本文探討了可視化技術(shù)簡(jiǎn)化工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。

　　我們生活在一個(gè)快速讀圖的時(shí)代，圖像取代文本、表格和數(shù)據(jù)，豐富的影像取代枯燥的解說(shuō)。在厚厚的線裝書與蔡志忠漫畫《列國(guó)志》中，我們選擇后者;在復(fù)雜的安裝手冊(cè)與生動(dòng)的視頻演示中，我們選擇后者。生活如此，設(shè)計(jì)呢?

　　可視化技術(shù) 破解設(shè)計(jì)天書

　　如果說(shuō)設(shè)計(jì)界有一種通用語(yǔ)言，確定無(wú)疑它就是基于CAD軟件的設(shè)計(jì)圖紙;然而出了設(shè)計(jì)部門，它就變成了天書。有時(shí)連制造等相關(guān)部門也不能完全讀懂。設(shè)計(jì)師和工程師有時(shí)候會(huì)抱怨：飛輪、軸承、連接器、開關(guān)、閥門、螺栓、管線在工程圖紙上就是各種抽象的符號(hào)，在利用二維的設(shè)計(jì)圖紙溝通復(fù)雜的制造過(guò)程時(shí)，我們很難向制造車間人員把零件的外形描繪清楚。而在競(jìng)標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也很難期待招標(biāo)方代表通過(guò)幾張二維圖紙建立起對(duì)三維實(shí)體的想象，更不要說(shuō)準(zhǔn)確的形象了。

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　　以其昏昏，使人昭昭，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙確實(shí)難逃其咎。多虧了工業(yè)領(lǐng)域的可視化設(shè)計(jì)技術(shù)，把抽象復(fù)雜的概念和數(shù)據(jù)，用具體、形象、一目了然的方式有組織、有條理的表達(dá)出來(lái)。無(wú)論是通過(guò)數(shù)字模型檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性，還是按照可視化的圖紙進(jìn)行產(chǎn)品裝配，或者是渲染惟妙惟肖的視覺效果，可視化技術(shù)讓設(shè)計(jì)和制造部門順暢的進(jìn)行溝通。

圖1 用Autodesk Inventor渲染的大型包裝機(jī)械

　　不僅如此，大眾也能從可視化技術(shù)中受益。比如，目前在許多新產(chǎn)品推廣的網(wǎng)站上，用戶都可以直觀看到設(shè)計(jì)圖紙，甚至可以定制化的選擇色彩、材料與樣式，在產(chǎn)品生產(chǎn)制造之前對(duì)設(shè)計(jì)評(píng)頭論足，都是利用了可視化設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　可視化技術(shù)破解了設(shè)計(jì)天書;設(shè)計(jì)語(yǔ)言不再只是少數(shù)人的特權(quán)。

　　設(shè)計(jì)驗(yàn)證 簡(jiǎn)單如“看圖說(shuō)話”

　　小時(shí)候的語(yǔ)文考試中有一道題目叫看圖說(shuō)話，要求根據(jù)圖畫寫一則小作文?，F(xiàn)在回想起來(lái)，還真覺得有點(diǎn)多此一舉：當(dāng)圖畫可以清晰地傳遞所有信息，任何文字的表達(dá)都是蒼白而無(wú)力的。用圖畫表達(dá)設(shè)計(jì)的全部構(gòu)思、細(xì)節(jié)，大概是所有設(shè)計(jì)師的夢(mèng)想，但是設(shè)計(jì)師的工作從來(lái)不是簡(jiǎn)單畫畫圖就萬(wàn)事大吉。

　　設(shè)計(jì)作品能不能被生產(chǎn)出來(lái)，除了要進(jìn)行考慮周全的設(shè)計(jì)，還需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的模擬與分析，驗(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì)是否在實(shí)際環(huán)境中可行，而不是空中閣樓或者“樣子貨”。這些分析需要基于大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，其結(jié)果也是用各種表格、曲線圖的形式呈現(xiàn)出來(lái)。數(shù)學(xué)家們喜歡這樣的精確與嚴(yán)謹(jǐn)，但是對(duì)于擁有藝術(shù)家浪漫氣質(zhì)的設(shè)計(jì)師們來(lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)未免太枯燥了。有沒(méi)有更好的方式呢?

圖2 Autodesk Inventor生成的裝配圖的三維模型

　　如果所有數(shù)據(jù)都能夠用圖像展示?如果展示一根承重桿受力情況的不是曲線圖而是采用不同顏色區(qū)分的三維模型?如果展現(xiàn)兩只互相嚙合的齒輪的加速度、轉(zhuǎn)速關(guān)系的不是一張二維表，而是一段動(dòng)畫視頻?其實(shí)，這些“如果”其實(shí)并不遙遠(yuǎn)。

　　在歐特克面向制造業(yè)的數(shù)字化樣機(jī)(Digital Prototyping)解決方案中，所有分析與仿真的結(jié)果都可以在一個(gè)三維的數(shù)字模型中呈現(xiàn)出來(lái)。數(shù)字化樣機(jī)(Digital Prototyping)解決方案的基礎(chǔ)Autodesk Inventor軟件能夠自動(dòng)創(chuàng)建塑料零件、鋼結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、管線、電纜和線束等智能部件的幾何模型;Autodesk Inventor Studio則提供了一流的渲染、插圖和動(dòng)畫工具，可以用來(lái)制作高品質(zhì)、照片級(jí)及具有真實(shí)感的渲染效果圖和動(dòng)畫。

　　而用于塑料注塑成型分析的Autodesk Moldflow中自帶了一款叫Autodesk Moldflow Communicator的軟件，可以把分析結(jié)果用三維模型、以量化的方式展示出來(lái);這款軟件還提供了一種解釋分析結(jié)果的方式，相當(dāng)于“看圖說(shuō)話”的標(biāo)準(zhǔn)答案，這樣不同的設(shè)計(jì)人員分享這些結(jié)果就變得更加容易。

圖3 Autodesk Inventor的裝配設(shè)計(jì)功能

　　產(chǎn)品裝配 如同拼裝簡(jiǎn)式家具

　　買IKEA家具的人大概都很享受拼裝家具的樂(lè)趣。在制造業(yè)有個(gè)十分類似的概念叫“裝配”，是指將零件按規(guī)定的技術(shù)要求組裝起來(lái)，并體現(xiàn)各零件與部件間的裝配關(guān)系和工作原理。

　　不過(guò)制造企業(yè)生產(chǎn)車間的工作可遠(yuǎn)比組裝簡(jiǎn)式家具來(lái)得復(fù)雜：用于產(chǎn)品裝配的設(shè)計(jì)圖紙通常不是圖文并貌的傻瓜手冊(cè)，而是一張張看起來(lái)十分復(fù)雜而枯燥的總裝圖和部裝圖。

　　設(shè)計(jì)師和工程師在進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)特別要避免裝配工人的讀圖錯(cuò)誤，并最終導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)初衷背道而馳。在裝配過(guò)程中，即便是經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅也不敢掉以輕心，因?yàn)槟呐轮皇且粋€(gè)小小的零件安錯(cuò)了位置，機(jī)器都可能無(wú)法正常工作而造成廢品。

　　好在今天的設(shè)計(jì)師們有了可視化技術(shù)這個(gè)好幫手，再?gòu)?fù)雜的設(shè)計(jì)圖紙也都被各種形象的圖形表達(dá)得一清二楚;裝配工人也不再擔(dān)心看不明白那些抽象的符號(hào)，因?yàn)樗辛慵寄苷业较鄬?duì)應(yīng)的三維數(shù)字模型，按圖索驥，就可以完成裝配。

圖4 Autodesk Moldflow Communicator的截圖

　　在裝配這個(gè)環(huán)節(jié)中，Autodesk Inventor將設(shè)計(jì)加速器(一個(gè)簡(jiǎn)化裝配設(shè)計(jì)過(guò)程的工具)與易用的裝配工具相結(jié)合，可以幫助用戶確保裝配設(shè)計(jì)中的每一個(gè)零部件都正確安裝;設(shè)計(jì)師只需專心設(shè)計(jì)所需的零部件，而Autodesk Inventor的強(qiáng)大工具可有效控制和管理相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。Autodesk Inventor還提供了設(shè)計(jì)醫(yī)生的功能，使用設(shè)計(jì)醫(yī)生，設(shè)計(jì)師可以發(fā)現(xiàn)并改正三維模型中的錯(cuò)誤，識(shí)別潛在的設(shè)計(jì)和裝配問(wèn)題，并給出修正建議。

　　效果呈現(xiàn) 隨心所欲

　　設(shè)計(jì)的渲染，是將一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)用更接近普通人的視角，真實(shí)的表現(xiàn)出來(lái)的步驟。因?yàn)槿藗兛偸潜灸艿膽{借第一印象或者外表判斷一個(gè)產(chǎn)品的優(yōu)劣，因此設(shè)計(jì)渲染是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。但這項(xiàng)工作在以往卻非常耗時(shí)費(fèi)力：任何設(shè)計(jì)的修改都需要進(jìn)行重新渲染，這曾經(jīng)是設(shè)計(jì)師的夢(mèng)魘。

　　今天，以歐特克旗下的Autodesk Showcase為代表的工業(yè)可視化軟件支持實(shí)時(shí)渲染，無(wú)需等待，設(shè)計(jì)師就可以隨心所欲的改變?cè)O(shè)計(jì)的顏色、材料、紋理、自然景觀、光線強(qiáng)弱、陰影效果。以汽車內(nèi)飾的設(shè)計(jì)為例：原來(lái)在設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)一次只能展示某一種色彩、面料的搭配，其他方案只能采用圖紙打印的方式呈現(xiàn)。但是現(xiàn)在，設(shè)計(jì)師可以通過(guò)使用Autodesk Showcase軟件，向評(píng)審組展示不同材質(zhì)、色彩、紋理、照明的選擇，并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)更改，及時(shí)得到評(píng)審組的反饋意見。