产品设计专业计算机辅助设计模块的教学改革探索

袁 玲

（太原工业学院 设计艺术系 产品设计研究室，山西 太原 030008）

1.引言

目前，大部分综合型院校都开设了产品设计专业，而该专业的必修课程之一为计算机辅助设计。计算机辅助设计所包含的软件很多，有Photoshop、CorelDRAW这类平面设计软件，主要应用于平面设计、广告摄影、视觉创意、效果图设计等领域；有3ds max、rhino等三维造型设计的软件，主要应用于产品造型设计及后期效果图渲染，建筑设计及效果渲染等领域；还有alias、pro-e这类的工程软件。而对于产品设计专业的学生来说，计算机辅助设计课程里面，除了包括三维设计软件以外，同时也包括平面设计软件。由于设计的最终表现形式大多是三维效果表现，产品设计专业的学生可能会将重点转向三维设计软件而忽视平面设计软件的重要性，导致计算机辅助设计的作用不能很全面地体现。因此，如何有针对性地对产品设计专业的学生进行计算机辅助设计的教学，成为产品设计专业课程改革的一个重要问题。本文旨在探索一个切实可行的教改方案，并逐步在今后的教学过程中予以实践。

2.计算机辅助设计在产品设计中的运用

计算机辅助设计具体是指设计师在产品设计过程中，使用计算机作为工具完成产品设计过程中的各项必要工作，包括草图设计、产品造型设计、零件设计、结构设计、工装设计、工程分析等。计算机辅助产品设计具有系统性、高效性、精确性及交互性等特点。

计算机辅助设计软件教学的基本目标是通过对软件的讲授与学习，让学生达到熟练操作图像处理的方法与灵活运用设计创作的基本要求。不管是何种软件，教学的最终目的都是帮助学生更好地体现自己的创意和灵感。但是，目前产品设计专业软件的教学并没有很好地起到这样的作用。出现这种现象主要是因为教学内容的针对性不强，忽视软件在产品设计中的应用。

从设计的进程看，计算机辅助设计在产品设计的各个阶段都有不可忽视的作用，首先，在产品设计前期的应用。产品设计前期，包括创意阶段、草图阶段，都可以用计算机辅助设计中的平面设计软件来表现。在计算机普及之前，设计师普遍选用手绘的方式来表现自己的创意，该方式能实时地传达设计师的灵感及想法，具有很强的同步性。因此，手绘具有直接传达作者设计理念的优点，是一种比较原始的设计方法。但是，要将设计的细节完整地体现出来，手绘的时间比较长，需要细心和耐心，而且一旦出错就很难在已有的基础上修改。手绘最大的缺点是很难将所有的细节体现清楚。因此，如果设计师有了好的灵感或者创意，在有了最初的草方案之后，可以利用软件做相对成型的平面或者立体效果。同时也可以在草绘方案的基础上导入软件，用软件处理出基本的效果，甚至色彩的搭配等等。

其次，产品设计的中期，是创意与灵感的表现阶段，多数人会选择使用三维软件进行建模渲染。但这种方式上手慢，要完全细致地操作起来也比较费时。目前，国内高校的计算机辅助类课程一般在进入学校的第二年开始开设，第一年主要是学习设计的一些相关基础知识，在接触计算机辅助设计课程之前，学生已经具备一定的草图设计能力，但是还没有达到利用手绘很细致地表现创意的水平。因此在学习软件的同时利用软件做实际的操作，一方面能巩固知识，另一方面能增强动手能力。所以，在这一设计阶段可以利用三维软件做出基本造型，然后利用二维软件来进行效果及细节的处理，将各个软件配合起来使用，快速有效完成设计。

再次，在产品设计的后期，进入后期制作与表现阶段，设计师除了可利用三维软件进行前期的建模以外，还可选择合适的渲染工具进行渲染，以用接近实物的效果展示产品。但是往往处理效果越精细，功能越强大的软件对于电脑系统的要求越高，处理文件的时间要求也越长。而且设计是一个反复修改反复调整的过程，在渲染出图之后仍会发现很多新的问题或者设计缺陷，这时如果要利用三维软件进行修改，就必须重新渲染甚至有的部分需要重新建模，这样会大大地浪费时间。实际上如果是细微的修改，二维软件完全可以满足要求。因此，可以在已有效果图上用二维软件来做出修改直到设计完全定型，然后利用三维软件进行最终的效果处理。计算机和手绘一样，也是设计师表现自己创意的灵感的辅助工具，在探讨工业设计教学中，应该将各种软件有机结合，达到更好地指导与完成设计的目的。

3.产品设计专业计算机辅助设计模块教学改革的方案设想

3.1 计算机辅助设计模块教学软件的选择

目前市面上的计算机辅助软件层出不穷，而教学不可能涉及所有的软件，因此需要选择合适的软件进行教学。

在二维软件方面，按照计算机图形的显示可以分为矢量和位图两种。两种绘图软件由于图形性质不一样，各有其优势。adobe公司的photoshop和illustrator则分别是位图编辑软件和矢量编辑软件。两个软件界面类似，操作方式也类似，因此可以选择这两个软件进行教学，可以同时覆盖矢量软件和位图软件。

三维模型按照模型生成方式和制作方法的不同可以分为NURBS曲面模型和Polygon多边形模型两大类。NURBS曲面建模是目前工业建模中所普遍使用的，NURBS是Non-U-niform Rational B-Spline的缩写，即非均匀有理B样条。NURBS建模方式通过创建空间曲线生成空间曲面，然后通过对多个曲面进行处理得到最终的模型。Polygon多边形建模则被广泛地用于影视动画、建筑表现、游戏设计等领域。Polygon多变形建模是通过对计算机模型的最基本元素——面进行编辑，通过创建和排列这些面就可以制作出任何形状的模型，具有很高的制作效率。软件的学习不在于多而在于精。因此，三维软件教学可以从简到难，先从多边形模型开始，可以选择目前主流的3ds max进行教学，在多边形模型的基础上向曲面模型发展，可以选择占用系统内存较小的Rhino软件。三维模型最终要进行渲染，由于vray渲染器能同时在3ds max和rhino两个软件上使用，容易上手，则可以选择该渲染器进行教学。

另外，工程类计算机辅助软件，pro-e毋庸置疑是目前首选的软件之一。

3.2 计算机辅助设计模块课时分配及重点内容设置

产品设计专业是一门综合性很强的专业，在传统的教学中学时的分配往往不能满足每门课程的要求，在课程安排上出现课程之间的脱节、衔接不紧密的现象。再者，由于学生综合能力的限制也不能将所有的课程融合。因此，在教学过程中可以进行适当的微调，把重点放在软件之间的关联性上，加强软件之间的练习和应用。将相对紧密的软件整合成一门课程，教学中相互穿插利用，强调在应用中的重点，提高学生的创新应用能力及完成项目能力。为说明问题，本文特将计算机辅助设计模块课时分配及重点内容列入下表。

表 计算机辅助设计模块课时分配及重点内容设置

4.结语

目前，高等教育人才培养还不能完全解决经济社会发展过程中的突出问题，特别是高校专业结构不尽合理、办学特色不够鲜明、大学生实践能力和创新创业能力不强等。本文针对产品设计专业在计算机辅助设计教学中存在的不合理因素，从软件在产品设计专业中的实际应用出发，合理处理软件功能与设计应用之间的关系，结合学生的实际接受能力，提出更有针对性的教学改革方案，以求更好地发挥计算机辅助设计软件教学在实际工作中的积极作用，并将在今后的教学过程中通过实践进一步完善。

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