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摘 要：随着科技的发展,工业设计行业也在不断发展,而与此同时,工业市场对工业设计中的产品的品种多样化、趣味化的要求也变得越发的严格.为了确保工业设计在质量和数量上能够更好的发展,计算机辅助工业设计中的建立人机交互,成为了工业设计中的关键要素.该文基于提出了计算机辅助工业设计的由来,继而提出计算机辅助工业设计中人机交互的概念与特点,以及人机交互在工业设计中的应用,最后对人机交互的未来发展做出了规划和展望.
关 键 词：工业设计；计算机；人机交互；未来
中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)17-4244-02
Computer-aidedIndustrialDesignofHumanInteraction
HUIQi-xun
(WuxiTrelandTradeHigherVocationalTechnicalSchool,Wuxi214000,China)
Abstract:Withthedevelopmentofscienceandtechnology,industrialdesignindustryalsoindevelopment,andatthesametime,theindustrialmarketinthedesignoftheproductsofindustry,thespeciesdiversityofinterestrequirementalsobeeincreasinglystrict.Inordertoensurethattheindustrialdesignintermsofqualityandquantitycanbetterdevelopment,puteraideddesignoftheindustryestablishhuman-puterinteraction,beethekeyfactorsofindustrydesign.Thispaperputforwardbasedonputeraidedtheoriginoftheindustrialdesign,andthenputorwardputer-aidedindustrialdesignofman-machineinteractionoftheconceptandcharacteristic,andhuman-puterinteractionapplicationinindustrialdesign,andfinallytothefuturedevelopmentofhuman-puterinteractionmadeplanningandprospected.
Keywords:industrialdesign,theputer,humaninteraction,future
工业设计在近五十年内得到了飞跃的发展,随着计算机和通信技术为代表的数字化信息时代的快速到来,工业设计行业得到了飞跃的发展,由此新生的计算机辅助工业设计以一种崭新的面貌进入企业,企业传统的产品研发过程也在被不断的改变.为了能够使工业产品的质量得到质的飞跃,缩短研发的时间,更多的工业设计员发现,在计算机辅助工业设计的同时,不仅仅需要计算机软件上不断的革新,“人”的作用在工业设计中也日益突显出来.如何将“人机交互”完美的运用到计算机辅助工业设计中,成为了当前计算机辅助工业设计的一项重大的项目.
1计算机辅助工业设计出现
伴随着历史的发展,设计内涵的发展也趋于更加广泛和深入.现在,人类社会的发展已进入了现代工业社会,设计所带来的物质成就及其对人类生存状态和生活方式的影响是过去任何时代所无法比拟的,而工业设计业较之其他工业领域的特殊性也突显了出来.首先工业设计的用途是决定工业设计优劣的最主要因素,此为与美工设计或美术设计上最大的差异处.其次由于工业产品是为供人使用的,所以要讲求能配合人体,如适当的大小、操作的便利,与使用的舒适等.并且在设计出来的产业要能表现材料的特质：同样的产品,采用不同的材料来制造时,应该根据其材料的特质,而赋予不同的设计造型与结构.最后在产品完成后,还必须要考虑生产程序：因为工业生产讲求大量化,所以设计时对加工程序上亦应力求经济.
计算机辅助工业设计是指以计算机硬件、软件、信息存储、通讯协议、周边设备和互连网等为技术手段,以信息科学为理论基础,包括信息离散化表述、扫描、处理、存储、传递、传感、物化、支持、集成和联网等领域的科学技术集合.与传统的工业设计相比,计算机辅助工业设计在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化,它涉及了CAD技术、人工智能技术、多媒体技术、虚拟现实技术、敏捷制造、优化技术、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域,是一门综合的交叉性学科.计算机辅助工业设计以工业设计知识为主体,以计算机和网络等信息技术为辅助工具,实现产品形态、色彩、宜人性设计和美学原则的量化描述,从而设计出更加实用、经济、美观、宜人和创新的新产品.
2计算机辅助工业设计中人机交互的含义及特点
2.1计算机辅助工业设计中人机交互的含义
计算机辅助工业设计的人机交互是指人使用某种对话语言与计算机以一定的交互方式进行交流,为完成确定工业设计任务,人与计算机之间的信息交换过程.人机交互或人机互动,是一门研究系统与用户之间交互关系的学问.系统可以是各式各样的机器,也可以是计算机化的系统和软件.用户通过人机交互界面与系统进行交流,并进行操作.
2.2计算机辅助工业设计中人机交互的特点
1）计算机辅助工业设计中的人机交互功能减轻工作人员的劳动强度.人机交互功能主要凭借可输入输出的外部设备和相应的软件来完成.可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等.计算机辅助工业设计人机交互的主要作用是控制有关计算机辅助设计中相关软件的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关各种命令和要求,这样人机交互才能完善地结合,并有助于操作员进行实质性的操控.在计算机辅助工业设计中,人机交互设施有键盘显示器、语言识别、图形识别等.这样一方面能够将计算机充分的利用到工业设计中,另一方面,工业设计的工作人员可以再操控软件的同时,减轻工作的压力,方便修改产品的尺寸、线型,以获得良好的产品形态.
2）计算机辅助工业设计中人机交互是提高产品质量的重要环节.计算机辅助工业设计中人机交互有利于产品性能的最佳发挥,提高生产的效率.它将设计人员的创造性思维、经验知识、综合判断,最佳的思维特性和审美创意与计算机强大的信息检索能力、海量信息高速计算的处理能力,虚拟真实的突显和艺术感染加上人工处理相结合,从而提高了工业设计中的速度和办事效率,大大缩短了工业设计的周期,保证了工业设计的质量,降低了工业设计的成本.
3）计算机辅助工业设计中人机交互有利于提高产品的市场竞争力.“人机交互技术无论发展到什么程度,都必须围绕以用户为中心的宗旨”.利用人机交互在工业设计中广泛的应用,强调以客户为中心,加强产品的独创性,将人机交互在工业中发展到极致,满足客户人性化的需求,给客户带来持续良好的体验,提高效率.自然能够提高产品在市场上的竞争力,使得产品在创意、设计和质量上高于其他同类产品,从而使本企业在商业竞争的过程中立于不败之地.
3人机交互在计算机辅助工业设计中的应用
计算机信息网络全球化在人们生活和工作中早已占据了不可动摇的地位.而现代化社会也从“技术为根本”变为了“信心技术为根本”,这一方面预示着社会的与时俱进,同时也给工业设计者们带来了一定的难题.如何将证明的工业信息准确无疑的转达给客户,这就必须需要客户与工业产品之间必须无障碍的沟通交互,因此人机交互才在工业设计中显得格外的重要.目前,在计算机辅助工业设计中,人机交互主要体现在虚拟装配、人机界面、产品设计,产品虚拟仿真技术上.
3.1虚拟装配
工业产品的可维修性、可装配性和配合性是设计人员经常出错的关键,在过去在产品最后的装配过程里,一直到等到很长的时间段后才能发现到装配中零件出错报废或工期耽搁的情况.而虚拟装配就是在工业产品设计的阶段中就能利用人机交互的方式,设计者通过三维输入设备,直接对工业零件进行三维装配的操作,使在装配的过程中将设计者的创造能力发挥到最大限度.同时在这种三维的立体效果里,设计者如同在现实生活中观察工业产品,从而能以最快的速度准确的发现产品在工艺设计中出现的纰漏.
3.2人机界面
在人机的大前提下,人与计算机之间所有的关联都需要依靠人机界面来维持,人机界面是人与计算机相互作用的操作方法和联系的纽带.它是以研究处理“人与物”之间的信息传统为主,既研究了计算机的用途,同时也重视了人的重要性.而人机界面的用途在于,它处理了工业设计师与计算机软件、硬件的关系,研究了人机界面模型的设计,虚拟界面的设计、多用户与多感官界面的设计等等,从而更好的为工业设计提供良好的技术基础.
3.3产品设计
德国研究人员正在开发一种全新的可移动交互系统,此系统能够通过视觉存贮设备将视觉信号转换为命令,有望全面代替键盘和显示器.这种设备是一个小型的能够放在胸前的电脑,其摄像头能捕捉到手部运动,根据手部运动传达的信息转换成对应的命令以方便执行.而在工业设计中,人机交互最大的好处莫过于在产品的设计上,计算机技术可以根据人的行为,去理解图像,然后根据设计师概念从而做出反映.主要是在设计师进行产品设计师,运用一系列的现代化计算机的手段,从而去配合操作员的设计理念,提高产品的外形、结构、色彩、材质,达到减少产品成本,提高劳动效率的效果.
3.4虚拟仿真
产品虚拟仿真技术在工业设计中的应用指的是,通过计机算机的系统中的虚拟仿真的技术,对人机交互进行准确无误的判断、设计.这种虚拟的仿真技术是一种相当逼真地去模仿人在大自然的环境里看和听等主观动作的人机界面手段.当下,在工业设计领域,已经有很多的产品运用到了虚拟的仿真技术.如三维空间交互球、数据手套、头盔显示器、力反馈器等等.但是比起虚拟仿真技术在军事上的应用,前者运用的并不算多.因此,虚拟仿真技术在工业上的运用无可厚非的,成为了工业设计未来的一个主要方向.通过虚拟仿真技术可以实现工业设计过程中每一个设计过程的操作与检验,能够帮助设计师更快,更准确的完成或修改设计方案,减少设计师无必要的时间和脑力劳动.加强与设计团员之间技术上的沟通与交流,资源的共同探讨,提高工业产品的设计速度,准备的抓住工业市场的机遇,提供企业在市场上的地位,获得更多的经济收益.
4计算机辅助工业设计中人机交互的前景
在计算机技术中,人机交互的范畴里,更多大胆创新的概念不断的被提出.语言的识别、红外线遥感、视频的扑捉等等,必定会给人机交互技术带来更多技术上的提高.新的人机交互技术不断涌现,它能给人们带来的是更多科学技术上的革新和期待.
而在未来的计算机工业设计中,人机交互应当加强
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“以人为中心”,“和谐”“统一”的交互模式,从而提高人机交互的工作效率.4.1集合化
人机交互的特点是多样化,多渠道的.将非桌面和桌面,二维和三维,可见与不见,与手语、口唇、肢体语言、味、嗅、触等知觉以及计算机的鼠标、键盘集合在一起,使计算机技术能以各方位,更全面的为工业设计服务,是新一代计算机辅助工业设计中人机交互的一个新的发展方向.
4.2智能化
当下,计算机使用者都是运用的鼠标、键盘灯设备进行精确的交互输入,但使用者的动作和思维却是模糊的.可在工业设计中,却常常使用的大量的非精确性的模糊信息.在人机交互中,如若能够提高计算机的使用,使计算机可以自动扑捉使用者的姿态、手势等模糊信息,了解到使用者的意识,并随之做出适当的反映,提高人机之间的交互效率,使交互间能够更好的服务于工业设计.
5结束语
总之,微软创始者比尔盖茨曾说过,计算机毫无表情的时代终将结束.即将迎接人们的是富有感情的计算机的时代.虽然当下的计算机还不能够拥有人一般的喜怒哀乐,但做到计算机与人之间的情感交互是人机交互的发展趋势.把握“以人为本”人机交互的根本理念,做到计算机与人类的完美配合,共同创造更为和谐的科技化社会让计算机能够去理解和模仿人类情感特征的能力,以提高计算机辅助人类工业、商业中的工作效率,这才是人机相互最需要注意的宗旨.