简析产品逆向设计方法
艺术学院廖汉
【摘要】物质生活的发展促使了人们需求的多样性以及多变性，这也对工业设计师和企业提出了更高的要求，传统的设计方法和程序逐渐暴露出本质的缺陷，而产品逆向设计方法可以很大程度地提高产品研发效率和质量，能很好地解决上述问题。
【关键词】逆向设计三维扫描再设计
社会发展到今天，无论是物资基础条件，还是人们的精神需求，都紧随时代的变迁而日新月异。
导致资本主义世界空前发展的机械化大生产，极大地推动了工业设计的发展，以至于“大批量生产”在一定的历史时期往往可以作为理解工业设计的概念出现，也就是说，以前说到工业设计，人们往往会联想到大批量生产的产品，以及由此而带来的高效率、便捷以及丰富的物质生活。
然而在人们普遍享受信息技术成果的今天，工业设计带给人们的已经远远超越了物质层面，人们对于日常生活有了更高的标准，对产品的精神追求成了调解学习、工作压力的手段。
而且，现代人更是以以往从未有过的热情追求着个性，个性的居室，个性的服装，个性的玩偶……当然也包含着个性的产品。
因而，大批量生产的方式逐渐表现地力不从心，随之应运而生的是——小批量、多品种的产品大规模定制——新的制造及销售方式。
产品的逆向设计方法就是这种新方式下最有影响的设计方法之一。
所谓产品逆向设计，一般来讲就是将某
实物，可以包括产品实物和各种模型，通过
三维扫描的方式转化成三维数字模型，并在
其基础上加以创新的设计方法。
在接到的设计任务中，可能会遇到客户
只能提供现有实物的情况，他们要求在其基础上进行一定的创新，但他们没有具体的三维数据，而且产品表面曲线比较复杂，根本无法用常规的测量方法进行数据采集……这样的情况下如果按照现在一般的设计方法，得先由设计师根据设计方案草图构建外观三维模型（而且上述情况的模型精准度很难把握），再按照要求构建结构模型，最后输出制作模型……这样，制作外观和结构三维模型往往就需要花费相当长的一段时间，而且原产品的一些细节和优美的曲线，或许在新模型中不能很好的体现，这样也就不能达到设计的初衷。
但是采取产品的逆向设计方法，问题就可以迎刃而解。
把
现有的产品也好，模型也好，用专业的三维扫描仪进行高速精
准的扫描（根据需要，同样可以对其内部零件进行扫描）后，
就能得到精确的产品三维数据，再导入到专门的软件中就可以
对这个模型数据进行编辑，进行再设计，然后把最终的三维数
据输入到快速成型机器中，就可以制造出新产品的模型了，通
过检测后，各种数据就可以直接用于模具制作，进而生产产
品……这样，新产品可以以更快捷的速度投放市场，赢得商机。
例如，在飞机、汽车、工艺美术品和模具等行业，由于其结构
以及表面曲线的复杂性，特别适宜用逆向方法进行设计。
产品逆向设计一般在如下的情况下使用：(1)在没有设计
图纸或者设计图纸不完整，以及没有CAD模型的情况下，需
要对产品进行改良和再设计。
（2）用于汽车、摩托车等具有较复杂曲面外型产品的修复与改型设计中。
（3）用于设计与制造个性化的产品，如人体拟合、太空服装设计、假肢设计等。
②
需要明白的是，产品逆向设计的关键并不是将现有产品
或模型进行准确重现，这仅是逆向设计的技术实现部分，是
基础，我们需要从这样的过程中总结经验，体验到非常细微
变化所产生不同视觉效果，另一方面也可以从三维的数据中
重新认识产品的结构；当然，这其中最重要的，或者说最核
心的仍然是创新，没有好的创新点，即使数据再精确，这个
设计也没有什么价值。
逆向设计测量方法大体可以分为手工测量，三坐标测量
机测量，三坐标测量机光学测量，光栅扫描（照相机）测量，
柔性三维激光扫描测量等。
③
伴随着计算机硬件与软件技术条件的发展，逆向设计法所
具备的起点高、成本低、周期短（可使产品研制周期缩短40%
以上，极大提高了生产率）、易改型、易创新的优势会日渐明
显，该方法必将成为现代工业设计师实现产品造型设计的重要
方法之一。
当然，逆向设计这样一种新的设计方法，并非适应
于所有的设计，对于一种全新的概念设计，并无实物来参考的
情况下；或者对于结构比较简单的产品的改良设计，逆向设计
方法就不一定是最佳选择，所以我们应当理解这样一种方法的
特点和适用范围，理性地、合理地加以运用，才能最大限度地
发挥这一设计方法的优势。
从另外一个角度来讲，逆向设计还是一种设计的思路，这种设计思路的实现需要一定的技术来支撑。
在设计之初，设计师首先对该产品一旦被推入市场后，可能产生的影响（包括对人的影响，对环境的影响等）进行设想，需要借助虚拟设计的技术，把其设计理念植入到一定的虚拟环境中，对其进行测试，进行评估，然后针对其结果进行再设计，实现其设计理念最优化，并且可以减少不必要的返工，更能减少对环境或人们的身心造成不良影响的可能。
也就是说，以最后的“设计的结果”为最重要的参考依据再进行设计，这种产品逆向设计方法无论是从关注消费者需求上，还是从提高整体效率、节约能源上，都有其不容忽视的现实意义。
总之，逆向设计方法以一种全新的方式来解读设计，使产品设计有了更广阔的发展空间，具有很大的研究价值。
参考文献：《工业设计方法学》简召全北京理工大学出版社 2000
《逆向工程设计·汽车科技》2002.6
《模具制造》2003.NO4
《轻工机械》2005年第二期
②《轻工机械》2005年第二期 P5
③《模具制造》2003.NO4 P64-65。