多媒體技術環境下工業設計的應用

關 瑛

(陜西科技大學，陜西西安，710021)

0 引言

隨著信息技術的發展，多媒體技術的應用也越來越廣泛。多媒體技術以計算機為媒介，將圖像、文字、動畫、圖形、影視集成具有人機交互功能并且可以對其進行編程的一種技術環境。用戶可以根據需要共享、交流、傳達各種信息。多媒體技術具有集成性、實時性、交互性的特點。集成性是指多媒體可以將各種不同信息集成一個整體，能存儲超大容量的信息；實時性是指將圖片文字信息結合之后能夠連貫的展現出來，在演示的過程中還可以隨時停頓；交互性是指用戶可以使用多媒體搜索到有用信息，并且能對這些信息做相應的處理。在信息化時代背景下，工業設計現在多以多媒體為交流載體，通過網絡將全球的設計資源聯系在一起進行協同設計。

1 工業設計

隨著計算機網絡技術的發展，工業設計的理念也發生了顯著的變化。工業設計是現代的一種設計方法，以工程技術、形態構成、美學藝術、色彩學、系統設計、人機工程、優化設計和價值工程為基礎。工業設計涉及到的的方面很多，包括消費者的需求，產品本身的功能、材料、色彩、形態、結構、工藝、表面處理、與生態環境相關的、產品在推銷過程中的包裝和設計等。隨著中國加入WTO全球經濟的一體化，世界文化也在向著多元化的方向發展，新的設計理念層出不窮，產品的多樣性趨勢也顯著發展。新的設計理想影響著產品由消費需求到產品制造的整個過程。現代的工業設計采用網上多媒體技術進行數據交換，形成了設計資源共享的平臺，這極大促進了工業設計的發展，降低了設計的成本。多媒體技術在工業設計中的應用主要體現在對產品消費需求的分析、異地設計、設計管理和CAID四個方面。應用多媒體技術進行工業設計的流程圖如圖1所示.

2 多媒體技術在工業設計中的應用研究

2.1 對所要設計的產品進行分析構建模型

工業設計的過程不僅僅一個公司內部的事務，而是一個復雜的設計鏈和過程，只有設計鏈上實現了協同，產品開發過程中的信息才能實現共享，創造出新的產品。設計過程包含了很多因素，如消費者的需求、合作伙伴、供應商和公司內部的設計部門實力等。比如對消費者的需求進行分析。通過在線網絡技術，發放一些調查問卷，如消費者對產品的期望、產品的功能特點以及消費者的購買力等，并結合文化因素、宗教、習慣等，收集相關知識，以此作為產品設計的前期素材，構建設計模型。

構建設計模型首先要構建知識地圖。構建知識地圖的意義就是根據可視化的地圖設計知識導航，尋找有用的知識點。知識地圖的構建采用抽象粒度的過程設計模型，建立知識節點、節點的關聯、知識之間的鏈接三個方面，建成工業設計的知識點結構體系。建好知識地圖之后，根據案例的具體的要求，梳理相關的知識點，對有用的知識點進行標記，調整知識體系結構，最后確定產品的開發流程。

2.2 多媒體技術在異地設計和設計管理中的應用

多媒體技術在異地設計中的應用主要在設計規劃、虛擬設計、快速成型等方面。異地設計是指設計師處于不同的地點可以通過網絡的設計資源進行協同設計，設計同一個產品，而后進行數據交換。設計師根據知識結構的梳理結果，采用軟件構建產品的3D模型、快速模型，并對其進行文本設計。

設計管理主要是對管理設計小組的成員的行為來說的。設計管理包括的內容很多如監督設計過程、制定設計任務、組織設計行為、評價設計的結果、對設計準則進行規劃等。對于設計管理層來說，他們可以全程看到設計人員的工作過程，對設計的每個細節進行遠程監督，并給他們提供有用的設計資源信息。對于產品的開發經理層面來說，他們可以組織遠程對設計方案的修改和決策、對設計的細節進行討論、檢驗設計目標、財務計劃等，還可以多媒體為支持設計協調與評審會議。例如在美國的Immersion公司，其虛擬現實系統中的采用虛擬技術進行設計的部分，其設計評估的同步應用主要是根據AliasStudio 3D工業設計系統進行的。通過這個系統方案可以對AliasStudio 3D桌面工作流程進行同步輸出到一個虛擬現實環境中，并提供實時的交互機制、3D渲染、1：1的沉浸式視覺體驗。為三維設計內容提供一個1：1的、實時的設計評審虛擬仿真環境，因而產品的產品的開發時間被極大的縮短了，并且極大的降低了開發新產品的成本和風險。

2.3 CAID在工業設計中的應用

以基于案例的工業設計為例，CAID在工業設計中的應用主要體現在四個方面，如檢索模塊、評估模塊、情景模塊、修改和存儲模塊。檢索主要是根據一些已經十分成熟的案例，根據情境設置對它們進行檢索，檢索一般包括問題檢索和解檢索兩個部分，對應概念驅動和數據驅動兩種方式。設計者輸入要設計產品的結構參數、輪廓等因素，獲得和產品相似的解情境，設計者可以根據這個情境對開發過程進行跳轉和切換，并調整相應的參數獲得新的設計方案，獲得新的方案后可以根據相應的參數進行評估，然后通過存儲和修改模塊修改方案的不足之處，建立新的方案，最后將方案存儲在案例庫中。

根據上面的表述，一個工業案例可以用如下的公式進行表達，

由于工業設計的過程是一個不同輪次的多方案的復雜的求解過程，對于同一輪次其情境可以如下面的公式進行表述。

圖1 工業設計的流程圖

圖2 在產品開發過程中情景知識的表達

在數據驅動檢索時，其相似性計算按照K最相鄰法進行。這種搜索方法是對全局進行搜索的方法，對兩個案例之間的匹配評估主要是根據匹配公式進行，從中找出與新案例最為相似的案例，其基本的計算公式如下所示：

3 結束語

本文從工業設計的角度出發，介紹了工業設計的概念，并從構建產品的知識模型、異地設計和設計管理、基于案例的工業設計三方面進行了闡述，分析了多媒體技術的應用研究。通過分析討論可知，多媒體技術在工業設計中的應用整合了設計資源，降低了設計成本，利于設計理念的創新。由于工業設計還涉及到形象思維問題，運用多媒體技術可以有效簡化設計過程，由抽象到具體，利于產品模型的設計。但是在工業設計需求的建模以及情境機制的產生方面需要進行進一步的研究。

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