设计技术论文范文

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关键词：机械设计；CAD技术

1CAD技术的发展

CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

2三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1零件设计更加方便

使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。

2.2装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.3缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。

2.4提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。

3CAD技术在机械设计中的应用

3.1零件与装配图的实体生成

3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。

对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。

3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。

一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。

3.3机械CAE软件的应用

机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4CAD前沿技术与发展趋势

4.1图形交互技术

CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。

4.2智能CAD技术

CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.

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在教学实践中我利用传感技术仪器进行实验能够得到很好的实验效果。分析教材、根据教学目标及学生的年龄特点合理选择利用数字化传感器材能够有效提高课堂实验效果。课堂实验探究的高效，传感技术仪器的有效使用，不仅需要分析教材，合理选材，还需要精心设计实验方案。只有通过有效的实验设计和规范的实验操作，以学生为主体性，让学生配合教师来完成实验，学生便于理解，又可增加学习兴趣，才能使实验变得简单易行，达到教学目标。以下是四上年级《运动起来会怎样》一个有关于心率传感器的实验。首先，连接手握心率传感器、界面和计算机。其次，启动LoggerPro或LoggerLite软件，最后，程序将自动识别手握心率传感器，这样就可以准备采集数据了。测量一个人在激烈活动，例如做跳跃运动前、之间和之后的心率；测量一个人在运动后的心率返回平常心率要多久。让学生在探究实践的过程中，注重体验和感悟，又便于学生对知识的接受和理解，从而也激发学生的兴趣。

二、传感技术探究实验室的组建

为了提高实验探究效率，保证实验教学的有效开展，创建探究实验室，合理利用“数字化”仪器设备是非常重要的。数据采集器和传感器的配备，主要用于采集并储存实验数据并根据探究需测定的参数。通过政府采购，我们采购到探究实验室套材，主要有湿度、音高、音量、光强、pH值、溶解氧浓度、电流、电压、氧气含量、二氧化碳含量等传感器，还可以根据需求来自行选择；同时，这些仪器的轻巧与便携还为学生进行户外探究提供了可能。计算机软件的安装将传感器插入计算机时，传感器可以精确地测量实验中获取的各种数据，并通过数据采集器传到计算机中，计算机经由配套软件将数据以表格和图像的形式呈现，并进行分析处理。

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1研究背景

随着物联网、智能软硬件的发展，移动技术正逐渐渗透到人们的日常生活中，改变着人们的学习、工作以及生活方式，加快了我国由制造型国家向创造型、创新型国家转变的步伐。然而我国的教育模式仍然以应试教育为主，以考试分数的高低来评价学生的能力。因此学生的创新、创造能力不能得到很好的培养，而构建创造型国家的关键在于培养创新、创造型人才，而创新型人才的培养关键在于创新教育模式。2016年教育部的《教育信息化“十三五”规划》中提出要“积极探索信息技术在‘众创空间’，跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识、创新能力，促进学生的全面发展”。创客教育的出现到风起云涌，为教育的改革创新提供了新的契机，正逐渐改变传统的教育理念、模式以及方法。他能更好地培养学生的创新意识，综合实践能力，让学习变得更有意义。基于上述原因作为一线教师在教学中对高职媒体设计类课程进行了创客教育理念下的教学设计并进行了应用，对课堂教学进行改革。

2创客和创客教育

在以学科整合为核心的STEM教育出现之后，随着互联网和信息技术的高速发展，以创造为主要目的的创客运动悄然兴起，创客、创客空间等相关新名词在教育领域相继出现。创客起源于美国，源自英文单词Maker。创客是指不以赢利为目的，借助网络技术、智能软硬件设备努力把各种创意转为现实的人群。他们没有年龄、性别、种族之分，任何人都可以成为创客，创客们所从事的创造活动都是在创客空间亲自动手实践完成的，在此过程中由学生担任创造者的角色，教师仅仅是支持者。创客、创客空间的兴起使得创客教育应运而生。创客教育指通过制定制度鼓励学生开展创客活动，将理想变为现实，从而培养学生发现问题、解决问题以及独立创造能力的一种教育方式。随着创客教育的发展，创客不仅局限于在学校拥有创客空间，同时鼓励在家里构建家庭创客空间，在社区创建社区创客空间，从而培养学生创造意识，营造创新氛围，通过网络将学校、社区、家庭创客空间相互连接，形成创客网络共同体。在创客网络共同体中创客们可以分享自己的作品、产品，可以交流自己的创意。

2.1移动技术支持下创客课程设计

创客教育是一种将移动技术与教育相融合，以“做中学”为基本理念的一种培养创新人才教育模式。在“网页设计”课堂教学中培养学生的创新意识、艺术设计能力和创作思维，以实现每一位同学的创意能够实现。

2.1.1课程教学目标

“网页设计”是计算机专业学生必修的一门专业课程，该课程的教学目标是学生在掌握网页设计的理论基础和软件基本操作后，通过自主探究、小组合作完成每一个项目的制作，使学生通过将理论与实践相结合，根据自己的创意最终能独立设计并制作出一个完整的网站。

2.1.2课程教学内容

“网页设计”是一门综合性较强的课程，它涉及多种学科知识的融合。其内容主要划分为3个模块：界面设计、页面布局、网站制作实战，课程共72个学时。（1）“界面设计”这一部分的主要内容是学生通过阅读教材或上网查阅资料，了解网页设计的理论基础，网站建设的流程、发展趋势、色彩搭配以及网页设计的流行趋势。最后教师将学生收集到的资料进行归纳，对学生自己所吸收的知识观点进行积极地引导并提升。界面设计这部分内容涉及艺术欣赏，学生之前多欣赏优秀的网页，多了解网页设计的流行趋势这对学生的动手操作打下了基础。（2）“网页布局”，布局指网页文字、图片、表格等元素等内容如何设置才能吸引浏览者的注意力。对于这部分内容学生通过上网浏览或阅读书籍了解网页布局的常见类型以及优秀的网页布局的特点，教师对学生收集的内容进行总结，然后针对常用的页面布局类型用CSS语句进行实现。（3）“网站制作实战”这部分主要锻炼学生对网页设计知识的综合应用。由于网页设计是一门实践性很强的课程所以这一部分是不可缺少的。主要以真实情景中问题需要为项目来源，利用小组合作的方式来提升学生们的创新能力、实践动手能力和合作能力，最后学生们创作出一个体现自己创意的网站。

2.2课程教学资源的设计

“网页设计”是一门综合实践性较强的课程，所以在这门课的教学中尝试了创客教育模式，教室不是传统的固定座椅的教室而是创客空间，教师不再是主讲者而是支持者、引导者，学生不是参与者而是创造者。因此这门课程的教学资源教师会根据小组的实践情况，推荐或提供相应的资源，如微视频、创客空间等。2.3课程教学过程的设计“网页设计”这门课程需要在掌握基本的理论基础后，通过进行大量的动手实践才能制作出好的网站，所以在这门课程的教学过程中，将分配大量的时间在设计和制作这两部分。首先，好的创意和功能模块是网站的灵魂，有好的创意理念才能制作出好的网站。其次，制作部分涉及，的实践有PS界面制作、html+css页面布局以及后台数据库，这些都是要通过反复实践练习才能充分掌握的。在实践过程中，学生通过自己发现问题、解决问题从而完善巩固自己的知识，激发学生的创新思维。以学生小组合作制做主题网站为例，运用创客教育模式，开展教学，培养学生的创新思维以及创造能力。学生小组合作制作网站，不仅锻炼了学生网站设计与制作的能力，还能培养学生的创新思维，团队合作。在这部分的课程内容设计具体过程如下：（1）构建创客团队。由于这门课程的综合性比较强，所涉及的具体内容有PS设计、html+css页面布局和数据库这3个方面，因此首先通过调查了解学生对这几块内容的兴趣特长，然后对学生进行分组3~4人为1组，每一组中的学生都分别具备相关的特长。（2）确定创作的内容主题。教师结合真实问题情景确定主题，如某公司的企业网站、学校的网站或供大家学习交流的网站等，这些网站都是存在于学生周围，并且比较熟悉的内容。学生可以根据教师给予的主题自己构思、调查，相互讨论将自己的创意想象得以充分发挥。（3）开始创作。创客们通过阅读书籍，查阅网络资源，相互交流动手将自己的实践将创意进行创作，创客们在发现问题解决问题的过程中，学会思维，学会将知识融会贯通，从而一步将自己的创意转变成自己的作品。教师在此过程中给学生提供所需要的资源、创客空间。当然在此过程中教师要给学生一个具体完成作品的时间，否则学生容易拖拉。（4）评价。在开展创客教学评价时，以过程评价为主，教师将从学生的学习过程、作品、小组间的互评来进行展开。对于作品的评价首先由小组成员进行展示作品并陈述作品的创意，以及在创作的过程中遇到的问题以及解决的方式方法，然后教师从审美、功能、创新性、完成程度等给予点评。

3结语

在传统教学中，老师以讲授为主，学生只是参与者被动地接受知识，在创客教学中教师仅仅是支持者，学生是主角创造者。由于受传统教学的影响，在本次开展创客教学改革的过程中，有收获同时也遇到了挑战。学生的学习积极性有所提高，学生思考问题的能力、解决问题的能力显著提升，自主学习的能力有所加强，当然也遇到了一些挑战。开展创客教学的初衷是以学生学习、思考、实践为主。对于成绩好的学生而言，他们很乐意接受；而对于学习能力较弱，学习积极性不高的学生，他们感觉茫然，不知从何处入手。再者由于高职学生学习的主动性不强，所以只有2~3组的同学能主动开展创作，而其他的组采取被动、敷衍了事，甚至抱怨老师的态度。通过引导和转变观念，学生的学习情况虽然有好转，但从最终作品来看仍然不够理想。

作者:王英彦 单位:义乌工商职业技术学院

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2技术手段

2.1金属材料建筑表皮技术优势

金属表皮已经成为当下十分流行的趋势，铝合金、钛锌合金、铜等材料等在建筑设计上得到了广泛的应用。金属具有稳定的物理性能，正如金属具有延展性，能被弯曲、扭转以及变形，却不影响本身特性。同样金属表皮耐久且具有自洁性能，并且规模化车间的生产减少了现场施工量，易于加工，促进了生产效率提高。金属本身的耐腐蚀、耐久性都较其他材料要强，以金属构建形成的建筑表皮甚至能够获得与建筑主体结构同步的生命周期。预装配化施工，缩短施工周期。金属的材料性质决定了其可以在工厂中大规模加工生产，进而在工地进行组装，极其便于施工，能够大大的缩短施工周期，降低了人工成本。现代技术不仅能让金属表皮能够创造新颖的外部形象外，而且又能起到保护与创新的双重作用。透过金属表皮，原有建筑透过金属表皮传达出历史的信息，视线又会被其所表现出的不确定性所吸引，传统与现代在轻薄的表皮上得到同时呈现。

2.2金属材料建筑表皮的节能与环保

莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计是通过大量的节能设计计算的，例如辐射计算、对铜、锌板角度的模拟测试等，该设计力求符合当今低碳节能的设计潮流，达到一个绿色建筑应有金属表皮的拆卸或重新安装比较方便，能回收循环再利用起到生态节能的作用。环保在材料的应用上也尤为重要，金属表皮能够减少污染的产生，可以有效地过滤太阳辐射，并且能够配合自然通风、太阳能照明取热等节能技术（图5），保证了室内实现向外渗透地最大可能性。与此同时，金属材料的可重复利用性减少了材料的浪费，并且采用预处理技术减少二次污染。金属材料是回收率最高的建筑材料，常用的金属制品废弃之后有75%可以回收再利用，而铜的回收率则达到了100%。另外，金属材料不会对环境造成污染，可谓是名副其实的绿色环保材料。

3技术美学

3.1新美学基础

20世纪以来，建筑表皮逐渐地从结构的束缚中解脱出来，在建筑师们的不断的尝试与创新中，通过运用新型的建造技术拓宽金属的材料形式并挖掘材料更深层次的表现潜力，形成金属材料多元化的建筑语言。如今，金属早已成为一种重要的表皮材料，引领着当下十分流行的表皮发展趋势。各种新型的合金、冲孔、板网、格栅或编织网形式的金属材料在幕墙及建筑屋面系统中得到广泛地应用。我国对技术美学的研究不断地拓展和深化，在借鉴与吸收国外研究成果的基础上，探索一条符合中国当代技术美学理论与内容的体系。目前国内认为技术美是技术美学的最高范畴，它是技术活动和产品所表现的审美价值，是一种综合性的美。从构成来看，技术美主要内容是功能美，也包括形式美和艺术美。新美学的基础必须建构自己独特的观念及范畴体系，揭示其自身研究领域的审美规律。

3.2技术美学产生根源

目前国内技术美学研究大多是关于基本原理的研究，对技术美学思想史的研究还很少。并且，对西方技术美学思想产生、发展的介绍也只限于西方工业革命以后，如新艺术运动、包豪斯及工业设计的兴起、发展过程等等。其实，技术美的创造不只是大机器生产出现以后才有，技术作为人类改造自然的手段和方法，它不仅包括机械化工业技术，也包括工业革命之前的手工技术。因此，技术美的创造及其思想也不只是工业革命以后才出现的。正如竹内敏雄所指出的：“一般意义上的技术同人类历史一道自古以来就存在着，古代的手工艺也好，现代的工程技术也好，都包括在内。只是在它们之间，功能的效率相差悬殊，而只要随着那一种产品都符合各自的目的，并伴随着那种程度的美的效果。那么，在它的技术美的结构上就没有本质的差异。”

3.3技术美学发展趋势

现如今，建筑师越来越认识到技术对象的审美价值。他们试图在自己的美学理论中对此加以分析，扩大研究视野，为理论体系纳入新的内容。技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次，而应具有强烈的实践性和可操作性，用于指导当代物质审美文化建设。技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次，而应具有强烈的实践性和可操作性，用于指导当代物质审美文化建设。技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行，它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础，也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸，更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行。它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础，也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸，更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。当代技术美学研究不应只是告诉人们什么是技术美，更重要的是使人们懂得怎样才能创造和实现技术美。技术美学研究不仅要解决带有普遍意义的设计观念、方法等宏观问题，也应该关注设计实践中的具体问题，把技术美学的基本观点微观化、具体化，用于解决物质生产和生活领域审美创造中的许多复杂的问题。这样，技术美学才具有强大的生命力。

4技术美学应用案例及总结

4.1半透明的金属表皮

现代建筑重要特征是技术在建筑艺术中的觉醒，注重发挥建筑结构和建筑材料的性能特点，不去掩饰它们，而是将其作为建筑造型的表现要素之一。建筑中的支撑结构与表皮的分离使表皮成为一个相对独立的膜结构，这种分层构造，为表皮材料提供了可能性，例如瑞士建筑师赫尔佐格及德梅隆在美国旧金山deYoungMuseum中铜穿孔板的使用。穿孔板的纹理重现了阳光下斑驳的树影意向，创造出诗意的建筑（图6）。

4.2承重的金属表皮

OMA为PRADA旧金山店设计的建筑表皮，采用横隔板结构，将钢骨架安装在与基础同标高的支撑结构上，使建筑结构更加牢固。不锈钢厚度为25mm，使之满足结构要求，并且在295mm宽交错栅格上打圆孔从而减轻自重并扩大建筑内外视野（图7）。这些圆孔由水柱切成，从栅格、孔的分布和大小中，能够反映出不锈钢板可以承受的来自侧向力的压力，在压力较小的区域可以只留下满足结构需求的材料。

4.3金属表皮对旧建筑的保护

Peripheriques建筑事务所设计改造了巴黎历史中心附近校园的一栋建筑。策略是在原有建筑框架概念的基础上进行改动，将原来的一个庭院改造为两个，其中一个用ETEE膜加以覆盖，十几种不同图案的穿孔铝板构成了外部表皮，用一个Z型的斜面引导着人流和视线的到达。改造后的建筑色彩丰富，在不同区域的颜色有助于空间方向感的定位。

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1引言

为了保护自己的软件的技术内核不被他人轻易盗用，软件开发人员使用了各种加密技术来保障软件的版权不被侵犯，壳便是我们常用的一种软件保护手段。对于Win32中软件加壳技术已经有非常成熟的商业产品，然而，对于.NET环境下软件，由于.NET程序的编译结果不是机器语言代码，而是一种MSIL中间代码，因此不能使用传统的加壳技术。目前，专门对.NET软件实施加壳的商业软件主要有MaxtoCode，另外，SafeNet公司也推出了其软件保护产品圣天狗最新的外壳工具，满足了软件开发商的一大愿望。圣天狗外壳加密工具可以自动完成对可执行文件的加密过程，从而让开发商快速方便地完成软件加密和授权管理的工作。

本文介绍了.NET环境下一种简单的软件加壳技术，该技术使用了数字签名、MSIL代码混淆、加密等技术，可达到高强度的软件保护。与MaxtoCode相比，这种技术的优点是：可以防止软件非法拷贝，针对计算机硬件“指纹”授权(指纹：即硬件信息中终身不变的识别号，如CPU和硬盘的序列号等，下同)，对于网络版，可以防止非本服务器的客户端访问服务。

2认识“壳”

壳是对加密软件的一个形象的比喻，顾名思义，壳是软件外部的一件“外衣”，是软件的保护屏障。有了它，恶意攻击者就无法在对软件反汇编后，直接找到软件的核心代码。

壳是一段程序，它先于程序运行，壳在运行后就获得了该软件控制权，利用其保护功能对软件进行安全保护。

壳的工作原理大致是：先运行壳程序，壳将加密的主程序(主程序即原来的待加壳的程序，下同)代码解密到内存中，运行其中相应功能，并将程序的控制权交还给主程序。

本文中研究的加壳技术正是基于这种原理，只是壳也是用.NET编写的，加密与解密密钥与用户的机器硬件指纹有关，而不是固定的密钥，所以可以防止软件非法拷贝，达到更高的保护强度。

3本加壳技术的原理

先将原来的主程序编译成DLL，再编写一个壳程序，编译成EXE，并将程序的运行入口(即main函数)移到壳中来，由壳开始执行整个程序。首先，可以用自编的加密工具，在软件前将所有DLL文件分别进行加密(输入特定的密钥)，在壳加载DLL时临时将其解密到内存中，并加载运行。由于解密DLL的结果只存在于内存，所以攻击者无法获得解密后的DLL，除非他能找到DLL的解密密钥。同时，为了避免攻击者分析外壳程序的逻辑，从中寻找解密密钥，还可以将壳编译成EXE文件后，再用第三方软件进行混淆(如：XenoCode)或加密(如：MaxtoCode)，这样攻击者将无法了解DLL加密的算法及处理逻辑。从而，更有效地保护主程序DLL。加壳与脱壳的原理如图1所示。

图1NET软件加密型加壳的原理

4软件与用户注册流程

为了推广软件，开发商一般会将软件的试用版放在网上，让用户自由下载试用，用户基本满意后再注册正式版。

软件与用户注册的流程如图2所示。

5软件与用户注册的实现

5.1注册申请

为了达到软件防拷贝的功能，开发商必须为不同的用户制作不同的安装文件，一套程序只能在一台机器上运行。为此，开发商在制作安装文件时，必须取得软件将要运行的目标机器的指纹和用户的单位名称，对于有应用程序服务器的网络版软件，只需要取得应用服务器的指纹。指纹数据可以由用户使用特定的程序取得，并通过短信或邮件的方式告知开发商。

指纹的提取有两种方法：其一，通过软件的试用版。试用版中设计申请注册的模块，用户通过此模块提取本机的指纹数据。软件的试用版文件的制作不是针对目标机器的指纹制作的，可以在任何机器上运行。为了防止Cracker找到DLL的解密密钥后，将试用版破解。通常可以对试用版软件设置功能限制(如：去掉部分关键代码)，这样即使试用版被破解，也无法投入正式的应用。

方法二：使用专用于注册申请的程序。对于网络版的应用服务程序，如果没有用户界面，或无须试用的用户，只能使用由开发商提供的专用注册程序来提取机器指纹。

5.2计算注册码

这种加壳技术本来可以省去输入注册码手工注册这个过程，因为每一个的版本只能在指定的机器上运行，但为了定制用户单位信息以及对用户数进行限制，还是要有注册过程的。注册码是由用户单位、机器指纹及用户数限制等信息经过加密处理后得到的，处理可以用自制的注册码计算工具来实现。

5.3加密DLL文件

本加壳技术的核心之一是加密DLL文件，加密过程可以用自制的加密工具完成。加密算法可以选择.NET框架中提供任何加密算法或者自行设计加密算法。算法可以不用公开的算法，因为加密解密都是在自己的程序中进行。因此，此方案的安全性完全可以由开发商自己保证，而不依赖于第三方。

5.4制作安装盘

制作之前，只需用专为此用户加密的DLL文件及授权文件等替换安装工程中相应的文件，再生成安装盘。安装盘中可以单独存放一份加密DLL文件和授权文件，以备客户升级正式版时用户直接拷贝。

一般而言，安装文件中不能直接包含注册码或授权文件的，但在这种技术下，可以将授权文件打包到安装盘中，因为，即使安装文件被复制，也无法在非授权的机器上运行。

5.5正式版安装

对于没有安装过试用版的机器，可以直接使用安装盘安装正式版。对安装过试用版的机器，可以用安装盘中的正式版文件替换相应文件即可变成正式版。

5.6用户注册

调用正式版中“帮助”à“关于”à“注册”功能，输入注册码或选择授权文件进行注册。由于安装文件中包含授权文件，也可以在正式版首次运行时，通过授权文件自动注册，免去了手工注册的过程。

6程序运行时脱壳的实现

脱壳实际上是将加密的程序代码解密并加载到内存程序区，脱壳需要特定的解密密钥或特定的解密算法。对于较简单的程序，如果只有一两个DLL，可以由壳程序进行一次性脱壳，全部放在内存中，这没有什么技术上的难度，只是内存消耗较多。对于有多个DLL的程序，DLL不一定都要使用，有时可能只用其中部分，所以没有必要一次脱壳，全部占据在内存中，可以根据需要来脱壳。脱壳涉及到DLL解密、DLL调用请求的捕获等技术。

6.1DLL的解密

一般的加壳技术使用与用户无关的密钥，密钥是固定中壳代码中的，所以脱壳可以在任何一台机器上实现，无法实现软件防拷贝。而在本方案中，DLL加密密钥与用户计算机硬件指纹相关，当然解密密钥也不是壳代码中固定的，而需要临时从目标计算机上提取指纹生成密钥，才能解密，所以脱壳只能在授权的计算机上进行，从而可以很好地防止软件的非法拷贝。

解密密钥的是由硬件指纹生成的，指纹的提取与申请注册时提取指纹的算法相同，并且，指纹通过相同的保密算法转换后生成加密解密密钥。因此，指纹的提取算法存在于壳和专用的注册申请程序以软件的试用版中，为了防止这些算法的破解，需要使用第三方工具(如：XenoCode，MaxtoCode)对这些程序的MSIL代码进行混淆或加密。对于网络版软件，解密密钥最好是由壳临时从应用程序服务器获取；但为了简单起见，也可以将解密密钥存入授权文件中，授权文件经加密后随客户端软件一起安装，脱壳时从授权文件中提取解密密钥。

DLL的解密只能在内存中进行，不能生成临时文件，避免Cracker截获解密后的DLL。这就要用到文件流与加密流的技术，脱壳的部分代码如下：

publicstaticAssemblyasmload(stringasmName)

{Assemblyasmsvr=null；

FileStreamfsr=null；

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

//asmName待加载的程序集名，由参数带入

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

if(!File.Exists(toLoad))returnnull；

fsr=newFileStream(toLoad，FileMode.Open，FileAccess.Read)；

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

//提取机器指纹并生成DES加密密钥与初向量

createDesKeyVec(refbyVec，refbyKey)；

SymmetricAlgorithmdes=SymmetricAlgorithm.Create()；

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

//读取并解密到到缓冲区

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

encStream.Close()；

fsr.Close()；

asmsvr=AppDomain.CurrentDomain.Load(rawAssembly)；

}

6.2DLL调用请求的捕获

根据需要来脱壳也就是当程序集被调用时，临时脱壳并加载，程序集一旦加载，以后需要调用其中的功能时就可以直接从内存中运行，这就既避免了内存的浪费又不会影响程序运行速度。关键是程序集的调用不一定从壳中调用，可以从任何一个已经运行的程序集中调用，怎么才能截获程序集的调用请求呢？

首先要了解应用程序域，它由AppDomain对象来表示，为执行托管代码提供隔离、卸载和安全边界。多个应用程序域可以在一个进程中运行；但是，在应用程序域和线程之间没有一对一的关联。多个线程可以属于一个应用程序域，尽管给定的线程并不局限于一个应用程序域，但在任何给定时间，线程都在一个应用程序域中执行。每当程序运行时，便会自动创建应用程序域。AppDomain实例用于加载和执行程序集(Assembly)，AppDomain类实现一组事件，这些事件使应用程序可以在加载程序集、卸载应用程序域或引发未处理的异常时进行响应。本方案中就是通过事件AssemblyResolve来捕获程序集调用请求的。

实现方法是：首先，在壳的main()函数中注册事件AssemblyResolve的响应代码，形如：

AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve+=new

ResolveEventHandler(CurrentDomain_AssemblyResolve)；

然后，再编写一段事件响应代码，来实现程序集脱壳与加载。这样，在调用任何程序集时，就可以直接调用了，因为程序集的脱壳会自动进行。下面是事件响应的部分代码：

///<returns>返回找到的或临时加载的程序集</returns>

privatestaticAssemblyCurrentDomain_AssemblyResolve(objectsender，ResolveEventArgsargs)

{

Assemblyret=null；

try{

AppDomaindm=(AppDomain)sender；

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

//用xx开头的文件表示加密过和DLL，区别于其它的DLL

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

ret=asmload(dllName)；

}

catch(Exceptionae)

{MessageBox.Show("加载数据集"+args.Name+"时出错")；}

returnret；

}

7总结

以上软件保护方案的安全性能由DES算法(若采用)和机器指纹的安全性决定。DES算法的安全主要决定于对密钥保护。另外，由于密钥来自于机器指纹，而指纹数据来自于机器硬件信息，虽然，取指纹的算法要随软件外壳程序一起，但从指纹到密钥要经过自己设计的保密算法来转换，且保密算法不公开，所以算法本身是安全的。因此，密钥的安全还取决于指纹提取算法的安全性和指纹转密钥的算法安全性，而它们的安全性又取决于第三方加密或混淆的强度了，这是本方案所无法控制的，这也许就是此方案安全性最薄弱的环节。

对于用商业加壳软件的攻击较多，所以一旦商业加壳技术被破解，用它加密过的软件便没有安全了。但对于自编的加壳技术，加密技术可以自行设计(保密)，并且可以随时调整，而且，用户数不多，因此，攻击者比较少，用这种技术加密的软件安全性也就相对更好。使用本文中的加壳技术，可以更有效地抵抗拷贝、反编译、分发序列号、注册机各种常用的软件破解方法。然而，这种自编加壳技术虽然安全，但软件分发起来却十分复杂，这也是此方案的美中不足之处。

参考文献

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

[2]彭明柳．彻底研究[M]．北京：中国铁道出版社，2003.2：13

篇6

1.1选择分析填料和增强材料

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物等，不同产品的成型工艺性能是不相同的。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻璃体则具较低的增强效果，主要用于减少产品的翘曲。例如，玻璃纤维会影响成型加工，使产品在成型后产生收缩和翘曲。所以，玻璃纤维增强材料就不能被其它材料替代。但是，玻璃纤维在成型时的流动取向将引起产品机械强度的改变。试验表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。因此，对于在热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂的，最好的是听取原材料制造厂家建议，以选用最为合适的产品材料。

1.2湿度对材料性能影响

一些热塑性材料，如PA6和PA66，其吸湿性很强，在成型过程中会在高温料筒中促使塑料发生水解，导致塑料起泡和流动性下降，从而对产品的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。模具材料的选用与产品材料的选择是密切相关，只有细致分析产品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。

1.3热塑性塑料产品成型模具材料选用

目前我国市场常见的热塑性塑料成型模具的材料有：非合金型塑料模具钢（碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢等。在模具材料选取时，要根据产品材料是否改性、有无填充剂，何种添加剂、产品大小、结构、尺寸精度等。例如：以玻璃纤维为填料的塑料产品，可选用预硬型塑料模具钢（如8Cr2MnWMoVs）；对产品材料在成型时会产生腐蚀性气体的，宜采用耐腐蚀型塑料模具刚（如Cr18MoV）。具体选用时主要还是要针对塑料产品的材料和模具预计使用情况选取。

2塑料产品对模具设计的影响

在塑料产品设计中，产品壁厚的设计尤为重要，其设计的合理与否对产品影响极大，主要影响有：产品重量；流动长度；生产周期；尺寸公差；产品的质量，如表面粗糙度、翘曲和空隙等。

2.1塑料产品壁厚设计与模具设计

在成型产品的过程中，流程与壁厚的比率对注塑成型时模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长而壁厚薄的产品，则产品原料应具有相当的低熔融黏度（易流动、熔解）。设计时，壁厚不宜过小，则会影响模具顶出机构的设计；若壁厚过大，会增加产品的成型时间和冷却时间，从而延长了模塑周期，降低了生产率。所以，产品的壁厚应力求平均。在模具设计时在产品的厚壁部分设置型芯，防止成型时形成空隙，并减少内部压力，从而使产品扭曲变形减至最小。

2.2热塑性塑料设计中的指标分析

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，因此，设计者在决定热塑性塑料模具产品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能并缩小公差、降低成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25~0.3%，不过这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具设计可以有效的缩小产品尺寸公差，从而降低产品成本。

3塑料模具设计时对产品收缩率的考虑

为了不对塑料产品制定过分严格的范围，必须要注意一材料的收缩率。对于成型不同材料的塑料产品，在不同的尺寸条件下，其成型后收缩率波动的情况是不相同的。成型大型产品时，其收缩率较大，此时就应着重设法稳定工艺条件和选择收缩率波动较小的材料，如果单靠提高模具成型零件的制造精度则不经济了；而在成型尺寸较小的产品时，模具成型的零件制造精度和磨损就对产品的尺寸精度影响较大了。此外，塑料产品的几何形状对收缩率也有影响，并影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。

篇7

工业设计的一个重要的目标就是通过设计能够为人们提供一个更为舒适的生活方式，提升人们的生活质量，使得我们的生活更加的自然、环保以及和谐，因此工业设计这项工作还具有很强的实践性，需要有较强的应用性。

1.2时代感强

应该注意的是，在不同的时代背景之下，工业设计应该有不同的需求。在当前新的形势之下，工业设计的基本需求就是绿色、节能，由此可见，工业设计还具有较强的时代感。

2工业设计的发展现状

在工业革命之后，工业设计行业迅速发展起来，但是从总体上来看，我国的工业设计历史较短，发展的速度相对比较缓慢。近几年来，随着我国社会主义市场经济的发展，我国很多企业面临经济方面的纠纷也越来越多，这就使得一些企业开始意识到工业设计的重要意义，将更多的注意力转移到了工业设计当中。并且这些企业在工业设计中也确实投入了大量的财力和人力资源，他们希望能够通过优化工业设计来提升企业自身的核心竞争力。

3机械设计制造技术的发展情况

机械设计制造技术包括了很多的步骤和环节，例如：产品的设计以及产品的制造等，此外还涉及到了产品的售后服务等环节。我国的机械设计制造基础相对比较薄弱，同西方发达国家相比较还存在较大的差距，主要表现为当前我国主要依靠引进国外的先进技术来实现发展，自主创新能力不高，这也限制了我国机械设计制造技术的发展与进步。此外，虽然我国的劳动力资源丰富，但是在投入的资金方面还不够充足，这也在一定的程度上造成了机械设计制造行业发展缓慢。我国工业产品的质量虽然在最近几年得到了一定的提升，但是在工业产品的使用性能方面还存在一定的不足，在产品外观的设计上还有所欠缺。

4工业设计以及机械设计制造技术的应用

工业设计同机械设计制造技术有各自不同的特征，如果能够将这二者有机的结合在一起，那么就可以极大的提高企业的竞争力，提高企业的经济效益。但是从当前的实际情况来看，我国很多的小型企业在生产的技术以及生产的资金投入等方面还受到了一定的限制，这样就使得他们在机械的设计和制造技术上难以取得突破，技术水平相对比较落后，为企业的工业设计带来了难度。所以在机械设计制造技术的应用过程中，政府的相关部门需要充分的发挥好宏观调控的作用，对市场经济进行合理的、适当的调节，从而更好的引导工业企业朝着节能以及环保的方向发展。此外还可以对中小企业给予一定财政方面的支持，鼓励他们转变传统的设计理念。

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1)(Conceptdesign)概念设计;2)(Detaildesign)详细设计;3)(Manufacturingdesign)制造设计。由此可见，产品的概念设计的主导地位和重要性。

1概念设计的内涵

概念的设想是创造性思维的一种体现，概念产品是一种理想化的物质形式。下面以概念设计教学实例之一来说明其涵义:给出一个概念“断药”，让学生进行座椅的开发设计。步骤是，首先向学生讲述心理学中的一个名词———暗示心理，并分别举出一个“安乐死”实验和一个“挽救少女生命”的文学名著故事，从正反两个方面说明暗示对人的健康的影响;然后运用一个“民间故事”阐述如何将“断药”的概念物化到具体的产品上。因为，在民间曾有这样一个说法，就是将一把断了的钥匙用红线穿上挂在小孩的脖子上，取“断钥”的谐音“断药”暗示常生病的孩子挂上“断钥”这挂项链之后，就断了药，从此不再吃药，这也意味着孩子走向健康。所以，将一把断了的钥匙(断药)的概念物化到具体的产品上来为健康做设计时，用折断了的钥匙做椅架为主题，由学生创意出现了形形的座椅开发设计方案(其草图、效果图、视图等技术说明从略)，于是就有了一种新型的专用座椅的概念设计。其应用场合为疗养院、医院、不能自理的老人家庭等。

这是传统的产品概念设计。当然，产品的类型不止是这种无障碍设计思想指导下的专用座椅。产品即人之观念的物化，设计是一种思维行为。在这种思维创造活动中，产品概念的构思是丰富的，人的创作智慧是无穷的。概念产品的类型更是多种多样。

2概念设计与产品市场

概念设计只是第一步，能不能进行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市场为开发商或企业带来效益等，这是个风险问题。设计师的概念设计毕竟与难以预料市场变化有着许多差距。如何缩短这一差距，是以往概念设计者的难题。在开发设计的许许多多产品中，只要一百件产品中有几件能够投放市场见效益就是成功。在追求“百分之几”的见效益成功的过程中，如何减少做“分母”的被动，扩大见效益的百分比，仍是最关键的，是公司管理决策人士和设计师共同努力的方向。

3虚拟现实技术促使概念设计的市场化

为了更好地接近产品的市场需求，目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将所要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，计算机辅助工业设计的发展，尤其是虚拟现实技术在产品概念设计中的应用，已使设计师的设计思路和设计表达如虎添翼;可以想象面对一种虚拟的“故事版情景预言法”设计出的产品，让人更多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，就大大减少了投放市场的风险性，也为企业决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。虚拟现实技术能模拟整个产品开发过程，保证产品开发一次性成功，加快开发进程，甚至使设计者和用户融为一体，设计出满足市场需要的产品。

二、虚拟现实技术与虚拟产品

1虚拟现实系统(VirtualReality，VR)

虚拟现实系统又称为虚拟现实环境，是指计算机生成的一个实时三维环境。使用者可以在这环境中“自由地”运动，观察周围的景物，还可通过各种专用的传感交互设备与虚拟物体进行交互操作。用户看到的是全彩色景象，听到的是虚拟环境中的音响，感觉(手、脚或皮肤等)到的是虚拟环境所反馈的作用力，从而让使用者产生一种身临其境的感觉。产生虚拟现实环境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)这种方法产生虚拟环境的步骤为:

①用放置在不同地点的多个摄像机将某环境或事物记录下来;

②利用计算机的视频技术抽取出环境或事物的三维模型;

③从虚拟摄像头的视角展示获得模型。具体的做法是:获得数据标度摄像头分离对象建立模型嵌入颜色交互回放。

2)基于图像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用摄像头连续扫描周围空间来获取某一区域完整的景物图像，将获取的景物图像，通过图像处理技术，按坐标映射到图形工作站的虚拟全景屏上，用户载上头盔显示器就可以看到所摄周围景物环境。

2虚拟现实系统的常用设备及要求

虚拟现实系统常用设备有:三维鼠标(也称鸟标)、数据手套、数据衣、头盔显示器、立体声耳机等。对虚拟现实系统的要求除了应具有高性能的计算机系统(包括软、硬件)外，还必须有下列关键技术提供强有力的支持:(1)能以实时的速度生成具有三维全色彩的、有明暗、有阴影、有纹理的、逼真感强的景物图像;(2)头盔显示器能产生高分辨率图像和较大的视角;(3)能高精度地实时跟踪用户的头和手;(4)能对用户的动作产生力学反馈。

3虚拟产品(VirtualProduct，VP)

虚拟产品是虚拟现实技术应用于产品设计的产物，是一个数字化的产品。它具有真实产品所必须具有的特征。通过对产品实时的仿真，设计人员或用户就能够像使用真实产品一样使用虚拟产品。由于产品的设计过程是数字化的，因此节省了传统方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模拟实验模型、外观模型和生产模型等)的时间和物质。在计算机中由于对设计的产品进行反复设计、分析、干涉检查、模具设计等过程，使设计绘图的工作量比传统的绘图工作量大大减少。

三、虚拟现实技术在概念设计中应用前景

在概念设计中，如采用头脑风暴法进行方案创意时，可以将体验设计思想更好地融于其中，也就是更多地关注产品使用者的感受，而非产品本身。比如，针对不同用户及爱好者的要求，在不同的虚拟环境中，让他们亲自体验修改模型的感受;利用触摸屏来选择产品的造型、色彩、装饰风格等许多可选部件。在渲染和生成十分逼真的三维模型时，充分感受了自己所喜爱的产品在虚拟环境中的“真实”情况。甚至还可根据用户的建议，邀请部分用户直接与设计者一起对模型提出修改意见，观察设计和修改过程，直至大多数人满意为止。

为了适应激烈的市场竞争，设计厂家不能坐等用户找上门订购产品，而应该主动把自己厂家的产品推向市场。利用虚拟现实技术做出虚拟产品的动画广告，再与计算机网络技术结合起来，使用户能够通过网络来游览设计厂家的设计产品，并能直接在虚拟环境中对产品的功能、结构、外形、色彩等方面进行实时交互、了解、观察;同时，还可以通过Email对产品提出意见和建议，让厂家参照各方面的意见修改和完善所设计的产品。这样可提高设计厂家的竞争力，为设计厂家谋得更多的市场份额。

若用户对厂家设计的产品引起购买的欲望，通过网上游览，将信息反馈到各商家，商家则会主动争先与厂家联系，网上定货，使厂家的产品提前占领市场。由于激烈的全球市场竞争，各国都投入了大量的资金对虚拟现实技术及其在工业设计领域中的应用进行深入地研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。

参考文献

1陈军等虚拟现实中虚拟景象产生的技术初探计算机应用研究，1999，6

篇9

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

回顾人类的设计历程，“求生存”是相当重要的目标，至少在设计萌芽阶段以及之后一段并不短的时间里，这是唯一目标，即使在今天人类的设计行为及其产物中，依然包含着这种因素，对于“生”的追求，引发人类设计行为的持续性，并逐渐催生出很多重要属性，其中最为重要和本质的，当属平等性。以“生存”为起点，设计不可能缺失这种属性：对于自身生存的环境而言，人需要一个平等沟通、和平共处的平台；对于群体内部来说，则需要物质方面的“平均主义”。这不是人与生俱来的愿望，却在设计从无到有、从小到大的过程中，逐渐成为设计的目标和理想，并成为人类自我优化程度的一种反映。而在“生存、平等、设计”这一组循环、可逆的关系中，使其正常、顺畅的得以运转的条件是什么呢？

一、设计与技术

设计自其产生的那一刻起，就与技术结下了不解之缘。真正意义上的设计并非是单纯地对于自然中的物质，以“拿来主义”的姿态直接应用，如果是这样，很多动物甚至植物也应算做是“设计的高手”。“设计”真实而本质的含义是建立在发现基础之上的“创新”，是有极强针对性的创造。这要求设计必须具备一定的合理性，在具体的实施环节，任何具体的设计都不能无限制的凭空想象，即使是在构想阶段，这种限定性依然在无形的掌控我们的头脑，使思维始终局限在似乎已预先划定的圈子里，无法真正的跳出来。究其原因，主要是包含在设计中的技术因素使然。

“技术”一词源于古希腊语，意指“技能”、“技艺”等。我们今天所理解的“技术”概念，是对自然科学理论、成果应用后的综合结果。站在设计的角度，谈到的技术似乎包含两个部分：（1）使“想法”转化为“视觉可视”的一系列专业化技术；草图表现、效果图表现、模型加工（制作）技术等；（2）使纸面上的方案转化成为可供“消费”（使用）的真实产品的加工制造技术。在设计的早期阶段，这二者是合一的，即从事产品加工、生产的人就是从事构想视觉表现的人（从这一点来讲，中国古代的“百工”，就是一个设计的群体）。不能说这个工匠和设计师合一的阶段是缺失设计的阶段，因为众多的产物已有力地修正了这种误解（只是大量兼具精绝创意和精良加工的产物，使我们在很大程度上忽视其设计产物的实质，而更多地以“艺术品”来认知它们）。“设计缺失”的说法，实质上是将存在于现代社会形态中的工业设计，做不符人类历史及设计发展规律的认识，盲目套用于以往设计（产物）之后产生的。

事实上，这种片面认识的产生，与技术之间有极强的对应性：精良的加工技术在体现精美创意的同时，也潜移默化地促成技术本身在公众心目中一定的独立地位，这种情况在东西方都是大量存在的。技术逐渐成为可凭借自身而存在的“独立”之物——在很多人的心目中都是如此——当谈到某种技术的时候，不可能在头脑中映现具体的物品形态，而只是局部（表面化）地闪现这种技术具体应用后所产生的效果。从这一实际情况可以一定程度地区分设计与技术之间的差别。

设计这种人类最早的实践行为，不仅见证了整个人类社会的发展，还全方位地参与其中，成为“发展”概念最直观的表达。技术是使之成为现实的重要保障，在设计从无到有、从大到小的过程中，它经历了同样的变化。

二、印刷技术与平等性

所谓的“平等”，实质上包含不同的含义：为生存而解决温饱问题时，对于事物的分配，需要公平的分配方案、工具等，以确保分配的平均；为发展而在精神层面所追求的平等，并不是单纯的精神本身，而是一种综合性的平等需要。满足前者，只要一些简单地计量、分割技术即可；后者复杂得多，因为思维、意识、观念等抽象的概念，已融入其中，“动物性”需求已升华为精神性的追求，个体行为已彻底扩大为群体性的行动，整个时代和社会都参与其中，“革命（变革）”就是具体的表现形式。由具体设计产物充当载体，对于这类平等性的表达，在设计的发展历程中不胜枚举；通过相应技术所创造的各种设计产物，成为引发“平等追求”导火线的事例也多不胜数。所有这些都是较为平和的，甚至有些消极和被动。从某种意义上讲，联结人与自然的工具（用具）设计，联结自然与社会的环境设计，都是较为缓和、间接的与“平等”概念发生联系；联结人与社会的信息（视觉）传达设计，则是直接、激进的“平等”概念的鼓吹者，印刷技术则成为当之无愧的“平等”的载体。

信息传达在人类形成的早期，就同视觉结成了密不可分的关系，这种关系的确立，本身带有一定程度的平等意味——靠视觉感官接收外部信息，对于绝大多数人来讲已在客观上具备了广泛的一致性，按照视觉要求加工、整理的信息，自然在群体内部拥有一个共同的认知平台——明显的平等属性出现。最早的产物因“主”、“客”观的原因而无法被确认，但由考古研究所获取成果可知：人类较早期的生活环境中，岩画之类的遗存，在很大程度上展示了信息视觉方式的表达。由此为发端，信息视觉表述成为人类自身发展进步的一条主线，也成为人类之间在“平等”含义上不断实现良性化沟通和交流的重要方式。

信息是包含极强平等含义的概念，这一点不因时间和地点而改变。众多类型的信息中，最能体现平等属性的就是基于“生存和发展”双重考虑而产生的具有教育功能的信息，它决定了信息传达的发展方向——从信息归纳处理方式，到具体传达技术和渠道的开发、选择，都充分证明这一点。“平等思想”在这些具体环节，逐渐得到启蒙和激活——信息归纳、处理由“随意”到“规范”：个性渐渐为共，种种涂鸦在历经不同阶段演化后，终于形成体系化产物，同一范围、时段的人类群体中，信息归纳整理方式，基于接收和应用目的而具极强的趋同性，这保证了信息在同一群体内部感知上的一致——文字的产生及广泛应用是最重要的体现（也是“民族”形成的前提之一）；传达技术（渠道）方面，同样呈现“规范”的趋势——应用于广泛人群信息快速、准确传达和接受目的的各种规整、清晰字体的出现，及针对相同目的而创造的各种字体的加工技术——从手抄本到雕刻版，再到活字印刷，反映出平等意识在头脑中不断强化的事实。

信息归纳、整理和具体传达技术的开发、应用这两个部分相互促进，于渐进的过程中实现了平等在人的头脑中从萌芽到结果的转变。

早期视觉传达是以图画的方式将外部信息加以描述，并刻、绘于岩石。信息直白的表达形式使人与人之间的沟通很顺畅。这种方式在初步达成信息交流目的的同时，也暴露了信息传达范围极其狭小的事实——个体手工方式进行信息整理加工，与日后信息大众传播之间不可同日而语，但以此为基点所出现的人造器物表面的一些图化符号及印纹，却说明信息加工和传达技术的进步——由“图画”到“图化符号”，是思维进步的结果，相应的传达技术也面临新要求：（1）这些图化符号如何存在和保留。（2）以何种技术来完成。岩石不再是唯一的选择，各种人造器物的表面成为新的载体；“绘、刻”方法之外，“压印”成为新方式（从某种意义上讲，这是视觉传达与“印”的方式结合的滥觞，原始陶器表面所谓的印纹，似乎不仅仅是出于美观的考虑而无丝毫信息的含义）。针对信息做视觉表述的努力始终在继续，并不断取得阶段性成果。将各种源于实践的认识，应用于信息的加工，使之成为规律性方法，是信息视觉表述中一直遵循的原则。与之对应的传达技术也不断被开发创造出来。在关注古代器物加工（制造）方法（技术）的同时，不应忽视其中相应的信息传达的成分：例如青铜器的铸造技术，满足器物成型需要的同时，还满足了对表面“纹”与“字”加工的需要，是另一层面的信息传达技术。

当文字作为一个系统，以较为简明的形态从图形中分离出来，逐渐成为现实社会信息交流的主要媒介，传达的技术却因受到材料限制，只能因陋就简满足小范围的信息传递需要（简牍书是典型代表），二者发展的不一致，造成视觉传达的不平等，“文字”这个图形发展的阶段性成果所带来的平等性，因技术的滞后而无法真正体现。材料与技术的双重制约致使每个文字尚无法被更多的人认识，又如何借此来做“信息传达”？另一方面，则应看到“简牍”文书在移动、搬运、阅读等方面毕竟比以往的信息载体方便得多，加工成本和难度也要低得多，（相对）平等的内涵从另一方面体现出来。

纸在现实需要的推动下被创造出来，为视觉传达平等性新阶段的出现提供了重要的前提——抄书得以较广泛的应用，书籍的传播范围扩大、受众增多。与“简牍”相比，手抄本在字体改良、插图应用、排版形式等方面更具有近、现代纸质图书的雏形（如果将整个图书的发展过程比做完整的设计过程，这一阶段就像必不可少的草图描绘环节）。客观的看这个“草图阶段”实施者（抄书人），所创造的产物依然是小范围的人群才能享有：例如中世纪欧洲，完全是由教士来从事抄书的工作，抄录的也基本上是与教义有关的内容，当时的居民绝大多数都是文盲，阅读成为贵族与教士的专利，对相应信息的掌控成为特权的象征，视觉传达的平等性被掩盖。作为显性特征的图书的模式（包括字体、编排、装订等）却为随之而来的平等载体——大众化的图书所借鉴、效仿。

源于中国的雕版印刷方式，从根本上颠覆了长久以来形成的小范围信息掌控的“传统”，使信息传播真正成为公众性的，信息的垄断被打破，以往因对信息掌控而形成的权威集团（阶层）受到质疑和挑战，“平等”真实的出现在公众的现实生活中，面向大众的教育，凭借轻便、可大量生产的图书，而在学校和社会这两个渠道中日益发展起来，知识共享成为长久以来人类社会平等概念最重要的组成，图书作为知识的重要承载物，其加工、制造的手段（印刷技术）也与平等发生了联系，成为平等的载体，这在图书产生、发展的早期，由于相应加工技术的制约（滞后）而并不明显。随着印刷（雕版）技术的发明以及不断出现的技术改良，则变得越来越不容忽视。“信息公众享有”由人类最初朦胧的理想已经变成活生生的现实。

以信息传递为最初的起点，无论视觉表现技术，还是确保其大范围实现的加工技术，都具备显著的进步，两方面的技术互为前提，相互促进，大大加快了视觉传达设计的发展进程。在印刷技术直接作用下，视觉传达设计专业化概念得以强化。此前由于加工技术本身的随意性，致使视觉表现技术的规范化无从谈起，影响视觉传达的最终效果：过于感性、随意的表达，更像是以信息为素材进行艺术性的创作。视觉传达设计所包含的平等性因这种状况而无法真正体现，艺术化的信息产物，不适合广泛人群信息交流的需要，随意化的表达与现实信息之间的差距，导致信息在传达过程中歧义性产生。这种情况随着印刷技术的发展得到了根本的扭转：例如，标准、规范文字的产生，主要就是印刷工艺的特性使然，作为信息视觉传达重要方式和手段，文字是思维发展和进步的产物，也同样是印刷技术不断推动的结果。

印刷技术的发展与成熟，对于视觉传达设计而言，最重要的是确立了一种模式——以文字的方式作为信息大众共享的主要方式，图作为文字的辅助元素不再独立承担更多的信息传递工作。思维的抽象化、理性化、条理化程度，因新式的传达方式而日渐提高。以往对于线条、色彩等图像性元素的应用与关注，逐渐被针对文字结构布局、笔画处理、图与文字的组织、整页（册）文字编排的关注所替代。视觉传达设计的概念变得宽泛起来，“综合”在印刷技术广泛应用的前提下，成为视觉传达设计极其显著的手段，并进一步成为彰显平等属性的重要方法——针对同一信息的不同接收者，利用同一种介质传递的时候，采用图文相辅的方式进行信息的表述，最大限度满足尽可能广泛的公众信息传递、交流的需要，例如中国元明时代的戏曲、小说等刻本，充分说明了这一点：上至达官贵人，下至贩夫走卒，在相同刻本的面前，因多元化的视觉表达方式，而促成信息的平等接受；相同样式、内容的书，同时在地位、身份各异的人手中达成极其一致的信息传递功能，只有凭借印刷技术才能成为现实。另一方面，视觉传达中的“图”，在印刷技术影响下，逐渐形成新技术条件下的新面目：以木刻版画为发端的新式“信息图化产物”，最大限度承载了（信息）平等的含义。

简洁的造形元素，最富表现力的效果，将信息浓缩为单色的画面，既补充文字所无法完全表达的意思，又在一定程度独立起到表述某些信息的作用，在随后更是以完全独立的面目行世，成为造型艺术中一个重要种类——版画。从某种意义讲，它是雕版印刷方式的最佳范例和活的样本：例如流传于各地的民间年画，保存着相当程度的传统印刷技艺，成为立足当代，回望过去的重要依据。

在印刷技术的作用和限定下，视觉传达设计的表达从随意渐渐转化为具有极强限定和约束性，设计另一层面的平等性突显：从事信息视觉化处理的人，必须完全考虑印刷技术的因素，实质上就是充分满足公众整体信息接受的需要，以往以个人的意愿和好恶为小范围信息传递所做的视觉化处理，逐渐与发展进步中的公众信息交流相抵触，其中由设计者个人好恶与公众整体需求之间的矛盾所导致的“不平等”性，自然的被服务于公众信息交流过程中所产生的平等性代替。

视觉传达设计在适应印刷技术要求的同时，真正成为面向广大公众的行为。借助印刷技术，信息广泛的公众共享成为可能，设计面前“人人平等”的理想得以阶段性的实现。

篇10

1.确定网络技术专业的关键岗位

通过对网络技术专业的人才需求调研，确定网络技术专业的四类工作岗位，分别是：

（1）系统集成与运维（网络工程师、系统集成项目管理工程师）；

（2）网络与信息安全（网络与信息安全工程师）；

（3）网站开发（网页美工、网站开发工程师）

（4）IT设备销售与维护（IT设备销售员）众多的工作岗位，在短短的三年职业教育中，是无法完成所有岗位的学习。根据阳江职业技术学院的硬件条件、学生多年的就业方向、多年的教学效果反馈，确定了2个关键岗位，分别是“网页美工”和“网站设计”。该2个关键岗位，有经验丰富的师资队伍，有良好的就业前景，有缺口很大的就业需求。在电商行业的推动下，“网页美工”岗位的需求量很大，往这个方向就业的学生占据很大比例。2.确定岗位对应的专业课程通过对关键岗位“网页美工”和“网站设计”的岗位需求分析，经过研讨，确定出每个岗位对应的课程群。三、课程教学设计与实施1.确定课程目标经过广泛调研，同时参照工作岗位的岗位需求，确定关键岗位课程群的课程目标，使其能满足培养学生职业岗位能力的需求。比如课程《DIV+CSS网页布局设计》的课程目标，具体包括三个方面：①知识目标：掌握CSS设置文字、段落、图片、表单、菜单的方法，熟悉CSS+DIV页面布局的常用方法。②能力目标：能合理设计网页的布局方案，能对网页进行创意美化；能运用DIV+CSS对网页进行优化和布局，制作有创意的网页特效；能网站，并进行网站的简单维护。③素质目标：培养学生的语言表达和沟通能力，培养学生的团队合作精神、良好的工作态度，使其具有较强的职业道德，并具备较强的学习能力和吃苦耐劳的工作精神。

2.制定课程标准

（1）项目化教学标准。在既定课程目标基础上，以知识、能力与素质作为总项目进行分解，形成可量化的子项目。课程标准以子项目展开，用项目与任务取代传统的章节。每个任务中都规定了具体的知识目标、技能目标。各个子项目的实施都在教学做一体化的机房里完成，总学时为72学时，采用分段式集中授课的模式，每周16节，4周时间完成一门课程的学习。

（2）调整课程内容。根据工作岗位的需求调整教学内容，把岗位上需求较弱的部分弱化，甚至删减掉。比如针对“网页美工”的工作岗位，以往都开设《网页设计与制作》课程，主要利用Dreamweaver中的表格、菜单、控件等来制作网页。但这种方式在实际岗位需求中使用较少，于是用课程《DIV+CSS网页布局设计》替换课程《网页设计与制作》。在课程内容上，利用4-8个学时了解Dreamweaver的内容，重点掌握“DIV+CSS”布局的技巧和方法。

3.多种教学模式与教学方法

在具体教学中，采取“优秀作品赏析”、“模仿操作训练”、“小组合作”、“分段集中式教学”、“项目实战训练”、“参与真实项目”、“以赛促学”等多种形式，形成“多模式”职业技能训练体系，提高了学生的动手实践能力，有助于培养学生学习兴趣，发挥主观能动性。在教学方法上，建立基于工作过程的“项目导向任务驱动”的教学方法，迁移CDIO①教育理论到课程教学方法中，培养了学生的自信心、自主性和自学能力。

4.编写教材及配套教辅材料

市面上很少有基于岗位能力的教材，即使有，也很难有符合本校需求的教材。为了让学时拥有一本合适的教材，2014年3月，阳江职业技术学院计算机学院系主任联合广东省几十所高校，和电子工业出版社合作，编写“基于岗位职业能力培养的高职网络技术专业系列教材”。目前已经出版了9本教材，其他教材正在编写或出版中。该套基于岗位能力的教材由多个任务或项目组成，每个任务或项目是一个完整的环节，该环节的组合方式为：任务介绍（任务描述）任务分析任务实施归纳总结拓展提高实训。技能是学生自己练会的，不是教会的。教材中只是给出一个引导，领学生进门，更多的内容是学生自己完成的。学生实践多了，才能创新，才能做书本之外的东西。

5.“分段式”实施岗位课程

岗位课程实践性强，传统的碎片式教学不利用项目化教学。“分段式”教学将18周的一个学期分成多个教学段。比如72学时的课程，利用4周的时间集中上完。在这4周时间内，只开设一门专业课程。“分段式”教学对老师和学生的要求提高了，必须是非常熟悉该门课程的老师才能胜任该课程的教学，适合有一定基础的二、三年级学生。“分段式”教学实施岗位课程，突出了教学的系统性与完整性，有利于网络技术专业岗位课程的顺利开展。

6.改进评价方式

以往的评价方式分为平时考核和期末考核两部分，国语注重考查学生理论知识的掌握程度，缺乏对学生实际应用能力的考核。改进后的评价方式由过程考核和作品考核两部分组成。在过程考核中注重对学生的发展性评价、职业素质评价。过程考核占总分的50%，作品考核占50%。作品考核即结果评价，学生在课程结束后需要提交一份与课程相关的综合性作品，作品的综合性评价分就是作品考核的分数。比如《DIV+CSS网页设计布局》课程，学生在课程结束后，任课老师根据所学内容布置一个综合性的网站，学生根据要求自己选题、设计、制作。完成后提交作品，老师会根据作品评定一个分数，并提出修改意见，发回继续修改。学生修改后，再提交作品，老师根据修改的作品，重新修改分数……只要学生愿意，可以多次修改作品。这种方式在时间上会拉的比较长，但是能出很多优秀的作品。经过一年的实践，学生作品质量较以往有了很大的提高。

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二、计算机与信息两者的融合

（一）信息教育融合于计算机教育

随着计算机与网络技术的进步，信息发展到成熟阶段，信息教育发展起来。所以，信息教育要依靠计算机来完成教学任务。信息教育主要包含课外实践、活动课。通过分析研究，我们可以了解到，不管是哪个阶段，都要根据计算机的基础知识来进行。

（二）计算机可以辅助信息教育

信息技术教学中，唯一不可缺少的就是计算机，学习工具就是计算机。高中生在学习过程中，主要依靠计算机来学习，应用它来学习比较基础的计算机理论知识以及掌握实际操作能力。只有应用计算机才能完成信息教育，如果缺乏计算机，就不可能完成信息教育。

三、课程技术内技术的取向

（一）课程内容

教学内容主要有:学习计算机使用，掌握比较基础的结构，学会打字，掌握基本的操作技能。但是对现在的中学生来讲让他们掌握这些基本的技能已经不再是重点的学习内容，因为这些基础的操作技能他们基本已经学会。计算机已经被广泛使用，与人们的生活紧密联系在一起，是人们学习生活中不可缺少的部分，在日常生活和学习中只有少部分学生没有使用过计算机。现在的教育方式来看，不能只用计算机来教学。

（二）课程方法

进入21世纪，信息技术得到了快速的发展，涉及到的范围越来广泛。相比之下，在信息教育中，应不断改进教育方式。以前的教育方式是：学生坐在机房内，老师来演示，学生跟着学，教学只联系到计算机的基础知识，没有涉及网络知识，学习的范围比较小。但是在信息化时代，网络与人们的生活紧密联系在一起，是人们生活中不可缺失的一部分。以前的教学方式，学生对新知识的欲望往往得不到满足。所以，信息教育的形式是全程网络、互联互通，而不仅仅设定在网络教室或者校园网；信息教育主要是由各种信息资源集合而成的，不仅仅是课件。

（三）课程环境

据了解，课程教育其实也就是用计算机来完成教学任务，比较主要的是师资力量与教学设备。第一，要保证师资力量，选用比较专业的老师讲授信息知识，使学生在学习的过程中，学有所得，提高教学效率。信息技术本身具备的信息量比较大，对老师的专业知识技能要求比较高。随着科技不断进步，一些信息知识不断更新。对老师要进行专业培训，让老师对相关的知识掌握更加牢固，才能给学生传授更加丰富的信息知识，不仅能开阔学生的视野，同时也能帮助老师对信息知识的进一步了解，了解最新的发展动态。第二，教学设备要满足学生的学习要求。因为信息教学比较特殊，所以教学设备要比较齐全，先进设备不仅可以提高教学效率，而且也给老师学生营造良好的学习场所。

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二、虚拟数字技术在环境艺术设计中体现的优势

（一）虚拟数字技术使环境艺术设计展示更加直观

随着国家经济的飞速发展，房地产行业也在迅速崛起，所以环境空间的设计工程也在不断急增。环境设计的展示方法大致经历了从手工绘图到电脑绘图再到动画展示等过程，人们一直在不断地寻找一种更高的技术、更好的品质来达到设计成果的最佳展示效果。虚拟数字技术的特性正好符合设计者的需求，通过软硬件技术平台模拟出真实的空间环境，给人一种逼真的视觉等各种感官刺激，给人一种身临其境的感觉，更能吸引客户的注意，给人更加深刻的映像。

（二）虚拟数字技术使设计更加精准

虚拟数字技术因为其有着很强的真实感，所以在计算项目成本的时候能够提高在工程结构和材料预算方面的精确度，从而有效地防范出现预算错误。例如在大型的，空间结构较为复杂的建筑工程项目中，和大城市的环境规划设计中，可以有效地避免造价人员因对建筑物的空间结构不明确而造成的损失。

（三）虚拟数字技术增强了设计的互动性

虚拟数字技术的优势还表现在其自身独特的互动性，设计者在环境艺术设计的过程中通过使用虚拟数字技术能够增加客户和作品之间的互动性。例如：客户可以通过虚拟数字技术进入设计作品的某个具体单元中，“实地”考察设计的各个单元，感受设计和自己的需求是否符合，并便于客户提出相关的改进建议。这是传统的动画技术难以达到的，也是设计者、客户、施工者更喜欢的一种展示方式。