時(shí)間：2022-10-08 13:58:14
序論：在您撰寫技術(shù)設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入CAD技術(shù),可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計(jì)多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD技術(shù)
1CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD(ComputerAidedDesign)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（ProductDataManagement，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過程，采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。
2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)
通過實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中具有更大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
2.1零件設(shè)計(jì)更加方便
使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計(jì)新零件,既方便又快捷,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動(dòng)畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時(shí)候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示,對于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的,可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求,及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。
2.3縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期
采用三維CAD技術(shù),機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
2.4提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量
由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時(shí)采用CADCIMS組織生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí),大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1零件與裝配圖的實(shí)體生成
3.1.1零件的實(shí)體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型,之后再對其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算,便可得出零件的三維實(shí)體模型。
對于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個(gè)基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實(shí)體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實(shí)體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進(jìn)而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。
3.1.2實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后,利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過程中的資料,在運(yùn)動(dòng)的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心,從人工設(shè)計(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí),模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。
一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),進(jìn)行統(tǒng)一管理,而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。
3.3機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用
機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問題后,才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問題和動(dòng)態(tài)特性等。
4CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢
4.1圖形交互技術(shù)
CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務(wù)求易學(xué)好用,得心應(yīng)手。一個(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開拓設(shè)計(jì)師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術(shù)也正在研究之中。
4.2智能CAD技術(shù)
CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識的設(shè)計(jì)倉庫,及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提品開發(fā)所需的知識和幫助,智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來,現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì),人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中,用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。
4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開始應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果,可直接操作模擬對象,檢驗(yàn)操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測試、仿真和分析,以評價(jià)其性能,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等,基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析,可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造,已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:概念設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品市場
一、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)與市場
概念設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面。國外大公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門包括:1)(Conceptdesign)概念設(shè)計(jì);2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計(jì);3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計(jì)。由此可見，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位和重要性。
1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來說明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞———暗示心理，并分別舉出一個(gè)“安樂死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說明暗示對人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)椋诿耖g曾有這樣一個(gè)說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來為健康做設(shè)計(jì)時(shí)，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動(dòng)中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。
2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場
完成概念設(shè)計(jì)只是第一步，能不能進(jìn)行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等，這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動(dòng)，擴(kuò)大見效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計(jì)師共同努力的方向。
3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場化
為了更好地接近產(chǎn)品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將所要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程，保證產(chǎn)品開發(fā)一次性成功，加快開發(fā)進(jìn)程，甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體，設(shè)計(jì)出滿足市場需要的產(chǎn)品。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品
1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality，VR)
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動(dòng)，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:
①用放置在不同地點(diǎn)的多個(gè)攝像機(jī)將某環(huán)境或事物記錄下來;
②利用計(jì)算機(jī)的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。
2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動(dòng)作產(chǎn)生力學(xué)反饋。
3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)
虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過對產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真，設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過程，使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景
在概念設(shè)計(jì)中，如采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行方案創(chuàng)意時(shí)，可以將體驗(yàn)設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗(yàn)修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時(shí)，充分感受了自己所喜愛的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實(shí)”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請部分用戶直接與設(shè)計(jì)者一起對模型提出修改意見，觀察設(shè)計(jì)和修改過程，直至大多數(shù)人滿意為止。
為了適應(yīng)激烈的市場競爭，設(shè)計(jì)廠家不能坐等用戶找上門訂購產(chǎn)品，而應(yīng)該主動(dòng)把自己廠家的產(chǎn)品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動(dòng)畫廣告，再與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)來游覽設(shè)計(jì)廠家的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、了解、觀察;同時(shí)，還可以通過Email對產(chǎn)品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計(jì)廠家的競爭力，為設(shè)計(jì)廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設(shè)計(jì)的產(chǎn)品引起購買的欲望，通過網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動(dòng)爭先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入地研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞加殼；脫殼；DLL；DES；NET；MSIL
1引言
為了保護(hù)自己的軟件的技術(shù)內(nèi)核不被他人輕易盜用，軟件開發(fā)人員使用了各種加密技術(shù)來保障軟件的版權(quán)不被侵犯，殼便是我們常用的一種軟件保護(hù)手段。對于Win32中軟件加殼技術(shù)已經(jīng)有非常成熟的商業(yè)產(chǎn)品，然而，對于.NET環(huán)境下軟件，由于.NET程序的編譯結(jié)果不是機(jī)器語言代碼，而是一種MSIL中間代碼，因此不能使用傳統(tǒng)的加殼技術(shù)。目前，專門對.NET軟件實(shí)施加殼的商業(yè)軟件主要有MaxtoCode，另外，SafeNet公司也推出了其軟件保護(hù)產(chǎn)品圣天狗最新的外殼工具，滿足了軟件開發(fā)商的一大愿望。圣天狗外殼加密工具可以自動(dòng)完成對可執(zhí)行文件的加密過程，從而讓開發(fā)商快速方便地完成軟件加密和授權(quán)管理的工作。
本文介紹了.NET環(huán)境下一種簡單的軟件加殼技術(shù)，該技術(shù)使用了數(shù)字簽名、MSIL代碼混淆、加密等技術(shù)，可達(dá)到高強(qiáng)度的軟件保護(hù)。與MaxtoCode相比，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：可以防止軟件非法拷貝，針對計(jì)算機(jī)硬件“指紋”授權(quán)(指紋：即硬件信息中終身不變的識別號，如CPU和硬盤的序列號等，下同)，對于網(wǎng)絡(luò)版，可以防止非本服務(wù)器的客戶端訪問服務(wù)。
2認(rèn)識“殼”
殼是對加密軟件的一個(gè)形象的比喻，顧名思義，殼是軟件外部的一件“外衣”，是軟件的保護(hù)屏障。有了它，惡意攻擊者就無法在對軟件反匯編后，直接找到軟件的核心代碼。
殼是一段程序，它先于程序運(yùn)行，殼在運(yùn)行后就獲得了該軟件控制權(quán)，利用其保護(hù)功能對軟件進(jìn)行安全保護(hù)。
殼的工作原理大致是：先運(yùn)行殼程序，殼將加密的主程序(主程序即原來的待加殼的程序，下同)代碼解密到內(nèi)存中，運(yùn)行其中相應(yīng)功能，并將程序的控制權(quán)交還給主程序。
本文中研究的加殼技術(shù)正是基于這種原理，只是殼也是用.NET編寫的，加密與解密密鑰與用戶的機(jī)器硬件指紋有關(guān)，而不是固定的密鑰，所以可以防止軟件非法拷貝，達(dá)到更高的保護(hù)強(qiáng)度。
3本加殼技術(shù)的原理
先將原來的主程序編譯成DLL，再編寫一個(gè)殼程序，編譯成EXE，并將程序的運(yùn)行入口(即main函數(shù))移到殼中來，由殼開始執(zhí)行整個(gè)程序。首先，可以用自編的加密工具，在軟件前將所有DLL文件分別進(jìn)行加密(輸入特定的密鑰)，在殼加載DLL時(shí)臨時(shí)將其解密到內(nèi)存中，并加載運(yùn)行。由于解密DLL的結(jié)果只存在于內(nèi)存，所以攻擊者無法獲得解密后的DLL，除非他能找到DLL的解密密鑰。同時(shí)，為了避免攻擊者分析外殼程序的邏輯，從中尋找解密密鑰，還可以將殼編譯成EXE文件后，再用第三方軟件進(jìn)行混淆(如：XenoCode)或加密(如：MaxtoCode)，這樣攻擊者將無法了解DLL加密的算法及處理邏輯。從而，更有效地保護(hù)主程序DLL。加殼與脫殼的原理如圖1所示。
圖1NET軟件加密型加殼的原理
4軟件與用戶注冊流程
為了推廣軟件，開發(fā)商一般會將軟件的試用版放在網(wǎng)上，讓用戶自由下載試用，用戶基本滿意后再注冊正式版。
軟件與用戶注冊的流程如圖2所示。
5軟件與用戶注冊的實(shí)現(xiàn)
5.1注冊申請
為了達(dá)到軟件防拷貝的功能，開發(fā)商必須為不同的用戶制作不同的安裝文件，一套程序只能在一臺機(jī)器上運(yùn)行。為此，開發(fā)商在制作安裝文件時(shí)，必須取得軟件將要運(yùn)行的目標(biāo)機(jī)器的指紋和用戶的單位名稱，對于有應(yīng)用程序服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)版軟件，只需要取得應(yīng)用服務(wù)器的指紋。指紋數(shù)據(jù)可以由用戶使用特定的程序取得，并通過短信或郵件的方式告知開發(fā)商。
指紋的提取有兩種方法：其一，通過軟件的試用版。試用版中設(shè)計(jì)申請注冊的模塊，用戶通過此模塊提取本機(jī)的指紋數(shù)據(jù)。軟件的試用版文件的制作不是針對目標(biāo)機(jī)器的指紋制作的，可以在任何機(jī)器上運(yùn)行。為了防止Cracker找到DLL的解密密鑰后，將試用版破解。通常可以對試用版軟件設(shè)置功能限制(如：去掉部分關(guān)鍵代碼)，這樣即使試用版被破解，也無法投入正式的應(yīng)用。
方法二：使用專用于注冊申請的程序。對于網(wǎng)絡(luò)版的應(yīng)用服務(wù)程序，如果沒有用戶界面，或無須試用的用戶，只能使用由開發(fā)商提供的專用注冊程序來提取機(jī)器指紋。
5.2計(jì)算注冊碼
這種加殼技術(shù)本來可以省去輸入注冊碼手工注冊這個(gè)過程，因?yàn)槊恳粋€(gè)的版本只能在指定的機(jī)器上運(yùn)行，但為了定制用戶單位信息以及對用戶數(shù)進(jìn)行限制，還是要有注冊過程的。注冊碼是由用戶單位、機(jī)器指紋及用戶數(shù)限制等信息經(jīng)過加密處理后得到的，處理可以用自制的注冊碼計(jì)算工具來實(shí)現(xiàn)。
5.3加密DLL文件
本加殼技術(shù)的核心之一是加密DLL文件，加密過程可以用自制的加密工具完成。加密算法可以選擇.NET框架中提供任何加密算法或者自行設(shè)計(jì)加密算法。算法可以不用公開的算法，因?yàn)榧用芙饷芏际窃谧约旱某绦蛑羞M(jìn)行。因此，此方案的安全性完全可以由開發(fā)商自己保證，而不依賴于第三方。
5.4制作安裝盤
制作之前，只需用專為此用戶加密的DLL文件及授權(quán)文件等替換安裝工程中相應(yīng)的文件，再生成安裝盤。安裝盤中可以單獨(dú)存放一份加密DLL文件和授權(quán)文件，以備客戶升級正式版時(shí)用戶直接拷貝。
一般而言，安裝文件中不能直接包含注冊碼或授權(quán)文件的，但在這種技術(shù)下，可以將授權(quán)文件打包到安裝盤中，因?yàn)椋词拱惭b文件被復(fù)制，也無法在非授權(quán)的機(jī)器上運(yùn)行。
5.5正式版安裝
對于沒有安裝過試用版的機(jī)器，可以直接使用安裝盤安裝正式版。對安裝過試用版的機(jī)器，可以用安裝盤中的正式版文件替換相應(yīng)文件即可變成正式版。
5.6用戶注冊
調(diào)用正式版中“幫助”à“關(guān)于”à“注冊”功能，輸入注冊碼或選擇授權(quán)文件進(jìn)行注冊。由于安裝文件中包含授權(quán)文件，也可以在正式版首次運(yùn)行時(shí)，通過授權(quán)文件自動(dòng)注冊，免去了手工注冊的過程。
6程序運(yùn)行時(shí)脫殼的實(shí)現(xiàn)
脫殼實(shí)際上是將加密的程序代碼解密并加載到內(nèi)存程序區(qū)，脫殼需要特定的解密密鑰或特定的解密算法。對于較簡單的程序，如果只有一兩個(gè)DLL，可以由殼程序進(jìn)行一次性脫殼，全部放在內(nèi)存中，這沒有什么技術(shù)上的難度，只是內(nèi)存消耗較多。對于有多個(gè)DLL的程序，DLL不一定都要使用，有時(shí)可能只用其中部分，所以沒有必要一次脫殼，全部占據(jù)在內(nèi)存中，可以根據(jù)需要來脫殼。脫殼涉及到DLL解密、DLL調(diào)用請求的捕獲等技術(shù)。
6.1DLL的解密
一般的加殼技術(shù)使用與用戶無關(guān)的密鑰，密鑰是固定中殼代碼中的，所以脫殼可以在任何一臺機(jī)器上實(shí)現(xiàn)，無法實(shí)現(xiàn)軟件防拷貝。而在本方案中，DLL加密密鑰與用戶計(jì)算機(jī)硬件指紋相關(guān)，當(dāng)然解密密鑰也不是殼代碼中固定的，而需要臨時(shí)從目標(biāo)計(jì)算機(jī)上提取指紋生成密鑰，才能解密，所以脫殼只能在授權(quán)的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，從而可以很好地防止軟件的非法拷貝。
解密密鑰的是由硬件指紋生成的，指紋的提取與申請注冊時(shí)提取指紋的算法相同，并且，指紋通過相同的保密算法轉(zhuǎn)換后生成加密解密密鑰。因此，指紋的提取算法存在于殼和專用的注冊申請程序以軟件的試用版中，為了防止這些算法的破解，需要使用第三方工具(如：XenoCode，MaxtoCode)對這些程序的MSIL代碼進(jìn)行混淆或加密。對于網(wǎng)絡(luò)版軟件，解密密鑰最好是由殼臨時(shí)從應(yīng)用程序服務(wù)器獲?。坏珵榱撕唵纹鹨?，也可以將解密密鑰存入授權(quán)文件中，授權(quán)文件經(jīng)加密后隨客戶端軟件一起安裝，脫殼時(shí)從授權(quán)文件中提取解密密鑰。
DLL的解密只能在內(nèi)存中進(jìn)行，不能生成臨時(shí)文件，避免Cracker截獲解密后的DLL。這就要用到文件流與加密流的技術(shù)，脫殼的部分代碼如下：
publicstaticAssemblyasmload(stringasmName)
{Assemblyasmsvr=null；
FileStreamfsr=null；
byte[]byVec=newbyte[16]，byKey=newbyte[32]；
//asmName待加載的程序集名，由參數(shù)帶入
stringtoLoad=AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory+asmName+"e.dll"；
if(!File.Exists(toLoad))returnnull；
fsr=newFileStream(toLoad，F(xiàn)ileMode.Open，F(xiàn)ileAccess.Read)；
byte[]rawAssembly=newbyte[fsr.Length]；
//提取機(jī)器指紋并生成DES加密密鑰與初向量
createDesKeyVec(refbyVec，refbyKey)；
SymmetricAlgorithmdes=SymmetricAlgorithm.Create()；
CryptoStreamencStream=newCryptoStream(fsr，des.CreateDecryptor(byKey，byVec)，CryptoStreamMode.Read)；
//讀取并解密到到緩沖區(qū)
encStream.Read(rawAssembly，0，(int)fsr.Length)；
encStream.Close()；
fsr.Close()；
asmsvr=AppDomain.CurrentDomain.Load(rawAssembly)；
}
6.2DLL調(diào)用請求的捕獲
根據(jù)需要來脫殼也就是當(dāng)程序集被調(diào)用時(shí)，臨時(shí)脫殼并加載，程序集一旦加載，以后需要調(diào)用其中的功能時(shí)就可以直接從內(nèi)存中運(yùn)行，這就既避免了內(nèi)存的浪費(fèi)又不會影響程序運(yùn)行速度。關(guān)鍵是程序集的調(diào)用不一定從殼中調(diào)用，可以從任何一個(gè)已經(jīng)運(yùn)行的程序集中調(diào)用，怎么才能截獲程序集的調(diào)用請求呢？
首先要了解應(yīng)用程序域，它由AppDomain對象來表示，為執(zhí)行托管代碼提供隔離、卸載和安全邊界。多個(gè)應(yīng)用程序域可以在一個(gè)進(jìn)程中運(yùn)行；但是，在應(yīng)用程序域和線程之間沒有一對一的關(guān)聯(lián)。多個(gè)線程可以屬于一個(gè)應(yīng)用程序域，盡管給定的線程并不局限于一個(gè)應(yīng)用程序域，但在任何給定時(shí)間，線程都在一個(gè)應(yīng)用程序域中執(zhí)行。每當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，便會自動(dòng)創(chuàng)建應(yīng)用程序域。AppDomain實(shí)例用于加載和執(zhí)行程序集(Assembly)，AppDomain類實(shí)現(xiàn)一組事件，這些事件使應(yīng)用程序可以在加載程序集、卸載應(yīng)用程序域或引發(fā)未處理的異常時(shí)進(jìn)行響應(yīng)。本方案中就是通過事件AssemblyResolve來捕獲程序集調(diào)用請求的。
實(shí)現(xiàn)方法是：首先，在殼的main()函數(shù)中注冊事件AssemblyResolve的響應(yīng)代碼，形如：
AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve+=new
ResolveEventHandler(CurrentDomain_AssemblyResolve)；
然后，再編寫一段事件響應(yīng)代碼，來實(shí)現(xiàn)程序集脫殼與加載。這樣，在調(diào)用任何程序集時(shí)，就可以直接調(diào)用了，因?yàn)槌绦蚣拿摎詣?dòng)進(jìn)行。下面是事件響應(yīng)的部分代碼：
///<returns>返回找到的或臨時(shí)加載的程序集</returns>
privatestaticAssemblyCurrentDomain_AssemblyResolve(objectsender，ResolveEventArgsargs)
{
Assemblyret=null；
try{
AppDomaindm=(AppDomain)sender；
stringdllName=args.Name.Split(''''，'''')[0]；
//用xx開頭的文件表示加密過和DLL，區(qū)別于其它的DLL
if(dllName.StartsWith("xx")&&!dllName.EndsWith("resources"))
ret=asmload(dllName)；
}
catch(Exceptionae)
{MessageBox.Show("加載數(shù)據(jù)集"+args.Name+"時(shí)出錯(cuò)")；}
returnret；
}
7總結(jié)
以上軟件保護(hù)方案的安全性能由DES算法(若采用)和機(jī)器指紋的安全性決定。DES算法的安全主要決定于對密鑰保護(hù)。另外，由于密鑰來自于機(jī)器指紋，而指紋數(shù)據(jù)來自于機(jī)器硬件信息，雖然，取指紋的算法要隨軟件外殼程序一起，但從指紋到密鑰要經(jīng)過自己設(shè)計(jì)的保密算法來轉(zhuǎn)換，且保密算法不公開，所以算法本身是安全的。因此，密鑰的安全還取決于指紋提取算法的安全性和指紋轉(zhuǎn)密鑰的算法安全性，而它們的安全性又取決于第三方加密或混淆的強(qiáng)度了，這是本方案所無法控制的，這也許就是此方案安全性最薄弱的環(huán)節(jié)。
對于用商業(yè)加殼軟件的攻擊較多，所以一旦商業(yè)加殼技術(shù)被破解，用它加密過的軟件便沒有安全了。但對于自編的加殼技術(shù)，加密技術(shù)可以自行設(shè)計(jì)(保密)，并且可以隨時(shí)調(diào)整，而且，用戶數(shù)不多，因此，攻擊者比較少，用這種技術(shù)加密的軟件安全性也就相對更好。使用本文中的加殼技術(shù)，可以更有效地抵抗拷貝、反編譯、分發(fā)序列號、注冊機(jī)各種常用的軟件破解方法。然而，這種自編加殼技術(shù)雖然安全，但軟件分發(fā)起來卻十分復(fù)雜，這也是此方案的美中不足之處。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】建構(gòu)主義;信息教育技術(shù);設(shè)計(jì)
多媒體機(jī)或基于Internet的教學(xué)環(huán)境是近幾年各類學(xué)校大力的趨勢，信息化校園已成為一所學(xué)校發(fā)展的必要條件。但由于受技術(shù)水平、開發(fā)人員素質(zhì)、開發(fā)人員與一線教師的脫節(jié)等因素的制約，許多校園網(wǎng)的建設(shè)和使用仍停留在重普及輕運(yùn)用的低水平上，基于信息化環(huán)境的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。因此，如何運(yùn)用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論去指導(dǎo)信息教育技術(shù)的設(shè)計(jì)是急需解決的重要之一，也是信息教學(xué)效果的關(guān)鍵之一。
1、網(wǎng)絡(luò)教室設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以“學(xué)為中心”的理念
目前，多媒體網(wǎng)絡(luò)教室正迅速地在學(xué)校普及，先進(jìn)的設(shè)備給教師和學(xué)生都帶來全新的感覺，其中最大的變化就是課堂教學(xué)豐富多彩，知識量增大，教師方便，學(xué)生喜歡。但是，教師還是教學(xué)活動(dòng)的中心，是知識的傳播者和灌輸者；學(xué)生還是處于被支配地位，是外界刺激被動(dòng)的接受者和輸對象。先進(jìn)的媒體則成了教師向?qū)W生灌輸?shù)男屡c手段，使“書灌”變成了“電灌”，并沒有引起教學(xué)模式的重大變革。而在建構(gòu)主義指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)主要目的是為了滿足學(xué)習(xí)者自身的需要。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者用發(fā)現(xiàn)、探索等方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，主動(dòng)搜集和有關(guān)的信息，并對信息進(jìn)行加工處理。
但是，在當(dāng)前以學(xué)為中心的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室方案設(shè)計(jì)中，還存在一個(gè)盲區(qū)，看不到適合以“學(xué)為中心”的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室設(shè)計(jì)理念這類字眼，“以學(xué)為中心”被“以教為中心”所取代，似乎是只要教室化了，教師授課生動(dòng)了，學(xué)生聽課積極了就行了。我們認(rèn)為這種現(xiàn)象是片面的，不應(yīng)該把二者主次顛倒起來。因?yàn)槎嗝襟w網(wǎng)絡(luò)教室作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段，應(yīng)在營造以學(xué)為中心的情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境等要素中充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，對學(xué)生進(jìn)行當(dāng)前所學(xué)知識的意義進(jìn)行建構(gòu)有所幫助，在教學(xué)過程中能方便地讓學(xué)生自己去動(dòng)手、動(dòng)腦，方便師生互動(dòng)，而不只是掌握在教師手里的一個(gè)高級家庭影院。
在以“學(xué)為中心”的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生是認(rèn)知主體、是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，始終是把學(xué)生對知識的意義建構(gòu)作為整個(gè)學(xué)習(xí)過程的最終目的。因此，在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，應(yīng)緊緊圍繞“意義建構(gòu)”這個(gè)中心而展開，創(chuàng)設(shè)一個(gè)有利于學(xué)生進(jìn)行意義建構(gòu)學(xué)習(xí)的環(huán)境，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教室不論是對學(xué)生的獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)還是教師的輔導(dǎo)都方便和實(shí)用?？傊W(wǎng)絡(luò)教室中的一切設(shè)計(jì)思想和建設(shè)實(shí)施都要從屬于這一中心，都要有利于為完成和深化對所學(xué)知識的意義建構(gòu)服務(wù)。
2、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室的設(shè)計(jì)全力支持合作性學(xué)習(xí)
建構(gòu)主義認(rèn)為，在同一認(rèn)知水平上的其他兒童比成人更能促使兒童從自我中心解脫出來。學(xué)生之間彼此交流看法，可使他們不斷了解他人的觀點(diǎn)，使自己的學(xué)習(xí)信心和實(shí)踐能力得到加強(qiáng)和培養(yǎng)。根據(jù)學(xué)生不同年齡段的知識儲備，心理特征以及所學(xué)知識的內(nèi)在，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室的設(shè)計(jì)要支持“意義建構(gòu)”這個(gè)合作學(xué)習(xí)特點(diǎn)，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室設(shè)計(jì)在引發(fā)學(xué)生深入地進(jìn)行調(diào)查，有效地進(jìn)行批判性思考、創(chuàng)造性想象，以及增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力等方面的教育教學(xué)功能，使之成為提高學(xué)生“意義建構(gòu)”能力等方面的重要工具。促進(jìn)同伴互教、小組討論、小組練習(xí)、小組課題等合作性學(xué)習(xí)活動(dòng)。
但是，現(xiàn)在往往是以一種固化思維在進(jìn)行學(xué)校網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室的設(shè)計(jì)，多數(shù)還沿襲著幾十年一貫制的設(shè)計(jì)方案，考慮的重點(diǎn)只是人機(jī)對話和教師控制的方便程度，很少從支持合作學(xué)習(xí)這一重心上去設(shè)計(jì)。我們強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室的設(shè)計(jì)應(yīng)在支持合作學(xué)習(xí)上作為重要考慮因素，既注重人機(jī)交互活動(dòng)對學(xué)習(xí)的，又強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)支持學(xué)生同伴之間的交互活動(dòng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊工具的支持下，學(xué)生們可突破地域和時(shí)間上的限制，進(jìn)行同伴互教、小組討論、小組練習(xí)、小組課題等合作性學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)協(xié)同學(xué)校有意識地提供一個(gè)合作學(xué)習(xí)公共數(shù)據(jù)庫，支持學(xué)生用郵件、論壇、BBS、聊天室等發(fā)表自己的觀點(diǎn)或響應(yīng)他人的觀點(diǎn)，學(xué)生既貢獻(xiàn)自己的想法又共享他人的意見。
在現(xiàn)今，很注重團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作精神。建構(gòu)主義認(rèn)為，在共享集體思維成果的基礎(chǔ)上達(dá)到對當(dāng)前問題比較全面、正確的理解，最終完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。因此，在多媒體網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，同樣應(yīng)遵循“意義建構(gòu)”這一中心，創(chuàng)設(shè)一個(gè)有利于學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)教室里，當(dāng)學(xué)生搜集完信息，可以方便地就自己的資料和結(jié)果進(jìn)行分組討論，發(fā)表見解，對學(xué)生的獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)還是教師的輔導(dǎo)都方便和實(shí)用。
3、網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)不能只針對教師而忽略學(xué)生
建構(gòu)主義認(rèn)為，人們學(xué)習(xí)的最終目的是能夠運(yùn)用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題，而網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、傳遞信息、處理信息和信息的能力。與傳統(tǒng)課程相比，網(wǎng)絡(luò)課程最大的優(yōu)勢在于能方便快捷地訪問大量相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。在學(xué)校校園網(wǎng)建立起來后，教學(xué)資源庫就成為了學(xué)校必需的軟件建設(shè)部分。但是，從目前各大小軟件商在學(xué)校推銷的資源庫來看，多數(shù)是針對教師備課的，也就是說，這些軟件商的教育資源庫開發(fā)思維還是停留在“以教為中心”而不是“以學(xué)為中心”，實(shí)際上是在不斷地給“電灌”增加功率。他們并沒有真正明白網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)環(huán)境是為學(xué)習(xí)者提供的能夠方便快捷地訪問教學(xué)資源、完成學(xué)習(xí)、達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的輔助環(huán)境。而資源庫的真正意義是為了幫助學(xué)習(xí)者能夠順利完成教學(xué)的學(xué)習(xí)而專門設(shè)置的每一知識點(diǎn)所需要的各種資料及性的學(xué)習(xí)方法等信息。這些內(nèi)容的有機(jī)組合能促使學(xué)習(xí)者將原有的知識與將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立橫、縱向的聯(lián)系，有利于學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)。
我們認(rèn)為，教學(xué)資源的選擇和組織應(yīng)根據(jù)建構(gòu)主義的指導(dǎo)，能幫助學(xué)習(xí)者發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性。信息技術(shù)，特別是多媒體與機(jī)技術(shù)的，為學(xué)習(xí)者提供了極為豐富的化學(xué)習(xí)資源，包括數(shù)字化圖書館、電子閱覽室、網(wǎng)上報(bào)刊、數(shù)據(jù)庫、多媒體電子書等。面對無限的信息資源，在校園網(wǎng)軟件建設(shè)中，我們應(yīng)根據(jù)建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)模式，即明確主題、進(jìn)入情境、獨(dú)立探索、協(xié)作學(xué)習(xí)和效果評價(jià)等五個(gè)方面，按教學(xué)需要，選擇典型性、代表性的資源加入到資源庫當(dāng)中，最大限度地滿足學(xué)生不斷的檢索和各種資料的需求，并能方便地從中提取出自己需要的信息，使學(xué)習(xí)者能夠用發(fā)現(xiàn)法、探索法等學(xué)習(xí)從各類資料中獲取有益的信息，來完成課程的學(xué)習(xí)。例如類似現(xiàn)實(shí)世界的虛擬環(huán)境，再有就是可以與他人進(jìn)行通信、交流的環(huán)境。使學(xué)生能夠主動(dòng)積極參與教學(xué)過程和達(dá)到交流，教師能夠選擇資源實(shí)現(xiàn)重組。
我們充分的看到，校園網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)應(yīng)主要為學(xué)習(xí)者提供方便快捷的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅教師好用，而且學(xué)生能用。讓他們在信息的獲取、加工、管理、呈現(xiàn)和交流的實(shí)際過程中，掌握信息技術(shù)技能，感受信息文化，增強(qiáng)信息意識和責(zé)任。使他們能夠利用信息技術(shù)提供的優(yōu)越條件創(chuàng)設(shè)多樣化的學(xué)習(xí)情境，營造一個(gè)和諧的協(xié)作學(xué)習(xí)氛圍，熟練地運(yùn)用信息技術(shù)解決學(xué)習(xí)中遇到的，學(xué)會利用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。從而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神、適應(yīng)社會、具備終身學(xué)習(xí)能力的信息的合格公民。
【參考】
[1]余波湯向東，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)[J]，軍事學(xué)院，天津，《上海高校技術(shù)網(wǎng)》2004-5-26
[2]何立新，素質(zhì)教育、建構(gòu)主義與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[J]，北大附小，《北大附中網(wǎng)站教師論文》
[關(guān)鍵詞]：平等性印刷技術(shù)視覺傳達(dá)信息
[Abstract]:Thisarticlethroughregardingcontainsinthedesign,thetechnicalequalponder,re-elaboratesthedesign,printingandperson’srelationsfromanotherangle.[Keyword]:Equalprintingtechnologyvisiontransmissioninformation
回顧人類的設(shè)計(jì)歷程，“求生存”是相當(dāng)重要的目標(biāo)，至少在設(shè)計(jì)萌芽階段以及之后一段并不短的時(shí)間里，這是唯一目標(biāo)，即使在今天人類的設(shè)計(jì)行為及其產(chǎn)物中，依然包含著這種因素，對于“生”的追求，引發(fā)人類設(shè)計(jì)行為的持續(xù)性，并逐漸催生出很多重要屬性，其中最為重要和本質(zhì)的，當(dāng)屬平等性。以“生存”為起點(diǎn)，設(shè)計(jì)不可能缺失這種屬性：對于自身生存的環(huán)境而言，人需要一個(gè)平等溝通、和平共處的平臺；對于群體內(nèi)部來說，則需要物質(zhì)方面的“平均主義”。這不是人與生俱來的愿望，卻在設(shè)計(jì)從無到有、從小到大的過程中，逐漸成為設(shè)計(jì)的目標(biāo)和理想，并成為人類自我優(yōu)化程度的一種反映。而在“生存、平等、設(shè)計(jì)”這一組循環(huán)、可逆的關(guān)系中，使其正常、順暢的得以運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是什么呢？
一、設(shè)計(jì)與技術(shù)
設(shè)計(jì)自其產(chǎn)生的那一刻起，就與技術(shù)結(jié)下了不解之緣。真正意義上的設(shè)計(jì)并非是單純地對于自然中的物質(zhì)，以“拿來主義”的姿態(tài)直接應(yīng)用，如果是這樣，很多動(dòng)物甚至植物也應(yīng)算做是“設(shè)計(jì)的高手”?！霸O(shè)計(jì)”真實(shí)而本質(zhì)的含義是建立在發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)之上的“創(chuàng)新”，是有極強(qiáng)針對性的創(chuàng)造。這要求設(shè)計(jì)必須具備一定的合理性，在具體的實(shí)施環(huán)節(jié)，任何具體的設(shè)計(jì)都不能無限制的憑空想象，即使是在構(gòu)想階段，這種限定性依然在無形的掌控我們的頭腦，使思維始終局限在似乎已預(yù)先劃定的圈子里，無法真正的跳出來。究其原因，主要是包含在設(shè)計(jì)中的技術(shù)因素使然。
“技術(shù)”一詞源于古希臘語，意指“技能”、“技藝”等。我們今天所理解的“技術(shù)”概念，是對自然科學(xué)理論、成果應(yīng)用后的綜合結(jié)果。站在設(shè)計(jì)的角度，談到的技術(shù)似乎包含兩個(gè)部分：（1）使“想法”轉(zhuǎn)化為“視覺可視”的一系列專業(yè)化技術(shù)；草圖表現(xiàn)、效果圖表現(xiàn)、模型加工（制作）技術(shù)等；（2）使紙面上的方案轉(zhuǎn)化成為可供“消費(fèi)”（使用）的真實(shí)產(chǎn)品的加工制造技術(shù)。在設(shè)計(jì)的早期階段，這二者是合一的，即從事產(chǎn)品加工、生產(chǎn)的人就是從事構(gòu)想視覺表現(xiàn)的人（從這一點(diǎn)來講，中國古代的“百工”，就是一個(gè)設(shè)計(jì)的群體）。不能說這個(gè)工匠和設(shè)計(jì)師合一的階段是缺失設(shè)計(jì)的階段，因?yàn)楸姸嗟漠a(chǎn)物已有力地修正了這種誤解（只是大量兼具精絕創(chuàng)意和精良加工的產(chǎn)物，使我們在很大程度上忽視其設(shè)計(jì)產(chǎn)物的實(shí)質(zhì)，而更多地以“藝術(shù)品”來認(rèn)知它們）?！霸O(shè)計(jì)缺失”的說法，實(shí)質(zhì)上是將存在于現(xiàn)代社會形態(tài)中的工業(yè)設(shè)計(jì)，做不符人類歷史及設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識，盲目套用于以往設(shè)計(jì)（產(chǎn)物）之后產(chǎn)生的。
事實(shí)上，這種片面認(rèn)識的產(chǎn)生，與技術(shù)之間有極強(qiáng)的對應(yīng)性：精良的加工技術(shù)在體現(xiàn)精美創(chuàng)意的同時(shí)，也潛移默化地促成技術(shù)本身在公眾心目中一定的獨(dú)立地位，這種情況在東西方都是大量存在的。技術(shù)逐漸成為可憑借自身而存在的“獨(dú)立”之物——在很多人的心目中都是如此——當(dāng)談到某種技術(shù)的時(shí)候，不可能在頭腦中映現(xiàn)具體的物品形態(tài)，而只是局部（表面化）地閃現(xiàn)這種技術(shù)具體應(yīng)用后所產(chǎn)生的效果。從這一實(shí)際情況可以一定程度地區(qū)分設(shè)計(jì)與技術(shù)之間的差別。
設(shè)計(jì)這種人類最早的實(shí)踐行為，不僅見證了整個(gè)人類社會的發(fā)展，還全方位地參與其中，成為“發(fā)展”概念最直觀的表達(dá)。技術(shù)是使之成為現(xiàn)實(shí)的重要保障，在設(shè)計(jì)從無到有、從大到小的過程中，它經(jīng)歷了同樣的變化。
二、印刷技術(shù)與平等性
所謂的“平等”，實(shí)質(zhì)上包含不同的含義：為生存而解決溫飽問題時(shí)，對于事物的分配，需要公平的分配方案、工具等，以確保分配的平均；為發(fā)展而在精神層面所追求的平等，并不是單純的精神本身，而是一種綜合性的平等需要。滿足前者，只要一些簡單地計(jì)量、分割技術(shù)即可；后者復(fù)雜得多，因?yàn)樗季S、意識、觀念等抽象的概念，已融入其中，“動(dòng)物性”需求已升華為精神性的追求，個(gè)體行為已徹底擴(kuò)大為群體性的行動(dòng)，整個(gè)時(shí)代和社會都參與其中，“革命（變革）”就是具體的表現(xiàn)形式。由具體設(shè)計(jì)產(chǎn)物充當(dāng)載體，對于這類平等性的表達(dá)，在設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程中不勝枚舉；通過相應(yīng)技術(shù)所創(chuàng)造的各種設(shè)計(jì)產(chǎn)物，成為引發(fā)“平等追求”導(dǎo)火線的事例也多不勝數(shù)。所有這些都是較為平和的，甚至有些消極和被動(dòng)。從某種意義上講，聯(lián)結(jié)人與自然的工具（用具）設(shè)計(jì)，聯(lián)結(jié)自然與社會的環(huán)境設(shè)計(jì)，都是較為緩和、間接的與“平等”概念發(fā)生聯(lián)系；聯(lián)結(jié)人與社會的信息（視覺）傳達(dá)設(shè)計(jì)，則是直接、激進(jìn)的“平等”概念的鼓吹者，印刷技術(shù)則成為當(dāng)之無愧的“平等”的載體。
信息傳達(dá)在人類形成的早期，就同視覺結(jié)成了密不可分的關(guān)系，這種關(guān)系的確立，本身帶有一定程度的平等意味——靠視覺感官接收外部信息，對于絕大多數(shù)人來講已在客觀上具備了廣泛的一致性，按照視覺要求加工、整理的信息，自然在群體內(nèi)部擁有一個(gè)共同的認(rèn)知平臺——明顯的平等屬性出現(xiàn)。最早的產(chǎn)物因“主”、“客”觀的原因而無法被確認(rèn)，但由考古研究所獲取成果可知：人類較早期的生活環(huán)境中，巖畫之類的遺存，在很大程度上展示了信息視覺方式的表達(dá)。由此為發(fā)端，信息視覺表述成為人類自身發(fā)展進(jìn)步的一條主線，也成為人類之間在“平等”含義上不斷實(shí)現(xiàn)良性化溝通和交流的重要方式。
信息是包含極強(qiáng)平等含義的概念，這一點(diǎn)不因時(shí)間和地點(diǎn)而改變。眾多類型的信息中，最能體現(xiàn)平等屬性的就是基于“生存和發(fā)展”雙重考慮而產(chǎn)生的具有教育功能的信息，它決定了信息傳達(dá)的發(fā)展方向——從信息歸納處理方式，到具體傳達(dá)技術(shù)和渠道的開發(fā)、選擇，都充分證明這一點(diǎn)?！捌降人枷搿痹谶@些具體環(huán)節(jié)，逐漸得到啟蒙和激活——信息歸納、處理由“隨意”到“規(guī)范”：個(gè)性漸漸為共，種種涂鴉在歷經(jīng)不同階段演化后，終于形成體系化產(chǎn)物，同一范圍、時(shí)段的人類群體中，信息歸納整理方式，基于接收和應(yīng)用目的而具極強(qiáng)的趨同性，這保證了信息在同一群體內(nèi)部感知上的一致——文字的產(chǎn)生及廣泛應(yīng)用是最重要的體現(xiàn)（也是“民族”形成的前提之一）；傳達(dá)技術(shù)（渠道）方面，同樣呈現(xiàn)“規(guī)范”的趨勢——應(yīng)用于廣泛人群信息快速、準(zhǔn)確傳達(dá)和接受目的的各種規(guī)整、清晰字體的出現(xiàn)，及針對相同目的而創(chuàng)造的各種字體的加工技術(shù)——從手抄本到雕刻版，再到活字印刷，反映出平等意識在頭腦中不斷強(qiáng)化的事實(shí)。
信息歸納、整理和具體傳達(dá)技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用這兩個(gè)部分相互促進(jìn)，于漸進(jìn)的過程中實(shí)現(xiàn)了平等在人的頭腦中從萌芽到結(jié)果的轉(zhuǎn)變。
早期視覺傳達(dá)是以圖畫的方式將外部信息加以描述，并刻、繪于巖石。信息直白的表達(dá)形式使人與人之間的溝通很順暢。這種方式在初步達(dá)成信息交流目的的同時(shí)，也暴露了信息傳達(dá)范圍極其狹小的事實(shí)——個(gè)體手工方式進(jìn)行信息整理加工，與日后信息大眾傳播之間不可同日而語，但以此為基點(diǎn)所出現(xiàn)的人造器物表面的一些圖化符號及印紋，卻說明信息加工和傳達(dá)技術(shù)的進(jìn)步——由“圖畫”到“圖化符號”，是思維進(jìn)步的結(jié)果，相應(yīng)的傳達(dá)技術(shù)也面臨新要求：（1）這些圖化符號如何存在和保留。（2）以何種技術(shù)來完成。巖石不再是唯一的選擇，各種人造器物的表面成為新的載體；“繪、刻”方法之外，“壓印”成為新方式（從某種意義上講，這是視覺傳達(dá)與“印”的方式結(jié)合的濫觴，原始陶器表面所謂的印紋，似乎不僅僅是出于美觀的考慮而無絲毫信息的含義）。針對信息做視覺表述的努力始終在繼續(xù)，并不斷取得階段性成果。將各種源于實(shí)踐的認(rèn)識，應(yīng)用于信息的加工，使之成為規(guī)律性方法，是信息視覺表述中一直遵循的原則。與之對應(yīng)的傳達(dá)技術(shù)也不斷被開發(fā)創(chuàng)造出來。在關(guān)注古代器物加工（制造）方法（技術(shù)）的同時(shí)，不應(yīng)忽視其中相應(yīng)的信息傳達(dá)的成分：例如青銅器的鑄造技術(shù)，滿足器物成型需要的同時(shí)，還滿足了對表面“紋”與“字”加工的需要，是另一層面的信息傳達(dá)技術(shù)。
當(dāng)文字作為一個(gè)系統(tǒng)，以較為簡明的形態(tài)從圖形中分離出來，逐漸成為現(xiàn)實(shí)社會信息交流的主要媒介，傳達(dá)的技術(shù)卻因受到材料限制，只能因陋就簡滿足小范圍的信息傳遞需要（簡牘書是典型代表），二者發(fā)展的不一致，造成視覺傳達(dá)的不平等，“文字”這個(gè)圖形發(fā)展的階段性成果所帶來的平等性，因技術(shù)的滯后而無法真正體現(xiàn)。材料與技術(shù)的雙重制約致使每個(gè)文字尚無法被更多的人認(rèn)識，又如何借此來做“信息傳達(dá)”？另一方面，則應(yīng)看到“簡牘”文書在移動(dòng)、搬運(yùn)、閱讀等方面畢竟比以往的信息載體方便得多，加工成本和難度也要低得多，（相對）平等的內(nèi)涵從另一方面體現(xiàn)出來。
紙?jiān)诂F(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下被創(chuàng)造出來，為視覺傳達(dá)平等性新階段的出現(xiàn)提供了重要的前提——抄書得以較廣泛的應(yīng)用，書籍的傳播范圍擴(kuò)大、受眾增多。與“簡牘”相比，手抄本在字體改良、插圖應(yīng)用、排版形式等方面更具有近、現(xiàn)代紙質(zhì)圖書的雛形（如果將整個(gè)圖書的發(fā)展過程比做完整的設(shè)計(jì)過程，這一階段就像必不可少的草圖描繪環(huán)節(jié)）。客觀的看這個(gè)“草圖階段”實(shí)施者（抄書人），所創(chuàng)造的產(chǎn)物依然是小范圍的人群才能享有：例如中世紀(jì)歐洲，完全是由教士來從事抄書的工作，抄錄的也基本上是與教義有關(guān)的內(nèi)容，當(dāng)時(shí)的居民絕大多數(shù)都是文盲，閱讀成為貴族與教士的專利，對相應(yīng)信息的掌控成為特權(quán)的象征，視覺傳達(dá)的平等性被掩蓋。作為顯性特征的圖書的模式（包括字體、編排、裝訂等）卻為隨之而來的平等載體——大眾化的圖書所借鑒、效仿。
源于中國的雕版印刷方式，從根本上顛覆了長久以來形成的小范圍信息掌控的“傳統(tǒng)”，使信息傳播真正成為公眾性的，信息的壟斷被打破，以往因?qū)π畔⒄瓶囟纬傻臋?quán)威集團(tuán)（階層）受到質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，“平等”真實(shí)的出現(xiàn)在公眾的現(xiàn)實(shí)生活中，面向大眾的教育，憑借輕便、可大量生產(chǎn)的圖書，而在學(xué)校和社會這兩個(gè)渠道中日益發(fā)展起來，知識共享成為長久以來人類社會平等概念最重要的組成，圖書作為知識的重要承載物，其加工、制造的手段（印刷技術(shù)）也與平等發(fā)生了聯(lián)系，成為平等的載體，這在圖書產(chǎn)生、發(fā)展的早期，由于相應(yīng)加工技術(shù)的制約（滯后）而并不明顯。隨著印刷（雕版）技術(shù)的發(fā)明以及不斷出現(xiàn)的技術(shù)改良，則變得越來越不容忽視?！靶畔⒐娤碛小庇扇祟愖畛蹼鼥V的理想已經(jīng)變成活生生的現(xiàn)實(shí)。
以信息傳遞為最初的起點(diǎn)，無論視覺表現(xiàn)技術(shù)，還是確保其大范圍實(shí)現(xiàn)的加工技術(shù)，都具備顯著的進(jìn)步，兩方面的技術(shù)互為前提，相互促進(jìn)，大大加快了視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)程。在印刷技術(shù)直接作用下，視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)專業(yè)化概念得以強(qiáng)化。此前由于加工技術(shù)本身的隨意性，致使視覺表現(xiàn)技術(shù)的規(guī)范化無從談起，影響視覺傳達(dá)的最終效果：過于感性、隨意的表達(dá)，更像是以信息為素材進(jìn)行藝術(shù)性的創(chuàng)作。視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)所包含的平等性因這種狀況而無法真正體現(xiàn)，藝術(shù)化的信息產(chǎn)物，不適合廣泛人群信息交流的需要，隨意化的表達(dá)與現(xiàn)實(shí)信息之間的差距，導(dǎo)致信息在傳達(dá)過程中歧義性產(chǎn)生。這種情況隨著印刷技術(shù)的發(fā)展得到了根本的扭轉(zhuǎn)：例如，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范文字的產(chǎn)生，主要就是印刷工藝的特性使然，作為信息視覺傳達(dá)重要方式和手段，文字是思維發(fā)展和進(jìn)步的產(chǎn)物，也同樣是印刷技術(shù)不斷推動(dòng)的結(jié)果。
印刷技術(shù)的發(fā)展與成熟，對于視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)而言，最重要的是確立了一種模式——以文字的方式作為信息大眾共享的主要方式，圖作為文字的輔助元素不再獨(dú)立承擔(dān)更多的信息傳遞工作。思維的抽象化、理性化、條理化程度，因新式的傳達(dá)方式而日漸提高。以往對于線條、色彩等圖像性元素的應(yīng)用與關(guān)注，逐漸被針對文字結(jié)構(gòu)布局、筆畫處理、圖與文字的組織、整頁（冊）文字編排的關(guān)注所替代。視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)的概念變得寬泛起來，“綜合”在印刷技術(shù)廣泛應(yīng)用的前提下，成為視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)極其顯著的手段，并進(jìn)一步成為彰顯平等屬性的重要方法——針對同一信息的不同接收者，利用同一種介質(zhì)傳遞的時(shí)候，采用圖文相輔的方式進(jìn)行信息的表述，最大限度滿足盡可能廣泛的公眾信息傳遞、交流的需要，例如中國元明時(shí)代的戲曲、小說等刻本，充分說明了這一點(diǎn)：上至達(dá)官貴人，下至販夫走卒，在相同刻本的面前，因多元化的視覺表達(dá)方式，而促成信息的平等接受；相同樣式、內(nèi)容的書，同時(shí)在地位、身份各異的人手中達(dá)成極其一致的信息傳遞功能，只有憑借印刷技術(shù)才能成為現(xiàn)實(shí)。另一方面，視覺傳達(dá)中的“圖”，在印刷技術(shù)影響下，逐漸形成新技術(shù)條件下的新面目：以木刻版畫為發(fā)端的新式“信息圖化產(chǎn)物”，最大限度承載了（信息）平等的含義。
簡潔的造形元素，最富表現(xiàn)力的效果，將信息濃縮為單色的畫面，既補(bǔ)充文字所無法完全表達(dá)的意思，又在一定程度獨(dú)立起到表述某些信息的作用，在隨后更是以完全獨(dú)立的面目行世，成為造型藝術(shù)中一個(gè)重要種類——版畫。從某種意義講，它是雕版印刷方式的最佳范例和活的樣本：例如流傳于各地的民間年畫，保存著相當(dāng)程度的傳統(tǒng)印刷技藝，成為立足當(dāng)代，回望過去的重要依據(jù)。
在印刷技術(shù)的作用和限定下，視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)的表達(dá)從隨意漸漸轉(zhuǎn)化為具有極強(qiáng)限定和約束性，設(shè)計(jì)另一層面的平等性突顯：從事信息視覺化處理的人，必須完全考慮印刷技術(shù)的因素，實(shí)質(zhì)上就是充分滿足公眾整體信息接受的需要，以往以個(gè)人的意愿和好惡為小范圍信息傳遞所做的視覺化處理，逐漸與發(fā)展進(jìn)步中的公眾信息交流相抵觸，其中由設(shè)計(jì)者個(gè)人好惡與公眾整體需求之間的矛盾所導(dǎo)致的“不平等”性，自然的被服務(wù)于公眾信息交流過程中所產(chǎn)生的平等性代替。
視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)在適應(yīng)印刷技術(shù)要求的同時(shí)，真正成為面向廣大公眾的行為。借助印刷技術(shù)，信息廣泛的公眾共享成為可能，設(shè)計(jì)面前“人人平等”的理想得以階段性的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
在設(shè)計(jì)過程中，通過BIM的可視化應(yīng)用提高了業(yè)主對方案的參與度和把控能力，同時(shí)由于可施工化分析的引入，施工合理性、經(jīng)濟(jì)性問題也會在設(shè)計(jì)方案階段更易進(jìn)行考量，本來在施工階段才需考慮的問題會被前置到設(shè)計(jì)方案階段。各種設(shè)想的比選，各種矛盾的解決壓力會更集中地展現(xiàn)。原來工程項(xiàng)目從規(guī)劃-設(shè)計(jì)-施工的流程關(guān)系變成了圍繞著BIM模型的遞進(jìn)和穿插關(guān)系。這種工作的穿插會增加設(shè)計(jì)人員工作的難度，如果沒有費(fèi)用的補(bǔ)償就會影響設(shè)計(jì)人員工作的積極性。要應(yīng)對上述諸多的變化，設(shè)計(jì)管理就要進(jìn)行相應(yīng)的變革，建立配套的責(zé)權(quán)利對稱的管理制度，打造適應(yīng)于BIM技術(shù)的全新的工作流程。
2基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)管理能實(shí)現(xiàn)哪些提升
2.1BIM技術(shù)使設(shè)計(jì)項(xiàng)目的進(jìn)度管理更準(zhǔn)確可控
設(shè)計(jì)項(xiàng)目的進(jìn)度管理基本采用節(jié)點(diǎn)工期管理的模式，在約定的節(jié)點(diǎn)時(shí)間交付相應(yīng)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)成果，即方案階段交付方案設(shè)計(jì)圖紙，初設(shè)階段交付初步設(shè)計(jì)圖紙，施工圖設(shè)計(jì)階段交付最終施工圖紙。這種傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)管控的方式，很難實(shí)現(xiàn)過程管控，不到節(jié)點(diǎn)時(shí)間，無法看到設(shè)計(jì)人員工作進(jìn)展程度。到了節(jié)點(diǎn)時(shí)間，若項(xiàng)目組成員中出現(xiàn)生病、請假的特殊情況，就會造成無法按照約定時(shí)間交付的違約現(xiàn)象。BIM技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建了協(xié)同工作平臺，項(xiàng)目組成員每天的工作成果都會同步到統(tǒng)一的模型服務(wù)器中。BIM經(jīng)理具有模型管理的最高權(quán)限，他可以時(shí)時(shí)查看和調(diào)出項(xiàng)目組中任何專業(yè)、任何一個(gè)成員的最新工作成果，為過程管控的開展提供技術(shù)保障。
2.2BIM技術(shù)使設(shè)計(jì)項(xiàng)目的質(zhì)量管理落到實(shí)處
設(shè)計(jì)企業(yè)都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量管理制度，但同樣的制度下，不同的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人帶出的項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量卻相去甚遠(yuǎn)。之所以會這樣是因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作是腦力活動(dòng)的集成，設(shè)計(jì)質(zhì)量與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的工作經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心和技術(shù)能力有極大的關(guān)聯(lián)度，而與管理制度的關(guān)聯(lián)度很有限。尤其在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息化技術(shù)日益普及的今天，只靠制度建設(shè)缺乏管理工具和管理手段的建設(shè)，其結(jié)果就是口號式的務(wù)虛管理。BIM技術(shù)的可視化使設(shè)計(jì)成果可更直觀地檢查和核對，碰撞檢查可以將各專業(yè)設(shè)計(jì)模型間打架或矛盾的地方顯現(xiàn)，提醒設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改。軟件內(nèi)設(shè)的邏輯關(guān)系，可以避免許多低級錯(cuò)誤和圖紙自相矛盾的情況，有效地保證設(shè)計(jì)質(zhì)量?？傊?，應(yīng)用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)質(zhì)量擺脫完全依賴人腦的現(xiàn)狀，變成在過程中可看、可查、可控。
2.3準(zhǔn)確快速地形成設(shè)計(jì)概算
以往的CAD圖紙由于信息不夠全面，無法自動(dòng)形成工程量，概算人員需要另行建模統(tǒng)計(jì)，因此難以保證設(shè)計(jì)概算的準(zhǔn)確和及時(shí)。應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員建立的BIM模型實(shí)際上是一個(gè)富有信息的項(xiàng)目構(gòu)件和部件的數(shù)據(jù)庫，從中可以準(zhǔn)確地獲得各種材料、設(shè)備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此編制概算可直接從模型中提取所需數(shù)據(jù)，編制時(shí)間可縮短70%以上。設(shè)計(jì)概算是確定和控制建設(shè)項(xiàng)目投資的依據(jù)，也是甲方衡量設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)施性的依據(jù)，在工程項(xiàng)目建設(shè)中起著十分重要的作用。但長期以來的設(shè)計(jì)工作中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案經(jīng)常修改，設(shè)計(jì)概算無法及時(shí)準(zhǔn)確的隨方案變動(dòng)，使得設(shè)計(jì)概算可信度和指導(dǎo)作用受到各方質(zhì)疑，沒有能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。相信隨著BIM技術(shù)的推廣，項(xiàng)目各參與方對設(shè)計(jì)概算及其他設(shè)計(jì)文件的依賴程度會更高，設(shè)計(jì)的龍頭作用會更加顯著。
3結(jié)語
概念設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面。國外大公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門包括:
1)(Conceptdesign)概念設(shè)計(jì);2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計(jì);3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計(jì)。由此可見，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位和重要性。
1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來說明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞———暗示心理，并分別舉出一個(gè)“安樂死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說明暗示對人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)?，在民間曾有這樣一個(gè)說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來為健康做設(shè)計(jì)時(shí)，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動(dòng)中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。
2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場
概念設(shè)計(jì)只是第一步，能不能進(jìn)行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等，這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動(dòng)，擴(kuò)大見效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計(jì)師共同努力的方向。
3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場化
為了更好地接近產(chǎn)品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將所要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程，保證產(chǎn)品開發(fā)一次性成功，加快開發(fā)進(jìn)程，甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體，設(shè)計(jì)出滿足市場需要的產(chǎn)品。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品
1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality，VR)
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動(dòng)，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:
①用放置在不同地點(diǎn)的多個(gè)攝像機(jī)將某環(huán)境或事物記錄下來;
②利用計(jì)算機(jī)的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。
2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動(dòng)作產(chǎn)生力學(xué)反饋。
3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)
虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過對產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真，設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過程，使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景
在概念設(shè)計(jì)中，如采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行方案創(chuàng)意時(shí)，可以將體驗(yàn)設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗(yàn)修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時(shí)，充分感受了自己所喜愛的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實(shí)”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請部分用戶直接與設(shè)計(jì)者一起對模型提出修改意見，觀察設(shè)計(jì)和修改過程，直至大多數(shù)人滿意為止。
為了適應(yīng)激烈的市場競爭，設(shè)計(jì)廠家不能坐等用戶找上門訂購產(chǎn)品，而應(yīng)該主動(dòng)把自己廠家的產(chǎn)品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動(dòng)畫廣告，再與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)來游覽設(shè)計(jì)廠家的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、了解、觀察;同時(shí)，還可以通過Email對產(chǎn)品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計(jì)廠家的競爭力，為設(shè)計(jì)廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設(shè)計(jì)的產(chǎn)品引起購買的欲望，通過網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動(dòng)爭先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入地研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。
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