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外文翻譯
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
學 生 姓 名 劉 勇
班 級 B機制062
學 號 0610110225
指 導 教 師 惠 學 芹
外文資料名稱：The Future of Computer use in product design
外文資料出處：Computer in Art and Design Education
附 件： 1.外文資料翻譯譯文
2.外文原文
指導教師評語：
簽名：
年 月 日
未來產品設計中計算機的使用
巴哈爾謝內爾 ?保羅沃默爾德
（英國拉夫堡大學設計與科技處）
劉勇譯
摘要：本文討論的是工業(yè)設計師使用計算機輔助設計工具作為正在進行的博士項目的一部分進行的研究。The early research has been based on literature searching and face-t早期的研究是基于文獻檢索和對設計專業(yè)的研究生與實踐設計的專業(yè)人員進行的面對面訪談。該訪談的目的在于：調查圍繞T創(chuàng)造力和計算機輔助設計方面的問題；探討目前的計算機輔助設計系統(tǒng)對設計工作幫助的能力；(CAD); to explore the capability of current CAD systems for supporting design activity; and to identify并確定不久的將來，用戶的期望。早期研究的一個重要成果是對工業(yè)設計師關于未來計算機輔助設計系統(tǒng)期望的認識，這將對計算機輔助工業(yè)設計領域給予相關的技術性和實用性指示。
1．引言
The development of CAD systems has undergone rapid development in the last twenty years.計算機輔助設計系統(tǒng)的開發(fā)在過去的二十多年里得到快速發(fā)展。工業(yè)設計師在設計過程中使用的輔助媒介的一個重大變化是計算機的使用。A major The first use of computer drawing techniques, as 第一次使用電腦繪圖技術，如一個簡單的電腦輔助繪圖板，是在1960年，然而直到1980年，許多企業(yè)的設計師的工作習慣才逐漸改變。自從Since the introduction of computers into the field of design, the CAD industry has also come a long自從 計算機引入到設計領域，用戶界面的不斷改善伴隨著計算機輔助設計行業(yè)的發(fā)展走過了漫長的歷程。當電腦首次用于工業(yè)設計時，設計人員傾向于將軟件原版地用于工程。雖然在這些規(guī)律中有重疊，但是也有的與他們的期望存在顯著差異。例如，為了他們工作的平衡，工程師更可能使用CAD系統(tǒng)來幫助他們快速地開發(fā)和記錄對象非常精確的定義，而工業(yè)設計師依靠對對象的不同觀點的試驗，來生成及可視化自由形式和有機形狀的系統(tǒng)。
Until the late 1980's CAD, in the industrial design context, effectively meant the computerisation of直到80年代末的CAD，在工業(yè)設計方面，尤其是電腦化技術制圖方面十分有效。同步于CAD系統(tǒng)的開發(fā)，為了滿足工業(yè)設計師的特殊需要，計算機design, designers tended to use software originally intended for engineering.計算機計算機 輔助工業(yè)設計（CAID）軟件被開發(fā)出來。就計算機硬件的利用、軟件技術的運用和CAD對設計與制造機構的影響方面而言，CAD行業(yè)已經(jīng)增長和變化。大約1980末出現(xiàn)的能夠使整個設計過程實現(xiàn)計算機化計算機輔助工業(yè)設計軟件包，例如Alias，被designers' particular needs, Computer Aided Industrial Design (CAID) software was de如今，基于計算機技術進步的影響已經(jīng)普及，電腦在設計工作室的設計工作中扮演越來越重要的角色?，F(xiàn)在CAD應用于設計和制造過程的各個方面。工業(yè)設計公司和制造公司用幾種CAD工具來設計和評估他們的產品。
不過，那些能夠被工業(yè)設計師在整個設計階段所使用、從最初想法到最終產品的工具的數(shù)量仍然很有限。這是因為CAD工具套裝相對較新，而且這些工具要么是為在市場上獲得高額利潤諸如電腦動畫片的制作而設計的，要么是為了大型市場諸如機械工程而設計的。
在調查計算機輔助工業(yè)設計工具的演變時，一個主要的問題是在將CAD融入設計過程前認清工藝設計師的需求和他們工作的性質。本次研究的目的是通過博士研究項目的發(fā)現(xiàn)來進行辯論。研究的主要目標是獲得計算機輔助工業(yè)設計領域的相關技術與實用性指示。
2．先前的研究回顧
本節(jié)介紹作為學習一部分的文獻回顧的的成果。早期的學習研究著重于尋找該地區(qū)產品大規(guī)模生產設計過程中的電腦應用的有關文獻。隨著計算機技術快速變化，文獻回顧僅限于過去的20年，以便找到藝術級的。最近信息的主要來源是互聯(lián)網(wǎng)上的期刊文章與文件以及參加過的展覽。
文獻回顧導致了許多重復的問題。這些問題可以分成如下更廣泛的主題：
1.電腦的創(chuàng)造力。
2.數(shù)據(jù)與其它軟件和硬件的兼容性。
3.- communication and teamworking,溝通和團隊協(xié)作。
4.- co成本問題。
2.1 電腦的創(chuàng)造力
創(chuàng)造力經(jīng)常被認為是設計方面最重要的。但是，設計人員不可能與他們的工具完全獨立，并且CAD的使用與有關的產品有許多牽連。這項研究是著眼于在產品造型階段創(chuàng)造性地使用CAD工具，而不是看創(chuàng)造力。在這種情況下，創(chuàng)造力是連接設計人員為了制造出最有趣和最令人滿意的新產品所做的一系列工作。這些觀點使得設計人員能夠自由地利用這些特征，如顏色、表面光潔度、外形尺寸、產品圖形，來快速地生成表格、保持記錄等，而不用擔心丟失原始概念。
最近的CAD軟件提供了設計人員以前無法處理復雜曲面的能力。因此，潛在地使得設計人員在設計過程中更有機會發(fā)揮創(chuàng)造性。CAD的潛力不能歸因于單獨的系統(tǒng)，它需要較高水平的用戶技能以及在設計之前許多設計參數(shù)要到位。然而，如今，制造業(yè)已經(jīng)知道旨在為設計的早期階段提供支持的幾個CAD系統(tǒng)，如Alias’Studio工具。
2.2 數(shù)據(jù)與其他軟件和硬件的兼容性
CAD在數(shù)據(jù)存儲和使用方面有著大量的應用，如CAD模型在不同方面的幾何物質屬性。大部分公司使用一些CAD系統(tǒng)，如Autodesk公司的AutoCAD或IBM的CATIA，從個人電腦和蘋果Macintosh到Silicon Graphics和惠普的UNIX工作站。然而，不同廠商的CAD軟件包大多數(shù)不能相互溝通并且模型data cannot be shared direct數(shù)據(jù)不能直接共享。今天，為了支持新產開發(fā)過程中不同階段的工作，各種各樣的CAD軟件已被開發(fā)并推向市場。但是，當前的數(shù)據(jù)交換格式不能夠為所有這一切軟件服務，數(shù)據(jù)交換問題仍然存在。
2.3 溝通和團隊協(xié)作
工業(yè)設計師越來越多地在科學工作隊里工作，這些科學工作隊通常由在他們的工作場所的人以及有時為外界項目工作的人組成。當團隊的目標是提高產品質量和最大限度地減少開發(fā)時間和成本時，有效的高質量的交流變得至關重要。當設計團隊的那些能夠設立在不同地方的不同部分，需要工作在同一項目的不同部分時，有效的軟件讓適當?shù)臏贤ㄗ兊弥陵P重要。雖然互聯(lián)網(wǎng)視頻技術已經(jīng)幫助不同大洲的設計人員溝通設計數(shù)據(jù)，但還是有改進的空間的。
2.4 成本問題
雖然CAD系統(tǒng)已經(jīng)比以前變得越來越有效，但購買和升級仍然很昂貴，特別對于小公司的設計部來說。文獻審查總結出一些初步結論，并給予了在設計中電腦集成的問題概述。但是，關于當前問題的更多數(shù)據(jù)需要通過與參與產品開發(fā)的CAD使用者交談來收集。因此，安排了與這些人面對面訪談。
3.3 與設計師的訪談和問卷調查
經(jīng)過對以前的文獻的回顧，決定與當前的CAD使用者交談，以便收集更多關于他們需求的最新的重點信息。一系列的研究問題被草擬出來，以便直入主題。這些問題主要集中在用戶體驗過的計算機硬件和軟件的長處與短處、用戶對功能與輸入輸出主題的選擇以及未來5年用戶的期望。問卷的目的是要回答這些問題。
面對面采訪了8位專業(yè)設計師和19位設計研究生。訪談的目的是：探討創(chuàng)造力與CAD的使用；探索當前的CAD系統(tǒng)對設計工作幫助的能力以及確定不久的將來用戶的期望。
采訪共經(jīng)歷了4個月，分別對來自跨國設計公司的生物工程學家、工程師和設計師進行了采訪。由于受訪者選擇了參與設計的來自不同專業(yè)人士，他們在各種不同設計階段使用大量應用軟件。然而，大多數(shù)設計研究生使用來自Alias公司的Wavefront 軟件。
由于沒有足夠的空間訪談問卷不包括在本文中。他的結構分為4個主要部分：（1）個人和公司的詳細信息（2）設計過程（3）電腦（4）未來的期望，每個相關的主題反映了調查的主旨。由于問卷是為實習設計者設計的，試用后做了些修改，以便使問題更切合學生的受訪者。否則，問卷對所有參與者都一樣。
在研究中選擇了定性研究法以便產生細節(jié)豐富的數(shù)據(jù)嵌入在研究方面。定性數(shù)據(jù)通過對采訪過程進行錄音獲得，然后再對他們進行評價。一些問題反復出現(xiàn)，他們被排序納入更廣泛的主題。
4.討論
采訪中的主要觀點成為討論的基礎。從采訪的結果來看，主要問題可歸納為：計算機與圖形和可用性的問題、數(shù)據(jù)輸入設備的問題、與其他軟件和硬件數(shù)據(jù)兼容性以及成本。由于數(shù)據(jù)的兼容性和成本問題在文獻回顧中很常見，這里只討論計算機圖形界面和可用性以及數(shù)據(jù)輸入設備的問題。
雖然面試結果大多反映研究生對未來工業(yè)設計中CAD工具的使用的態(tài)度，提供的有趣的問卷答案將有助于確定工業(yè)設計師對未來CAD系統(tǒng)的期望。研究結果表明，現(xiàn)行計算機系統(tǒng)建模的頻譜并不能提供足夠的創(chuàng)意支持。從問卷調查的結果被用來生成以下期望表：
1.計算機圖形界面和可用性的主要問題是如何學習和使用復雜的軟件，軟件應該是：
1）容易找到什么目的使用什么工具
2）容易找到工具
3）輕松創(chuàng)建復雜的形狀
4）容易記住什么水平的模型正在被使用
重要的是要考慮計算機軟件與用戶的互動層面。當在用一個CAD系統(tǒng)工作時，用戶應該能夠把注意力集中在CAD任務的創(chuàng)新設計方面，而不是注重與計算機交互。不正確的、復雜的用戶界面可能導致軟件的誤用，逐漸削弱用戶的理解和接受力，提高學習時間。盡管一些CAD系統(tǒng)通過改進界面已晉升為'易于使用'，但大多數(shù)受訪者對界面和可用性存在問題。他們希望擁有不復雜的CAD軟件，他們可以在更短的時間里學習且毫無困難地熟悉界面。
2． 數(shù)據(jù)輸入（設備）
主要問題是如何產生逼真的模型。逼真的造型可以通過如下方式實現(xiàn)：
1）手工塑造的對象
2）與模型互動
3）雕刻模型
4）觸摸/感覺/手持模型
5）旋轉模式
值得注意的是幾乎所有受訪者都想像這樣一個CAD系統(tǒng)，它能夠使他們手工塑造對象、通過接觸與模型互動、想真實生活中一樣感受和手持他。隨著最近仿真技術的問世，入和輸出設備種類豐富多彩。在模擬技術中，大多technology, r被稱為虛擬現(xiàn)實（VR），通過計算機軟件和硬件創(chuàng)造一個人工環(huán)境，以逼真的外形和感覺展現(xiàn)給用戶。一些新的系統(tǒng)，如觸覺系統(tǒng)，最近已推出，為了加入視覺互動與物理模擬互動。不過，這些工具在工業(yè)設計中還沒有像三維建模工具一樣被顯著采用。
5．結論和未來研究
從本次研究的初步結果來看，未來研究的范圍集中在新數(shù)據(jù)輸入設備和/或系統(tǒng)、三維計算機圖形界面。已經(jīng)明確目前電腦用戶在未來設計中的需求，研究將側重于用電腦進行更準確、逼真的三維建模。對軟件、圖形界面或新的輸入設備的提議源于未來的研究。那些能夠影響未來的研究的問題可歸納如下。
這次文獻回顧的結果表明，當前制造業(yè)需要在提高創(chuàng)新、產品質量和對客戶的新需求快速反映的同時降低開發(fā)成本和時間。這意味著，一個現(xiàn)代化的產品開發(fā)過程需要適應迅速變化的需求。這將在設計的早期階段通過整合新技術來實現(xiàn)。
計算機建模系統(tǒng)正在從一個以幾何為基礎向一個以物理為基礎的方式轉變。這意味著幾何特征不是定義一個對象的唯一信息，在建模中還要考慮對象的其他物理特征。然而，目前的計算機中的虛擬模型只用在產品開發(fā)過程結束時才能成為物理模型，通過打印機或快速成型工具的輸出裝置。重要的是在‘虛擬’產品的設計過程中可以從實際出發(fā)，設計和測試，而不需一個真實的物理模型。從合作探索階段到持有模型，察覺深度、感覺適用的阻力和壓力等等，可能對設計者大有裨益。此外，與設計工具以及模型本身互動也是值得的。
通過虛擬現(xiàn)實、互動原型設計技術的發(fā)展，與模型互動、求力反饋成為可能，用戶通過這些主要改進能夠調查和了解對象的結構。三維數(shù)字化技術有可能擔任未來建模。但是，它尚未在工業(yè)設計/產品設計中作為設計工具被引用，因為它還不能完全令設計者滿意。
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