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技術設計論文范文

時間:2022-10-08 13:58:14

序論:在您撰寫技術設計論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。

技術設計論文

第1篇

摘要:在機械設計中引入CAD技術,可以解決機械企業(yè)中重復性設計多、信息資源利用率低的難題,縮短產品開發(fā)周期,具有巨大的經濟效益和應用前景。

關鍵詞:機械設計;CAD技術

1CAD技術的發(fā)展

CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫,是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力,輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析,達到理想的目的,并取得創(chuàng)新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計(CAD)技術誕生以來,已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域,產品的設計效率飛速地提高?,F(xiàn)已將計算機輔助制造技術(Com-puterAidedManufacturing,CAM)和產品數據管理技術(ProductDataManagement,PDM)及計算機集成制造系統(tǒng)(ComputerItegratedmanufacturingsystem,CIMS)集于一體。

產品設計是決定產品命運的研究,也是最重要的環(huán)節(jié),產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前,CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結合人工智能技術的智能CAD系統(tǒng)(ICAD)(IntelligentCAD)。21世紀,ICAD技術將具備新的特征和發(fā)展方向,以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。

以智能CAD(ICAD)為代表的現(xiàn)代設計技術、智能活動是由設計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領域內專家設計的過程,采用單一知識領域的符號推理技術,解決單一領域內的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術和優(yōu)化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來,盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規(guī)設計過程,借助計算機的支持,設計效率有了大大地提高。

2三維CAD技術在機械設計中的優(yōu)點

通過實際應用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在以下幾點:

2.1零件設計更加方便

使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。

2.2裝配零件更加直觀

在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產品生產后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。

2.3縮短了機械設計周期

采用三維CAD技術,機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統(tǒng)進行新機械的開發(fā)設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構,得到一種全新的機械產品。

2.4提高機械產品的技術含量和質量

由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CADCIMS組織生產,機械產品設計有了新發(fā)展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優(yōu)化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業(yè)數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。

3CAD技術在機械設計中的應用

3.1零件與裝配圖的實體生成

3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結構分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。

對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。

3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學技術的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產技術不斷提高,從普通機床到數控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數字化和計算機化方向發(fā)展。同時,模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術。

一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎,進行統(tǒng)一管理,而實體造型是工程數據的主要來源之一。

3.3機械CAE軟件的應用

機械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數值分析、結構優(yōu)化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。

4CAD前沿技術與發(fā)展趨勢

4.1圖形交互技術

CAD軟件是產品創(chuàng)新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環(huán)境可以開拓設計師的思路,解放大腦,讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態(tài)導航器等一系列人性化的功能,為設計師提供了方便。此外,筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。

4.2智能CAD技術

CAD/CAM系統(tǒng)應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上,建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發(fā)所需的知識和幫助,智能地支持設計人員,同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤,回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現(xiàn)代設計的核心是創(chuàng)新設計,人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中,用智能設計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導解決新產品、新工程和新系統(tǒng)的設計制造,這樣才能使我們的產品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。

4.3虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題,及早看到新產品的外形,從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題,從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續(xù)發(fā)展的一個重要方向.另外,隨著協(xié)同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發(fā)展,利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術,實現(xiàn)真正的全數字化設計和制造,已成為機械設計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]黃森彬主編.機械設計基礎.高等教育出版社.

[2]榮涵銳.新編機械設計CAD技術基礎〔M〕.北京:機械工業(yè)出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社,2004.

第2篇

關鍵詞:概念設計虛擬現(xiàn)實技術產品市場

一、產品概念設計與市場

概念設計是工業(yè)設計領域中的一個重要方面。國外大公司的產品設計部門包括:1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見,產品的概念設計的主導地位和重要性。

1概念設計的內涵

概念的設想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn),概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”,讓學生進行座椅的開發(fā)設計。步驟是,首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理,并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事,從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為,在民間曾有這樣一個說法,就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上,取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后,就斷了藥,從此不再吃藥,這也意味著孩子走向健康。所以,將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時,用折斷了的鑰匙做椅架為主題,由學生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略),于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統(tǒng)的產品概念設計。當然,產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化,設計是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動中,產品概念的構思是豐富的,人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。

2概念設計與產品市場

完成概念設計只是第一步,能不能進行第二步Detaildesign,第三步Manufacturingdesign,甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等,這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距,是以往概念設計者的難題。在開發(fā)設計的許許多多產品中,只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中,如何減少做“分母”的被動,擴大見效益的百分比,仍是最關鍵的,是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。

3虛擬現(xiàn)實技術促使概念設計的市場化

為了更好地接近產品的市場需求,目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計,就是將所要開發(fā)的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是,產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而,設計表達在信息時代已是多元化的展示形式,計算機輔助工業(yè)設計的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實技術在產品概念設計中的應用,已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品,讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受,這樣開發(fā)設計的產品與傳統(tǒng)相比,就大大減少了投放市場的風險性,也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發(fā)生產,提供更好的依據。虛擬現(xiàn)實技術能模擬整個產品開發(fā)過程,保證產品開發(fā)一次性成功,加快開發(fā)進程,甚至使設計者和用戶融為一體,設計出滿足市場需要的產品。

二、虛擬現(xiàn)實技術與虛擬產品

1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VirtualReality,VR)

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實環(huán)境,是指計算機生成的一個實時三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運動,觀察周圍的景物,還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象,聽到的是虛擬環(huán)境中的音響,感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力,從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現(xiàn)實環(huán)境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod,MM)這種方法產生虛擬環(huán)境的步驟為:

①用放置在不同地點的多個攝像機將某環(huán)境或事物記錄下來;

②利用計算機的視頻技術抽取出環(huán)境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod,IM)一般做法是:

用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像,將獲取的景物圖像,通過圖像處理技術,按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上,用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。

2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的常用設備及要求

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求除了應具有高性能的計算機系統(tǒng)(包括軟、硬件)外,還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。

3虛擬產品(VirtualProduct,VP)

虛擬產品是虛擬現(xiàn)實技術應用于產品設計的產物,是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真,設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的,因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程,使設計繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現(xiàn)實技術在概念設計中應用前景

在概念設計中,如采用頭腦風暴法進行方案創(chuàng)意時,可以將體驗設計思想更好地融于其中,也就是更多地關注產品使用者的感受,而非產品本身。比如,針對不同用戶及愛好者的要求,在不同的虛擬環(huán)境中,讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時,充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環(huán)境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議,邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見,觀察設計和修改過程,直至大多數人滿意為止。

為了適應激烈的市場競爭,設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品,而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實技術做出虛擬產品的動畫廣告,再與計算機網絡技術結合起來,使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品,并能直接在虛擬環(huán)境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時,還可以通過Email對產品提出意見和建議,讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力,為設計廠家謀得更多的市場份額。

若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望,通過網上游覽,將信息反饋到各商家,商家則會主動爭先與廠家聯(lián)系,網上定貨,使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭,各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術及其在工業(yè)設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力,這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

1陳軍等虛擬現(xiàn)實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究,1999,6

2熊曼辰等數字化與概念化工業(yè)設計ICME2000論文集

第3篇

關鍵詞加殼;脫殼;DLL;DES;NET;MSIL

1引言

為了保護自己的軟件的技術內核不被他人輕易盜用,軟件開發(fā)人員使用了各種加密技術來保障軟件的版權不被侵犯,殼便是我們常用的一種軟件保護手段。對于Win32中軟件加殼技術已經有非常成熟的商業(yè)產品,然而,對于.NET環(huán)境下軟件,由于.NET程序的編譯結果不是機器語言代碼,而是一種MSIL中間代碼,因此不能使用傳統(tǒng)的加殼技術。目前,專門對.NET軟件實施加殼的商業(yè)軟件主要有MaxtoCode,另外,SafeNet公司也推出了其軟件保護產品圣天狗最新的外殼工具,滿足了軟件開發(fā)商的一大愿望。圣天狗外殼加密工具可以自動完成對可執(zhí)行文件的加密過程,從而讓開發(fā)商快速方便地完成軟件加密和授權管理的工作。

本文介紹了.NET環(huán)境下一種簡單的軟件加殼技術,該技術使用了數字簽名、MSIL代碼混淆、加密等技術,可達到高強度的軟件保護。與MaxtoCode相比,這種技術的優(yōu)點是:可以防止軟件非法拷貝,針對計算機硬件“指紋”授權(指紋:即硬件信息中終身不變的識別號,如CPU和硬盤的序列號等,下同),對于網絡版,可以防止非本服務器的客戶端訪問服務。

2認識“殼”

殼是對加密軟件的一個形象的比喻,顧名思義,殼是軟件外部的一件“外衣”,是軟件的保護屏障。有了它,惡意攻擊者就無法在對軟件反匯編后,直接找到軟件的核心代碼。

殼是一段程序,它先于程序運行,殼在運行后就獲得了該軟件控制權,利用其保護功能對軟件進行安全保護。

殼的工作原理大致是:先運行殼程序,殼將加密的主程序(主程序即原來的待加殼的程序,下同)代碼解密到內存中,運行其中相應功能,并將程序的控制權交還給主程序。

本文中研究的加殼技術正是基于這種原理,只是殼也是用.NET編寫的,加密與解密密鑰與用戶的機器硬件指紋有關,而不是固定的密鑰,所以可以防止軟件非法拷貝,達到更高的保護強度。

3本加殼技術的原理

先將原來的主程序編譯成DLL,再編寫一個殼程序,編譯成EXE,并將程序的運行入口(即main函數)移到殼中來,由殼開始執(zhí)行整個程序。首先,可以用自編的加密工具,在軟件前將所有DLL文件分別進行加密(輸入特定的密鑰),在殼加載DLL時臨時將其解密到內存中,并加載運行。由于解密DLL的結果只存在于內存,所以攻擊者無法獲得解密后的DLL,除非他能找到DLL的解密密鑰。同時,為了避免攻擊者分析外殼程序的邏輯,從中尋找解密密鑰,還可以將殼編譯成EXE文件后,再用第三方軟件進行混淆(如:XenoCode)或加密(如:MaxtoCode),這樣攻擊者將無法了解DLL加密的算法及處理邏輯。從而,更有效地保護主程序DLL。加殼與脫殼的原理如圖1所示。

圖1NET軟件加密型加殼的原理

4軟件與用戶注冊流程

為了推廣軟件,開發(fā)商一般會將軟件的試用版放在網上,讓用戶自由下載試用,用戶基本滿意后再注冊正式版。

軟件與用戶注冊的流程如圖2所示。

5軟件與用戶注冊的實現(xiàn)

5.1注冊申請

為了達到軟件防拷貝的功能,開發(fā)商必須為不同的用戶制作不同的安裝文件,一套程序只能在一臺機器上運行。為此,開發(fā)商在制作安裝文件時,必須取得軟件將要運行的目標機器的指紋和用戶的單位名稱,對于有應用程序服務器的網絡版軟件,只需要取得應用服務器的指紋。指紋數據可以由用戶使用特定的程序取得,并通過短信或郵件的方式告知開發(fā)商。

指紋的提取有兩種方法:其一,通過軟件的試用版。試用版中設計申請注冊的模塊,用戶通過此模塊提取本機的指紋數據。軟件的試用版文件的制作不是針對目標機器的指紋制作的,可以在任何機器上運行。為了防止Cracker找到DLL的解密密鑰后,將試用版破解。通??梢詫υ囉冒孳浖O置功能限制(如:去掉部分關鍵代碼),這樣即使試用版被破解,也無法投入正式的應用。

方法二:使用專用于注冊申請的程序。對于網絡版的應用服務程序,如果沒有用戶界面,或無須試用的用戶,只能使用由開發(fā)商提供的專用注冊程序來提取機器指紋。

5.2計算注冊碼

這種加殼技術本來可以省去輸入注冊碼手工注冊這個過程,因為每一個的版本只能在指定的機器上運行,但為了定制用戶單位信息以及對用戶數進行限制,還是要有注冊過程的。注冊碼是由用戶單位、機器指紋及用戶數限制等信息經過加密處理后得到的,處理可以用自制的注冊碼計算工具來實現(xiàn)。

5.3加密DLL文件

本加殼技術的核心之一是加密DLL文件,加密過程可以用自制的加密工具完成。加密算法可以選擇.NET框架中提供任何加密算法或者自行設計加密算法。算法可以不用公開的算法,因為加密解密都是在自己的程序中進行。因此,此方案的安全性完全可以由開發(fā)商自己保證,而不依賴于第三方。

5.4制作安裝盤

制作之前,只需用專為此用戶加密的DLL文件及授權文件等替換安裝工程中相應的文件,再生成安裝盤。安裝盤中可以單獨存放一份加密DLL文件和授權文件,以備客戶升級正式版時用戶直接拷貝。

一般而言,安裝文件中不能直接包含注冊碼或授權文件的,但在這種技術下,可以將授權文件打包到安裝盤中,因為,即使安裝文件被復制,也無法在非授權的機器上運行。

5.5正式版安裝

對于沒有安裝過試用版的機器,可以直接使用安裝盤安裝正式版。對安裝過試用版的機器,可以用安裝盤中的正式版文件替換相應文件即可變成正式版。

5.6用戶注冊

調用正式版中“幫助”à“關于”à“注冊”功能,輸入注冊碼或選擇授權文件進行注冊。由于安裝文件中包含授權文件,也可以在正式版首次運行時,通過授權文件自動注冊,免去了手工注冊的過程。

6程序運行時脫殼的實現(xiàn)

脫殼實際上是將加密的程序代碼解密并加載到內存程序區(qū),脫殼需要特定的解密密鑰或特定的解密算法。對于較簡單的程序,如果只有一兩個DLL,可以由殼程序進行一次性脫殼,全部放在內存中,這沒有什么技術上的難度,只是內存消耗較多。對于有多個DLL的程序,DLL不一定都要使用,有時可能只用其中部分,所以沒有必要一次脫殼,全部占據在內存中,可以根據需要來脫殼。脫殼涉及到DLL解密、DLL調用請求的捕獲等技術。

6.1DLL的解密

一般的加殼技術使用與用戶無關的密鑰,密鑰是固定中殼代碼中的,所以脫殼可以在任何一臺機器上實現(xiàn),無法實現(xiàn)軟件防拷貝。而在本方案中,DLL加密密鑰與用戶計算機硬件指紋相關,當然解密密鑰也不是殼代碼中固定的,而需要臨時從目標計算機上提取指紋生成密鑰,才能解密,所以脫殼只能在授權的計算機上進行,從而可以很好地防止軟件的非法拷貝。

解密密鑰的是由硬件指紋生成的,指紋的提取與申請注冊時提取指紋的算法相同,并且,指紋通過相同的保密算法轉換后生成加密解密密鑰。因此,指紋的提取算法存在于殼和專用的注冊申請程序以軟件的試用版中,為了防止這些算法的破解,需要使用第三方工具(如:XenoCode,MaxtoCode)對這些程序的MSIL代碼進行混淆或加密。對于網絡版軟件,解密密鑰最好是由殼臨時從應用程序服務器獲取;但為了簡單起見,也可以將解密密鑰存入授權文件中,授權文件經加密后隨客戶端軟件一起安裝,脫殼時從授權文件中提取解密密鑰。

DLL的解密只能在內存中進行,不能生成臨時文件,避免Cracker截獲解密后的DLL。這就要用到文件流與加密流的技術,脫殼的部分代碼如下:

publicstaticAssemblyasmload(stringasmName)

{Assemblyasmsvr=null;

FileStreamfsr=null;

byte[]byVec=newbyte[16],byKey=newbyte[32];

//asmName待加載的程序集名,由參數帶入

stringtoLoad=AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory+asmName+"e.dll";

if(!File.Exists(toLoad))returnnull;

fsr=newFileStream(toLoad,F(xiàn)ileMode.Open,F(xiàn)ileAccess.Read);

byte[]rawAssembly=newbyte[fsr.Length];

//提取機器指紋并生成DES加密密鑰與初向量

createDesKeyVec(refbyVec,refbyKey);

SymmetricAlgorithmdes=SymmetricAlgorithm.Create();

CryptoStreamencStream=newCryptoStream(fsr,des.CreateDecryptor(byKey,byVec),CryptoStreamMode.Read);

//讀取并解密到到緩沖區(qū)

encStream.Read(rawAssembly,0,(int)fsr.Length);

encStream.Close();

fsr.Close();

asmsvr=AppDomain.CurrentDomain.Load(rawAssembly);

}

6.2DLL調用請求的捕獲

根據需要來脫殼也就是當程序集被調用時,臨時脫殼并加載,程序集一旦加載,以后需要調用其中的功能時就可以直接從內存中運行,這就既避免了內存的浪費又不會影響程序運行速度。關鍵是程序集的調用不一定從殼中調用,可以從任何一個已經運行的程序集中調用,怎么才能截獲程序集的調用請求呢?

首先要了解應用程序域,它由AppDomain對象來表示,為執(zhí)行托管代碼提供隔離、卸載和安全邊界。多個應用程序域可以在一個進程中運行;但是,在應用程序域和線程之間沒有一對一的關聯(lián)。多個線程可以屬于一個應用程序域,盡管給定的線程并不局限于一個應用程序域,但在任何給定時間,線程都在一個應用程序域中執(zhí)行。每當程序運行時,便會自動創(chuàng)建應用程序域。AppDomain實例用于加載和執(zhí)行程序集(Assembly),AppDomain類實現(xiàn)一組事件,這些事件使應用程序可以在加載程序集、卸載應用程序域或引發(fā)未處理的異常時進行響應。本方案中就是通過事件AssemblyResolve來捕獲程序集調用請求的。

實現(xiàn)方法是:首先,在殼的main()函數中注冊事件AssemblyResolve的響應代碼,形如:

AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve+=new

ResolveEventHandler(CurrentDomain_AssemblyResolve);

然后,再編寫一段事件響應代碼,來實現(xiàn)程序集脫殼與加載。這樣,在調用任何程序集時,就可以直接調用了,因為程序集的脫殼會自動進行。下面是事件響應的部分代碼:

///<returns>返回找到的或臨時加載的程序集</returns>

privatestaticAssemblyCurrentDomain_AssemblyResolve(objectsender,ResolveEventArgsargs)

{

Assemblyret=null;

try{

AppDomaindm=(AppDomain)sender;

stringdllName=args.Name.Split('''','''')[0];

//用xx開頭的文件表示加密過和DLL,區(qū)別于其它的DLL

if(dllName.StartsWith("xx")&&!dllName.EndsWith("resources"))

ret=asmload(dllName);

}

catch(Exceptionae)

{MessageBox.Show("加載數據集"+args.Name+"時出錯");}

returnret;

}

7總結

以上軟件保護方案的安全性能由DES算法(若采用)和機器指紋的安全性決定。DES算法的安全主要決定于對密鑰保護。另外,由于密鑰來自于機器指紋,而指紋數據來自于機器硬件信息,雖然,取指紋的算法要隨軟件外殼程序一起,但從指紋到密鑰要經過自己設計的保密算法來轉換,且保密算法不公開,所以算法本身是安全的。因此,密鑰的安全還取決于指紋提取算法的安全性和指紋轉密鑰的算法安全性,而它們的安全性又取決于第三方加密或混淆的強度了,這是本方案所無法控制的,這也許就是此方案安全性最薄弱的環(huán)節(jié)。

對于用商業(yè)加殼軟件的攻擊較多,所以一旦商業(yè)加殼技術被破解,用它加密過的軟件便沒有安全了。但對于自編的加殼技術,加密技術可以自行設計(保密),并且可以隨時調整,而且,用戶數不多,因此,攻擊者比較少,用這種技術加密的軟件安全性也就相對更好。使用本文中的加殼技術,可以更有效地抵抗拷貝、反編譯、分發(fā)序列號、注冊機各種常用的軟件破解方法。然而,這種自編加殼技術雖然安全,但軟件分發(fā)起來卻十分復雜,這也是此方案的美中不足之處。

參考文獻

[1]&WindowsApplicationDebug[M].Beijing:TsinghuaUniversityPress,2004.6:50

[2]彭明柳.徹底研究[M].北京:中國鐵道出版社,2003.2:13

[3]EthanMilleretal.StrongSecurityforDisbributedFileSystems[C].InProcof2001IEEEinternationalConferenceonPerformace,Computingandcommunications,2001:34~40

第4篇

【關鍵詞】建構主義;信息教育技術;設計

多媒體機或基于Internet的教學環(huán)境是近幾年各類學校大力的趨勢,信息化校園已成為一所學校發(fā)展的必要條件。但由于受技術水平、開發(fā)人員素質、開發(fā)人員與一線教師的脫節(jié)等因素的制約,許多校園網的建設和使用仍停留在重普及輕運用的低水平上,基于信息化環(huán)境的建構主義學習的優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮。因此,如何運用建構主義學習理論去指導信息教育技術的設計是急需解決的重要之一,也是信息教學效果的關鍵之一。

1、網絡教室設計應遵循以“學為中心”的理念

目前,多媒體網絡教室正迅速地在學校普及,先進的設備給教師和學生都帶來全新的感覺,其中最大的變化就是課堂教學豐富多彩,知識量增大,教師方便,學生喜歡。但是,教師還是教學活動的中心,是知識的傳播者和灌輸者;學生還是處于被支配地位,是外界刺激被動的接受者和輸對象。先進的媒體則成了教師向學生灌輸的新與手段,使“書灌”變成了“電灌”,并沒有引起教學模式的重大變革。而在建構主義指導下的學習主要目的是為了滿足學習者自身的需要。在學習過程中,學習者用發(fā)現(xiàn)、探索等方法進行學習,主動搜集和有關的信息,并對信息進行加工處理。

但是,在當前以學為中心的多媒體網絡教室方案設計中,還存在一個盲區(qū),看不到適合以“學為中心”的多媒體網絡教室設計理念這類字眼,“以學為中心”被“以教為中心”所取代,似乎是只要教室化了,教師授課生動了,學生聽課積極了就行了。我們認為這種現(xiàn)象是片面的,不應該把二者主次顛倒起來。因為多媒體網絡教室作為一種先進的教學手段,應在營造以學為中心的情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境等要素中充分發(fā)揮應有的作用,對學生進行當前所學知識的意義進行建構有所幫助,在教學過程中能方便地讓學生自己去動手、動腦,方便師生互動,而不只是掌握在教師手里的一個高級家庭影院。

在以“學為中心”的教學過程中,強調的是學生是認知主體、是意義的主動建構者,始終是把學生對知識的意義建構作為整個學習過程的最終目的。因此,在多媒體網絡教室的設計和建設中,應緊緊圍繞“意義建構”這個中心而展開,創(chuàng)設一個有利于學生進行意義建構學習的環(huán)境,整個網絡教室不論是對學生的獨立探索、協(xié)作學習還是教師的輔導都方便和實用。總之,網絡教室中的一切設計思想和建設實施都要從屬于這一中心,都要有利于為完成和深化對所學知識的意義建構服務。

2、網絡計算機教室的設計全力支持合作性學習

建構主義認為,在同一認知水平上的其他兒童比成人更能促使兒童從自我中心解脫出來。學生之間彼此交流看法,可使他們不斷了解他人的觀點,使自己的學習信心和實踐能力得到加強和培養(yǎng)。根據學生不同年齡段的知識儲備,心理特征以及所學知識的內在,網絡計算機教室的設計要支持“意義建構”這個合作學習特點,充分挖掘網絡計算機教室設計在引發(fā)學生深入地進行調查,有效地進行批判性思考、創(chuàng)造性想象,以及增強學生實踐能力等方面的教育教學功能,使之成為提高學生“意義建構”能力等方面的重要工具。促進同伴互教、小組討論、小組練習、小組課題等合作性學習活動。

但是,現(xiàn)在往往是以一種固化思維在進行學校網絡計算機教室的設計,多數還沿襲著幾十年一貫制的設計方案,考慮的重點只是人機對話和教師控制的方便程度,很少從支持合作學習這一重心上去設計。我們強調網絡計算機教室的設計應在支持合作學習上作為重要考慮因素,既注重人機交互活動對學習的,又強調利用計算機支持學生同伴之間的交互活動。在計算機網絡通訊工具的支持下,學生們可突破地域和時間上的限制,進行同伴互教、小組討論、小組練習、小組課題等合作性學習活動。同時協(xié)同學校有意識地提供一個合作學習公共數據庫,支持學生用郵件、論壇、BBS、聊天室等發(fā)表自己的觀點或響應他人的觀點,學生既貢獻自己的想法又共享他人的意見。

在現(xiàn)今,很注重團隊精神和協(xié)作精神。建構主義認為,在共享集體思維成果的基礎上達到對當前問題比較全面、正確的理解,最終完成對所學知識的意義建構。因此,在多媒體網絡計算機教室的設計和建設中,同樣應遵循“意義建構”這一中心,創(chuàng)設一個有利于學生進行合作學習的環(huán)境。在網絡計算機教室里,當學生搜集完信息,可以方便地就自己的資料和結果進行分組討論,發(fā)表見解,對學生的獨立探索、協(xié)作學習還是教師的輔導都方便和實用。

3、網絡課程教學環(huán)境設計不能只針對教師而忽略學生

建構主義認為,人們學習的最終目的是能夠運用所學的知識解決實際問題,而網絡教學的主要任務就是培養(yǎng)學生獲取信息、傳遞信息、處理信息和信息的能力。與傳統(tǒng)課程相比,網絡課程最大的優(yōu)勢在于能方便快捷地訪問大量相關的學習資源。在學校校園網建立起來后,教學資源庫就成為了學校必需的軟件建設部分。但是,從目前各大小軟件商在學校推銷的資源庫來看,多數是針對教師備課的,也就是說,這些軟件商的教育資源庫開發(fā)思維還是停留在“以教為中心”而不是“以學為中心”,實際上是在不斷地給“電灌”增加功率。他們并沒有真正明白網絡課程教學環(huán)境是為學習者提供的能夠方便快捷地訪問教學資源、完成學習、達到學習目標的輔助環(huán)境。而資源庫的真正意義是為了幫助學習者能夠順利完成教學的學習而專門設置的每一知識點所需要的各種資料及性的學習方法等信息。這些內容的有機組合能促使學習者將原有的知識與將要學習的內容建立橫、縱向的聯(lián)系,有利于學習者的知識建構。

我們認為,教學資源的選擇和組織應根據建構主義的指導,能幫助學習者發(fā)揮學習主動性。信息技術,特別是多媒體與機技術的,為學習者提供了極為豐富的化學習資源,包括數字化圖書館、電子閱覽室、網上報刊、數據庫、多媒體電子書等。面對無限的信息資源,在校園網軟件建設中,我們應根據建構主義的學習模式,即明確主題、進入情境、獨立探索、協(xié)作學習和效果評價等五個方面,按教學需要,選擇典型性、代表性的資源加入到資源庫當中,最大限度地滿足學生不斷的檢索和各種資料的需求,并能方便地從中提取出自己需要的信息,使學習者能夠用發(fā)現(xiàn)法、探索法等學習從各類資料中獲取有益的信息,來完成課程的學習。例如類似現(xiàn)實世界的虛擬環(huán)境,再有就是可以與他人進行通信、交流的環(huán)境。使學生能夠主動積極參與教學過程和達到交流,教師能夠選擇資源實現(xiàn)重組。

我們充分的看到,校園網的設計和建設應主要為學習者提供方便快捷的學習環(huán)境,不僅教師好用,而且學生能用。讓他們在信息的獲取、加工、管理、呈現(xiàn)和交流的實際過程中,掌握信息技術技能,感受信息文化,增強信息意識和責任。使他們能夠利用信息技術提供的優(yōu)越條件創(chuàng)設多樣化的學習情境,營造一個和諧的協(xié)作學習氛圍,熟練地運用信息技術解決學習中遇到的,學會利用信息技術進行學習。從而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神、適應社會、具備終身學習能力的信息的合格公民。

【參考】

[1]余波湯向東,以建構主義學習理論為基礎指導網絡課程設計[J],軍事學院,天津,《上海高校技術網》2004-5-26

[2]何立新,素質教育、建構主義與網絡教學[J],北大附小,《北大附中網站教師論文》

第5篇

在設計過程中,通過BIM的可視化應用提高了業(yè)主對方案的參與度和把控能力,同時由于可施工化分析的引入,施工合理性、經濟性問題也會在設計方案階段更易進行考量,本來在施工階段才需考慮的問題會被前置到設計方案階段。各種設想的比選,各種矛盾的解決壓力會更集中地展現(xiàn)。原來工程項目從規(guī)劃-設計-施工的流程關系變成了圍繞著BIM模型的遞進和穿插關系。這種工作的穿插會增加設計人員工作的難度,如果沒有費用的補償就會影響設計人員工作的積極性。要應對上述諸多的變化,設計管理就要進行相應的變革,建立配套的責權利對稱的管理制度,打造適應于BIM技術的全新的工作流程。

2基于BIM技術的設計管理能實現(xiàn)哪些提升

2.1BIM技術使設計項目的進度管理更準確可控

設計項目的進度管理基本采用節(jié)點工期管理的模式,在約定的節(jié)點時間交付相應設計階段的設計成果,即方案階段交付方案設計圖紙,初設階段交付初步設計圖紙,施工圖設計階段交付最終施工圖紙。這種傳統(tǒng)的節(jié)點管控的方式,很難實現(xiàn)過程管控,不到節(jié)點時間,無法看到設計人員工作進展程度。到了節(jié)點時間,若項目組成員中出現(xiàn)生病、請假的特殊情況,就會造成無法按照約定時間交付的違約現(xiàn)象。BIM技術的應用,構建了協(xié)同工作平臺,項目組成員每天的工作成果都會同步到統(tǒng)一的模型服務器中。BIM經理具有模型管理的最高權限,他可以時時查看和調出項目組中任何專業(yè)、任何一個成員的最新工作成果,為過程管控的開展提供技術保障。

2.2BIM技術使設計項目的質量管理落到實處

設計企業(yè)都有相應的設計質量管理制度,但同樣的制度下,不同的項目負責人帶出的項目設計質量卻相去甚遠。之所以會這樣是因為設計工作是腦力活動的集成,設計質量與項目負責人的工作經驗、責任心和技術能力有極大的關聯(lián)度,而與管理制度的關聯(lián)度很有限。尤其在計算機技術和信息化技術日益普及的今天,只靠制度建設缺乏管理工具和管理手段的建設,其結果就是口號式的務虛管理。BIM技術的可視化使設計成果可更直觀地檢查和核對,碰撞檢查可以將各專業(yè)設計模型間打架或矛盾的地方顯現(xiàn),提醒設計人員進行修改。軟件內設的邏輯關系,可以避免許多低級錯誤和圖紙自相矛盾的情況,有效地保證設計質量??傊瑧肂IM技術可以實現(xiàn)真正意義上的計算機輔助設計,使設計質量擺脫完全依賴人腦的現(xiàn)狀,變成在過程中可看、可查、可控。

2.3準確快速地形成設計概算

以往的CAD圖紙由于信息不夠全面,無法自動形成工程量,概算人員需要另行建模統(tǒng)計,因此難以保證設計概算的準確和及時。應用BIM技術,設計人員建立的BIM模型實際上是一個富有信息的項目構件和部件的數據庫,從中可以準確地獲得各種材料、設備的統(tǒng)計數據,因此編制概算可直接從模型中提取所需數據,編制時間可縮短70%以上。設計概算是確定和控制建設項目投資的依據,也是甲方衡量設計方案的經濟性、可實施性的依據,在工程項目建設中起著十分重要的作用。但長期以來的設計工作中,因為設計方案經常修改,設計概算無法及時準確的隨方案變動,使得設計概算可信度和指導作用受到各方質疑,沒有能發(fā)揮出應有的作用。相信隨著BIM技術的推廣,項目各參與方對設計概算及其他設計文件的依賴程度會更高,設計的龍頭作用會更加顯著。

3結語

第6篇

[關鍵詞]:平等性印刷技術視覺傳達信息

[Abstract]:Thisarticlethroughregardingcontainsinthedesign,thetechnicalequalponder,re-elaboratesthedesign,printingandperson’srelationsfromanotherangle.[Keyword]:Equalprintingtechnologyvisiontransmissioninformation

回顧人類的設計歷程,“求生存”是相當重要的目標,至少在設計萌芽階段以及之后一段并不短的時間里,這是唯一目標,即使在今天人類的設計行為及其產物中,依然包含著這種因素,對于“生”的追求,引發(fā)人類設計行為的持續(xù)性,并逐漸催生出很多重要屬性,其中最為重要和本質的,當屬平等性。以“生存”為起點,設計不可能缺失這種屬性:對于自身生存的環(huán)境而言,人需要一個平等溝通、和平共處的平臺;對于群體內部來說,則需要物質方面的“平均主義”。這不是人與生俱來的愿望,卻在設計從無到有、從小到大的過程中,逐漸成為設計的目標和理想,并成為人類自我優(yōu)化程度的一種反映。而在“生存、平等、設計”這一組循環(huán)、可逆的關系中,使其正常、順暢的得以運轉的條件是什么呢?

一、設計與技術

設計自其產生的那一刻起,就與技術結下了不解之緣。真正意義上的設計并非是單純地對于自然中的物質,以“拿來主義”的姿態(tài)直接應用,如果是這樣,很多動物甚至植物也應算做是“設計的高手”?!霸O計”真實而本質的含義是建立在發(fā)現(xiàn)基礎之上的“創(chuàng)新”,是有極強針對性的創(chuàng)造。這要求設計必須具備一定的合理性,在具體的實施環(huán)節(jié),任何具體的設計都不能無限制的憑空想象,即使是在構想階段,這種限定性依然在無形的掌控我們的頭腦,使思維始終局限在似乎已預先劃定的圈子里,無法真正的跳出來。究其原因,主要是包含在設計中的技術因素使然。

“技術”一詞源于古希臘語,意指“技能”、“技藝”等。我們今天所理解的“技術”概念,是對自然科學理論、成果應用后的綜合結果。站在設計的角度,談到的技術似乎包含兩個部分:(1)使“想法”轉化為“視覺可視”的一系列專業(yè)化技術;草圖表現(xiàn)、效果圖表現(xiàn)、模型加工(制作)技術等;(2)使紙面上的方案轉化成為可供“消費”(使用)的真實產品的加工制造技術。在設計的早期階段,這二者是合一的,即從事產品加工、生產的人就是從事構想視覺表現(xiàn)的人(從這一點來講,中國古代的“百工”,就是一個設計的群體)。不能說這個工匠和設計師合一的階段是缺失設計的階段,因為眾多的產物已有力地修正了這種誤解(只是大量兼具精絕創(chuàng)意和精良加工的產物,使我們在很大程度上忽視其設計產物的實質,而更多地以“藝術品”來認知它們)。“設計缺失”的說法,實質上是將存在于現(xiàn)代社會形態(tài)中的工業(yè)設計,做不符人類歷史及設計發(fā)展規(guī)律的認識,盲目套用于以往設計(產物)之后產生的。

事實上,這種片面認識的產生,與技術之間有極強的對應性:精良的加工技術在體現(xiàn)精美創(chuàng)意的同時,也潛移默化地促成技術本身在公眾心目中一定的獨立地位,這種情況在東西方都是大量存在的。技術逐漸成為可憑借自身而存在的“獨立”之物——在很多人的心目中都是如此——當談到某種技術的時候,不可能在頭腦中映現(xiàn)具體的物品形態(tài),而只是局部(表面化)地閃現(xiàn)這種技術具體應用后所產生的效果。從這一實際情況可以一定程度地區(qū)分設計與技術之間的差別。

設計這種人類最早的實踐行為,不僅見證了整個人類社會的發(fā)展,還全方位地參與其中,成為“發(fā)展”概念最直觀的表達。技術是使之成為現(xiàn)實的重要保障,在設計從無到有、從大到小的過程中,它經歷了同樣的變化。

二、印刷技術與平等性

所謂的“平等”,實質上包含不同的含義:為生存而解決溫飽問題時,對于事物的分配,需要公平的分配方案、工具等,以確保分配的平均;為發(fā)展而在精神層面所追求的平等,并不是單純的精神本身,而是一種綜合性的平等需要。滿足前者,只要一些簡單地計量、分割技術即可;后者復雜得多,因為思維、意識、觀念等抽象的概念,已融入其中,“動物性”需求已升華為精神性的追求,個體行為已徹底擴大為群體性的行動,整個時代和社會都參與其中,“革命(變革)”就是具體的表現(xiàn)形式。由具體設計產物充當載體,對于這類平等性的表達,在設計的發(fā)展歷程中不勝枚舉;通過相應技術所創(chuàng)造的各種設計產物,成為引發(fā)“平等追求”導火線的事例也多不勝數。所有這些都是較為平和的,甚至有些消極和被動。從某種意義上講,聯(lián)結人與自然的工具(用具)設計,聯(lián)結自然與社會的環(huán)境設計,都是較為緩和、間接的與“平等”概念發(fā)生聯(lián)系;聯(lián)結人與社會的信息(視覺)傳達設計,則是直接、激進的“平等”概念的鼓吹者,印刷技術則成為當之無愧的“平等”的載體。

信息傳達在人類形成的早期,就同視覺結成了密不可分的關系,這種關系的確立,本身帶有一定程度的平等意味——靠視覺感官接收外部信息,對于絕大多數人來講已在客觀上具備了廣泛的一致性,按照視覺要求加工、整理的信息,自然在群體內部擁有一個共同的認知平臺——明顯的平等屬性出現(xiàn)。最早的產物因“主”、“客”觀的原因而無法被確認,但由考古研究所獲取成果可知:人類較早期的生活環(huán)境中,巖畫之類的遺存,在很大程度上展示了信息視覺方式的表達。由此為發(fā)端,信息視覺表述成為人類自身發(fā)展進步的一條主線,也成為人類之間在“平等”含義上不斷實現(xiàn)良性化溝通和交流的重要方式。

信息是包含極強平等含義的概念,這一點不因時間和地點而改變。眾多類型的信息中,最能體現(xiàn)平等屬性的就是基于“生存和發(fā)展”雙重考慮而產生的具有教育功能的信息,它決定了信息傳達的發(fā)展方向——從信息歸納處理方式,到具體傳達技術和渠道的開發(fā)、選擇,都充分證明這一點。“平等思想”在這些具體環(huán)節(jié),逐漸得到啟蒙和激活——信息歸納、處理由“隨意”到“規(guī)范”:個性漸漸為共,種種涂鴉在歷經不同階段演化后,終于形成體系化產物,同一范圍、時段的人類群體中,信息歸納整理方式,基于接收和應用目的而具極強的趨同性,這保證了信息在同一群體內部感知上的一致——文字的產生及廣泛應用是最重要的體現(xiàn)(也是“民族”形成的前提之一);傳達技術(渠道)方面,同樣呈現(xiàn)“規(guī)范”的趨勢——應用于廣泛人群信息快速、準確傳達和接受目的的各種規(guī)整、清晰字體的出現(xiàn),及針對相同目的而創(chuàng)造的各種字體的加工技術——從手抄本到雕刻版,再到活字印刷,反映出平等意識在頭腦中不斷強化的事實。

信息歸納、整理和具體傳達技術的開發(fā)、應用這兩個部分相互促進,于漸進的過程中實現(xiàn)了平等在人的頭腦中從萌芽到結果的轉變。

早期視覺傳達是以圖畫的方式將外部信息加以描述,并刻、繪于巖石。信息直白的表達形式使人與人之間的溝通很順暢。這種方式在初步達成信息交流目的的同時,也暴露了信息傳達范圍極其狹小的事實——個體手工方式進行信息整理加工,與日后信息大眾傳播之間不可同日而語,但以此為基點所出現(xiàn)的人造器物表面的一些圖化符號及印紋,卻說明信息加工和傳達技術的進步——由“圖畫”到“圖化符號”,是思維進步的結果,相應的傳達技術也面臨新要求:(1)這些圖化符號如何存在和保留。(2)以何種技術來完成。巖石不再是唯一的選擇,各種人造器物的表面成為新的載體;“繪、刻”方法之外,“壓印”成為新方式(從某種意義上講,這是視覺傳達與“印”的方式結合的濫觴,原始陶器表面所謂的印紋,似乎不僅僅是出于美觀的考慮而無絲毫信息的含義)。針對信息做視覺表述的努力始終在繼續(xù),并不斷取得階段性成果。將各種源于實踐的認識,應用于信息的加工,使之成為規(guī)律性方法,是信息視覺表述中一直遵循的原則。與之對應的傳達技術也不斷被開發(fā)創(chuàng)造出來。在關注古代器物加工(制造)方法(技術)的同時,不應忽視其中相應的信息傳達的成分:例如青銅器的鑄造技術,滿足器物成型需要的同時,還滿足了對表面“紋”與“字”加工的需要,是另一層面的信息傳達技術。

當文字作為一個系統(tǒng),以較為簡明的形態(tài)從圖形中分離出來,逐漸成為現(xiàn)實社會信息交流的主要媒介,傳達的技術卻因受到材料限制,只能因陋就簡滿足小范圍的信息傳遞需要(簡牘書是典型代表),二者發(fā)展的不一致,造成視覺傳達的不平等,“文字”這個圖形發(fā)展的階段性成果所帶來的平等性,因技術的滯后而無法真正體現(xiàn)。材料與技術的雙重制約致使每個文字尚無法被更多的人認識,又如何借此來做“信息傳達”?另一方面,則應看到“簡牘”文書在移動、搬運、閱讀等方面畢竟比以往的信息載體方便得多,加工成本和難度也要低得多,(相對)平等的內涵從另一方面體現(xiàn)出來。

紙在現(xiàn)實需要的推動下被創(chuàng)造出來,為視覺傳達平等性新階段的出現(xiàn)提供了重要的前提——抄書得以較廣泛的應用,書籍的傳播范圍擴大、受眾增多。與“簡牘”相比,手抄本在字體改良、插圖應用、排版形式等方面更具有近、現(xiàn)代紙質圖書的雛形(如果將整個圖書的發(fā)展過程比做完整的設計過程,這一階段就像必不可少的草圖描繪環(huán)節(jié))。客觀的看這個“草圖階段”實施者(抄書人),所創(chuàng)造的產物依然是小范圍的人群才能享有:例如中世紀歐洲,完全是由教士來從事抄書的工作,抄錄的也基本上是與教義有關的內容,當時的居民絕大多數都是文盲,閱讀成為貴族與教士的專利,對相應信息的掌控成為特權的象征,視覺傳達的平等性被掩蓋。作為顯性特征的圖書的模式(包括字體、編排、裝訂等)卻為隨之而來的平等載體——大眾化的圖書所借鑒、效仿。

源于中國的雕版印刷方式,從根本上顛覆了長久以來形成的小范圍信息掌控的“傳統(tǒng)”,使信息傳播真正成為公眾性的,信息的壟斷被打破,以往因對信息掌控而形成的權威集團(階層)受到質疑和挑戰(zhàn),“平等”真實的出現(xiàn)在公眾的現(xiàn)實生活中,面向大眾的教育,憑借輕便、可大量生產的圖書,而在學校和社會這兩個渠道中日益發(fā)展起來,知識共享成為長久以來人類社會平等概念最重要的組成,圖書作為知識的重要承載物,其加工、制造的手段(印刷技術)也與平等發(fā)生了聯(lián)系,成為平等的載體,這在圖書產生、發(fā)展的早期,由于相應加工技術的制約(滯后)而并不明顯。隨著印刷(雕版)技術的發(fā)明以及不斷出現(xiàn)的技術改良,則變得越來越不容忽視。“信息公眾享有”由人類最初朦朧的理想已經變成活生生的現(xiàn)實。

以信息傳遞為最初的起點,無論視覺表現(xiàn)技術,還是確保其大范圍實現(xiàn)的加工技術,都具備顯著的進步,兩方面的技術互為前提,相互促進,大大加快了視覺傳達設計的發(fā)展進程。在印刷技術直接作用下,視覺傳達設計專業(yè)化概念得以強化。此前由于加工技術本身的隨意性,致使視覺表現(xiàn)技術的規(guī)范化無從談起,影響視覺傳達的最終效果:過于感性、隨意的表達,更像是以信息為素材進行藝術性的創(chuàng)作。視覺傳達設計所包含的平等性因這種狀況而無法真正體現(xiàn),藝術化的信息產物,不適合廣泛人群信息交流的需要,隨意化的表達與現(xiàn)實信息之間的差距,導致信息在傳達過程中歧義性產生。這種情況隨著印刷技術的發(fā)展得到了根本的扭轉:例如,標準、規(guī)范文字的產生,主要就是印刷工藝的特性使然,作為信息視覺傳達重要方式和手段,文字是思維發(fā)展和進步的產物,也同樣是印刷技術不斷推動的結果。

印刷技術的發(fā)展與成熟,對于視覺傳達設計而言,最重要的是確立了一種模式——以文字的方式作為信息大眾共享的主要方式,圖作為文字的輔助元素不再獨立承擔更多的信息傳遞工作。思維的抽象化、理性化、條理化程度,因新式的傳達方式而日漸提高。以往對于線條、色彩等圖像性元素的應用與關注,逐漸被針對文字結構布局、筆畫處理、圖與文字的組織、整頁(冊)文字編排的關注所替代。視覺傳達設計的概念變得寬泛起來,“綜合”在印刷技術廣泛應用的前提下,成為視覺傳達設計極其顯著的手段,并進一步成為彰顯平等屬性的重要方法——針對同一信息的不同接收者,利用同一種介質傳遞的時候,采用圖文相輔的方式進行信息的表述,最大限度滿足盡可能廣泛的公眾信息傳遞、交流的需要,例如中國元明時代的戲曲、小說等刻本,充分說明了這一點:上至達官貴人,下至販夫走卒,在相同刻本的面前,因多元化的視覺表達方式,而促成信息的平等接受;相同樣式、內容的書,同時在地位、身份各異的人手中達成極其一致的信息傳遞功能,只有憑借印刷技術才能成為現(xiàn)實。另一方面,視覺傳達中的“圖”,在印刷技術影響下,逐漸形成新技術條件下的新面目:以木刻版畫為發(fā)端的新式“信息圖化產物”,最大限度承載了(信息)平等的含義。

簡潔的造形元素,最富表現(xiàn)力的效果,將信息濃縮為單色的畫面,既補充文字所無法完全表達的意思,又在一定程度獨立起到表述某些信息的作用,在隨后更是以完全獨立的面目行世,成為造型藝術中一個重要種類——版畫。從某種意義講,它是雕版印刷方式的最佳范例和活的樣本:例如流傳于各地的民間年畫,保存著相當程度的傳統(tǒng)印刷技藝,成為立足當代,回望過去的重要依據。

在印刷技術的作用和限定下,視覺傳達設計的表達從隨意漸漸轉化為具有極強限定和約束性,設計另一層面的平等性突顯:從事信息視覺化處理的人,必須完全考慮印刷技術的因素,實質上就是充分滿足公眾整體信息接受的需要,以往以個人的意愿和好惡為小范圍信息傳遞所做的視覺化處理,逐漸與發(fā)展進步中的公眾信息交流相抵觸,其中由設計者個人好惡與公眾整體需求之間的矛盾所導致的“不平等”性,自然的被服務于公眾信息交流過程中所產生的平等性代替。

視覺傳達設計在適應印刷技術要求的同時,真正成為面向廣大公眾的行為。借助印刷技術,信息廣泛的公眾共享成為可能,設計面前“人人平等”的理想得以階段性的實現(xiàn)。

參考文獻:

第7篇

概念設計是工業(yè)設計領域中的一個重要方面。國外大公司的產品設計部門包括:

1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見,產品的概念設計的主導地位和重要性。

1概念設計的內涵

概念的設想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn),概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”,讓學生進行座椅的開發(fā)設計。步驟是,首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理,并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事,從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為,在民間曾有這樣一個說法,就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上,取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后,就斷了藥,從此不再吃藥,這也意味著孩子走向健康。所以,將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時,用折斷了的鑰匙做椅架為主題,由學生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略),于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統(tǒng)的產品概念設計。當然,產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化,設計是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動中,產品概念的構思是豐富的,人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。

2概念設計與產品市場

概念設計只是第一步,能不能進行第二步Detaildesign,第三步Manufacturingdesign,甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等,這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距,是以往概念設計者的難題。在開發(fā)設計的許許多多產品中,只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中,如何減少做“分母”的被動,擴大見效益的百分比,仍是最關鍵的,是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。

3虛擬現(xiàn)實技術促使概念設計的市場化

為了更好地接近產品的市場需求,目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計,就是將所要開發(fā)的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是,產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而,設計表達在信息時代已是多元化的展示形式,計算機輔助工業(yè)設計的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實技術在產品概念設計中的應用,已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品,讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受,這樣開發(fā)設計的產品與傳統(tǒng)相比,就大大減少了投放市場的風險性,也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發(fā)生產,提供更好的依據。虛擬現(xiàn)實技術能模擬整個產品開發(fā)過程,保證產品開發(fā)一次性成功,加快開發(fā)進程,甚至使設計者和用戶融為一體,設計出滿足市場需要的產品。

二、虛擬現(xiàn)實技術與虛擬產品

1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VirtualReality,VR)

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實環(huán)境,是指計算機生成的一個實時三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運動,觀察周圍的景物,還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象,聽到的是虛擬環(huán)境中的音響,感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力,從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現(xiàn)實環(huán)境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod,MM)這種方法產生虛擬環(huán)境的步驟為:

①用放置在不同地點的多個攝像機將某環(huán)境或事物記錄下來;

②利用計算機的視頻技術抽取出環(huán)境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod,IM)一般做法是:

用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像,將獲取的景物圖像,通過圖像處理技術,按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上,用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。

2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的常用設備及要求

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求除了應具有高性能的計算機系統(tǒng)(包括軟、硬件)外,還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。

3虛擬產品(VirtualProduct,VP)

虛擬產品是虛擬現(xiàn)實技術應用于產品設計的產物,是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真,設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的,因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程,使設計繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現(xiàn)實技術在概念設計中應用前景

在概念設計中,如采用頭腦風暴法進行方案創(chuàng)意時,可以將體驗設計思想更好地融于其中,也就是更多地關注產品使用者的感受,而非產品本身。比如,針對不同用戶及愛好者的要求,在不同的虛擬環(huán)境中,讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時,充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環(huán)境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議,邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見,觀察設計和修改過程,直至大多數人滿意為止。

為了適應激烈的市場競爭,設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品,而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實技術做出虛擬產品的動畫廣告,再與計算機網絡技術結合起來,使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品,并能直接在虛擬環(huán)境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時,還可以通過Email對產品提出意見和建議,讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力,為設計廠家謀得更多的市場份額。

若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望,通過網上游覽,將信息反饋到各商家,商家則會主動爭先與廠家聯(lián)系,網上定貨,使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭,各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術及其在工業(yè)設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力,這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

1陳軍等虛擬現(xiàn)實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究,1999,6

2熊曼辰等數字化與概念化工業(yè)設計ICME2000論文集