機上做設計，忽視了對基礎內容的積累和徒手繪畫訓練。現在，計算機輔助設計作為當今設計院校的必修課，不但是學生了解當前設計趨勢必要的手段之一，同時也有助于學生更好的完成自己的創意。
一、藝術院校計算機輔助設計教學的現狀
1.大部分學生過于依賴計算機，忽視了創造性思維能力的培養
在設計中，學生對計算機特效的熱衷和對計算機的過分依賴，以及一味的追求視覺效果，使得很多設計作品成為計算機特效的賣弄，以至于很多學生異常興奮的使用計算機設計作品，但始終達不到好的效果。究其原因，學生在設計時用于設計方案構思的時間遠遠低于計算機效果表現上的時間，所以很多學生只能在計算機上做設計，最終設計變成了計算機特技展映，忽略了最根本的內容――人的創造性思維和專業基礎知識的積累。這就是為什么學生天天在利用計算機進行設計，可是看到的作品，不盡人意。一幅好的設計作品，所表現的是它的內涵和所傳達的信息以及文化底蘊，這些是設計師的創造性思維直接體現。康斯特曾經說過：“電腦本應取和紙而不能取代人的思維”。
計算機輔助設計的介入，逐漸磨滅了學生的藝術個性，淡化了學生對自身藝術潛質的挖掘和設計思維的調動。計算機操作的熟練帶給了思維創意的不足，使藝術創作變成了“拼圖”和“生產”。
2.過分依賴計算機，忽視手繪能力的訓練
計算機以其獨有的傳統手繪所不能為的功能、效果及效率，給藝術設計專業領域帶來了新的表現手段和視覺震撼。正因為如此，藝術院校的各種軟件學習班、軟件書籍比比皆是，形式多樣，五花八門，不同年級的學生樂此不疲的奔波于各種軟件班的學習中，而學校設置的專業基礎手繪課，學生并不重視，他們認為手繪無關緊要，手繪學習又苦又累，往往不愿意下功夫耐心的學習，時常課堂中缺席學生較多，學生呆在寢室或者去學設計軟件，在他們看來藝術設計只要學好設計軟件，就能彌補甚至完全代替手繪，設計出好的作品。
3.盲目學習各種設計軟件，奢望成為“電腦快手”
計算機輔助設計軟件有立竿見影的效果，在短時間內可以看到顯著成效，因此，計算機設計軟件成為學生最感興趣的課程，在當前的藝術設計領域中，Photoshop、3DMAX、AutoCAD等設計軟件讓人目不暇接，很多藝術院校的學生大一就開始逃課到校外軟件班學習，誤認為藝術設計和計算機技術是一回事，計算機技術是一切，只要學會軟件的操作，就可以進行設計。也有些教師在教學過程中過多的讓學生學習各種設計軟件，結果把學生培養成為所謂的“電腦快手”，忽視了對自身藝術素養的修煉。
4.采用傳統的教學模式，教學方法單一
當前很多藝術院校在計算機輔助設計課程教學中，一直依然沿用傳統的灌輸式教學模式，教學方法陳舊、教條，缺乏靈活性和創新性。教師在授課過程中，只是根據教材的章節講授，每節課講幾個操作命令，然后讓學生進行上機練習，不能很好地和設計實例相結合，學生學習缺乏積極性和主動性，教學效果不理想。教學帶來的結果是學生對軟件的學習僅僅停留的操作之上，無法有效結合自身的專業設計需要，發揮計算機在藝術創作中的作用，甚至在課程結束后，學生認為學會設計軟件就可以進行設計。
二、藝術院校計算機輔助設計教學改革方式
1.加強設計課程學習，重視創造性思維的培養
設計既是一種藝術創造，又是一種主觀的心理活動，它借助一定的技術和手段，將設計人員的內在觀念變為產品或外在形象。目前，大多數藝術院校強調教學而忽視教學的過程，缺乏創造性思維的培養。要培養學生的創造性思維，在教學中應該從提出問題開始，以“疑”激起興趣，展開思維，讓學生進入設計“角色”，引導學生思考為誰設計、設計什么、怎么設計。啟發學生主動從多方位知識領域去思考、嘗試和解決問題，給予學生更大的思維想象空間，從感性到理性進而激活學生的創意思維活動并形成教與學的互動。設計思維的形成需要長期的磨練。學校教育對學生設計思維的培養，要比知識傳授重要的多。
2.重視手繪教學，認清手繪在藝術設計中的重要作用
現代藝術設計離不開計算機，同樣也離不開手繪。手繪作為最早表現設計的必備手段，能將突發而來的靈感第一時間在草圖中表現出來，是尋找創造靈感最好的方式，也是設計師個人基本功和藝術修養的最直接體現，這就是現代藝術設計教育中依然重視手繪重要性的主要原因。
手繪在藝術設計中的作用主要體現在設計的初期階段，在這個階段設計師提出方案和構思的意象是模糊的、不確定的，這時候就需要一種快速并且能夠準確表達設計意念的方式來表現。而手繪能迅速的將設計意念準確的表達出來，將設計師大量的設計思維準確而迅速的轉換在畫紙之上，便于對方案的交流與討論。魯道夫.阿恩海姆語曾經這樣描述手繪：“這樣一些繪畫式的再現，是抽象思維活動的事宜工具，因而能把它們代表的那些思維活動的某些方面展示出來”。大量事實證明：國內外許多優秀的設計大師都善于并且精于使用手繪這種表現形式，也是他們成功的保證。這就是為什么歷代藝術家如張大千、徐悲鴻、達芬奇、等在創意過程中總進行大量草圖創作的原因。
3.強化學以致用的學習準則，增加社會實踐機會
“學”以致“用”，是我們學習的最終目的。當前，熟練操作計算機軟件已成為藝術學生就業的一個必備條件。計算機輔助設計教學不僅要使學生掌握各種軟件操作命令的運用，還要把相關軟件的綜合應用融會貫通，以此作為設計手段來完成自己的設計創意，從而適應市場對設計人才的需求。
深度發展階段還應增加學生的社會實踐機會，藝術設計最終要走向市場 ， 學校應積極與公司或企業建立合作關系，把它們的專題設計納入到學校的課堂教學中，建立以具體設計案例為中心的教學模式，在設計過程中，學生能將所學的理論知識運用到實踐中，并在實踐中得以提高。通過實踐，學生更貼近社會，貼近市場，增強解決現實社會設計問題的能力。
4.教學方法靈活化，重視實例教學
計算機輔助設計的軟件五花八門、層出不窮，同時軟件的更新換代速度也相當快。因此學生要根據專業需要有選擇的學習設計軟件，而不是逢軟件必學。每一個軟件的命令眾多，參數選項十分復雜，教師在備課和講課中盡量做到根據本專業精選命令和參數，根據實際應用精選典型實例教學，理論聯系實際，把相關命令的運用包含其中教授給學生，讓學生循序漸進掌握軟件命令，再對比其他優秀作品分析自身不足，不斷提高。在這個過程中，學生既掌握了設計的思維方法，又能表現他們各自的技能。這樣避免了單一命令教授所造成的被動學習，呆板接受，缺乏思考的局面。
藝術設計人才的培養應該是藝術與科學技術的結合。學生不只是學習純藝術技能的培訓，還必須讓其學習和掌握與之相關的設計與繪畫的基本功，同時又要有全面的相關的人文知識。藝術設計只有現代技術與設計手稿并重，正確而恰當的借助于科學技術的力量，才能適應時代的發展，才能培養出時代需要的出類拔萃的設計人才。
參考文獻
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［摘要］目的:對上頜中切牙內冠的計算機輔助設計與制造方法進行探討和研究。方法:以右上中切牙為例，首先使用ATOS Ⅱ光學測量儀進行預備體表面數據采集；其次對所采集到的三角片數據進行處理，自動識別出頸緣線，重構預備體表面的曲面；然后利用生成的曲面分別針對無頸環內冠和半頸環內冠兩種情況設計出所需內冠；最終利用3軸精雕機床進行數控銑削編程加工。結果:制作出的兩種內冠均能夠與預備體緊密貼合，整體設計精度均符合臨床要求。結論:所選方法可行，具有臨床實用價值，為進一步研究奠定了基礎。
［關鍵詞］口腔修復；切牙；內冠；計算輔助設計與制造
20世紀后期，CAD/CAM技術在口腔修復領域中的應用使得口腔修復技術取得了里程碑式的發展。我國口腔醫學計算機的應用與研究開始于20世紀80年代，起步相對較晚，而且主要集中在理論方面。近幾年在口腔修復CAD/CAM方面研究取得了實質性的進展，如高勃等［1］利用UG和二次開發軟件研究了全冠的計算機輔助設計，呂培軍等［2］初步實現了冠修復體的計算機輔助設計和制造，韓景蕓等［3］研究了金屬全冠的CAM工藝，張翔等［4］研究了烤瓷冠基底冠模型重構方法，戴寧等［5］研究了基于DFFD的牙齒修復冠約束設計方法；但是由于起步較晚，在理論研究和軟、硬件水平方面與國外差距比較大。目前國內報道的研究主要集中在磨牙全冠的制作上，尚無關于制作上頜中切牙內冠的研究報道。采用CAD/CAM技術制作上頜中切牙內冠可以在虛擬的環境中完成上頜中切牙內冠的設計，與傳統方法相比克服了純手工雕塑蠟模的不穩定、不精確的問題，用數控銑削加工代替了鑄造方法，可以避免鑄造工藝固有的材料收縮和表面需要再次拋光的問題，具有效率高、精度高、加工方便的特點，有效地保證了修復體的質量。
1 材料與方法
11 材料與設備
111 標本 選擇上頜中切牙修復病例，常規方法備牙、取模、灌注石膏模型。
112 硬件組成 德國ATOS Ⅱ光學測量儀。該測量儀具有1個激光發生器、2個CCD攝像頭、1副移動旋轉支架和1個回轉工作臺。主要參數：相機分辨率為1280×1024像素，7s最多可測定130萬個點，照片精度為±002mm。測量采用投影光柵的原理，投射一束光線到被測物體上，CCD攝像頭通過捕捉物體表面反射光角度的變化，計算物體表面三維坐標。通過旋轉將物體表面所有信息采集完全后，自動完成各次掃描數據的拼合。微型計算機一臺（基本配置：CPU P 26 G，內存256 M，硬盤80 G，顯卡GeForce2 MX400 64 M）；北京精雕 (JDSign60)三軸高速數控銑削加工中心；試切材料為有機玻璃。
113 軟件組成 操作系統Windows XP； Geomagic 80、UG NX、三維口腔修復CAD軟件原形系統（自行研制）。
12 設計流程
121 預備體表面數據獲取與處理 利用德國ATOS Ⅱ光學測量儀對預備體石膏模型進行測量。測量時，將石膏模型固定在專用工作臺上，并在工作臺上按照測量的需要粘貼分布均勻的參考點。一次掃描完成后，工作臺自動按照固定方向旋轉固定角度。每次旋轉必須確保當前狀態與前一次共享3個以上的參考點，以保證各次掃描數據可以準確拼合。測量完成后，系統自動完成各次掃描結果的拼合，輸出數字模型。因為牙體表面形狀復雜，所得三角片模型必然存在孔洞、噪音等缺陷，所以需要將測得的數據導入Geomagic軟件處理，修補孔洞，去除表面噪音，平滑毛刺點。最終所得數據模型應保證表面完整、光滑（圖1）。
圖1 處理后的數據模型（略）
Fig 1 The model after fixed
122 預備體曲面重構 利用ATOS Ⅱ測量所得數據格式為STL文件，無法直接用于內冠重構，必須將其擬合為曲面后才能在該曲面的基礎上進行設計。首先，自動提取并擬合頸緣線。利用測量數據在頸緣線處的曲率明顯大于其它部位且成環狀的特征，先對整個三角片模型的曲率進行計算，確定出頸緣線可能處于的大致區域，最后對該區域進行擬合，確定頸緣線的具置（圖2）。
圖2 頸緣線自動識別結果（略）
Fig 2 The automatically painted preparation line
其次，進行三角片切分，去除頸緣線以下的冗余數據，對剩余的預備體表面數據進行曲面擬合［6］。曲面擬合完成后，對曲面進行誤差檢測以保證曲面質量。如超出誤差要求則返回前一步，調整擬合參數重新擬合。圖3為擬合后的曲面。
圖3 擬合后的曲面（略）
Fig 3 The surfaces after fitted
123 內冠的內表面與外表面設計 預備體表面重構完成之后，就可以在該曲面的基礎上進行內冠設計。本研究分別針對無頸環和半頸環兩種樣式進行設計［7］。（1）將內頸緣線以上的曲面向外等距005mm生成等距曲面，這樣粘固時可為填充粘結劑留出空間，同時也能防止因擬合和加工的誤差導致內冠的內表面與預備體不匹配而無法佩戴的發生。（2）按照臨床要求，對生成的等距曲面向外增厚04mm，形成上頜中切牙內冠外表面階臺以上的部分。（3）在外表面底部曲線環與外頸緣線之間，根據無頸環內冠和半頸環內冠的不同要求，生成外形輪廓線，通過掃描得到階臺部分，從而形成一個完整的內冠外表面。（4）根據患者頜牙的情況對內冠外表面形態作微小調整，確保內冠設計的精確性。圖4為設計完成的無頸環內冠與半頸環內冠。
圖4 無頸環內冠與半頸環內冠（略）
Fig 4 The non collor coping crowns on maxillary incisor（略）
13 加工流程采用北京精雕三軸高速數控銑削加工中心對設計完成的模型進行加工。加工材料可選取鈀銀合金、不銹鋼等，本研究采用有機玻璃進行試切。加工時，機床主軸轉速為20000r?min-1，粗加工采用2平底銑刀，走刀方式為等高線型，進給速度1m?s-1；精加工選用1球頭銑刀，采用Z字型刀軌，進給速度為04m?s-1。加工采用內外表面分別加工的方法，首先加工精度要求較高的內表面，完成后填充石膏，加強內表面強度，打定位銷，再翻面利用定位銷將毛坯精確定位于原位完成外表面的加工。
2 結果
根據設計出的模型利用數控精雕銑床加工出的實物（圖5）符合設計要求，加工質量穩定，精度高，與預備體的貼合程度較好（圖6）。利用CAD/CAM技術設計制作上頜中切牙內冠，與傳統方法相比具有省時、省力、精確的特點，具有很高的臨床實用價值。
圖5 半頸環內冠內外表面（略）
Fig 5 The inner and outer surfaces of the half collor coping crowns
圖6 半頸環內冠佩戴圖（略）
Fig 6 The half collar coping crown fits the model
3 討論
CAD/CAM技術在口腔修復領域的應用使口腔修復學取得了革命性的發展，大大縮短了治療周期，減少了病人的痛苦，提高了修復體的制作效率和質量。德、日等國已經推出多種商品化的齒科CAD/CAM軟硬件系統。我國相關研究開展較晚，在設計、制造等方面與國外還有相當大的差距。引進國外設備存在價格過高等問題，所以開發具有自主知識產權的齒科CAD/CAM系統是十分必要的。本研究內冠又稱烤瓷金屬基底冠，是制作烤瓷熔附金屬全冠的金屬基底，通常由鎳鉻、鈀銀等合金制成，通過在其表面覆蓋與天然牙相似的低熔瓷粉，再在真空高溫瓷爐中燒結熔附得到烤瓷金屬全冠。根據是否具有頸環特征，內冠可以分為無頸環內冠、半頸環內冠和全頸環內冠。我們采用通用CAD軟件與自行開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統相結合的方法設計了上頜中切牙內冠，并利用高速精雕銑床加工出實物，大大提高了設計和加工過程的自動化程度。整個設計和加工過程可以在2h內完成。設計階段:（1）所采用的簡單、可靠的虛擬可視化設計方法完全避免了手工雕塑蠟模的過程，縮短了治療時間，降低了醫生的工作量。（2）頸緣線采用計算機自動提取，使得頸緣線的提取精度相對手工提取大大提高，保證了內冠的密合度，提高了修復體質量。（3）外表面設計完成后可以針對患者對頜牙的情況對其進行微小變形調整，進一步滿足了患者的個性化要求。制造階段:采用的三軸數控精雕銑床加工的方式精度很高，而且材料不受熱，所以可以完全避免鑄造帶來的材料收縮問題。所用刀具很細，刀軌也很細密，所以加工后的表面比較光滑，完全可以直接佩戴，省去了再次拋光的過程。加工時間和簡易程度均明顯優于傳統鑄造方法。目前自主開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統在制作上頜中切牙內冠的過程中發揮了重要的作用，但還有一些設計模塊需要進一步完善功能和改進算法。曲面擬合的精度雖然已經滿足臨床要求，但仍需進一步提高。加工過程中采用的定位銷定位方法，精度雖然可以滿足要求，但是增加了加工步驟，使得加工的不確定因素增多，所以在今后的工作中還應對夾具做進一步改進，以減少內外表面的定位誤差，提高加工效率。隨著患者對口腔修復體制作質量、效率等要求的不斷提高，在口腔修復領域應用CAD/CAM的數字化快速設計技術將是今后我國口腔修復技術研究發展的重點。本研究使用自主開發的三維口腔修復CAD軟件原形系統，通過模型測量、預備體表面擬合、內冠設計和數控加工等步驟，設計、制作上頜中切牙內冠的方法高效、簡單、精確，為上頜中切牙內冠的數字化設計和制造提供了新的思路，為研制國產口腔修復CAD系統提供了第一手的資料。
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關鍵詞：Pro/E 沐浴把手 產品造型 插座 模具設計
1 概述
Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E軟件是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。
Pro/E由于是建立在統一基層上的數據庫上，即在設計過程中，一旦工程詳圖有改變，其三維模型和NC工具路徑也會自動更新；這一優點，使得設計更優化，成品質量更高，產品能更好地推向市場，價格也更便宜。
與產品設計相比，模具設計相對較復雜。Pro/E軟件不僅可以產品造型設計，還可以創建即使是最復雜的單型腔和多型腔模具。由過程驅動的工作流程引導用戶完成每一個步驟。利用自動創建分型面和自動分離功能，可輕松快速地創建復雜的模具。通過干涉檢查和開模仿真，消除了昂貴的返工開銷。
2 產品造型設計
用于三維產品造型的軟件除了Pro/E，之外，還有UG，solidwork等，三種軟件的特點各有千秋。當碰到含有非常復雜曲面的產品，如礦泉水瓶、汽車后視鏡、把手、燈罩等，由于Pro/E軟件提供的曲面設計模塊，可以快速完成復雜曲面創建，故備受眾多使用者青睞。
以淋浴把手為例。把手的造型設計和簡單產品造型一樣，也是在Pro/E軟件的零件-實體模塊中實現的，其建模思路是先使用基準平面、基準軸和基準點命令等創建基準曲線，再利用其基準曲線構建邊界混合曲面，然后再合并以及加厚創建最終的造型。
打開Pro/E wild fire5.0軟件，先設置相應的工作目錄，然后新建零件-實體模塊，在對材料種類、單位、公差、繪圖精度等進行設置之后，開始建模。具體步驟如下：
①創建基準曲線：
利用Pro/E命令有：草繪、基準面、基準軸、基準點。創建好的基準曲線如圖1-A：
圖1 基準曲線與邊界混合 圖2 面組3
②邊界混合1：
按住ctrl鍵，依次選擇圖1-B顯示的4條基準曲線為第一方向邊界曲線，同樣，依次選擇圖1-C顯示的2條基準曲線為第二方向邊界曲線，并將約束條件設置為垂直。
③邊界混合2：
同理，依次選擇圖1-D顯示的基準曲線1和2，并將第1條鏈約束設為切線，最后一條鏈約束設為垂直，曲面選擇邊界混合1。
④合并邊界混合1和2：
將兩個邊界曲面合并為面組1。
⑤鏡像再合并：
將面組1復制為面組2，并合面組1和面組2為面組3，如圖2所示。
⑥加厚并保存：
加厚即將面組3由曲面轉為實體。輸入厚度值為0.6，方向指向內部。建模完成。
3 模具設計
模具設計模塊是Pro/E的可選模塊，可以方便地利用調入的制品參照模型進行模具設計，同時，利用Pro/E軟件單一數據庫的特點，可以在設計零件中發生變更時及時再生模具文件。
以日常用品-插座為例，Pro/E模具設計流程如下：
①進入模具設計模塊，調入參照模型，設置模具收縮率，創建毛坯工件。
插座三維圖見圖3，尺寸為500mm*200mm*50mm，選擇ABS塑料，故收縮率為0.005，由于塑件較簡單，故選擇一模兩腔布局。
毛坯工件尺寸為700mm*800mm*150mm。
圖3 插座三維造型 圖4 分型面和澆注系統
②設計分型面。
創建分型面的方面有很多，要根據參照模型結構來選擇創建分型面的方法，這是模具設計當中的重點和難點。在本例中，由于插座表面有破孔（插口和開關），故需要復制表面并填補破孔，然后在插座內外表面交界處通過平整分型的方法成型一個平面并和之前的分型面合并為一個主分型面。
③分割體積塊，抽取模具元件，即創建型芯和型腔。
插座模具型芯與型腔如圖5所示。
④澆注系統設計。
考慮到一模兩腔，采用主流道進入再用分流道從模仁（型腔或定模鑲塊）中心向兩側進料的方式，澆口選擇側澆口，如圖4。
⑤制模與開模演示。
當模具型腔組件完成后，一般需要將塑料熔體填充到模具型腔中，以形成澆注件的模擬過程，并且，在制模完成之后，需要進行模具開模仿真模擬。檢驗模具結構是否正確，如圖6所示。
步驟為：模具開模定義間距定義移動。
4 結束語
本研究采用Pro/E軟件，可以快速設計復雜曲面的產品造型，并且可直接根據塑件的三維數據，快速、精確地生成模具的型腔和型芯。其開模仿真模擬、干涉檢查使得設計的準確度較傳統設計高；總之，采用Pro/E軟件，降低成本，提高設計精度和效率。
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關鍵詞：計算機輔助；繪圖軟件；室內設計；教學；應用
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0214-02
隨著社會進步和發展，人們的審美文化生活的需求不斷提高，傳統的室內設計已經越來越不受到人們的青睞，新一代的室內設計應運而生。如今，計算機圖形學的迅猛發展，使得很多以前人們無法用言語和圖紙表達的思維和靈感都得到了實現。其中計算機輔助設計軟件技術是近幾年來在室內設計領域引起廣泛關注的技術之一。應用計算機輔助設計軟件技術的室內設計能很好地將人們的室內生活質量以及室內環境氛圍、風格文脈等精神方面的要求都展現出來。
隨著計算機繪圖軟件的功能化發展以及信息化教學改革的推進，計算機輔助設計大大促進了高校室內設計專業教學的發展，最顯著的改變就是提高了授課效果——采用計算機輔助設計軟件就能夠完成相關設計科目的教學，進而提升了教學效率，通過二維圖紙以及三維模型的輸出能夠有效地將現代化室內設計理念傳輸給學生，進而能夠使學生成為新一代的專業素質較高的設計類精英。
一、計算機輔助設計軟件的重要性
隨著計算機輔助設計軟件的不斷改良，其能夠準確直觀地展現出設計作品的設計精髓，故計算機輔助設計軟件在室內設計專業教學中日趨重要。目前，市面上流行的計算機輔助設計軟件主要分為二維繪圖軟件、三維模型塑造軟件、圖片與動畫渲染軟件以及視頻編輯軟件等。在進行室內設計過程中，需要擁有創新性的思維，進而利用二維繪圖軟件促使抽象化的設計意念得以展現，而后在經過三維建模。渲染等相關操作，就會得到一副較為完善的室內設計作品。
在傳統的室內設計教學中，教師往往僅能夠通過圖片信息并結合課本上的理論知識對學生進行講授，缺乏模擬性的演練，促使學生不能夠準確地掌握所學知識的精髓，且不能夠將相關的知識應用于實踐。此外，室內設計專業是一門實踐類較強的學科，如果缺乏計算機輔助軟件，學生需要進行手工制圖并且需要手工制造室內設計模型，這期間不僅需要耗費大量的時間，而且也不利于教師對學生設計能力的綜合評估。通過設計輔助軟件，學生能夠將頭腦中創新性的思維加入到設計作品中去，但是如果受到傳統手工制作技巧的限制，則往往不能夠準確地展示出學生的設計理念，而且在計算機設計平臺上能夠對作品進行及時地修改，極大地提高了教學效率，節約了學生完成設計課業的時間。因而，計算機輔助設計軟件在室內設計專業教學中具有不可替代的地位。
二、計算機輔助設計軟件在室內設計專業教學中的應用
在室內設計專業教學中引入了計算機輔助設計軟件，推進了信息化教育改革的進程，而且也提高了教學效果，教師能夠結合計算機輔助軟件激發出學生對于室內設計專業的興趣，并且能夠學習到當代室內設計大師的設計理念以及設計技巧，有利于培養學生創新性思維。
（一）有利于營造出活躍的課堂氣氛
信息化時代的來臨，計算機輔助教學已經不是一個新鮮的詞匯，但是對于其他專業學科而言，計算機輔助教學與采用多媒體教學聯系較為緊密，但是對于室內設計專業而言，其不僅僅要求教師在進行課堂教學過程中，使用相關的多媒體教學課件以激發出學生的學習興趣，更要利用相關的計算機輔助設計軟件進行室內設計操作，讓學生學習到色彩的構成、空間構成、才是材料的選用等相關的知識。
此外，教師在進行計算機模擬設計授課過程中，可以與學生展開積極的互動，讓學生去思考下一步的設計操作應該如何完成，進而激發出學生對于室內設計專業的興趣，而且設計作品完成后也能夠讓學生具有一定的成就感，自然而然地培養了學生的專業知識的應用能力，進而提升了教學效果。因此，利用直計算機輔助設計軟件展開教學，不僅可以活躍課堂氣氛，也能夠讓學生學習到軟件應用的技巧。
（二）能夠有效地創新思維的培養
室內設計專業教學過程需要進行大量的課題實踐，假如沒有計算機輔助設計軟件參與，學生需要花費較長的時間才能夠完成課題作業，有時繁重的手工制作以及手繪圖紙占據了學生思考的時間，而且由于受到精細手工制作要求的制約，一些好的想法受到制約，無法放飛豐富的想象，不利于創新思維的培養。假如有些學生在專業知識方面比較優秀，也擁有創新的設計思維，但是在手工制作能力方面卻有所欠缺，進而就會導致學生失去學習的興趣及信心。
但是，采用計算機輔助設計軟件，學生能夠盡情發揮想象，將一些個性化的設計元素應用于設計作品中，比如采用獨特的空間構造模式或者采用獨特的色彩搭配等等，而且在三維軟件平臺上能夠直接展示出對設計者對于設計作品的改變，方便學生對于作品的修改及完善。
（三）對于信息化教學改革具有重要的意義
采用計算機輔助設計進行室內設計專業教學要求學生需要掌握一定的計算機應用能力以及軟件的使用技巧，能夠響應國家對于信息化教學改革的號召，而且也滿足高校學生對于現代化教學設施應用的需求。
（四）能夠真實地考核學生的設計能力
傳統的室內設計專業教學考核的突出特點為教師僅能夠對學生進行理論知識的考察，如果進行設計實踐，則需要讓學生進行提前準備，學生在短時間內往往不能夠制作出滿意的手工制作的設計作品，從而導致考核分數偏低，教師僅能通過主觀表象了解學生的設計能力，故傳統專業知識評價體系并不科學。但是，通過計算機輔助設計軟件教學就會體現出一定的差異性，如在進行階段性考核過程中，可以讓學生在規定時間內采用計算機輔助設計軟件完成設計作品，教師能夠通過軟件查看學生的設計步驟，而且直觀的三維模型也能夠觀察出學生的設計思路以及設計作品的價值性，進而有助于教師做出較為客觀的評價。
三、總結
綜上，計算機輔助設計軟件平臺類似于室內設計專業教學的“實訓教學場地”，教師可以通過計算機輔助設計軟件平臺與學生展開知識互動，培養學生創新意識，學生也能夠通過計算機輔助設計軟件進行學習以及自我思考，從而有助于學生室內設計能力的提升。
參考文獻：
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