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设计和CAD软件的昨天、今天和明天
发表日期:2018-07-19 16:19   文章编辑:韦德娱乐城    文章来源:韦德娱乐城    浏览次数:
 

  伟德1946网页版上帝说,要有光,于是就有了光。人说,要有把斧头,于是自己拿起石头开始打磨;成形以后发现是柄刀,但是有什么关系呢?反正谁也不知道他最初想的是什么呢。

  到了某一天,有了一项工作叫设计。人说:要有间房子,于是先找一截树枝,在沙地上画个轮廓大概,然后再搬木头、运石料、烧砖砌墙,房子也开始有模有样了;后来又有了纸,人说,现在要更讲究一些了。于是中国古代的工匠用柱子的尺寸丈量房屋的大小,横向柱子间距叫做开间、纵向叫做进深,有了《营造法式》和《工程做法则例》--中国最古老的建筑著作。后来北京还出了一家姓雷的工匠,专门为皇帝建造宫殿,雷氏家族也因在200多年间均主持皇家建筑设计而获得“样式雷”的美誉。他们用草纸板热压以后制成1:200的模型,叫“烫样”。故宫九百九十九间半的房子,相传都是依照这些小样建造的。

  过去的几千年,设计的方式却始终没有大的变化:古埃及的芦苇笔、莎草纸,中国传统的木炭笔、宣纸,西方习惯的鹅毛笔、羊皮纸,甚至到近代的快干钢笔与硫酸纸,设计依然脱不了手工描画。而那些画画比较好,又比较聪明的手艺人开始逐渐分离出来,形成一个全新的职业,我们叫他们设计师。

  设计师的工作可一点也不让人羡慕。一位中国的工程师回忆说,即便到了上世纪80年代,不管走到哪家大型工程设计院去看,无一例外到处是宽敞的设计室,里面满目的零号大图板铺天盖地,像车间的机床一样整整齐齐一字排开,设计人员就趴在这些图板上用丁字尺、计算尺、铅笔和橡皮在图纸上写写画画,场面颇为壮观。可是你不会想到,他们的大部分时间是用于绘制一排排相同的门窗和一列列相同的螺钉螺母。他们的大部分精力都消耗在手工复制上面,很少有时间去从容考虑所谓的创新设计,因为没有人能帮助他们及时完成这些海量的简单复制作业。

  因为工作繁重,所以设计的速度很慢:第一只灯泡经过了13个月的漫长实验,1600余种材料的比选,才终于点亮了人类社会的一个全新时代;世界第一架飞机的背后,是莱特兄弟所画的上千张设计图纸,1000多次滑翔试飞,才有了像鸟类一样飞翔的梦圆;在中国乃至世界动画史上都饱获赞誉的动画片《大闹天宫》,前后历时四年时间创作完成,总共绘制了近7万幅画作,10分钟的动画要画7000张到1万张原画。

  不仅如此,设计还特别容易出错。一位建筑师说,“我是90年上大学,学的是结构。我们每周至少有一天,早晨7点教室,经常到晚上11点才能画完一幅设计图。那时用的工具很多,丁字尺、一字尺、三角尺,长长短短的一大包。随着画图不停的推动尺子,常常是一把三角尺和一字尺配合来画直线和斜线。上午的工作通常都是在画底图,先用细的铅笔画下来,下午的工作就是要把它加深,用深浅、粗细不同的铅笔,画出图画的分明层次。一旦出错,轻轻一擦就黑了一。我们中午都去食堂买一个馒头,把馒头擦的黑黑的。”

  没有关系,工具只是减少了重复性的工作,用更准确的方式进行设计,修改也会变得更方便。重要的是,工具不能替代你,没有人偷得走你的灵感与创意,工具只是帮你省下更多精力用于创作。

  1946年,第一台电子计算机的问世推动了许多学科的发展和新学科的建立,其中就包括现代图形学技术,包括计算机辅助绘图和设计技术。

  1959年,美国Calcomp公司研制出的世界上第一台滚筒式绘图机,使计算机辅助绘图仪开始代替人工绘图。

  20世纪50年代末期,美国MIT林肯实验室研制出的空中防御系统标志着交互式图形技术的诞生。有人认为是最早的CAD。

  1962年,I.E.萨瑟兰德在其博士论文《SKETCHPAD:一个人机通信的图形系统》中首次提出计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想。这些基本理论和技术至今仍是现代图形技术的基础。也有人把这成为CAD线年美国通用汽车公司和IBM公司成功开发了用于汽车前玻璃线性设计的DAC-I系统

  20世纪70年代,CAD技术进入了大多数工程和产品设计领域,只是当时的CAD软件只能运行在价格高昂的工作站上。

  1982年,欧特克公司首先在PC上开发出二维绘图软件:AUTOCAD,伴随着PC的普及,CAD也逐渐成了设计师必不可少的工具。

  1991年,当时的国务委员宋健提出“甩掉绘图板”(后被简称为“甩图板”)的号召,我国政府开始重视CAD技术的应用推广,而随着光盘和网络的普及,CAD软件盗版可以轻松得到,于是CAD在中国也很快得到普及。

  中国的CAD开发和应用起步很早,在上世纪七八十年代就已经有有几所大学就开发了CAD软件,但都没有实现商品化。九十年代出现了一大批在AUTOCAD上二次开发的软件,同时也出现了一些自主品牌,经过二十多年的时间,大浪淘沙,有些被国外CAD厂商扼杀在摇篮里,但仍有一些产品在不断成长,并且走向了世界,与国外领先产品的差距越来越小。比如日本的IJCAD已经放弃自己开发,而直接OEM中国的浩辰CAD。

  转眼间,二十余载过去,当年意气风发的设计师今天已经鬓生华发。人们变得更加挑剔了,房子不仅要建的结实,建的漂亮,还要绿色环保,节能减排;汽车不仅要安全,要快速,造型还要酷,能源还得清洁;电影里的特效越来越逼线D的,戴上LCD眼镜,与屏幕中人一起造梦。

  平面的设计满足这些要求十分吃力,谁能用一张张相对独立的正面、立面、侧面设计图描述清楚新央视大楼的整体造型呢?又有谁能确保一块拥有400多个机件的精密手表的装配能毫不出错--因为哪怕只是一颗螺丝的错位都可能“扭转乾坤”。

  协作也是个大问题。二维的设计体现在平面的图纸上,可是经常遇到同一个空间内集合内太多了信息,谁也说不好会不会出现矛盾。三维设计也同样存在协同的问题,不同单位、不同专业、不同软件如何配合完成一个产品的设计。

  三CAD维软件上世纪70年代及已应用在飞机、汽车等制造行业,今天三维CAD在制造业企业已经相当普及,通过与辅助分析、辅助制造等软件配合,可以直接将设计数据输入到数控加工设备,甚至可以完全抛弃纸质的图纸。

  在工程设计行业在十多年年前就提出了BIM的概念,也出现了一些三维设计软件,但今天,大多数工程设计人员用的还是二维CAD,因为我们在很长一段时间还离不开纸质图纸。

  三维模型可以进行分析与仿真,从建筑物的排碳量、光照强度,到机械手臂的转动速度,齿轮的啮合程度,动画形象的表情,都可以通过精确的数学计算写入程序,对设计进行校验、优化和管理。

  三维设计可以提升设计表达能力,改善设计质量,提高设计效率。三维的世界更接近真实,设计本身就应该从三维开始,但在有些行业要普及三维可能还需要很长的时间。

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