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摘 要：文章对工业产品夕卜观设计的发展过程、实现条件及计算机辅助软件在其中所起作用进行论述，并阐明为满足消费者对产品不断增加的审美需求，计算机辅助设计对工业产品外观设计以及企业竞争所起的重要影响。文章認为，计算机辅助设计的运用，对节约原材料、现代工业产品外观设计的发展和提高劳动生产率具有重要的促进作用。
关键词：计算机辅助软件；工业产品外观设计；应用
引言
复杂机械产品指外形庞大，结构复杂，零部件众多，涉及到大量专用件，因而设计周期长，成本较高的机械产品。其中例行试验离心机，作为稳态加速度模拟试验设备离心机的一种，有着特大型，结构复杂，高技术复合功能的特点，因此以其作为复杂机械产品的代表，探讨对其进行外观设计时涉及的模型转换问题。
1、相关概念
工业品外观设计是企业间实现竞品差异化的有效手段之一。援引我国专利法第 2 条第 4 款的相关规定，外观设计是对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。知识产权，也称其为“知识所属权”，属于“智力成果权”，指“权利人对其智力劳动所创作的成果享有的财产权利”，一般只在有限时间内有效。国际上常把知识产权中各类权利分为版权和工业产权两大类。世界贸易组织《与贸易有关的知识产权协议》（TRIPS）中所包含的知识产权的范围是：版权与相关权；商标；地理标志；工业品外观设计；专利；集成电路布图设计；未披露的信息专有权。
2、工业产品外观设计方法发展进程
工业设计萌芽初期，产品多以手工劳动生产加工为主，使用者更多地注重实用性和功能性。18世纪60年代以后，工业化大生产代替手工劳动，使得市场各种产品数量大幅增加。人们在注重产品使用价值的同时，越来越注重其外观宜人性的需求。20世纪70年代，“新技术革命”的到来对工业产品设计带来了冲击。微电子技术、太空技术、海洋技术、新材料技术等新型科学技术迅速发展，并很快运用到生活和生产的各个方面。①如今，21世纪工业产品范围极其广泛，已涉及到人类生活的方方面面，产品外观设计已成为商品及企业竞争的有力手段。②科学与技术融入生活的方方面面，计算机作为科技的表现手段已普及各个领域。在工艺产品设计中，计算机辅助软件是针对产品功能、形态、色彩或三者结合而进行的适合产品应用的设计形式，不仅提高了工业产品的性能，同时对企业形象也有推动作用。
3、工业产品外观形象设计流程
对复杂机械产品进行外观形象设计时，由于其功能导向性，往往采取由内而外的设计思路。在产品功能结构模块的基础上，进行初步的外观工业设计，配合进行内部结构的优化设计及组件的选择和确定，内部结构设计与外观形象设计协同进行，反复迭代和优化以得到最终的结构和外观设计方案。如图1所示，首先将产品的前结构模型导出到工业设计软件中，作为外观设计建模的参照，经过一系列人机、美学和企业形象等的创作过程，完成机械产品的前外观模型方案。经前外观模型和细化后的结构模型多次迭代、调整，确定定型结构模型与定型外观模型。分别用于功能验证、确定涂装方案、制作产品效果图和展示动画等后续工作，这两者共同构成了包含全部模型信息的完整模型。在这套流程中需要多次将结构模型和外观设计模型在两种软件间导入和导出，实现模型信息的交换和传递。
其中，常用的工程软件包括：Autodesk Inventor，Solid Edge，Pro / Engineer，CATIA，UG 等，这类工程软件可进行参数化建模设计，注重模型的特征信息装配工艺信息等，例行离心机的功能结构模型由Pro/Engineer建模软件建立。常用的工业设计建模软件包括3dsMax，Rhino，Alias等。选用3dsMax软件建立例行离心机外观模型，因其具备多边形建模工具，可快速方便地创建和修改三维模型，适合工业设计后期渲染及动画制作表现。Pro/E 这种工程设计软件软件，除了基本的三维模型信息，还有严谨的装配信息，工艺信息等，而 3dsMax 这类工业设计软件则包含模型的质感和纹理信息，光效信息和环境信息等。两者的差异性使得模型在进行转化时中不能直接导入导出，会降低转化效率，给后续工作带来困难。因此要根据需求对不同的模型部件进行有差异的模型转化工作。
图1 复杂机械产品外观形象设计流程
4、计算机辅助软件在产品设计中的应用
随着科学技术的突飞猛进，人类使用一种辅助工具来帮助大脑进行劳动—计算机，它成为了一种高效的运算工具，且成为人们进行产品设计不可替代的得力助手。工业产品外观设计是基于创新设计基础上，遵循产品设计要素与表现手法多样性，以表现主题效果的产品外观设计。在产品的设计中，现代计算机辅助软件应用的领域非常广泛，主要应用于工业产品设计、建筑设计、科学研究、机械设计、出版、服装设计、计算机艺术等领域。针对现代工业产品类别对计算机辅助设计类别进行归类，可将其分为平面设计、立体设计、媒体设计三个方面。平面设计可利用Photoshop，CoreIDRAW，Illustator，AutoCAD等；立体设计的产品外观造型设计目前常用的三维立体软件有很多，各种三维软件各有所长，可根据设计需要进行选择，如Maya，Rhino（Rhinoceros犀牛）、ads Max，Lightwave 3D，Cinema 4D，Softimage/XSI，PRO-E等；当工业产品设计完成后对其进行媒体宣传，采用的软件可选用Adboe Premiere或After Effect（AE）等。三方面既是独立存在又相辅相成。如今，注重产品功能的同时，产品外观造型的宜人性、环保性、创新性等因素也越发被重视。除了产品本身使用价值以外，外观设计以及产品内部宜人的视觉化设计同样重要。如苹果手机的外观造型设计，运用了ads Max软件对苹果手机外观造型进行三维设计，同时结合平面设计软件Photoshop对其内部视觉美观的UI图标设计进行个性化图案设计，采用大方且具有情趣的字体进行创意设计等。计算机软件的综合运用，使产品价值不断提高。通过计算机辅助软件对产品的功能、形态、材料、色彩等方面的设计与表现，避免设计过程由于计算不合理而导致高成本的原材料消耗，在节约原材料同时，又提高了设计者的设计能力和水平，对现代工业产品外观设计的发展和提高劳动生产率具有重要的促进作用。
结束语
随着时代的前进，科学技术的发展，人们的审美观念也有所提高和变化，工业产品外观设计也在不断的发展变化。消费者在注重产品使用价值的基础上，越发注重产品的外观形态。计算机辅助设计是外观设计方法的重要基础和手段，它合理且有效地将产品的使用价值与外观设计融合在一起，使其发挥最大成效。现代科学技术已融入到产品外观设计的各个方面，可以说计算机辅助设计在提高社会物质文明和精神文明方面起着积极的推动作用。
参考文献
[1]寇树芳，李湛.工业品外观设计及专利策略[J].中国科技信息，2018（19）：23+27.
[2]马磊，干静，朱启豪，刘伟.机械产品外观设计的模型转换方法研究[J].机械设计与制造，2018（08）：133-135+138.
[3]高馨怡.图形用户界面外观设计专利法保护研究[D].安徽财经大学，2018.
（作者单位：中国汽车工程研究院重庆
凯瑞汽车试验设备开发有限公司）
关键词：计算机辅助软件；工业产品外观设计；应用
引言
复杂机械产品指外形庞大，结构复杂，零部件众多，涉及到大量专用件，因而设计周期长，成本较高的机械产品。其中例行试验离心机，作为稳态加速度模拟试验设备离心机的一种，有着特大型，结构复杂，高技术复合功能的特点，因此以其作为复杂机械产品的代表，探讨对其进行外观设计时涉及的模型转换问题。
1、相关概念
工业品外观设计是企业间实现竞品差异化的有效手段之一。援引我国专利法第 2 条第 4 款的相关规定，外观设计是对产品的形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。知识产权，也称其为“知识所属权”，属于“智力成果权”，指“权利人对其智力劳动所创作的成果享有的财产权利”，一般只在有限时间内有效。国际上常把知识产权中各类权利分为版权和工业产权两大类。世界贸易组织《与贸易有关的知识产权协议》（TRIPS）中所包含的知识产权的范围是：版权与相关权；商标；地理标志；工业品外观设计；专利；集成电路布图设计；未披露的信息专有权。
2、工业产品外观设计方法发展进程
工业设计萌芽初期，产品多以手工劳动生产加工为主，使用者更多地注重实用性和功能性。18世纪60年代以后，工业化大生产代替手工劳动，使得市场各种产品数量大幅增加。人们在注重产品使用价值的同时，越来越注重其外观宜人性的需求。20世纪70年代，“新技术革命”的到来对工业产品设计带来了冲击。微电子技术、太空技术、海洋技术、新材料技术等新型科学技术迅速发展，并很快运用到生活和生产的各个方面。①如今，21世纪工业产品范围极其广泛，已涉及到人类生活的方方面面，产品外观设计已成为商品及企业竞争的有力手段。②科学与技术融入生活的方方面面，计算机作为科技的表现手段已普及各个领域。在工艺产品设计中，计算机辅助软件是针对产品功能、形态、色彩或三者结合而进行的适合产品应用的设计形式，不仅提高了工业产品的性能，同时对企业形象也有推动作用。
3、工业产品外观形象设计流程
对复杂机械产品进行外观形象设计时，由于其功能导向性，往往采取由内而外的设计思路。在产品功能结构模块的基础上，进行初步的外观工业设计，配合进行内部结构的优化设计及组件的选择和确定，内部结构设计与外观形象设计协同进行，反复迭代和优化以得到最终的结构和外观设计方案。如图1所示，首先将产品的前结构模型导出到工业设计软件中，作为外观设计建模的参照，经过一系列人机、美学和企业形象等的创作过程，完成机械产品的前外观模型方案。经前外观模型和细化后的结构模型多次迭代、调整，确定定型结构模型与定型外观模型。分别用于功能验证、确定涂装方案、制作产品效果图和展示动画等后续工作，这两者共同构成了包含全部模型信息的完整模型。在这套流程中需要多次将结构模型和外观设计模型在两种软件间导入和导出，实现模型信息的交换和传递。
其中，常用的工程软件包括：Autodesk Inventor，Solid Edge，Pro / Engineer，CATIA，UG 等，这类工程软件可进行参数化建模设计，注重模型的特征信息装配工艺信息等，例行离心机的功能结构模型由Pro/Engineer建模软件建立。常用的工业设计建模软件包括3dsMax，Rhino，Alias等。选用3dsMax软件建立例行离心机外观模型，因其具备多边形建模工具，可快速方便地创建和修改三维模型，适合工业设计后期渲染及动画制作表现。Pro/E 这种工程设计软件软件，除了基本的三维模型信息，还有严谨的装配信息，工艺信息等，而 3dsMax 这类工业设计软件则包含模型的质感和纹理信息，光效信息和环境信息等。两者的差异性使得模型在进行转化时中不能直接导入导出，会降低转化效率，给后续工作带来困难。因此要根据需求对不同的模型部件进行有差异的模型转化工作。
图1 复杂机械产品外观形象设计流程
4、计算机辅助软件在产品设计中的应用
随着科学技术的突飞猛进，人类使用一种辅助工具来帮助大脑进行劳动—计算机，它成为了一种高效的运算工具，且成为人们进行产品设计不可替代的得力助手。工业产品外观设计是基于创新设计基础上，遵循产品设计要素与表现手法多样性，以表现主题效果的产品外观设计。在产品的设计中，现代计算机辅助软件应用的领域非常广泛，主要应用于工业产品设计、建筑设计、科学研究、机械设计、出版、服装设计、计算机艺术等领域。针对现代工业产品类别对计算机辅助设计类别进行归类，可将其分为平面设计、立体设计、媒体设计三个方面。平面设计可利用Photoshop，CoreIDRAW，Illustator，AutoCAD等；立体设计的产品外观造型设计目前常用的三维立体软件有很多，各种三维软件各有所长，可根据设计需要进行选择，如Maya，Rhino（Rhinoceros犀牛）、ads Max，Lightwave 3D，Cinema 4D，Softimage/XSI，PRO-E等；当工业产品设计完成后对其进行媒体宣传，采用的软件可选用Adboe Premiere或After Effect（AE）等。三方面既是独立存在又相辅相成。如今，注重产品功能的同时，产品外观造型的宜人性、环保性、创新性等因素也越发被重视。除了产品本身使用价值以外，外观设计以及产品内部宜人的视觉化设计同样重要。如苹果手机的外观造型设计，运用了ads Max软件对苹果手机外观造型进行三维设计，同时结合平面设计软件Photoshop对其内部视觉美观的UI图标设计进行个性化图案设计，采用大方且具有情趣的字体进行创意设计等。计算机软件的综合运用，使产品价值不断提高。通过计算机辅助软件对产品的功能、形态、材料、色彩等方面的设计与表现，避免设计过程由于计算不合理而导致高成本的原材料消耗，在节约原材料同时，又提高了设计者的设计能力和水平，对现代工业产品外观设计的发展和提高劳动生产率具有重要的促进作用。
结束语
随着时代的前进，科学技术的发展，人们的审美观念也有所提高和变化，工业产品外观设计也在不断的发展变化。消费者在注重产品使用价值的基础上，越发注重产品的外观形态。计算机辅助设计是外观设计方法的重要基础和手段，它合理且有效地将产品的使用价值与外观设计融合在一起，使其发挥最大成效。现代科学技术已融入到产品外观设计的各个方面，可以说计算机辅助设计在提高社会物质文明和精神文明方面起着积极的推动作用。
参考文献
[1]寇树芳，李湛.工业品外观设计及专利策略[J].中国科技信息，2018（19）：23+27.
[2]马磊，干静，朱启豪，刘伟.机械产品外观设计的模型转换方法研究[J].机械设计与制造，2018（08）：133-135+138.
[3]高馨怡.图形用户界面外观设计专利法保护研究[D].安徽财经大学，2018.
（作者单位：中国汽车工程研究院重庆
凯瑞汽车试验设备开发有限公司）