計算機輔助概念設計

系統地講述了全書共分9章，第1章介紹了產品概念設計與計算機輔助概念設計的內涵、特點、研究內容、研究現狀與發展趨勢；第2章-第9章分別介紹了產品概念設計及過程、產品概念設計建模技術、面向產品概念設計的形態設計、面向產品概念設計的色彩設計、基於組件特徵模型的產品佈局設計、面向產品設計過程的人機工程建模技術、計算機支持的協同概念設計技術，以及基於廣義特徵的產品概念設計方法與技術。

本書適用於工業設計、計算機應用、工程設計、數字化藝術與設計、人機工程學、數學化設計與製造等學科的工作者，包括研究人員、教師、研究生、大學本科高年級學生等，也可以作為廣大從事軟件開發、產品設計和研究的科技人員的培訓教材或工具參考書。

目錄

第1章緒論 1

1.1產品創新的核心——產品概念設計 1

1.1.1產品設計發展歷程與趨勢 1

1.1.2產品概念設計內涵 3

1.1.3產品概念設計特點 4

1.2計算機輔助概念設計 5

1.2.1發展由來 5

1.2.2基本內容 6

1.2.3研究現狀 7

1.2.4發展趨勢 14

第2章產品概念設計及過程 16

2.1現代產品概念設計理念 16

2.1.1功能主義風格 16

2.1.2高科技風格 17

2.1.3改良高科技風格 18

2.1.4阿基米亞和孟菲斯 18

2.1.5後現代主義風格 19

2.1.6極簡主義風格 19

2.2產品概念設計要素解析 20

2.2.1功能要素 20

2.2.2佈局要素 23

2.2.3形態要素 24

2.2.4色彩要素 26

2.2.5人因要素 28

2.2.6結構要素 29

2.3產品概念設計流程 30

2.3.1產品概念設計流程描述 30

2.3.2設計概念的產生、定位與決策 32

2.3.3產品系統設計與評價 34

第3章產品概念設計建模技術 37

3.1產品概念設計建模技術概述 37

3.1.1概念設計建模技術現狀分析 37

3.1.2概念設計表達模型 39

3.1.3概念設計建模理論的若干問題 45

3.2組件特徵模型 48

3.2.1引言 48

3.2.2組件特徵的基本內涵 49

3.2.3組件特徵的表達 52

3.2.4組件特徵操作 54

3.2.5組件特徵的關聯網絡模型 56

3.3基於組件特徵模型的概念設計建模技術 57

3.3.1基本思想 57

3.3.2基於組件特徵模型的概念設計產品模型 57

3.3.3基於組件特徵模型的概念設計過程模型 59

3.3.4概念設計模型的實現 61

3.4基於組件特徵模型的產品概念設計系統——PCDSI 61

3.4.1系統框架及模塊構成 61

3.4.2PCDSI輔助創新工具包 64

第4章面向產品概念設計的形態設計 65

4.1基於形狀文法的產品形態設計 65

4.1.1SG的描述 65

4.1.2SG推理過程 66

4.1.3SG的用途及侷限 67

4.2基於產品語義學的形態設計 68

4.2.1產品語義學概述 68

4.2.2基於產品語義學的形態設計 69

4.3形態設計中智能推理技術 71

4.3.1引言 71

4.3.2基於規則的推理（RBR） 72

4.3.3基於模型的推理（MBR） 74

4.3.4基於實例的推理（CBR） 75

4.4面向雲南省旅遊產品的工藝品形態創新設計系統 78

4.4.1系統概述 78

4.4.2系統流程 80

4.4.3系統框架及模塊構成 81

4.4.4實例説明 83

第5章面向產品概念設計的色彩設計 85

5.1色彩的本質與要素 85

5.1.1色彩的本質 85

5.1.2色彩的要素 86

5.1.3色立體 87

5.1.4色彩對比與調和 89

5.2色彩混合 90

5.2.1加色混合 90

5.2.2減色混合 90

5.2.3平均混合 91

5.3色彩心理 92

5.3.1色彩的通感 92

5.3.2色彩的聯想與象徵 93

5.4面向產品概念設計的色彩應用 94

5.4.1產品概念設計中色彩應用的發展 94

5.4.2產品概念設計中色彩的制約因素 95

5.4.3面向產品概念設計的色彩應用舉例 97

5.5面向產品概念設計的計算機輔助色彩設計 99

5.5.1計算機色彩模型 99

5.5.2計算機輔助色彩設計 102

第6章基於組件特徵模型的產品佈局設計 107

6.1產品佈局設計技術現狀分析 107

6.2基於組件特徵模型的產品佈局設計技術 108

6.2.1佈局問題的提出 108

6.2.2佈局方案中人機約束的擴展 109

6.2.3佈局方案表達 111

6.2.4佈局設計的推理 116

6.2.5基於組件特徵的產品佈局設計過程 117

6.3基於視元模型的實體立面圖形的智能生成技術 119

6.3.1實體立面圖形的概念 119

6.3.2視元模型 120

6.3.3基於視元模型的實體立面圖形的智能生成 122

6.3.4視元模型的建立 124

6.4佈局方案設計系統——LSDS 125

6.4.1系統總體構成 125

6.4.2系統實現 125

第7章面向產品概念設計過程的人機工程建模技術 129

7.1面向產品概念設計過程的人機工程 129

7.1.1人機工程技術概述 129

7.1.2產品概念設計中的人機工程 130

7.1.3概念設計階段人機工程的作用 130

7.1.4人機系統計算機模擬 131

7.1.5人體測量與人體尺寸 132

7.1.6動作與姿勢問題 134

7.2基於二維人體模板的人機工程建模 136

7.2.1二維人體模板 136

7.2.2人體側面的數學模型 138

7.2.3作業範圍求解 140

7.2.4二維人體模板的應用 143

7.3基於三維虛擬人體的人機工程建模 144

7.3.1引言 144

7.3.2虛擬人體數據結構 144

7.3.3虛擬人體運動骨架 149

7.3.4虛擬人體的運動模型 150

7.4人機工程仿真軟件原型系統開發及實例研究 158

7.4.1引言 158

7.4.2人機工程仿真軟件總體框架 159

7.4.3基於二維人體模板的摩托車人機工程評價 161

7.4.4汽車駕駛座椅人機工程評價 164

第8章計算機支持的協同概念設?萍際?174

8.1協同概念設計原理及關鍵技術 174

8.1.1計算機支持的協同工作（CSCW） 174

8.1.2計算機支持的協同設計（CSCD） 177

8.1.3Agent技術 183

8.1.4協同概念設計的求解模型與工作機制 185

8.2概念設計多模型的協同機制 186

8.2.1概念設計多任務模型 186

8.2.2概念設計協同工作機制 187

8.2.3概念設計多模型的知識表達 188

8.2.4概念設計協同工作的過程描述 190

8.3多佈局專家協同設計 191

8.3.1協同佈局設計模型 191

8.3.2多佈局專家協同工作機制 194

8.3.3協同佈局設計系統結構 195

8.4衝突檢測與協調 196

8.4.1衝突的預防 197

8.4.2衝突的檢測 197

8.4.3衝突的解決 198

8.5面向產品佈局和人機工程的協同設計 201

8.5.1基於人機工程佈局設計的多專家智能協同機制 202

8.5.2產品佈局與人機工程協同設計模型 204

8.6人-人交互支持技術 207

8.6.1人-人交互模型 207

8.6.2人-人交互界面開發工具 209

8.7協同概念設計集成化技術 209

8.7.1框架結構 209

8.7.2數據管理 213

8.7.3設計流程管理 216

8.7.4圖檔管理 217

8.8協同概念設計系統——CCDS 220

8.8.1系統概述 220

8.8.2系統實現要求 221

8.8.3系統總體結構 222

8.8.4系統詳細結構圖與功能模塊説明 223

第9章基於廣義特徵的產品概念設計方法與技術 227

9.1概述 227

9.2基於圖像的生理特徵參數提取和三維模型重建 227

9.2.1特徵參數的提取和定位 227

9.2.2攝像機定標 230

9.2.3體積模型的生成 231

9.2.4表面重建 232

9.2.5紋理映射 239

9.3廣義特徵方法與技術 240

9.3.1廣義特徵概念 240

9.3.2廣義特徵關鍵技術 243

9.3.3廣義特徵對產品概念設計的支持 248

9.3.4基於廣義特徵的產品概念設計模型 249

9.3.5基於廣義特徵的人機工程設計 250

9.4計算機輔助的眼鏡配置與創新設計原型系統 257

9.4.1系統概述 257

9.4.2系統體系結構 257

9.4.3系統應用示例 259

參考文獻 261 ^[1]