時間:2022-09-29 23:09:58
序論:在您撰寫人機界面設計論文時,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。
一般來說,人機界面的設計是隸屬于人機交互界面的設計的,只有完整的人機交互界面才是最終滿足用戶需求的設計。在人機界面的設計中,交互設計是必不可少的,只有人機界面而沒有交互功能的設計是不切實際的,也根本滿足不了用戶的需求。人機界面功能的實現(xiàn)是需要依托交互才能完成的,因此,在人機界面的設計中,需要將交互設計科學合理地運用起來,才能滿足人機交互界面的設計需求,也能達到既滿足用戶視覺上的需求、又滿足他們操作功能方面的需求的良好效果。
2如何將交互設計有效地運用在人機界面的設計中
通過對交互設計與人機界面設計的簡要分析,我們已經(jīng)明確了交互設計對人機界面設計的重要性。因此,如何將交互設計有效地運用到人機界面的設計中也成為IT人的工作任務,以下就該問題闡述了自己的觀點:
2.1以用戶為中心進行設計在人機界面的設計中,我們要讓整個設計都圍繞著用戶,實現(xiàn)以用戶為中心的界面設計,最大限度地提高用戶對所設計界面的滿意程度。一方面,在設計人機界面時,我們要結(jié)合使用該產(chǎn)品的用戶群體,了解他們的普遍需求,再分析不同用戶群體的個體差異性,分析他們的心理特征、行為活動等,然后把所獲取的信息結(jié)合到界面的設計中,才能有效地完善人機交互界面的設計。例如:對于兒童用戶,他們的思維模式還比較單純、調(diào)皮、天真,我們設計的界面要通俗、易懂,色彩要鮮艷、亮麗、有生機,而且貼近孩子的生活(如:動畫片),符合他們的天性,在實現(xiàn)交互時操作要簡單,這樣才能吸引他們使用所設計的產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的受歡迎程度。另一方面,我們需要對用戶的獨特的需求進行耐心地解讀,與用戶積極地溝通,讓用戶適當?shù)貐⑴c到設計環(huán)節(jié)中,以便于能夠及時明確用戶需要的交互功能、人機界面,也能讓他們真實地體會到自己的需求在逐漸被滿足。當然,我們也需要不斷地把交互的理念融入到人機界面的設計中,這也能有效提高用戶對所設計產(chǎn)品的滿意度。所以,在人機界面的設計中,以用戶為中心、融入交互理念是必不可少的,只有結(jié)合完善的交互功能,以及具有美感的人機界面,才能最大限度地滿足用戶的需求,最好地實現(xiàn)人機交互。
2.2科學合理地將情感因素融入界面設計中所有用戶在使用設計的產(chǎn)品時,都會融入個人的情感,在設計的過程中,設計者不僅要實現(xiàn)界面上的視覺美感,還要實現(xiàn)交互過程中的美感,給用戶創(chuàng)造更加舒適的使用環(huán)境,才能激發(fā)他們使用該產(chǎn)品的興趣。例如:用戶使用所設計的產(chǎn)品時,肯定需要事先下載,我們除了設計出一個很美觀、布局合適的下載界面,還需要設計部分交互的功能,免去用戶在下載過程中可能出現(xiàn)的枯燥的等待,從而為設計的產(chǎn)品加分。當然,對于某些交互式的按鈕,我們也可以采用漂亮的圖標等顯示,增強用戶舒適的情感因素。所以,在設計的過程中,要科學合理地將用戶的情感因素融入進來,提高用戶對產(chǎn)品的滿意度。
3結(jié)束語
論文關鍵詞:電冰箱,人機界面
優(yōu)化產(chǎn)品與用戶間的界面是人機工程學的研究目的。包括軟件界面和硬件界面兩部分,軟件指控制部分和顯示部分等無實體形態(tài)的部分,硬件指把手、按鈕、旋鈕等有實體形態(tài)部分。良好的產(chǎn)品界面設計應達到這樣的目標:在操作過程中,決不讓用戶調(diào)整自己,不會使用戶產(chǎn)生混亂,不能對用戶有害。軟件部分要簡潔、清晰、明了的起到指示作用;硬件部分應保證用戶操作的目標實現(xiàn)和保護用戶。
一、電冰箱的人機界面分析
電冰箱的人機界面設計首先要考慮人的使用性要求。使用者在操作冰箱過程中,對電冰箱的拉手、電氣按鈕或旋鈕(一般沒有)、冰箱造型、零件功能等均有要求,探討和研究電冰箱人機界面設計就是研究諸如電冰箱的把手、按鍵、儲藏空間、顯示界面等內(nèi)容。
1.把手
關鍵詞:用戶研究 體驗 界面設計 人機互動 非物質(zhì)
此論文是用于湖北師范學院研究生科研啟動基金項目《生活型態(tài)設計在產(chǎn)品設計中的運用研究》的結(jié)題。
微電子技術、光學技術、生物技術以及新材料、新能源技術,包括新的工藝技術的發(fā)展將人類帶入到了一個全新的、以信息化為標志的體驗經(jīng)濟時代。人們對于產(chǎn)品的需求已經(jīng)不再是物質(zhì)層面上的使用要求,而是關注非物質(zhì)層面上的心理需求。作為產(chǎn)品和用戶之間的連接紐帶――界面,在這個“非物質(zhì)社會”下被提出了新的要求,即,產(chǎn)品的人機界面設計要面向用戶,成為用戶和產(chǎn)品之間的溝通、交流的媒介。
所謂界面也稱人機界面,指的是人與機之間的一個相互作用、相互影響的媒介平臺,人通過它以視覺和聽覺、觸覺等感官接受來自機器的信息,經(jīng)過人腦的識別、加工、決策,然后作出反應,實現(xiàn)人一機的信息傳遞。界面設計是對兩種不同物體之間交流手段、交流過程的整體設計,是系統(tǒng)的優(yōu)化人機互動關系的過程。它以盡量簡化人的操作、提高人機交流的效率為目的,所以也被稱之為UI(User Interface Design),從字面上看是用戶與界面兩個組成部分,但實際上它還包括了用戶與界面之間的交互關系。
界面可分為硬界面和軟界面。從設計角度來看,界面設計也可以看作是工業(yè)設計和視覺傳達設計之間的交叉學科。硬界面也叫“實體用戶界面”(Solid User Interface,簡稱SUI),屬于硬件設計,即產(chǎn)品的界面與用戶的身體直接接觸部分的設計。硬界面其實就是傳統(tǒng)的工業(yè)設計,產(chǎn)品的外觀提供的即是一種界面,其所欲達到的目的即是與使用者溝通,從外觀整體設計到操作按鍵的配置均是為了達成使用者目標(或設計者的目標)所建立的界面。而軟界面又稱為“圖形用戶界面”(Graphic User Interface,簡稱GUI),屬于軟件設計,目的主要是為了方便用戶理解和應用。
人機界面的設計直接關系到人機關系的和諧,和人在工作中的主體地位,以及整個產(chǎn)品系統(tǒng)的可使用性和效率?,F(xiàn)在,界面設計在產(chǎn)品設計中的運用和重視已經(jīng)大大地提升了它的功能地位和作用。首先,它具有典型的人機互動性,即用戶和設計密切關聯(lián),用戶的反饋是設計的重要組成部分。其次,它與技術緊密相連,并隨著新技術的出現(xiàn)不斷完善。另外,其手段的多樣性是信息多樣化具體應用的體現(xiàn)。從今天科技發(fā)展,數(shù)字技術的廣泛而深遠的影響,以及對人性的關注方面來看,它也許比硬件和工作環(huán)境更為重要。
界面設計和優(yōu)化就是要創(chuàng)造一種人性化的人-機對話方式。因此界面設計必須掌握的知識,包含使用者、使用者欲實現(xiàn)的任務、使用環(huán)境及技術與邏輯上的可行性。那么,“用戶研究” 或“用戶體驗”就是為了幫助設計能夠更好的了解使用者在心理及生理上的能力,對任務特性有充分的理解,包含頻率、時間考慮、是否協(xié)同他人、需要何種知識或技術等細節(jié),并根據(jù)情境找尋使用者的真實需求-人與產(chǎn)品的互動會因情境而產(chǎn)生不同的狀態(tài)或變化,藉由現(xiàn)實可行的互動技術將概念化的設計落實。也是得到用戶需求和反饋的途徑,同時檢驗人機界面設計和人與產(chǎn)品交流互動是否合理的重要標準。
“用戶研究”包含兩個方面:一是可用性工程學(usability Engineering),研究如何提高產(chǎn)品的可用性,使得系統(tǒng)的設計更容易被人使用、學習和記憶;二是通過可用性工程學的研究,發(fā)掘用戶的潛在需求,為技術創(chuàng)新提供另外一條思路和方法(consumer insight)。
“用戶研究”是一種有別與單純的“市場研究”性質(zhì)的考察方法。在研究前期可以對應到iNPD程序中的“模糊前期”。它注重的是對現(xiàn)象的收集與洞察,并給予定性分析,形成多個粗略的設計概念;當要進一步完善概念,并進入“新產(chǎn)品開發(fā)項目確定”階段時,才需要一定的市場數(shù)據(jù)的支持,因為這個時候的決定關系到新產(chǎn)品的市場大小估算,這個對于企業(yè)來說非常總要。
【關鍵詞】人機工程 GUI 設計
一、人機工程學的學科內(nèi)容
人機工程學是一門研究人類、機器和環(huán)境之間相互作用的學科,它主要目的是為了使設計的機械設備或者人機系統(tǒng)能夠滿足人的生理和心理特征,使其能夠更好的為人類服務。在工業(yè)設計中,我們通常將其定義為:對于成批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,憑借專業(yè)知識、經(jīng)驗以及視覺感受等賦予其材料、結(jié)構、色彩等新的品質(zhì)和資格。人機界面是人和機器在交互過程中非常重要的一個層面,也可以稱之為用戶界面。它是人和機器之間進行通信的媒介,負責信息的輸入和輸出,其設計的好壞直接影響用戶的使用效果,是現(xiàn)代設計中非常重要的一個方面。
二、GUI的設計及色彩的特征
(一)GUI設計的流程
對于一個完整的用戶界面設計包括其啟動界面的設計、軟件架構設計、相應按鈕的設計、面板的設計、菜單的設計以及圖標和滾動條的設計等等。跟其他產(chǎn)品一樣其設計的過程非常復雜,包括前期的調(diào)研、總體設計、具體設計和實施[1] [2],是一個需要循環(huán)測試和評估的設計過程。
(二)色彩在GUI設計中的作用
在人機界面使用過程中,色彩對人類的影響最為重要,會受到人們的首先關注,其次才是形狀或者其他。所以對于人類來說色彩直接影響著其精神感受,在設計的過程中就要考慮到用戶的審美觀,使用戶在使用的過程中產(chǎn)生舒適感和美感。
GUI的設計可以分為網(wǎng)頁和軟件兩種不同的類型,其設計時對色彩的選擇也不盡相同。在網(wǎng)頁的色彩設計過程中有很大面積的色塊區(qū)域,其像素空間也較大,設計師在設計色彩時有較大的發(fā)揮空間。但是在對軟件的GUI設計時要考慮到工程類的嚴謹性和專業(yè)性,目前大多數(shù)采用了灰色作為其背景色,那么對于其圖標的色彩設計就會受到很大的限制,且其色彩不宜超過64色。在整個GUI設計中首先要做到簡單明了,對用戶起到引導的作用,引導用戶得到正確的聯(lián)想和操作。其次還要保證色彩的柔和性,降低不同區(qū)域間的對比度,使用戶在使用的過程中不會感覺眼睛疲勞。
(三)人機交互界面色彩的選擇
在進行人機界面的色彩選擇時首先要明確主色調(diào),以體現(xiàn)界面的主題。在工業(yè)設計中一般選擇淺灰色、淺黃色、淺藍色以及淺綠色等淺顏色的背景,再配以深色系的字,這樣既能夠突出重點,又能夠得到大多數(shù)人的認可。對于人機界面中其他的一些內(nèi)容不宜選用搶眼的顏色,否則就會喧賓奪主,當然并不是完全不能應用,為了突出強調(diào)某些因素可以采用明亮的色彩,但是不能使用太多,否則就會適得其反,達不到強調(diào)的效果[3]。
在進行色調(diào)選擇時一般要考慮一下三點:
1.暖色調(diào)一般會給人一種溫暖的效果,冷色調(diào)則相反,使人感到冷清。
2.高彩度的暖色調(diào)給人刺激和興奮,低彩度的冷色調(diào)能夠使人平靜思索。
3.高明色調(diào)使人感覺清爽、明快,低明色調(diào)則使人感覺深沉和莊重。
在選擇顏色進行背景色搭配時一樣不能使用對比強烈的色彩;使用大面積顏色時要選用低對比度的背景,否則會影響其圖片和文字的辨別,嚴重時會發(fā)生互溶現(xiàn)象,使圖片和文字不容易被辨識。例如在進行標題背景色設計時可以采用較深的顏色,配以鮮明的字體,這樣一方面可以吸引用戶的注意力,另一方面起到了突出界面主題的作用[4]。
三、人機工程學在GUI設計中的重要作用
設計的目的是為了更好的為人類服務,所以人是設計中首先要考慮的因素。人機工程學也是把人作為第一要素來考慮,它在GUI設計中的作用可以簡單的概括為以下三個方面:
(一)提供人體尺度參數(shù)。人體工程學是人際工程學中研究中一個重要的方向,為GUI的設計提供人體結(jié)構尺度、生理尺度以及心理尺度等相關數(shù)據(jù),從而為設計者設計人機界面提供可靠地參考依據(jù)。
(二)提供功能合理性設計參數(shù)。在設計過程中為設計者提供界面中各個要素的形狀、大小以及色彩和布局等的參數(shù),使其能夠?qū)崿F(xiàn)人和機器之間通信功能的最優(yōu)化,進而最大限度的適應人類心理和生理需求。
(三)提供系統(tǒng)設計的理論依據(jù)。人機工程學是研究人和機以及機所處的環(huán)境一門科學,人機工程學的原理存在于用戶界面設計的每一個過程中。在這個完整的人機系統(tǒng)中系統(tǒng)要能夠為用戶提供繼續(xù)、后退和退出等命令的說明[5]。
四、設計實例
在這次設計中我們以一款兒童英語學習軟件為例進行,設計了其登陸界面和一系列圖標,其界面色彩豐富、圖標的可指示性強。
上述圖標和界面的設計主要采用了黃色調(diào)作為主色調(diào),能夠給人一種活潑、燦爛和可愛的感覺。對于兒童英語課程的學習來說其用戶主要是兒童,這種色調(diào)的選擇可以使其在使用過程中感到喜歡,增加了其愉快度,從而能夠更好的幫助兒童學習英語。
五、結(jié)論
論文以人機工程學為基礎,對其在GUI設計中的相關內(nèi)容進行了闡述,介紹了基于人機工程學的GUI界面設計的方法,并且介紹了色彩在界面設計中的重要作用和如何選擇合適的色彩以達到更好的效果。在文章的最后做著還給出了一個設計實例,驗證了人機工程軟件界面設計方法的指導性。
參考文獻:
[1]何曉佑.產(chǎn)品設計程序與方法.北京:中國輕工業(yè)出版社,2000.
[2]Jeffrey L.Whitten,Lonnie D.Bentley,Victor M.Barlow.System Analysis and Design Methods. Von Hoffmann Press,1994.
[3]姜葳,用戶界面設計研究,浙江大學碩士學位論文[M].2006年3月。
論文摘要:計算機輔助工業(yè)設計是工業(yè)設計未來的發(fā)展方向,本文從工業(yè)設計及計算機輔助工業(yè)設計的一般含義出發(fā),探究計算機輔助工業(yè)設計的應用,著重探討計算機輔助設計中的人機交互,并對其做出了展望。
工業(yè)設計是一門綜合性學科,其知識體系包括數(shù)學、物理學、材料學、工程學、電子學、機械學、色彩學、心理學、美學、傳播學及倫理學等。它在促進經(jīng)濟發(fā)展,改善人的生活方式等方面發(fā)揮了重要的作用。但究竟什么是工業(yè)設計,一直眾說紛紜。2006年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會(icsid)給出的定義認為:設計是一種創(chuàng)造性活動,其目的是確立產(chǎn)品多向度的品質(zhì)、過程、服務及整個生命周期系統(tǒng),因此,設計是科技人性化創(chuàng)新的核心因素,也是文化與經(jīng)濟交流至關重要的因素。工業(yè)設計的任務是對結(jié)構、組織、功能、表達和經(jīng)濟關系的發(fā)現(xiàn)和評估,主要表現(xiàn)在:
(1)增強全球可持續(xù)化發(fā)展和對環(huán)境的保護;
(2)賦予人類社會整體、個人、集體以利益與自由;
(3)決定用戶、生產(chǎn)者和市場領導者;
(4)不論世界如何全球化,支援文化多樣化;
(5)賦予產(chǎn)品、服務、系統(tǒng)與其特性在形式(符號的、語義學)的表達上與內(nèi)涵的協(xié)調(diào)(審美的、美學)保持一致。
近五十年工業(yè)設計得到了快速發(fā)展,特別是以計算機和通信技術為代表的數(shù)字化信息時代的到來,進一步促進了工業(yè)設計的發(fā)展。計算機輔助工業(yè)設計以一種嶄新的面貌進入企業(yè),改變著企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程。
一、計算機輔助工業(yè)設計
20世紀60年代,隨著計算機圖形理論的創(chuàng)立,計算機輔助設計(cad)應運而生。隨之而來的是軟硬件的不斷更新和現(xiàn)代工業(yè)的迫切需要,因此計算機輔助設計引入工業(yè)設計,也成為一種必然。工業(yè)迅猛發(fā)展,市場日新月異,產(chǎn)品的更新?lián)Q代更加迅速,為了獲得競爭的勝利,企業(yè)就需要縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,獲得更好的市場資料,傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)手段已不能滿足這種需求,借助計算機輔助工業(yè)設計(caid)的技術則可以更加容易滿足這種需求。
caid,即是計算機及其系統(tǒng)集成相關高新科技,輔助產(chǎn)品(工程)或服務工業(yè)設計的現(xiàn)代設計技術,它的技術原理是將設計人員的最佳特性、創(chuàng)造性思維、經(jīng)驗知識、綜合判斷與決策能力、想象能力、審美能力等,與計算機的強大記憶、信息檢索能力、海量信息高速精確計算與處理能力、易修改設計、虛擬真實顯示、藝術渲染、一定的人工智能、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不會疲勞等特性相結(jié)合,從而提高設計速度和效率,大大縮短設計周期,保證設計質(zhì)量,降低設計成本。
二、caid的應用
caid的應用主要是基于數(shù)字化平臺實現(xiàn)的,借助caid,企業(yè)可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,降低產(chǎn)品的研發(fā)成本,同時能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量,進而增強企業(yè)的市場競爭力。caid將科學思維和藝術思維融合在一起,科學的發(fā)明融入了藝術的思維,可使產(chǎn)品外觀和操作更加人性化;將科學思維融入到藝術思維中,可以確保對產(chǎn)品的形態(tài)美及功能美的探求有科學的依據(jù)。
1、計算機輔助形態(tài)設計
計算機輔助形態(tài)設計就是借助計算機軟硬件,通過形態(tài)變化、分割與比例等方法按照形式美法則對產(chǎn)品的造型進行探究,以獲得功能布局合理、操作人性化的技術美。在這個階段,設計師會經(jīng)常對產(chǎn)品的形態(tài)進行探索,以獲得良好的產(chǎn)品形態(tài),這必然要求設計師經(jīng)常對已有的產(chǎn)品形態(tài)進行修改。caid的參數(shù)化功能,便于反復修改尺寸、線型等;具有較強的曲面造型功能;能夠快速地實現(xiàn)基于草圖的三維建模。
2、計算機輔助色彩設計
色彩對于產(chǎn)品的重要性是不言而喻的,不同人群及地域?qū)ι实睦斫獠灰粯?,因此,設計師要根據(jù)不同的目標人群在特定的使用情景下使用特定的色彩,同時,特定形態(tài)的產(chǎn)品,也需要特定的色彩才能更加完美地展現(xiàn)產(chǎn)品的特性。計算機輔助設計中的相關軟件一般都有強大的色彩編輯器,及色彩拾取功能,這可以讓設計師方便地選取色彩,進而提高設計師的工作效率,也更加便于對色彩的修改。此外,軟件的色彩數(shù)據(jù)庫能不時更新,保證了設計的時代性、時尚性。
3、計算機輔助人機設計
人機工程的主要任務是研究用戶使用產(chǎn)品時的合適尺度關系、操作方式,及使用時的生理反應與心理感受。它的根本目的在于通過對“人-機-環(huán)境”相互影響的研究,創(chuàng)造出一個最合理的“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)。
人機設計的好壞將直接影響產(chǎn)品的性能及用戶的安全,好的人機設計將有利于產(chǎn)品性能的最佳發(fā)揮,提高生產(chǎn)效率,反之,將威脅用戶的身體健康,給用戶的操作帶來不便,降低生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品人機環(huán)境的綜合性能。隨著計算機輔助技術的發(fā)展,以cad為代表的三維數(shù)字化產(chǎn)品設計技術已成為企業(yè)提高競爭力的重要手段,進而出現(xiàn)了“數(shù)字化人機工程”概念,即借助計算機、信息處理技術,利用計算機輔助人機設計軟件系統(tǒng)進行人機設計與評價。如運動型人體模型,它可以用來模擬人體的運動特性,在影視、工程設計、軍事領域具有廣泛的應用,在人機工程領域主要用于對姿態(tài)與動作的分析。
4、計算機輔助設計評價
借助caid對設計方案進行評價是提高設計質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。由此,可以判斷各個方案的價值,確定其優(yōu)劣,以便篩選出最佳的設計方案。評價工具的出現(xiàn),使得設計評價方法和原則具有更強的可操作性。例如利用計算機對產(chǎn)品進行藝術美學的評價和分析,這是ciad進行評價的一個突出案例?!坝嬎銠C藝術美評價系統(tǒng)實質(zhì)上也是個智能專家系統(tǒng),在系統(tǒng)知識庫中集中了客觀上對某種產(chǎn)品是否美的評價概念,也集中了專家級的藝術美學思想及認識,它在系統(tǒng)推理中確定了評價藝術美的準則,然后進行人機對話對產(chǎn)品的藝術美做出專家級的評價”(汪海波《淺析計算機輔助工業(yè)設計》,載于《安徽工業(yè)大學學報》2005年第4期)。
三、計算機輔助工業(yè)設計的人機交互
信息在人類社會活動中變得越來越重要,當今社會已從以“技術為核心”變?yōu)橐浴靶畔楹诵摹?,這標志著社會的進步,同時,也給設計者帶來了一定的挑戰(zhàn),即如何將信息正確、及時地傳遞給用戶。這就要求用戶和產(chǎn)品實現(xiàn)無障礙交流,因此才有互動模式的caid實現(xiàn)。目前,在caid技術領域,人機交互的研究主要體現(xiàn)在人機界面設計和虛擬仿真設計等方面。
1、人機界面設計
計算機系統(tǒng)中的人機界面也稱為用戶界面,它介于用戶和計算機之間,是用戶與計算機進行信息傳遞和信息交換的載體,是用戶使用計算機的綜合操作環(huán)境。人機界面中設計師的作用就是處理人與硬件界面和軟件界面的關系,而硬件界面與軟件界面之間的關系則通過計算機技術來解決。目前,人機界面主要研究領域是人機界面模型設計、虛擬界面設計、多感官界面設計和多用戶界面設計等。
2、虛擬仿真技術
通過計算機硬件系統(tǒng)的虛擬仿真技術,可以對人機關系進行有效的設計、驗證和評估等工作。當前,“虛擬仿真技術的研究主要體現(xiàn)在觸覺反饋、壓力反饋等基礎技術以及人機交互的模擬、人機虛擬環(huán)境的構建等方面”(羅海玉《計算機輔助工業(yè)設計技術綜述》,載于《甘肅科技》2003年第7期)。它是一種高度逼真地模擬人在自然環(huán)境中試聽等主觀行為的人機界面技術。目前,已有很多設備可以用來虛擬仿真設計,如三位空間交互球、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器等。虛擬仿真技術在國內(nèi)目前主要用于軍事領域、航空航天領域,在工業(yè)設計領域的運用還不多。但是,毫無疑問的是虛擬仿真技術必然是工業(yè)設計未來發(fā)展的一個主要方向,借助它可以實現(xiàn)設計過程中任一環(huán)節(jié)的考察與操作,可以幫助設計師快速、真實、有效地實現(xiàn)和修改設計方案,減少不必要的體力與腦力勞動,實現(xiàn)與設計團隊的信息交流和資源共享,進而提高產(chǎn)品研發(fā)的速度,快速及時地抓住市場機遇,提高企業(yè)市場競爭力,獲得巨大經(jīng)濟效益。
結(jié) 語
借助caid可以有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,但是,目前caid技術還不夠成熟,急需進一步研究。從工業(yè)設計本身而言,隨著人工智能、虛擬仿真等技術的不斷發(fā)展,設計師的設計思維也將發(fā)生重大變化,人機交互模式的caid就將成為未來工業(yè)設計發(fā)展的必然趨勢,更加人性、快捷、真實的人機交互方式將會是caid中人機交互的必然結(jié)果。
參考文獻
1、 zh.wikipedia.org/zh-cn/%e5%b7%a5%e6%a5%ad%e8%a8%ad%e8%a8%88. 維基百科
2、 劉和山、趙英新、黃克正、張明《淺談計算機輔助工業(yè)設計》,載于《山東內(nèi)燃機》1999年第3期
3、 楊海成、陸長德、余隋慶《計算機輔助工業(yè)設計》,北京理工大學出版社2009年版
4、 汪海波《淺析計算機輔助工業(yè)設計》,載于《安徽工業(yè)大學學報》2005年第4期
論文摘要:計算機輔助工業(yè)設計是工業(yè)設計未來的發(fā)展方向,本文從工業(yè)設計及計算機輔助工業(yè)設計的一般含義出發(fā),探究計算機輔助工業(yè)設計的應用,著重探討計算機輔助設計中的人機交互,并對其做出了展望。
工業(yè)設計是一門綜合性學科,其知識體系包括數(shù)學、物理學、材料學、工程學、電子學、機械學、色彩學、心理學、美學、傳播學及倫理學等。它在促進經(jīng)濟發(fā)展,改善人的生活方式等方面發(fā)揮了重要的作用。但究竟什么是工業(yè)設計,一直眾說紛紜。2006年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會(ICSID)給出的定義認為:設計是一種創(chuàng)造性活動,其目的是確立產(chǎn)品多向度的品質(zhì)、過程、服務及整個生命周期系統(tǒng),因此,設計是科技人性化創(chuàng)新的核心因素,也是文化與經(jīng)濟交流至關重要的因素。工業(yè)設計的任務是對結(jié)構、組織、功能、表達和經(jīng)濟關系的發(fā)現(xiàn)和評估,主要表現(xiàn)在:
(1)增強全球可持續(xù)化發(fā)展和對環(huán)境的保護;
(2)賦予人類社會整體、個人、集體以利益與自由;
(3)決定用戶、生產(chǎn)者和市場領導者;
(4)不論世界如何全球化,支援文化多樣化;
(5)賦予產(chǎn)品、服務、系統(tǒng)與其特性在形式(符號的、語義學)的表達上與內(nèi)涵的協(xié)調(diào)(審美的、美學)保持一致。
近五十年工業(yè)設計得到了快速發(fā)展,特別是以計算機和通信技術為代表的數(shù)字化信息時代的到來,進一步促進了工業(yè)設計的發(fā)展。計算機輔助工業(yè)設計以一種嶄新的面貌進入企業(yè),改變著企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程。
一、計算機輔助工業(yè)設計
20世紀60年代,隨著計算機圖形理論的創(chuàng)立,計算機輔助設計(CAD)應運而生。隨之而來的是軟硬件的不斷更新和現(xiàn)代工業(yè)的迫切需要,因此計算機輔助設計引入工業(yè)設計,也成為一種必然。工業(yè)迅猛發(fā)展,市場日新月異,產(chǎn)品的更新?lián)Q代更加迅速,為了獲得競爭的勝利,企業(yè)就需要縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,獲得更好的市場資料,傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)手段已不能滿足這種需求,借助計算機輔助工業(yè)設計(CAID)的技術則可以更加容易滿足這種需求。
CAID,即是計算機及其系統(tǒng)集成相關高新科技,輔助產(chǎn)品(工程)或服務工業(yè)設計的現(xiàn)代設計技術,它的技術原理是將設計人員的最佳特性、創(chuàng)造性思維、經(jīng)驗知識、綜合判斷與決策能力、想象能力、審美能力等,與計算機的強大記憶、信息檢索能力、海量信息高速精確計算與處理能力、易修改設計、虛擬真實顯示、藝術渲染、一定的人工智能、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不會疲勞等特性相結(jié)合,從而提高設計速度和效率,大大縮短設計周期,保證設計質(zhì)量,降低設計成本。
二、CAID的應用
CAID的應用主要是基于數(shù)字化平臺實現(xiàn)的,借助CAID,企業(yè)可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,降低產(chǎn)品的研發(fā)成本,同時能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量,進而增強企業(yè)的市場競爭力。CAID將科學思維和藝術思維融合在一起,科學的發(fā)明融入了藝術的思維,可使產(chǎn)品外觀和操作更加人性化;將科學思維融入到藝術思維中,可以確保對產(chǎn)品的形態(tài)美及功能美的探求有科學的依據(jù)。
1、計算機輔助形態(tài)設計
計算機輔助形態(tài)設計就是借助計算機軟硬件,通過形態(tài)變化、分割與比例等方法按照形式美法則對產(chǎn)品的造型進行探究,以獲得功能布局合理、操作人性化的技術美。在這個階段,設計師會經(jīng)常對產(chǎn)品的形態(tài)進行探索,以獲得良好的產(chǎn)品形態(tài),這必然要求設計師經(jīng)常對已有的產(chǎn)品形態(tài)進行修改。CAID的參數(shù)化功能,便于反復修改尺寸、線型等;具有較強的曲面造型功能;能夠快速地實現(xiàn)基于草圖的三維建模。
2、計算機輔助色彩設計
色彩對于產(chǎn)品的重要性是不言而喻的,不同人群及地域?qū)ι实睦斫獠灰粯?,因此,設計師要根據(jù)不同的目標人群在特定的使用情景下使用特定的色彩,同時,特定形態(tài)的產(chǎn)品,也需要特定的色彩才能更加完美地展現(xiàn)產(chǎn)品的特性。計算機輔助設計中的相關軟件一般都有強大的色彩編輯器,及色彩拾取功能,這可以讓設計師方便地選取色彩,進而提高設計師的工作效率,也更加便于對色彩的修改。此外,軟件的色彩數(shù)據(jù)庫能不時更新,保證了設計的時代性、時尚性。
3、計算機輔助人機設計
人機工程的主要任務是研究用戶使用產(chǎn)品時的合適尺度關系、操作方式,及使用時的生理反應與心理感受。它的根本目的在于通過對“人-機-環(huán)境”相互影響的研究,創(chuàng)造出一個最合理的“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)。
人機設計的好壞將直接影響產(chǎn)品的性能及用戶的安全,好的人機設計將有利于產(chǎn)品性能的最佳發(fā)揮,提高生產(chǎn)效率,反之,將威脅用戶的身體健康,給用戶的操作帶來不便,降低生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品人機環(huán)境的綜合性能。隨著計算機輔助技術的發(fā)展,以CAD為代表的三維數(shù)字化產(chǎn)品設計技術已成為企業(yè)提高競爭力的重要手段,進而出現(xiàn)了“數(shù)字化人機工程”概念,即借助計算機、信息處理技術,利用計算機輔助人機設計軟件系統(tǒng)進行人機設計與評價。如運動型人體模型,它可以用來模擬人體的運動特性,在影視、工程設計、軍事領域具有廣泛的應用,在人機工程領域主要用于對姿態(tài)與動作的分析。
4、計算機輔助設計評價
借助CAID對設計方案進行評價是提高設計質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。由此,可以判斷各個方案的價值,確定其優(yōu)劣,以便篩選出最佳的設計方案。評價工具的出現(xiàn),使得設計評價方法和原則具有更強的可操作性。例如利用計算機對產(chǎn)品進行藝術美學的評價和分析,這是CIAD進行評價的一個突出案例。“計算機藝術美評價系統(tǒng)實質(zhì)上也是個智能專家系統(tǒng),在系統(tǒng)知識庫中集中了客觀上對某種產(chǎn)品是否美的評價概念,也集中了專家級的藝術美學思想及認識,它在系統(tǒng)推理中確定了評價藝術美的準則,然后進行人機對話對產(chǎn)品的藝術美做出專家級的評價”(汪海波《淺析計算機輔助工業(yè)設計》,載于《安徽工業(yè)大學學報》2005年第4期)。
三、計算機輔助工業(yè)設計的人機交互
信息在人類社會活動中變得越來越重要,當今社會已從以“技術為核心”變?yōu)橐浴靶畔楹诵摹?,這標志著社會的進步,同時,也給設計者帶來了一定的挑戰(zhàn),即如何將信息正確、及時地傳遞給用戶。這就要求用戶和產(chǎn)品實現(xiàn)無障礙交流,因此才有互動模式的CAID實現(xiàn)。目前,在CAID技術領域,人機交互的研究主要體現(xiàn)在人機界面設計和虛擬仿真設計等方面。
1、人機界面設計
計算機系統(tǒng)中的人機界面也稱為用戶界面,它介于用戶和計算機之間,是用戶與計算機進行信息傳遞和信息交換的載體,是用戶使用計算機的綜合操作環(huán)境。人機界面中設計師的作用就是處理人與硬件界面和軟件界面的關系,而硬件界面與軟件界面之間的關系則通過計算機技術來解決。目前,人機界面主要研究領域是人機界面模型設計、虛擬界面設計、多感官界面設計和多用戶界面設計等。
2、虛擬仿真技術
通過計算機硬件系統(tǒng)的虛擬仿真技術,可以對人機關系進行有效的設計、驗證和評估等工作。當前,“虛擬仿真技術的研究主要體現(xiàn)在觸覺反饋、壓力反饋等基礎技術以及人機交互的模擬、人機虛擬環(huán)境的構建等方面”(羅海玉《計算機輔助工業(yè)設計技術綜述》,載于《甘肅科技》2003年第7期)。它是一種高度逼真地模擬人在自然環(huán)境中試聽等主觀行為的人機界面技術。目前,已有很多設備可以用來虛擬仿真設計,如三位空間交互球、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器等。虛擬仿真技術在國內(nèi)目前主要用于軍事領域、航空航天領域,在工業(yè)設計領域的運用還不多。但是,毫無疑問的是虛擬仿真技術必然是工業(yè)設計未來發(fā)展的一個主要方向,借助它可以實現(xiàn)設計過程中任一環(huán)節(jié)的考察與操作,可以幫助設計師快速、真實、有效地實現(xiàn)和修改設計方案,減少不必要的體力與腦力勞動,實現(xiàn)與設計團隊的信息交流和資源共享,進而提高產(chǎn)品研發(fā)的速度,快速及時地抓住市場機遇,提高企業(yè)市場競爭力,獲得巨大經(jīng)濟效益。
結(jié) 語
借助CAID可以有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,但是,目前CAID技術還不夠成熟,急需進一步研究。從工業(yè)設計本身而言,隨著人工智能、虛擬仿真等技術的不斷發(fā)展,設計師的設計思維也將發(fā)生重大變化,人機交互模式的CAID就將成為未來工業(yè)設計發(fā)展的必然趨勢,更加人性、快捷、真實的人機交互方式將會是CAID中人機交互的必然結(jié)果。
參考文獻
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3、 楊海成、陸長德、余隋慶《計算機輔助工業(yè)設計》,北京理工大學出版社2009年版
4、 汪海波《淺析計算機輔助工業(yè)設計》,載于《安徽工業(yè)大學學報》2005年第4期
一、本科學生畢業(yè)論文的目的和內(nèi)容
本科學生在畢業(yè)之前必須做畢業(yè)論文,其目的是通過畢業(yè)論文,讓學生獨立開發(fā)一個具體的計算機應用項目,系統(tǒng)地進行分析總結(jié)和運用學過的書本知識,以鞏固本科階段所學的專業(yè)理論知識,并給予一個理論聯(lián)系實際的機會。
為了便于實施和管理,規(guī)定網(wǎng)絡學院計算機相關專業(yè)本科學生畢業(yè)論文主要以開發(fā)一個管理信息系統(tǒng)為畢業(yè)實踐的課題,每個畢業(yè)生通過獨立開發(fā)一個具體的管理信息系統(tǒng),掌握開發(fā)一個比整完整的管理信息系統(tǒng)的主要步驟,并從中獲得一定的實際經(jīng)驗。
二、管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟
管理信息系統(tǒng)開發(fā)的主要步驟及各步驟的基本內(nèi)容如下:
1、 系統(tǒng)分析
主要工作內(nèi)容有以下幾項:
確定系統(tǒng)目標
系統(tǒng)可行性分析
2、 系統(tǒng)調(diào)查
系統(tǒng)的組織結(jié)構、職能結(jié)構和業(yè)務流程分析。其中系統(tǒng)的組織結(jié)構圖應畫成樹狀結(jié)構。
系統(tǒng)業(yè)務流程分析、業(yè)務流程圖
3、 數(shù)據(jù)流程分析
數(shù)據(jù)流程圖(系統(tǒng)關聯(lián)圖、頂層圖、一層數(shù)據(jù)流圖、二層數(shù)據(jù)流圖)
數(shù)據(jù)詞典
代碼設計
4、 管理信息系統(tǒng)的功能設計
系統(tǒng)的功能結(jié)構圖,每個功能模塊的主要工作內(nèi)容、輸入輸出要求等。
系統(tǒng)控制結(jié)構圖
5、 數(shù)據(jù)庫設計
概念模型設計:實體、實體間的聯(lián)系、e-r圖
關系模式設計:e—r圖->關系模式的轉(zhuǎn)換規(guī)則
關系模式
數(shù)據(jù)庫表設計:數(shù)據(jù)庫表結(jié)構
6、 系統(tǒng)物理配置方案
7、 人機界面設計
8、 模塊處理概述
9、 系統(tǒng)測試和調(diào)試:測試計劃、測試用例、測試結(jié)果
三、開發(fā)工具和注意事項
1、開發(fā)工具
開發(fā)工具可由學生任選。如delphi、foxpro、vb、access等,這些工具的使用全由學生自學。
2、注意事項
(1)項目開發(fā)步驟的完整性(系統(tǒng)需求分析、概念設計、物理設計、系統(tǒng)環(huán)境和配置、系統(tǒng)實施以及系統(tǒng)測試和調(diào)試等)
(2)每個開發(fā)步驟所得結(jié)果的正確性(業(yè)務流程圖、數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)詞典、hipo圖、e-r圖、關系模式、人機界面設計及模塊處理等的詳細分析和說明)
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