摘要：从古至今，原创设计的灵感总是稀缺的，并不会随着时代的进步而出现井喷式增长。计算机辅助鞋类设计技术的发展，使我们看到一种催化鞋类设计师灵感的新机制，然而人们的目标不止于此，全智能计算机辅助鞋类设计才是终极目标。
关键词：鞋类产品原创设计;迭代设计;计算机辅助鞋类设计
一、原创设计的灵感总是稀缺的
设计是人类的第三种智慧，这种智慧让设计师们产生原创设计，使我们这个平庸的世界变得色彩斑斓，我们人类的文明就是依赖设计、科学、艺术这三种智慧获得不断刷新。作为一个设计师或一个有品位的消费者，都有这样的感受，一个成功的原创设计的皮具类产品往往能在一瞬间就能吸引我们审美活动的注意力，其带来的美妙的审美体验会让人如沐春风——这就是原创的魅力。一个成功的原创设计的鞋类产品，很可能就会带起新的一轮鞋类款式流行风潮，其造型、功能还会不断发生衍变，各领风骚若干年，甚至还可以带动影响其它服饰类产品的流行风格。鞋类产品的设计包括造型设计和功能设计，两个设计的完美结合不仅可以满足人们的生理需求，还可以满足人们的心理审美需求。当今世界进入互联网时代，信息的、传播、交换实现了空前的便捷，大数据技术更能对信息数据进行有效地整合，人们巨量的消费需求和多变的消费品味，可以及时地被敏捷的商家获取，成为商家追求产品更新换代的最直接动力。和其它消费品一样，当今鞋类产品更新换代的速度也是非常的快速，日益丰富的设计手段、生产工艺、营销手段也为此提供了可能的物质基础。然而从古至今，原创设计的灵感总是稀缺的，并不会随着时代的进步，产品更新换代的压力增大而出现井喷式增长。于是在鞋类产品更新换代速度要求的压力下，设计者们大量采用直接模仿、间接模仿的方法进行设计，造成所设计的产品原创成分降低，同质化严重。今年来兴起的一些快时尚品牌利用服装服饰产品的知识产权保护在不同的国家有不同的漏洞，大量模仿传统大品牌产品的流行元素，抑或是其它领域已申请专利保护的风格元素（比如专色、外形、结构，动漫电影中的人物和道具设计元素），这就严重打压了原创的积极性，破坏了原创设计的生态。
二、人机交互式半自动智能鞋类设计使快速迭代设计成为可能
发端于机械设计、建筑设计的计算机辅助设计技术（ComputerAidedDesign简称CAD）目前已在众多领域获得广泛的应用，并成为有关领域的主要设计手段。从世界范围来看，计算机辅助设计手段大规模地用于鞋类产品的设计还是近几年刚兴起的事情，起初行业内发现计算机辅助设计用于鞋类样板级放这个单调、繁琐的设计工序还是相当有效率的，继而发现计算机辅助设计用于二维开版、排料下料也是非常得心应手，目前针对鞋类设计行业而开发的专用计算机辅助设计系统已经涵盖鞋类三维款式效果图设计，鞋楦设计、二维、三维开版，级放，排料下料，成本核算等一系列流程。现在大家都在关注智能制造，随着计算机辅助设计技术的不断进步，人工智能技术的不断介入，智能设计很快就会兴起。但目前这种人机交互式的鞋类设计方式只可称为半自动智能设计，这种半自动的智能设计模式利用专用计算机辅助设计系统整合的经验数据、人体工学数据和智能算法可以帮助设计师高效地完成鞋类产品设计，可以使产品设计的迭代过程成倍加速。现代设计的一个重要手段就是迭代设计：先根据设计要求得出设计方案P0，然后评估P0与心理预期、设计目标的偏差，然后以弥合偏差为目标得出设计方案P1，重复此过程直至得到满意方案Pn，这个过程是在计算机辅助之下进行，因此这个n可以很大，速度可以很快。而在传统的手工设计中，这点是很难做到的，当过设计师的都知道，反复修改比对不同方案简直就是一个噩梦，宁可设计新方案，也不想反复修改现有方案，这个过程使设计师们变成了“设计狗”。当设计师摆脱了繁琐的手工方式，用半自动智能化设计的方法进行产品的快速迭代设计，并有精力反复比对设计方案时，他们就会不断迸发设计灵感。从此，鞋类产品的原创设计虽是仍然珍贵，但绝不会稀缺了。
三、利用鞋类半自动智能设计系统实现鞋类产品原创设计
利用鞋类产品的半自动智能设计系统实现鞋类产品原创设计的大致流程是这样的，首先设计者要有较为娴熟的手工设计鞋类产品的经验，能轻松驾驭线条、色彩的使用，对鞋类产品的审美感较强，有追求原创的冲动感；构思好初步的鞋类原创设计方案，这个方案可以是非常粗糙的，哪怕只有极少的原创成分也是可以的，在其后的迭代设计过程中可以不断完善；最好先将此初步方案手绘成设计初稿，用手绘可捕捉瞬间灵感，并将其固化，使之成为初步设计目标；如果设计周期较短，可用Photoshop、Illustrator利用手绘稿设计鞋类效果图（这个当然不会太精确，角度也不会多样，进行迭代设计也不会太高效），然后可以将其导入Shoemaster的2D开版模块（或其他鞋类CAD系统2D模块）进行开版、级放；最标准的流程当然是使用CrispinShoemaker、Shoemaster的3D模块、Mind3D等鞋类三维设计软件，利用适用的电子鞋楦（可以在软件中对原有鞋楦进行二次设计，节约了实物鞋楦反复修改的成本），通过人机交互的方式设计出鞋类3D模型，可以以任意角度、任意剖面来展示设计，在此过程中由于构建3D模型非常便捷、直观，非常容易激发设计师的原创灵感，在任意一个设计环节都可以进行快速迭代设计，最终原创的鞋类产品将以真实感极强的3D虚拟模型方式展示出来（可以是高精度静态效果图、动画、VR）。这个过程其实就是一个虚拟设计过程，不必浪费制作鞋类样品实物的成本，就可和订货商进行沟通，进行反复迭代设计。接着利用这些CAD系统都有配套的半自动开版功能，用手工开版的经验数据加以验证，就可开出可用于生产的样板。在投产前的做版工序中（用样版做出第一双鞋），可以发现设计与工艺的冲突之处，可以重新对样版进行迭代设计。
四、多种CAD系统协同创作使原创设计元素个性化
在利用这种半自动智能系统进行鞋类原创设计时，一定不可仅拘泥于这些专用CAD系统提供的一些现成的设计元素库（包括款式线条、鞋面元素、材质、鞋底模型），一定要以软件为工具进行创意设计，将自己的原创理念在设计元素中表达出来，否则所设计的产品就会陷于雷同，毫无创意。下面以CrispinShoemaker为例说明如何对这些CAD系统提供的设计元素库进行创意修改来快速实现鞋类的原创设计：1.可将手绘款式线条扫描文档导入软件中并包裹于电子鞋楦上，然后对款式线条进行再创作。或者有条件就用软件对接3D数字化仪，在实体鞋楦上勾画线条，软件会自动将款式线条转移到电子鞋楦上（如图1）。2.可利用CrispinShoemaker的高级模式对设计元素库的元件造型进行创意修改，使之成为原创设计。3.可利用Crispin与Rhino等通用三维软件间高度兼容的数据交换，将模型导入Rhino，利用其强大的曲面造型能力，可获得极具原创感的鞋面元素和鞋底模型。4.利用三维软件外置第三方光影材质渲染器Keyshot（对工业品单体渲染效果特好）对3D模型的材质进行处理，甚至可以扫描导入实际使用的材质，渲染后可得光影效果很好的胶片级效果图和动画。
五、全自动智能鞋类设计系统实现路径构想
了解了目前这种半自动的智能设计运作模式，我们发现这虽然大大提升了鞋类设计的效率，加快了鞋类原创设计的进程，给设计师带来了极大的方便，但当下计算机只能按照人类的创意指令生成3D设计方案，最多给设计者提供一些备选的款式线条、扣件、车缝样式、冲孔样式，常用的材质库，还有一些通用鞋底模型，充其量就是一个越来越高级的绘图工具，对鞋类的原创设计虽有催化作用，但主要还是依赖设计者完成整个原创设计过程，其自身并不能产生设计灵感。将来和智能制造并驾齐驱的智能设计的终极目标就是全自动智能设计，也就是说智能机器自身就会产生灵感，做出原创设计，我们愿想的图景是这样的：建立一个鞋类智能化设计大系统（鞋类设计界的阿尔法狗）它可以是有形的独立系统，也可以是分布式的智能系统，由互联网连接协同。它会自动收集、预测各种流行元素及趋势（包括并不限于鞋类产品流行元素的大数据，还应包括各个领域内的流行数据分析），它会进行深度学习并产生自组织智能算法，从而产生“机器设计灵感”，它还会不断整合人类设计师对鞋类产品人机工学的最新研究数据，并进行功能设计。人类设计师给出设计要求作为约束条件，智能设计系统给出多个备选方案，人类设计师从中选出合适方案，再进行二次设计，并将产品推向市场。这就是对全智能鞋类设计系统的发展预想，当前我们要在如下前沿领域做深入研究：鞋类设计、生产工艺的参数数字化数据库，鞋类产品人体工学数据库，鞋类产品美感模糊智能识别算法，鞋类设计智能算法，新材料（特别是宜用于鞋材的3D打印材料）的开发。如果在这些方面取得不断进展，量变就会引起质变，带有机器灵感的全智能自动设计的时代就会来临。这个愿景看似遥远，但在上列的前沿领域都已取得一定的进展。比如图形美感模糊智能识别算法方面，由于借助深度学习、深度卷积神经网络技术，已取得可实用的技术，Neuralart算法已经能够模仿绘画大师进行创作，带起“生成艺术”潮流。不过类似算法必须在三维模型美感识别上有所突破，才可用于鞋类产品美感模糊智能识别，当代科学技术由于人工智能的介入正以难以预测的速度飞速发展，鞋类产品美感模糊智能识别技术一定会像自动驾驶技术一样出人意料的获得成功。
六、我国鞋类计算机辅助设计应用概况
需要说明的是，目前即使是这种半自动的智能设计，在我国的鞋类行业还远未发展起来。主要有以下几个原因：1．在传统的手工鞋类设计的过程中，各个厂家采用的方法、标准都是千差万别，半智能设计系统目前只能是整合几种较为典型的设计方法和标准，因此很多设计师不愿改变自己的设计习惯。2．国内开发的交互式鞋类设计软件功能进化缓慢，投入不够。3．现有鞋类半智能设计系统整合的设计生产经验数据、人体工学数据、智能算法还不够丰富，开出的样板，仍需进行修正方可使用。4．从事鞋类产品半自动智能设计实践的人员，手工设计能力、经验不足，难以强力介入传统设计领地。5.目前只在二维级放、自动排料下料等单调繁琐的环节较多地使用计算机辅助设计，在造型、结构设计上，设计师大都有依赖手工设计的惰性，不愿或不具备条件去学习掌握鞋类计算机辅助设计。可喜的是刚刚进入鞋类设计行业的90后们对鞋类计算机辅助设计表现出了强烈的兴趣与热情，他们将是带动这个技术应用与发展的主力军。更令人兴奋的是很多高校、研究机构已经在鞋类设计、生产工艺的参数数字化数据库，鞋类产品人体工学数据库等方面已取得较大进展。基于深度学习、深度卷积神经网络的图像美感评估研究也是成果颇丰，让我们看到了实现鞋类全自动智能设计的希望。
参考文献
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作者:高长春 孙家珏 单位:扬州大学 广陵学院
