计算机辅助设计与制造技术范文1
关键词：机械设计制造；计算机辅助技术；绘图；建模；产品质量 文献标识码：A
中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2017）11-0082-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.042
在当前市场经济竞争不断加剧的背景下，企业要想立足于激烈的市场竞争中，必须通过各种合理手段增强自身的综合实力，提升企业在市场中的竞争力。尤其是机械设计制造类企业，要想进一步提高产品的技术含量，必须充分利用现代化的科学技术，计算机辅助技术的出现和应用正好满足了机械设计制造的需求，不仅提升了工作效率，还提升了产品质量，稳定了企业在市场竞争中的地位。
1 机械设计制造的基本概述
1.1 基本概念
机械设计制造，从名字不难看出，它由两部分组成，即机械设计和机械制造。机械设计，即以机械设备使用要求为依据，合理构思、分析并优化机械工作原理、运动传递方式以及构建材料和尺寸等，通过各种技术手段的应用，为机械制造提供依据。机械制造，顾名思义就是进行机械设备生产的总称，涵盖的内容有机床、仪器、仪表等。
1.2 主要特点
那么机械设计制造有什么特点呢？在社会经济快速发展的背景下，科学水平也不断提升，机械设计制造逐渐朝着虚拟化、数字化、智能化以及绿色化的方向发展，具备了上述几方面的特点。其中的虚拟化依托先进的计算机技术，模拟操作工作内容，是今后行业发展的重要方向，虚拟化目标的实现离不开计算机辅助技术的应用。
2 计算机辅助技术基本概述
2.1 基本概念
计算机辅助技术包括计算机辅助设计、计算机辅助制造以及计算机辅助教学等各个领域。辅助强调的是人的主导，计算机和使用者构成了一个密切交互的人机系统。现阶段，计算机辅助技术已经广泛地应用于社会各领域中，如飞机制造、汽车制造、船舶制造等，对这些领域的发展起到了巨大的推动作用。
2.2 发展历程
计算机辅助技术起源于20世纪50年代，经过10多年的缓慢发展后，计算机辅助技术在20世纪70～80年代取得突飞猛进的进步，并逐渐进入实用化阶段，逐步被社会各领域所应用。我国对于计算机辅助技术的应用推广开始于20世纪70年代末期，经过近40年的发展，我国的计算机辅助技术水平已经达到了一定的高度。
3 机械设计制造与计算机辅助技术结合的优势
3.1 提升机械设计制造的工作效率
计算机辅助技术的应用，除了在图纸的设计和模型的构建方面作用明显之外，在一些复杂的预算方面也可以发挥出很大的作用，另外在机械重组方面也能够起到一定的帮助效果，这样能够最大限度地减轻工作人员的任务和压力，有利于提升机械设计制造的工作效率。
3.2 提高机械制造产品的生产质量
依靠科学技术水平的提升，机械设计制造技术也有了很大的进步，机械制造的产品质量也有了很高的保障。计算机辅助技术的应用为机械制造产品的质量提供了更加可靠的保证，相当于为机械制造产品加了一层“质量保护码”，与机械制造产品质量的提升有着非常紧密的联系。
3.3 方便多机械设计进行必要修改
在传统的机械设计制造中，过程比较长，也比较复杂，期间出现问题的概率还相当高，有些问题如果严重的话还需要重新进行设计，既费时也费力。计算机辅助技术与机械设计制造的结合，有效地解决了这些问题，减少了设计过程中失误和错误的出现，方便及时更正。图1是计算机辅助技术在机械设计制造中的应用。
4 机械设计制造和计算机辅助技术结合的应用
4.1 计算机辅助技术在机械设计制造图形和符号中的应用
在机械设计制造中，图形和符号十分常见，这些图形和符号出现于各个设计制造的环节中，需要工作人员进行合理的编排，如果合理度不足，之后的一些工序就会变得更加繁杂，工作的难度随之增加。由于图形和符号在机械设计制造中的地位非常重要，是机械设计制造不能脱离的，加上传统的设计制造技术存在严重的不足，通过计算机辅助技术的应用，能够帮助工作人员对图形和符号进行合理编排，既能够做好分类，又能够方便储存，工作人员在进行设计时可以很好地利用这些图形和符号。与此同时，计算机辅助技术的应用可以将各种图形和符号单独地放置于一个地方，方便直接使用，简化使用程序，有利于设计工作更加有序地进行，极大地提升了工作人员的效率。
4.2 计算机辅助技术在机械设计制造绘图中的应用
绘图工作是机械设计制造中最为关键的一项工作，同时也是机械设计制造中技术含量和技术难度最好的流程之一，其重要性不言而喻。在传统的机械设计制造条件下，工作人员通常需要大量的时间和精力进行手工操作，计算机辅助技术的应用则不同，它拥有特定的计算机绘图软件，机械设计工程师可以对所要绘制的图形进行自由的编辑和挑战。此外，机械设计工程师如果对设计好的图形的规格不满意，还可以借助计算机软件对尺寸、大小等内容进行修改。更加重要的是，在计算机辅助技术的条件下，机械设计工程师可以对文字进行编辑以及进行相关图形剖面的工作，不仅提升了设计绘图的准确性和合理性，还极大地提升了绘图的效率和准
确性。
4.3 计算机辅助技术在机械设计制造建模中的应用
在机械设计制造过程汇总时，工作人员需要对机械设计产品进行建模处理，这同样是机械设计制造整个过程的关键性环节。在各种计算机辅助技术中，三维建模技术非常常见，也非常普及。传统的机械设计制造建模工作中，要想实现对建模的三维化处理难度可想而知，计算辅助技术的应用则不一样。计算机辅助技术的支持，使得机械设计制造的建模工作可以进行技术体系的建设。结合当前计算机辅助设计体系来看，里面涉及到多种建模体系，如长方体、正方体、球体、圆柱体以及其他不规则体等。机械设计工程师在进行建模处理的时候，可以利用计算机辅助技术，根据设计的需要对不同的体系进行组装和分解工作。另外，对于一些复杂度和难度高的零件，机械设计工程师可以先进行二维建模，然后再利用计算机辅助技术进行三维建模，使得各项参数更加标准化和规范化，保证设计制造出来的模型更加精确。
5 结语
总而言之，机械设计制造与计算机辅助技术的结合是两者共同发展和进步的需要，促进了机械设计制造水平提升的同时，计算机辅助技术也在实战中不断改进和发展。尽管计算机辅助技术仍然存在一定的不足之处，但是只要计算机辅助技术应用于机械设计制造行业中，根据具体需要，以机械设计制造的特点为依据，就一定能为研发新型机械创造条件，推动机械设计制造行业的快速发展。
参考文献
[1] 王旭强.机械设计制造与计算机辅助技术结合应用[J].南方农机，2016，12（2）.
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[3] 冯敏.机械设计制造与计算机辅助技术结合应用[J].山东工业技术，2017，24（3）.
[4] 刘晓玲.探索与思考计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].中国包装工业，2016，36（2）.
计算机辅助设计与制造技术范文2
关键词：计算机辅助工业设计（CAID）；3D打印技术；工业设计
工业设计经过一百多年的发展已经从最开始的对批量生产的工业产品的材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工、装饰等的单个产品的设计发展到一种创造性活动，目的是为物品、过程、服务以及整个生命周期中构成的系统的设计，这种设计将会对人类的生产生活方式产生更大更广的影响。国内的工业设计从八十年代开始，受工艺美术的影响较深，无论从设计方法还是表现技法等方面。到了九十年代，随着中国改革开放的推进，国内的生产制造技术和工业产品的生产都到了一个蓬勃发展的阶段，而且出现了以计算机技术为支柱的信息技术的发展，计算机辅助设计已经被运用到设计、生产、制造等环节。这时也出现了最早的3D打印技术，直到二零一零年后3D打印技术趋于完善，被运用到很多领域，尤其是工业设计，设计师用3D打印技术打印设计的产品，缩短了产品设计的周期，省去了模型制造、审核的环节。通过计算机辅助工业设计和3D打印技术的结合，设计师可以很直观地对设计的产品进行测试、审核、检验，缩短了产品的开发周期，提高了产品投入市场的速度。
1计算机辅助工业设计
计算机辅助工业设计，简称CAID（ComputerAidedIndustri-alDesign）,来源于计算机辅助设计（CAD-ComputerAidedDe-sign）,是专门针对工业设计领域的创造性活动而言的。CAID，即在计算机技术和工业设计相结合形成的系统支持下形成的，与传统的工业设计相比，CAID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。一个产品的设计流程大体包括:设计需求、市场调研、设计定位、草图、效果图、数据模型、实物模型、量产等阶段。这其中可视化部分占了很大比重，也是在这一阶段计算机辅助工业设计运用比较多。比如效果图阶段，会应用一些平面类的软件（Pho-toshop、Illustrator、Coreldraw）进行计算机辅助设计，做二维效果图，用三维软件（Rhinoceros、3DMax、Maya等）来做计算机模型，渲染三维效果图。数据模型阶段用一些工程类软件（Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等）做工程模型，直接为后面的生产制造做准备。整个产品从创造设计到表现，运用计算辅助设计会比以前的手绘效果图和手工制作模型节省很多时间，也更直观、高效。用计算机辅助设计做设计表现的技术和软件已经相当成熟，尤其是伴随着计算机硬件的升级换代和计算机辅助设计软件的智能化、集中化，未来计算机会完美呈现设计者的设计构想，不用去花费太多的精力和时间去学习各种软件建模、渲染技术。这样是技术对设计师的一种解放，让设计师可以把更多的精力集中到设计创造阶段。除了计算机辅助设计在设计表现方面的运用，我们应该更大化地拓宽计算机辅助设计的层面，比如在设计的前期调研阶段，可以运用计算机技术来进行信息的采集和分析，运用大数据来分析，帮助设计师进行设计定位，这样的设计定位会更加准确可靠。还有设计过程中对产品的人机工程学分析，只要有了数据模型，我们可以通过计算机辅助设计技术，用人体数据库对设计进行检验，提出更合理的人因工程分析数据，帮助设计师改进设计。这些都是计算机辅助设计技术应该发挥作用的方面。
23D打印技术与工业设计
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印技术在工业设计领域应用的相对较多。传统的工业设计进行到最后阶段会做一个手钣模型，用来测试和检验设计的可行性和合理性。做手钣模型一般要用一周时间，价格从几千元到上万元人民币，而且做出来的模型精度还不高。如果要涉及到开模，做一套模具将会花费更多的时间和更高的价格。如果运用3D打印技术，只需要一台3D打印机和相应的打印材料，就可以用几个小时的时间打印出精度高，复杂的模型。这样会大大缩短产品的开发周期和开发成本。随着3D打印技术变得越来越成熟，3D打印机越来越普及价格也越来越低，好多企业和设计公司都会配备一台3D打印机，甚至有一些3D打印公司专门针对家庭客户，当作是一个家电产品和玩具在销售。设计师发明了3D打印，3D打印技术助力了工业设计，可以说3D打印技术的出现会对制造业和工业设计产生根本性的影响，从目前的情况来看，3D打印技术已经在改变着这些方面，比如用3D打印技术打印的房子，改善了一些特殊环境下人类的居住条件；用3D打印技术打印的人体器官，将会改变一直靠捐献才能得到合适的人体器官的局面，让更多有需要的人得到帮助，延长了人类的寿命；用3D打印技术打印的衣服、饰品、鞋子等，这些打印产品的出现将会改变人类的生活方式。
3计算机辅助工业设计与33D打印技术的结合
计算机辅助工业设计与3D打印技术是相辅相成的，计算机辅助工业设计为3D打印技术提供数据模型，3D打印技术让计算机辅助工业设计从虚拟变成了现实。工业设计把计算机辅助设计和3D打印技术很好地结合了起来，这种结合将会改变工业设计的整个流程和方法，反过来，工业设计将使这两项技术走向更远，得到更广的运用。
4总结
通过对计算机辅助工业设计和3D打印技术在工业设计中应用的简单介绍和分析，我们可以基本了解和掌握一些情况，计算机辅助工业设计和3D打印技术应用在了工业设计的哪些环节当中，并起到了什么样的作用，甚至我们可以去思考和联想，未来的CAID和3D打印技术将会以什么样的作用来影响工业设计。笔者通过介绍实际参加的设计案例更直观地呈现了两项技术在设计过程中的作用。笔者也相信，工业设计的领域将会更加广阔，以人为本的设计理念将会涉及到各个行业，各个领域的先进技术和经验也会为工业设计拿来所用，以便促进工业设计的开发流程和方法。只要我们拥有一种不断创新的精神，相信未来中国的工业设计将会有更好的发展。
作者:郝建峰 单位:山西农业大学信息学院
参考文献:
[1]何人可.工业设计史[M].北京:高等教育出版社,2010.
计算机辅助设计与制造技术范文3
【关键词】CAPPS技术；高校大学生；普及；大型实验设备；机械制造与自动化
0 引言
机械自动化主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向，机械自动化的技术水准不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响[1]。机械制造及自动化技术是一项应用计算机及其设备协助工程技术人员完成产品设计和制造的新兴技术。本专业面向设计院所、机械制造、轻工汽车等行业，培养机械制造与自动化专业高级专门人才。该专业毕业生可从事机械制造技术和计算机应用技术复合的工作，如机械产品的计算机辅助设计与制造、计算机辅助产品造型、计算机辅助工艺过程管理和数控技术等。随着机械制造计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的发展，CAPPS技术起到了促成二者的有机结合的桥梁作用。
因此，在机械制造与自动化专业大学生中普及CAPPS技术的应用是一项必要的且刻不容缓的工作。
1 关于CAPPS技术
Capps（Computer Aided Process Planning System.）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPPS，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。
1.1 CAPPS的地位与意义[2]
在机械制造过程中，工艺过程设计是连接产品设计与车间生产制造的中间桥梁，是安排生产计划和生产管理的重要依据，同时也是企业工艺过程的一个法规。工艺过程设计是经验性很强且影响因素很多的决策过程。传统的工艺设计已不能适应目前的机械产品市场以多品种、小批量生产起主导作用的发展和需要。现代制造技术的发展和市场发展的需要，CAD/CAM系统的集成化、智能化方向成为大势所致，而CAPP在其中起着不可替代的作用。
由于计算机集成制造系统（CIMS-computer integrated manufacturing system）的出现，计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计（CAD-computer aided design）相接，下与计算机辅助制造（CAM-computer aided manufacturing）相连，是连接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。由此可见CAPPS在实现生产自动化中的重要地位。如下图1
图1
CAPPS（Computer Aided Process Planning System ，又称计算机辅助工艺设计系统）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等功能来制定零件的机械加工工艺过程。工艺设计是产品开发的重要环节，工艺设计的好坏直接决定零件的生产质量和生产效率以及成本。CAPPS的实施就是为了缩短工艺编制的时间，优化工艺并实现工艺编制的自动化，减轻工艺编制人员的劳动强度；CAPPS的应用还可以使企业的工艺文件实现标准化，实现企业内部数据的高度统一，标准化的工艺文件更加适合企业现代化的生产与管理环境，方便企业应用PDM，ERP等系统。
计算机辅助工艺设计的重要意义在于：可以将工艺设计人员从大量繁重的重复性的手工劳动中解放出来，使他们能将主要精力投入到新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等具有创造性的工作中；可以大大缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在市场上的竞争能力；可以提高企业工艺设计的标准化，并有利于工艺设计的最优化工作；能够适应当前日趋自动化现代制造环节的需要，并为实现计算机集成制造系统创造必要的技术基础
1.2 CAPPS技术的内涵[2-4]
随着计算机在机械行业中的广泛应用，将相互独立的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）之间进行连接成为发展之必然，而充当CAD与CAM之间纽带的计算机辅助工艺过程设计（CAPP）便应运而生。CAPPS即计算机辅助工艺过程设计，其应具有的基本功能为：①输入设计信息；②选择工艺路线、决定工序内容及所使用的机床、刀具、夹具等；③决定切削用量；④估算工时与成本；⑤输出工艺文件等。由此可知，其相关知识点应包括金属切削基本知识与理论、机械加工工艺规程设计、典型零件加工与表面质量、成组技术、金属切削机床、刀具、夹具、计算机绘图、计算机数据处理技术、计算机图形处理技术、工程数据库、几何建模与特征建模、CAD、CAM等内容。
1.3 CAPPS技术的外延[2-4]
计算机辅助设计与制造技术范文4
[关键词]计算机辅助环境艺术设计 起源 现状及发展
随着计算机软硬件的进步，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果图表现的主流。所谓计算机辅助环境艺术设计是指设计师通过计算机技术表现设计意图，最终以图像的方式告知客户，使客户清晰地理解设计师的设计意图和创意，它是一种更为直接、有效的表现方式，通常又被人们称为计算机建筑效果图。
一、计算机辅助环境艺术设计的起源
计算机的发展及应用，使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生，计算机辅助设计的研究构想发端于1950年，但使用计算机绘图的最早记录是在1963年，美国麻省理工学院的研究人员伊凡·苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文，从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年，这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。
最初cad被解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用，cad的含义也在不断变化扩展，随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使cad的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品，这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。
我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似，国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初，随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及，在环境艺术设计和创作领域，计算机技术应用的价值，逐渐得到人们的重视。
二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状
计算机作为信息时代重要的技术工具，在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前，国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法，到了20世纪90年代初期，计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初，设计师主要运用auto cad软件进行施工图的绘制，在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步，它自身的强大优势得以显示，同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。
随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展，计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分，可以分为：计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3dsmax，lightscape，photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图，透视点位置及视点角度均可变换，然后再渲染出二维图像，这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3dsmax软件的三维动画功能，在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。
三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势
当前，随着计算机软硬件技术的迅猛发展，计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用，比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见，从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术，想方设法掌握各种绘图软件，在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间，而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为，从审美主体的角度来看，艺术离不开创造者和欣赏者两个方面，而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介，前者创造出审美对象，后者达到审美愉悦。所以说，作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景，又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认，人们的欣赏水平在不断提高，求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步，计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。
在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段，设计师的目标是使效果图具有真实感，能够模拟未来场景的真实效果，具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一，已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象，筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有creator系列三维建模工具及vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉，采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景，可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案，所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。vr技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景，将给环境艺术设计带来革命性的改变。
设计师创造出审美对象，要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此，根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况，未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。
参考文献：
[1]邓庆尧.环境艺术设计[m].济南：山东美术出版社.
[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系—室内设计的风格样式与流派[m].北京：中国建筑工业出版社.
[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[m].北京：中国建筑工业出版社.
计算机辅助设计与制造技术范文5
关键词：计算机技术；计算机艺术设计；艺术；设计；制图：结合
在现代科技飞速发展的今天，人类已步入了知识经济和信息网络时代。新的设计形态已出现在我们的生活中，艺术设计已变成了一种融合科技与艺术的综合学科。伴随社会经济与科学技术的发展而发展，各学科相互融合，交叉是其发展的必然趋向。现代艺术设计是科学技术与艺术相结合的产物，各类科学文化知识与艺术学科紧密融合起来，给艺术设计领域带来了色彩缤纷的多元局面。运用现代多元化的思维方式，去研究探讨计算机辅助艺术设计在艺术设计领域的应用，是艺术设计工作的重要课题。
一、计算机技术在艺术设计中的应用
1.计算机辅助艺术设计是科学与艺术的完美结合随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助艺术设计在艺术设计领域应用越来越广泛，如在工业、广告、网页、动画、服装、织物图案等各个艺术设计无不应用计算机辅助设计技术进行设计。计算机技术已成为现代艺术设计的重要组成部分，并逐步形成以计算机辅助设计为方法的艺术设计应用体系。计算机辅助艺术设计方法更新了原有的艺术设计表现形式。它为设计师提供了充分，高效，全方位的技术方法，创造了传统设计无法比拟的视觉效果。是“科学”与“艺术”的完美结合。计算机对艺术设计的影响不仅表现在它能更有效地完成创作工作。而且也给艺术设计带来了新的风格和语言，同时也对艺术设计的工作程序及方法产生了深远的影响。
先进的计算机技术表现了艺术设计，艺术设计又推动了计算机技术的发展，技术与艺术二者是相辅相成、相互促进的。只有精通计算机软件的操作使用技巧，才能很好的表现艺术设计。艺术设计需要创意才有活力，创意灵感来源于生活，生活是创意的源泉，灵感是创意的灵魂。如果我们能及时地把生活中激发出的创意灵感，运用先进的计算机艺术设计技术表现出来，将比用传统的方法表现更加完美。计算机技术能帮助艺术设计者完成设计、计算、画图、数据储存和处理等繁重工作。应用计算机设计的艺术作品，可以通过图形设备向设计者展示，并允许修改，更新或再创作。
在艺术设计过程中，既要让科学技术服从于艺术设计的形式，又要让表现形式服从于艺术设计的主题内容，把科学技术与艺术设计完美的结合起来，才能充分表现出这一全新的艺术设计形式和优势。
2.运用先进的计算机技术使艺术设计具体化。计算机辅助设计技术进入艺术设计领域后，如何掌握运用这些先进的技术设备进行艺术设计是关键问题，作为艺术设计者，面对千变万化的计算机硬件和软件技术，要想成为一名优秀的设计师不但要精通计算机设计软件操作技巧，熟知图形设计软件功能，把计算机与可以支持计算机进行艺术设计的图形设计软件结合起来，应用这项新技术，把计算机作为一种新型的设计工具使艺术设计具体化。同时又熟悉视觉艺术设计规律和创作实践，具有较高的设计素养和创作上的高速运筹能力。把创造性的构思应用计算机技术设计出来。在计算机辅助设计的创作中，既要突出设计者的创造性，又要服从于计算机的设计方法。与计算机技术协调并进，创造成功的艺术作品。
计算机辅助艺术设计能够激发设计灵感，拓展设计思路，获取全新的造型形态的有效方法。用传统的造型艺术方法进行设计时，因受“手”的制约，有时不能完全表达出设计师的构思创意。如果用计算机图形设计软件进行设计，就能把设计师的构思创意充分的表现出来。使设计作品达到预想的效果。
3.发挥人工绘图与电脑制图相结合的积极作用。人工绘图与电脑制图是两种不同的设计方法，人工绘图和电脑制图各有所长和不足。把这两种方法取长补短，向融互补，互相结合进行艺术设计，充分发挥人工绘图和电脑制图的各自特长，进行绘图和制图。如在设计构思阶段，能随时记录生动、形象的创作灵感并把灵感注入设计作品中，因快捷，方便，可以与思维同步，应用人工绘制草图比较方便。而在设计表现阶段，利用电脑制图的速度，质量，信息传递等方面更有优势，是人工绘图无法比拟的。如果用传统的人工绘制草图，再根据设计师的构思和方案，用电脑制图来表现，把人工绘图和电脑制图有机地结合起来，共同发挥两者的优势和作用。
随着艺术设计的迅速发展和用户审美标准的不断提高，在设计交流中，利用相对细致的人工绘图与电脑制图相结合的设计图纸与用户交流，这样非常方便互相沟通，也可以根据用户的合理要求进行修改和完善，更好的满足用户的需求。同时也提高了用户对设计创作的认识。因此，艺术设计过程中注重人工绘图与电脑制图相结合的表达方法，能够充分发挥人工绘图与电脑制图两大优势。在艺术设计和设计交流中的积极作用。
二、计算机辅助艺术设计的优越性。
1.计算机不但能够高仿真模仿传统的艺术设计效果，也比传统方法节省时间，提效率。如在艺术设计中，计算机有随意缩、放、观察等优势，使设计更加精细，无需尺规等工具，比人工绘图精确、规范。人工绘图需要纸笔，尺规等工具，勾形、渲染等过程，要更改设计，修改起来比较困难。计算机则有多样修改方法，如photoshop中的“历史记录”和“快照”面板，可随意双向一步步撤销或重做，退或进到任意一点，3Ds Max的“堆栈”则可从已完成的设计中的任意一点介入，增加新命令或删除，更改旧命令，影响最终效果。传统绘图需要较强的绘图功底，而计算机辅助设计则更注重设计修养和思想，对绘图功夫要求不是很高。计算机把设计者从繁重的手工绘图解放出来。为创造设计提供了宽裕的自由发挥空间，使作品最大程度的完美。
2.利用计算机进行艺术设计比用传统的设计方法有不可比拟的优势。设计师可以利用计算机完成形态构成、色彩设计、材料编辑质感描绘。实时旋转变换、快速真实图像 生成输出、复杂光照模型、多媒体动画创作，多种设计作品的展示选择和修改等。它能提高设计的整体质量，缩短设计周期。取得事半功倍的设计效果，如果用传统的设计方法进行设计，不但消费设计师的大量精力和体力，还不能保证设计效率和质量。应用计算机辅助艺术设计软件进行设计可以使设计师把精力放在创造更新上，不用做机械的重复体力劳动。从而实现设计的高质量、高效率。
3.应用计算计进行艺术设计不但能提高设计质量和设计效率，还能节省使用材料，降低产品成本。如在工业设计中，用传统的设计方法进行产品设计，需要制定设计方案，进行市场调研，确定设计项目，再进行平面简图的构思，形成草图后，开始绘制三维简图，完全定型后，再根据需要绘制零、不部件的三视图，装配图，效果图或制造模型等。在设计制造过程中，需要工程技术人员与工人的相互合作，用样品实物来表达设计师的构思。但对每一种设计方案都制作实物样品，就要付出大量的人力、材料、资金。不但增加了成本费用还存在精度低，修改调整困难，设计周期长等问题。在设计过程中，设计师不得不花费大量的时间绘制和修改设计图纸。如果应用计算机进行设计，设计师可以方便地将他们的设计构思用计算机来表现，如可以在屏幕上绘制图纸和三维立体模型，描绘所设计产品的形状、结构、大小，模拟在光线照射下产品表面的色彩、明暗和纹理以及模拟物体的动态工作过程等，大大缩短了设计时间，节约了使用材料和费用。
4.使用计算机设计软件提供的内置应用程序，能够解决设计师在设计中遇到的疑难复杂问题，能够快速的完成许多复杂图形的设计，如应用CORELDRAW中的Corel Script语言设计自动生成条形码的程序，进行相关的设计，将提高复杂图形的设计速度和精度。有许多复杂图形用传统的设计方法设计和制图都很困难，如果使用语言设计自动生成条形码的程序进行设计制图就很容易，如在船舶设计制图过程中，船体线型图设计和制图都很困难。因为船体图形复杂设计、制图、描图、晒图非常麻烦。如果应用先进的计算机技术，把复杂的船体图形输入相关的设计软件内置应用程序中，就能准确快速地完成设计、制图任务。
5.计算机绘画模拟现实产生的 艺术效果。使用可感压力的数字笔绘画和传统的画笔相似，在电子画布上，可以取任意种类、形状，大小的“画笔”，沾上“水墨”或“颜料”，在不同质地的“纸”上绘画，笔迹表现出颜料和不同质地纸面的机理效果，“笔触”会随手的压力大小和移动快慢而做粗细、深浅、虚实，飞白等变化，模拟现实产生的效果，将传统的绘画艺术应用计算机绘画表现出来，能达到所需的艺术效果。计算机绘画有及时、交互等优势，超越了传统绘画工具的被动地位。如2D插画和概念艺术广泛应用于出版物插图，游戏美术，商业广告插画中。
三、计算机辅助艺术设计的发展趋势
计算机对艺术设计的影响不仅表现在它能更有效率地进行艺术创作，也给艺术创作带来新的风格，艺术设计表现形式越来越丰富。计算机技术的发展，多种传达方式的综合应用，为视觉艺术的创新提供了新的条件和机遇，新的热点不断涌现。应用视频、动画、交互等综合方法创造的艺术作品，丰富了艺术门类，逐渐演变成为一个新领域，互联网促进了信息的传递，给人们提供了一种新的传递媒体，同时也创造一种新的交流方式。设计师可在互联网上跨地域协同创作，艺术设计创作和欣赏不再受地域的限制。艺术设计是创新的过程，融合了人工知能技术的计算机，甚至有可能根据设定条件自动进行艺术创作。
艺术设计的核心是“以人为本”，这就要求设计师既要有良好的美术功底，又要了解材料学，心里学，经济学等多方面的内容。计算机辅助艺术设计也是如此，如做网页设计，不但要求设计师具有美术基础，还要求设计师具有应用网络设计语言进行编程的能力，这是开发动态，交互式网页所必备的技能。又如进行纺织图案设计，就要了解纺织面料的特点，纱线的结构等知识。
目前利用计算机设计艺术图案，大多是在人的操作下完成的，随着计算机运算能力的不断提高和理论研究的深入，设计软件趋向开发化、专业化、知能化。通过计算机自动进行艺术设计是计算机辅助艺术设计的一个重要的发展趋势。未来艺术设计的发展趋向，将把人的思维、构思、创意与电脑的知能程序融合起来进行设计和创作。电脑与人的思维创意协调同步，电脑能根据人的创意信息设计出多种同类作品，供设计人员选择比较，也可以拓展，延伸，完善人的创意，接受人的改进，更新，再创作信息，联想设计创作出更好、更优秀的作品。
参考文献：
[1]韩朝晖，室内设计中手绘与电脑相结合应用研究{J}。美术之友、2009，（3）
计算机辅助设计与制造技术范文6
关键词：计算机技术；应用；现状；发展趋势
计算机的出现转变了现代社会的发展模式，使人们的生产与生活变得极为便利，沟通交流也更为方便，计算机技术在各个行业与领域都有极大的应用价值，发挥了极大的作用，推动了人类社会的持续进步。
1计算机技术应用的现状
1.1数据管理
数据管理是当前计算机技术应用最成熟有效的一个方面，主要功能在于通过计算机数据库管理系统完成数据的采集、存储、分类、加工、排序、检索以及等管理工作，通过数据处理为各领域发展提供决策依据，提升决策管理水平，改善管理方法。数据管理是现代化管理的基础之一。当前绝大多数计算机需要完成数据管理工作，数据管理是当前计算机技术应用的主导方向。在办公自动化、企事业单位管理、情势检索以及公共场所管理等领域中，计算机数据管理技术都发挥着至关重要的作用，大大提升当前各行业、各领域发展的速度与效率。
1.2科学计算
计算机技术应用较早的领域就在于科学计算，通过计算机技术处理科学研究以及工程技术等研究过程中需要的各种数学运算。由于现代科学技术的研究及工程设计要面对复杂性、困难度极高的大量数学运算，人工或者普通的计算工具很难精确完成，计算机技术作为一种先进技术，具备了数据存储、数据处理、大量持续计算的能力，能够更为高效、准确的完成科学计算，对于一些复杂度较高的数据分析与处理工作，计算机技术有明显的应用价值，如卫星运行、天气预报、微观数学运算以及工程设计等都需要借助计算机技术才能完成。
1.3过程控制
通过计算机技术采集、分析数据，根据预定目标驱使控制对象完成自我控制即过程控制。过程控制对于自动化以及智能化有很好的推动作用，能够使控制更为高效、精确，广泛应用于机械生产制造、电力系统和交通运输等领域，运用效果较为理想，控制效率以及工作生产能力都有极大提升。伴随着自动化技术创新速度的加快，过程控制也表现出更为显著的应用价值。
1.4辅助应用
计算机技术的辅助应用包含多个方面，主要有计算机辅助设计（CAD)、辅助制造（CAM)以及辅助教学（CAI)，计算机技术辅助应用切实保障了原有工作的完成效果。计算机辅助设计提高了设计水平，便于细化具体设计内容，设计工作的适应性及实用性更为理想，设计偏差获得了有效的改善，提升了设计效率和质量，在集成电路、建筑工程和交通工具等设计领域中应用较为广泛。计算机辅助制造能够优化控制加工过程，制造中的各种道具和设备运行的可靠性与精准性都有大幅提升，根据预定的工艺路线及工程内容，制造工具根据输出后的运行轨迹信息就能完成制造。计算机辅助设计与辅助制造相结合，能够实现设计制造自动化，即集成制造系统。计算机辅助教学即在教学中充分运用计算机技术，如办公软件、多媒体软件等的应用，教学灵活性、趣味性、效果都有很大提高，已成为现代教育的重要教学手段。
1.5网络应用
计算机技术在互联网的推广应用中发挥了关键作用，极大提升了信息资源的开放性与共享性。计算机技术与互联网技术相结合，对于现代社会发展起到了关键性的推动作用，改变着各个领域、各个行业的发展方向与发展方式，体现着极强的应用价值。
2计算机技术应用的发展趋势
2.1巨型化计算机
计算机的巨型化不是简单意义的体积变大，而是致力于提升计算机的运算空间、运算速度以及运算模式的精准度等。军事、生物工程以及天文等领域，对于计算机技术的应用性能有更高的要求，需要通过巨型计算机才能体现应用效果。
2.2微型化计算机
微型处理器技术的不断发展，的出现使计算机体积不断缩小，成本不断降低，计算机软件行业发展迅速，使计算机操作系统更为便捷，外部设备性能更为完善。这两个方面的不断发展，使计算机逐步向微型化发展，携带轻便、功能强大、体积小型化以及运行快速化成为计算机发展的重要需求。微型化计算机应用价值更强，普及范围更广，极大地方便了人们的生活与生产。如家电智能化对于微型计算机的应用，生产企业中各种工控设备中的核心部件也是由微型化计算机构成。随着微电子技术的发展，微型化计算机技术创新性不断增强，其发展前景和应用范围将会不断扩大。
2.3专业化计算机
专业化将成为未来计算机发展的核心趋势之一。专业化发展是各种特殊行业对于计算机技术的主要需求，需要计算机技术表现出更突出的应用价值。尤其是在专业领域及工业领域，嵌入式设备以及工业计算机有着极高的应用价值和前景，以此为依托，能够制造各种终端设备以及车载电脑等设备。信息化与自动化的发展，使特殊行业对于计算机性能的要求也更高、更为专业化，需要计算机技术不断向专业化发展，以满足各种特殊需求。
2.4智能化计算机
计算机技术已经能够取代很多人力资源，完成一些脑力劳动与体力劳动，体现出了强大的功能以及运行速度，但逻辑能力及智能化仍然存在较大的不足，不能与人脑相比。智能化计算机成为当前研究的一个重要方向，让计算机更好地表现人类思维，具备人类的逻辑能力与思维能力，能够与人类直接沟通交流，不必再使用编码程序运行，而是直接发出指令，处理更为人性化、智能化。智能化计算机能够使一些行业不必过分依赖人力资源，从而大大释放人力资源，有很好的应用价值，如一些危险性行业及领域。
2.5网络化计算机
互联网技术与计算机技术的结合越来越紧密，互联网时代的到来，使计算机不断网络化，互联网成为人们沟通交流、共享资源、信息检索的主要工具。无线网络技术，使网络使用便捷性大大提升，计算机网络化成为人们生产生活的主要要求。
3结语
随着社会与科学技术的不断发展，计算机技术将会体现出更大的应用价值，在更多的行业和领域发挥更重要的作用，推动经济与社会的持续发展，未来计算机将会呈现更多的形态，展现更多、更优越的性能，服务于更多行业，逐步成为人力资源不可或缺的替代技术。
参考文献
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[2]文萍芳.论计算机技术的应用现状与发展趋势[J].电脑知识与技术,2012,8(25):6076-6078.
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