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第一节 计算机辅助工业设计技术
1962年麻省理工学院首次提出“计算机图形学”这个术语，并提出 “交互技术”等为计算机图形技术奠定了基础。20世纪70年代初，美国 的Applincon公司开发出第一个完整的CAD系统；70年代后期，CAD进入 实用化阶段；80年代中期以后，CAD向标准化、集成化、智能化方向发 展，不但解决了2D图形处理理论和3D图形的3D旋转、各种透视、消除隐 线等问题，而且还在3D几何造型、自由曲面等理论方面取得了重大突破 ；90年代以后，随着信息技术的发展，CAD技术也由过去的单机或局部 分布式联网方式向基于网络的设计发展，同时迅速发展的计算机技术也 为CAD技术提供了强大的硬件支持环境。经过几十年的迅速发展，计算 机已从只能绘图发展到计算、绘图、造型、仿真模拟、虚拟现实等，几 乎无所不能，达到了出神入化的高度。
第一章 绪论
第一节 计算机辅助工业设计技术 第二节 CAID的历史及特点 第三节 CAID的功能与应用
第一节 计算机辅助工业设计技术
一、现代工业设计 现代工业设计（Industrial Design，ID）的定义是众说纷纭，莫 衷一是。1980年，国际工业设计协会理事会（ICSID）给ID下的定义是 ：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识、经验及视觉感 受，而赋予材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工、装饰以新的品 质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应当在上 述工业产品的全部侧面或其中几个方面进行工作，而且，当需要工业设 计师对包装、宣传、展示、市场开发等问题的解决付出自己的技术知识 和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。”由此，可以 说工业设计就是科学与美学、技术与艺术等相互交叉、渗透、结合形成 的以现代工业产品造型设计为主要研究对象的一门新兴交叉学科，是一 种新型的设计观与方法论。其基本矛盾是技术与艺术、美与用的关系问 题。ID传统范围主要包括工业产品造型设计、视觉传递设计和环境设计 3方面，狭义的工业设计就是工业产品的造型设计。
CAID技术教育，虽然许多院校都开设了课程教学，但受到经济条件 的限制，还缺少专业级CAID软件，只能沿用传统教学机制，组合应用功 能类似的软件系统进行教学，这就严重地制约了CAID教育发展和CAID人 才的培养，延缓了CAID技术的快速发展与应用。
二、CAID技术现状
CAID技术出现仅20余年，尚处萌芽期，它随母体ID和CAD技术的进 退而发展变化。
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第二节 CAID的历史及特点
Motorola公司于1985年在Silicon Graphics上运行了Alias软件系 统；1988年世界设计大会指出，CAID是CAD与动画技术的结合，预示了 CAID时代的到来，至今不足20年。自90年代中期奔腾机出现以来，个人 计算机迅速普及，各种软件系统不断涌现与升级，加速了CAID技术的发 展，推进了工业设计的革命性变革。1991年西北工业大学就承担了国家 机械工业部设立的“NC机床CAID‘八五’重点科技攻关项目”；1992年 国内率先招收CAID研究生；1995年“制造技术与机床”的第10期、第11 期便连载了陆长德的论文《计算机辅助工业设计（CAID）》；1997年4 月举办了国内首次CAID学术研讨会，台湾学者张悟非作了CAID主题讲座 。自1998年开始，浙江大学及中国机械工程学会工业设计分会等单位每 年联合召开一次国际CAID&CACD学术年会。自“九五”以来，国家863计 划一直设有CAID重点研究项目，许多高等院校都开设了CAID课程，许多 设计公司都采用CAID技术取代传统设计法。这些重要事件标志着中国真 正进入了CAID技术发展的新阶段。
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第一节 计算机辅助工业设计技术
当然，由于它们都属于设计过程这一大“类”，所以也还有一致性 的另一面。特别是早期的CAD只是“数值+计算”；而CAID则是“知识+ 推理”。两者的主要区别是：① 设计观念不尽相同，CAID更侧重人性 化、情感性、绿色化和审美化设计，追求真正的技术与艺术的合一，即 “天人合一”；② CAID要求系统平台功能更高、更齐全、更先进，特 别是3D曲面造型、渲染及模拟功能；③ CAID要求设计师具备更高的技 术美学素质和对计算机更加娴熟的操作技巧。所以说CAID要真正发挥主 流作用，还有很长的路要走，但这只是时间的问题，而且势在必行。
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第一节 计算机辅助工业设计技术
现代产品的工业设计空前发展，CAID技术前景光明。ID，CAID与先 进制造技术如红花绿叶，相辅相成，将会在制造业的大发展中获得新生 ，“中国设计”如旭日东升。
二、计算机辅助设计
计算机辅助设计技术（Computer Aided Design，CAD）是指利用 计算机软、硬件系统辅助工程技术人员对产品或工程进行设计、分析、 修改以及以交互式显示或输出结果的一种方法（手段），是一门多学科 的综合应用技术。该技术已广泛应用于机械、电子、建筑、航空、航天 、汽车、化工、冶金、环境工程等领域。目前产品设计的大多数工作都 可用CAD来完成，但对诸如需求分析、可行性研究以及概念设计等仍需 要人的创造性思维活动的前期设计来完成，用CAD技术就很难实现了， 而CAID却能辅助产品感性强的概念设计等工作。CAD技术的形成与发展 已有50余年的历史，1945年世界第一台电子计算机问世，1959年美国麻 省理工学院首先提出CAD概念，
CAD与CAID有什么区别，不知道应怎样科学地应用它们来促进新产品研
发设计。这种现象在科技论文、学术言论及政策文献中处处可见。这严
重地制约了产品设计的进步和制造业的良性发展。如何更新设计观念，
消除认识误区，是一项长期的艰巨任务。但新生技术是不可阻挡的，ID
的应用范围日益扩大，已远远超出了工业范围，还在向许多文化领域渗
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第二节 CAID的历史及特点
一、CAID发展历程
ID与CAD的联姻，催生了CAID技术。CAID技术的发展史其实就是计 算机技术发展的历史，也就是计算机辅助产品设计的历史，一个科技史 的分支。CAID以工业设计、计算机技术及CAD技术为基础，并与各种计 算机辅助技术，如CAD，CAM等协同发展。用历史溯源法来研究CAID技术 ，其根在文化。只是由于CAID技术受感性、艺术性、模糊性和难以量化 的高难性制约，所以发展相对迟缓。同ID一样，CAID的发生与发展依旧 围绕技术与艺术、美与用、形态与功能及装饰问题的基本矛盾一直在运 动变化。面对设计业务的强大压力，工业设计师们在寻找克服传统设计 方式缺陷的新方法，自然地，如何采用计算机技术便成了探索的大方向 。早在20世纪60年代中期，Ivan Suthcrland博士就在福特公司向汽车 设计师们指出，应用CAD系统是工业设计的方向。从那以后，工业设计 师们便不断探索应用CAD系统，1980年，首先将平面设计系统用于工业 设计；1981年，出现的动态立体CAD系统，已有了色彩等真实感描述功 能；
中国的CAD技术研究始于20世纪60年代，80年代中国航空系统的高 校和研究机构率先进行CAD技术研究与技术引进，在全系统推广应用CAD 系统。
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第一节 计算机辅助工业设计技术
迄今，中国已初步建成有一定市场规模的自主版CAD软件产业，制 定了一批本国CAD技术标准，在产品和工程技术设计各个领域都广泛采 用了CAD技术。CAD技术正在由传统技术向现代技术转变。
三、计算机辅助工业设计
同对许多新科技的认识一样，犹如瞎子摸象，人们从多层次、多角 度对计算机辅助工业设计给出了不同的定义，众说纷纭，莫衷一是，但 经综合分析可知，这些定义或注释的基本含义是一致的。CAID，顾名思 义，就是计算机及其系统集成相关高新科技，辅助产品（工程）或服务 工业设计的现代设计技术，也就是计算机科学技术与工业设计科学技术 相互交叉、渗透、结合形成的一门新兴边缘科学。简言之，就是计算机 辅助工业设计的设计技术。CAID的技术原理是，将设计人员的最佳特性 、创造性思维、经验知识、综合判断与决策能力、想象能力、审美能力 与计算机系统强大的记忆、检索信息能力、海量信息高速精确计算与处 理能力、易修改设计、虚拟真实显示、艺术渲染、一定的人工智能、
四、CAID过程模型
将设计过程中可以用CAD技术完成的设计活动集合起来，就构成了 CAD过程，如图1-1所示。同理，将设计过程中能用CAID技术完成的活动 集合起来，就构成了CAID的过程，如图1-2所示。比较分析CAID， CAD/CAM和图1-3的传统机械设计过程模型，不难看出它们之间的异同都 是很大的。各具类特性，即各过程都具有自己的特殊的矛盾性。而对其 特殊的矛盾的研究，就是对该过程对象的研究。
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第二节 CAID的历史及特点
一方面，CAD技术空前发展，惊世骇俗，视觉仿真，达到以假乱真
的程度，挑战“眼见为实”的旧观念。如雷诺等公司，设计新车时不做
样车，全用模拟仿真，真假难辨，从而加快了设计速度，节省了资金，
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第一节 计算机辅助工业设计技术
在美与用的关系的对待上，工程设计与工业设计或艺术设计（工艺
美术），乃至技术与艺术，长期势不两立，至今仍是“两层皮”，明争
暗斗。近年来在激烈的市场竞争压迫下，人们为寻找出路，逐渐提高了
对ID、CIAD的认可度，但这远远不够。事实上，许多人（甚至设计专业
人士）根本搞不清传统手工设计、工程设计、工业设计、艺术设计、
CAID与CAD密切相关，本是孪生姊妹，既有区别又有联系。区别就 在于它们的艺术属性方面的差异，CAID是面向ID与艺术设计的，而CAD 则是面向工程与技术设计的。
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第一节 计算机辅助工业设计技术
产品或工程设计具有多种属性和多重环节，因此，可对应地选用不 同的计算机辅助设计技术来完成，或将CAID或CAD单独或综合集成应用 。比较而言，CAID代表着CAD发展的新方向，因此，抓住CAID的发展应 用，就会“纲举目张”，带动工程设计、工业设计、CAD技术的协同发 展；促进美与用、感性与理性、技术与艺术、工业设计与工程设计、 CAID与CAD的交叉融会与结合统一，解决它们之间根深蒂固的“两层皮 ”问题。