人机交互技术在工业设计中的应用

核心话题为人机交互技术在工业设计领域的功效.讨论这一技术对于提升设计质量,改良 用户体验起到关键作用.借助大量实际案例,揭秘人机交互技术在改进用户体验,强化产品功能,推动 设计创新上的助力及其价值.文章同时也向读者介绍了一项新的设计策略,利用近代的技术如 3D 建模 软件优化产品外观与功能,使得用户在使用过程中得到更佳的满足,更深的快乐.此篇的目标是要为工 业设计注入更多的活力,优化人机交互的体验,提升产品质量,并且能够催动产品创新与销售.

基于体素模型的3D打印支撑算法研究

3D打印是一种以数字模型为基础,运用各种可粘结材料逐层堆积,从而快速成型的新技术,其自身由于拥有众多的优点而发展迅速,是"第三次工业革命"的前沿代表技术,对我国制造业的崛起与发展都具有十分重要的意义.但目前3D打印技术不够完善,仍存在一些问题,其中支撑结构便是一个重要的研究问题. 由于3D打印技术是通过对材料的逐层堆积来构建模型,那么对于模型悬空的区域,材料丝不能够成型,需要在底部添加支撑结构,才能保证模型的正常打印,并在打印结束之后去除支撑结构.支撑结构不仅会造成材料的浪费,增加打印成本;且由于支撑结构与模型表面粘连,去除支撑结构会对模型表面造成损伤,影响模型外观;此外,支撑结构的存在还会延长打印时间,降低工作效率.因此,如何尽可能地减少或优化支撑结构,对3D打印技术来讲,就显得尤为重要. 本文第一章讲述了 3D 打印的工作原理以及该技术在我国制造业中所具有的重要意义,同时介绍了课题的主要研究内容.第二章面向3D打印,重点介绍近年来3D模型设计的结构分析与优化大量相关工作,尤其是3D打印支撑结构优化的相关工作,...

人工智能虚拟3D交互设备

1.本外观设计产品的名称:人工智能虚拟3D交互设备.2.本外观设计产品的用途:本外观设计产品用于娱乐的人工智能交互终端设备.3.本外观设计产品的设计要点:在于产品的形状.4.最能表明本外观设计设计要点的图片或照片:立体图.

美国企业包装研究与开发过程

提起包装设计,在许多人看来就是外观装潢设计,其实这是一个误区.在欧美发达国家,包装设计包括3个方面,即包装结构设计,包装装潢设计和包装机械设计.由于意识上的偏差,我国很多企业甚至是大型企业更关注的是产品的外观装潢设计,而对保护产品的结构设计却关注不多.其实,结构设计才是产品包装的第一目的.在本期发表的文章中,我们着重介绍包装结构设计,从中了解美国企业产品包装开发流程到包装结构的3D设计,希望我国包装企业能够从中获得启迪.

3D打印助力模具开发

随着德国工业4.0的推出,智能制造,3D打印及数字化工厂等各种前沿科技不断发展,一股高科技,智能化制造浪潮正席卷全球.模具行业作为工业生产的一个重要组成部分,在这股浪潮的不断冲击下,正焕发出勃勃生机.在模具开发流程中,产品设计的环节十分重要,一款设计优秀的产品应在确保外观优美,结构合理简单的前提下,能简化模具结构,降低模具生产成本,提高模具的使用寿命.一个好的设计就是成功的

基于绿色设计理念的现代化拖拉机产品外观艺术设计

在现代化拖拉机设计过程中,除了考虑结构因素之外,还需要重点考虑产品的外观艺术设计,据此将绿色设计理念引入到了拖拉机外观装饰设计上,使拖拉机外观设计方法变得更加灵活.在根据绿色设计理念完成拖拉机初步设计后,采用3 D渲染软件创设了拖拉机的作业环境,并利用图像融合技术将拖拉机置于虚拟的作业环境中,验证了其和环境的协调一致性.实验结果表明:采用该方法设计的拖拉机配色方案不仅能适应环境红色和绿色的颜色搭配,还有效提高了拖拉机产品外观的设计效率,提高了客户的满意度,为现代拖拉机外观艺术设计的研究提供了一种新的方案.

基于3D打印技术的用户定制产品设计路径研究

3D打印技术具有速度快,精度高,造价低的特点,可用来实现用户定制产品的设计的后期加工环节,从而满足用户的个性化需求.3D打印技术采用了配置设计与调整设计方法实现针对个性需求的产品设计与生产.因此,基于3D打印技术的用户定制产品设计,在产品功能与产品外观上实现了定制化创新.本文从不同环节的工作内容,环节之间的衔接以及具体实现方法等方面进行论述,给出了基于3D打印技术的用户定制产品设计路径.

裸眼3D广告机(T型结构)

1.本外观设计产品的名称:裸眼3D广告机(T型结构);2.本外观设计产品的用途:本外观设计产品用于展览,展示,广告,传媒等.3.本外观设计产品的设计要点:产品的形状.4.最能表明本外观设计设计要点的图片或照片:主视图.

装饰品(快艇3D打印数码设计)

1.本外观设计产品的名称:装饰品(快艇3D打印数码设计).2.本外观设计产品的用途:本外观设计产品用于装饰品.3.本外观设计产品的设计要点:产品的形状及图案.4.最能表明本外观设计设计要点的图片或照片:立体图.

复杂材质的建模和渲染算法研究

真实感渲染是通过计算机模拟光线在3D场景中传播的物理过程,它将设计人员创作的由视点,光源,三维模型,角色,材质等组成的三维场景,通过全局光照计算转化为高度真实感的画面,是计算机图形学领域的一个重要研究方向.渲染技术广泛地应用在影视动漫,产品设计,广告设计等行业中,提供各种绚丽而真实的视觉效果.优秀电影和动漫作品的不断涌出离不开真实感渲染技术的不断发展,更加真实的渲染效果将使动漫电影的作品质量得到质的飞跃.高度真实感渲染算法是计算复杂的,尤其是三维动漫和特效电影作品的场景设计都包含大量的模型,材质,灯光等,这使得在作品制作中渲染成为最为耗时的阶段. 近年来,随着计算机软硬件技术的发展,大众对渲染的真实感要求越来越高,期待看到与现实世界更为接近的渲染效果,光照传输,材质建模,后处理降噪等渲染流程中的核心问题成为学术界与产业界关注的热点问题.材质描述了光线在物体上的反射,散射,折射等传播特性,与物体的几何属性,物体特性密切相关.传统材质模型往往笼统的描述物体的几何和反射属性,适合于表述简单而有规律的光照反射分布,但光泽表面,头发/动物毛发,皮肤,布料,复杂灯具等物体具有复杂而多变的表面细节,这些细节特征导致物体呈现丰富多变的光照外观,我们将这类物体对应的材质称之为复杂材质,研究其反射分布函数的推导和计算问题. 目前复杂材质建模与渲染亟需解决的两个挑战问题:首先,由于复杂材质的特征尺寸小,因此高精度表示复杂特征所需内存空间很大,严重影响复杂材质的建模与表示.其次,当移动摄像机位置时,观察到的表面的细节是不一样的,当摄像机距离物体表面近时,期待看到更多的细节,当摄像机拉远时,期待实现合理的简化. 针对上述问题,本文对复杂材质的建模和渲染算法开展了深入的研究.重点关注光泽表面,毛发和复杂灯具这三种常见复杂材质的建模与渲染.由于光泽表面,毛发和复杂灯具在现实世界中随处可见,准确地渲染其外观对渲染结果的影响很大,具有重要的理论研究与实际应用价值.本文主要研究工作与创新点如下: 1)提出了基于离散微表面的光泽表面建模与渲染算法,准确,高效地描述由于不连续微表面分布产生的高频光照变化,从而完整了微表面材质建模体系.通过使用基于纹理合成和分层聚类的算法建模光泽表面的微表面分布.使用四维的高斯元素建模光泽表面的法线分布,并在渲染时累积有贡献的离散四维元素值实现对积分的近似,在减少存储空间的同时加速渲染.同时,也利用GPU结构的特殊性,通过设计适合GPU渲染的数据组织形式,优化基于GPU的数据表示与计算,实现实时的光泽表面渲染. 2)提出了基于毛发束的高效毛发建模与渲染算法.为了准确地模拟动物毛发的多重散射,基于单根毛发的多次光照散射模型,构建毛发束光照散射模型(包括单次散射和多重散射),基于神经网络预测求解毛发束反射分布.设计了一种实用的启发式毛发束简化算法,能够实现在不同的观察位置处,不同细节层级的平滑过渡.通过使用毛发束模型可以减少毛发几何占用的内存,高效准确地渲染动物毛发的多重散射. 3)提出了基于神经网络的复杂灯具的表示和渲染算法.通过把复杂灯具内部的光照传输记录在包围几何体上,用神经网络压缩包围几何体上记录的光场信息以建模复杂灯具.通过使用包围几何体和记录光场的神经网络,无需复杂灯具的真实几何和材质,减少内存空间.渲染时可以通过神经网络直接查询复杂灯具的外观,实现对复杂灯具的高效渲染.此外,通过训练重要性网络高效重要性采样复杂灯具,实现了复杂灯具的真实感渲染. 本文关注复杂材质的高度真实感渲染,所提出的复杂材质渲染模型已经集成到山东大学自主研发的渲染系统"RWing"中,并成功地应用于影视动漫,虚拟现实,数字孪生等领域.