计算机辅助工业设计的优化应用

如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略（产品设计软件概况）

如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略（产品设计软件概况）

设计关键点｜如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略

1.计算机辅助工业设计的作用

随着计算机图形技术的发展，计算机辅助设计已经渗入产品设计的各个阶段。无论是设计创意阶段的概念手绘、效果图表现，还是制造实现阶段的工程制图表现，都离不开软件技术的参与。

软件的使用使设计效率获得极大提升，为创意实现插上了翅膀。设计师通过计算机可以很容易模拟出产品实现的最终结构与效果，并进行测试和比较，大大节省了时间，降低了产品开发的周期和成本。

2.表现软件的作用与选择

作为工业设计辅助软件，目前在公司与企业中运用最广泛的是在二维表现领域和三维表现领域。下面分别介绍两类软件在产品设计当中的作用，并对常见软件进行介绍与分析。

（1）二维表现软件的作用与选择。对于造型比较规整的产品，如通信电子类产品、家电类产品，往往可采用二维表现软件进行产品效果图的表现。常用软件分为两种，一种是矢量软件，如Illustrator、CorelDRAW（图3-31和图3-32）；另一种是图像软件，如Photoshop（图3-33）。矢量软件在精确尺寸参照方面更有优势，而图像软件在表现质感效果上会更突出。对于项目开发来说，实际上掌握一种软件就足以完成各种任务。

设计关键点｜如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略

1.计算机辅助工业设计的作用

随着计算机图形技术的发展，计算机辅助设计已经渗入产品设计的各个阶段。无论是设计创意阶段的概念手绘、效果图表现，还是制造实现阶段的工程制图表现，都离不开软件技术的参与。

软件的使用使设计效率获得极大提升，为创意实现插上了翅膀。设计师通过计算机可以很容易模拟出产品实现的最终结构与效果，并进行测试和比较，大大节省了时间，降低了产品开发的周期和成本。

2.表现软件的作用与选择

作为工业设计辅助软件，目前在公司与企业中运用最广泛的是在二维表现领域和三维表现领域。下面分别介绍两类软件在产品设计当中的作用，并对常见软件进行介绍与分析。

（1）二维表现软件的作用与选择。对于造型比较规整的产品，如通信电子类产品、家电类产品，往往可采用二维表现软件进行产品效果图的表现。常用软件分为两种，一种是矢量软件，如Illustrator、CorelDRAW（图3-31和图3-32）；另一种是图像软件，如Photoshop（图3-33）。矢量软件在精确尺寸参照方面更有优势，而图像软件在表现质感效果上会更突出。对于项目开发来说，实际上掌握一种软件就足以完成各种任务。

图3-31　Illustrator

图3-31　Illustrator

图3-32　CorelDRAW

图3-32　CorelDRAW

图3-33　Photoshop

在手绘创意阶段完成后，设计师会将手绘稿整理成三视图或者六视图，并将其扫描进二维软件中，运用软件将其规整成1∶1的线框图，并进行效果表现。在进行产品造型改良设计时，可以将原有产品的内部机构CAD图导入二维软件里，并在此基础上进行产品外观造型的尺寸规范界定（图3-34）。

图3-33　Photoshop

在手绘创意阶段完成后，设计师会将手绘稿整理成三视图或者六视图，并将其扫描进二维软件中，运用软件将其规整成1∶1的线框图，并进行效果表现。在进行产品造型改良设计时，可以将原有产品的内部机构CAD图导入二维软件里，并在此基础上进行产品外观造型的尺寸规范界定（图3-34）。

图3-34　卧式吸尘器二维效果图表现

二维软件的优势是造型效果修改起来非常快，可以方便地绘制出不同的造型并进行推敲研究。而这样的操作如果运用三维造型与渲染软件来实现的话，制作时间将成倍增加（图3-35）。同时，二维软件的材质表现效果非常突出，甚至可以与三维渲染的效果图相媲美。对于一些造型比较规整的产品设计项目，往往二维效果图表现就是最终的产品造型设计成稿，产品造型确定后，可直接进入工程设计阶段（图3-36）。

图3-34　卧式吸尘器二维效果图表现

二维软件的优势是造型效果修改起来非常快，可以方便地绘制出不同的造型并进行推敲研究。而这样的操作如果运用三维造型与渲染软件来实现的话，制作时间将成倍增加（图3-35）。同时，二维软件的材质表现效果非常突出，甚至可以与三维渲染的效果图相媲美。对于一些造型比较规整的产品设计项目，往往二维效果图表现就是最终的产品造型设计成稿，产品造型确定后，可直接进入工程设计阶段（图3-36）。

图3-35　手持吸尘器造型设计与二维效果图表现

图3-35　手持吸尘器造型设计与二维效果图表现

图3-36　立式吸尘器二维效果图表现

（2）三维表现软件的作用与选择。三维软件造型与效果表现是产品造型设计最后呈现的效果，一方面通过软件进行造型与效果表现，能够将产品设计的创意以最接近实物的方式呈现出来，相比制作模型来说，时间成本和资金成本更低；另一方面是在产品结构与模具等工程设计的起始阶段，通过三维软件造型与效果表现所定义好的产品形态、尺寸、色彩、材质等都将在后续工程设计阶段进行落实与完善。

三维表现软件一般分为三维设计软件和渲染软件两种。

1）常见三维设计软件有两类，一类是擅长曲面设计的NUBRS曲面设计软件，最常见到的是Rhinoceros和Alias Studio Tools软件。Rhinoceros是目前最容易上手的NUBRS曲面设计软件，也是绝大多数设计师最常使用的软件之一。其曲面设计的模块易于使用与操作，并且建模数据能够用于手板模型、3D打印与工程设计，所以在设计公司与企业中广泛使用（图3-37）；Alias Studio Tools是面向工业设计师的一款全面覆盖计算机辅助工业设计的软件，最早运用于汽车行业的设计领域，目前逐渐运用于其他行业的工业设计。它能够实现草图、建模、渲染与动画演示等各个方面的功能（图3-38）。

图3-36　立式吸尘器二维效果图表现

（2）三维表现软件的作用与选择。三维软件造型与效果表现是产品造型设计最后呈现的效果，一方面通过软件进行造型与效果表现，能够将产品设计的创意以最接近实物的方式呈现出来，相比制作模型来说，时间成本和资金成本更低；另一方面是在产品结构与模具等工程设计的起始阶段，通过三维软件造型与效果表现所定义好的产品形态、尺寸、色彩、材质等都将在后续工程设计阶段进行落实与完善。

三维表现软件一般分为三维设计软件和渲染软件两种。

1）常见三维设计软件有两类，一类是擅长曲面设计的NUBRS曲面设计软件，最常见到的是Rhinoceros和Alias Studio Tools软件。Rhinoceros是目前最容易上手的NUBRS曲面设计软件，也是绝大多数设计师最常使用的软件之一。其曲面设计的模块易于使用与操作，并且建模数据能够用于手板模型、3D打印与工程设计，所以在设计公司与企业中广泛使用（图3-37）；Alias Studio Tools是面向工业设计师的一款全面覆盖计算机辅助工业设计的软件，最早运用于汽车行业的设计领域，目前逐渐运用于其他行业的工业设计。它能够实现草图、建模、渲染与动画演示等各个方面的功能（图3-38）。

图3-37　Rhinoceros

另一类是工程设计软件，设计师常使用的软件有PTC公司的Creo（原Pro/Engineer）、Dassault公司的SolidWorks和Siemens PLM Software公司的UG（Unigraphics NX）（图3-39～图3-41）。这三款软件主要用于产品结构设计、模具设计、钣金设计、虚拟仿真等工程设计与制造领域，尤其在参数化特征建模方面功能非常强大。当NUBRS曲面软件设计的数据进入工程软件时，往往会出现模型破面、数据调整等问题，与工程师沟通也有一定困难。所以，许多设计师在产品设计阶段就采用工程设计软件，避免了此类问题，使得其与工程师协作设计更加顺畅。

2）常见的渲染软件有两类，一类是图像渲染软件，最有名的是V·Ray渲染器，可以作为插件内置于Rhinoceros中（图3-42）。相比其他渲染器而言，V-Ray具有设置简单、渲染速度快、兼容性和效果出众等优点。

另一类软件是即时渲染软件，目前使用最多的是KeyShot软件，这是一款互动性光纤追踪与全域光渲染软件（图3-43）。该软件最大的优点是无须复杂的设定即可产生如照片一样的真实渲染效果，目前在设计企业和公司中广泛使用。

图3-37　Rhinoceros

另一类是工程设计软件，设计师常使用的软件有PTC公司的Creo（原Pro/Engineer）、Dassault公司的SolidWorks和Siemens PLM Software公司的UG（Unigraphics NX）（图3-39～图3-41）。这三款软件主要用于产品结构设计、模具设计、钣金设计、虚拟仿真等工程设计与制造领域，尤其在参数化特征建模方面功能非常强大。当NUBRS曲面软件设计的数据进入工程软件时，往往会出现模型破面、数据调整等问题，与工程师沟通也有一定困难。所以，许多设计师在产品设计阶段就采用工程设计软件，避免了此类问题，使得其与工程师协作设计更加顺畅。

2）常见的渲染软件有两类，一类是图像渲染软件，最有名的是V·Ray渲染器，可以作为插件内置于Rhinoceros中（图3-42）。相比其他渲染器而言，V-Ray具有设置简单、渲染速度快、兼容性和效果出众等优点。

另一类软件是即时渲染软件，目前使用最多的是KeyShot软件，这是一款互动性光纤追踪与全域光渲染软件（图3-43）。该软件最大的优点是无须复杂的设定即可产生如照片一样的真实渲染效果，目前在设计企业和公司中广泛使用。

图3-38　Alias Studio Tools

图3-38　Alias Studio Tools

图3-39　Creo

图3-39　Creo

图3-40　SolidWorks

图3-40　SolidWorks(www.xing528.com)

图3-41　Unigraphics NX

图3-41　Unigraphics NX

图3-42　V·Ray

图3-42　V·Ray

图3-43　KeyShot

图3-43　KeyShot

如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略（软件学习的步骤与注意事项）

3.软件学习的步骤与注意事项

（1）软件学习的步骤。许多设计初学者在学习软件时，常常会陷入困境：虽然看了许多软件书和视频教程，但做设计时发现还是不能上手。学习软件的目的是应用，是看能否将想法通过软件实现出来，而不是掌握所有的命令和技术。在经济学领域有一个著名的80/20法则，这个法则在掌握软件方面同样适用。通常掌握20%的软件功能和命令就可以解决80%的设计问题。实际上，软件学习关键在于是否能够灵活运用并掌握20%的主要功能。至于其他命令和实现效果，可根据设计实践的需要在运用时学习。

无论是二维软件还是三维软件的学习，实际上许多方法都是相通的，作者结合自身学习软件以及教学方面的经验整理了以下学习软件的“三步走”方法。

1）进阶式案例学习。学习材料选择：可以选择一套以进阶式案例讲解命令为主的教程或者图书，如果是图书，最好配有视频教程与源文件素材。同时再选择一套主要讲解详细命令的图书，用于命令速查。

学习方法：根据案例教学资源一步一步地进行软件学习，结合视频和源文件进行对比和模仿。遇到无法实现的步骤时，查阅详细命令讲解的图书寻找原因。这个阶段的学习主要是熟悉命令，模仿案例达到和学习资源一样的效果。

学习时间：二维软件1个月，三维软件2个月。

2）商业案例学习。学习材料选择：选择真实商业案例的实例教程学习。对资源的选择标准是：和产品设计工作的最终目标效果是否一致。

学习方法：侧重掌握绘图思路，前几个案例先仔细阅读绘图步骤，最后再进行绘图。后几个案例先根据最终效果制作，再查看教程的参考步骤，看自己的绘图思路是否正确。这时候你就会从单纯的命令学习开始进入绘图思维的学习了。甚至你会发现，有时候自己构思的绘图方法比教程中的还好。实际上，条条大路通罗马，同样的效果是可以用多种方式实现的。

学习时间：1～2个月。

3）在设计创作中灵活运用。完成第2）步学习后，实际上已经掌握了主要命令和基本的绘图方法。这个时候更要趁热打铁，逐渐形成运用软件设计的能力。

练习方法：运用掌握的软件，测绘身边的创意设计产品（图3-44和图3-45）。在后续的产品设计课程、设计竞赛或者设计项目中用掌握的软件进行设计实现（图3-46）。

如何用20%的功能完成80%的设计—产品设计软件学习攻略（软件学习的步骤与注意事项）

3.软件学习的步骤与注意事项

（1）软件学习的步骤。许多设计初学者在学习软件时，常常会陷入困境：虽然看了许多软件书和视频教程，但做设计时发现还是不能上手。学习软件的目的是应用，是看能否将想法通过软件实现出来，而不是掌握所有的命令和技术。在经济学领域有一个著名的80/20法则，这个法则在掌握软件方面同样适用。通常掌握20%的软件功能和命令就可以解决80%的设计问题。实际上，软件学习关键在于是否能够灵活运用并掌握20%的主要功能。至于其他命令和实现效果，可根据设计实践的需要在运用时学习。

无论是二维软件还是三维软件的学习，实际上许多方法都是相通的，作者结合自身学习软件以及教学方面的经验整理了以下学习软件的“三步走”方法。

1）进阶式案例学习。学习材料选择：可以选择一套以进阶式案例讲解命令为主的教程或者图书，如果是图书，最好配有视频教程与源文件素材。同时再选择一套主要讲解详细命令的图书，用于命令速查。

学习方法：根据案例教学资源一步一步地进行软件学习，结合视频和源文件进行对比和模仿。遇到无法实现的步骤时，查阅详细命令讲解的图书寻找原因。这个阶段的学习主要是熟悉命令，模仿案例达到和学习资源一样的效果。

学习时间：二维软件1个月，三维软件2个月。

2）商业案例学习。学习材料选择：选择真实商业案例的实例教程学习。对资源的选择标准是：和产品设计工作的最终目标效果是否一致。

学习方法：侧重掌握绘图思路，前几个案例先仔细阅读绘图步骤，最后再进行绘图。后几个案例先根据最终效果制作，再查看教程的参考步骤，看自己的绘图思路是否正确。这时候你就会从单纯的命令学习开始进入绘图思维的学习了。甚至你会发现，有时候自己构思的绘图方法比教程中的还好。实际上，条条大路通罗马，同样的效果是可以用多种方式实现的。

学习时间：1～2个月。

3）在设计创作中灵活运用。完成第2）步学习后，实际上已经掌握了主要命令和基本的绘图方法。这个时候更要趁热打铁，逐渐形成运用软件设计的能力。

练习方法：运用掌握的软件，测绘身边的创意设计产品（图3-44和图3-45）。在后续的产品设计课程、设计竞赛或者设计项目中用掌握的软件进行设计实现（图3-46）。

图3-44　二维软件实物测绘绘图

图3-44　二维软件实物测绘绘图

图3-45　三维软件实物测绘绘图

图3-45　三维软件实物测绘绘图

图3-46　笔记本概念设计

练习时间：1～2个月。

通过以上3步的学习，就会使软件成为你自由表达设计创意的工具了。

（2）软件学习的注意事项。在通过软件学习产品设计的过程中，有几个原则要提醒学习者：

1）软件是工具，不能替代设计本身。软件的使用已经渗入设计的全流程，有时候会给设计师带来错觉，以为学会软件，能够做出绚丽的效果就是一个好设计师。实际上，熟练运用软件，仅仅是一个“美工”。软件和画笔一样，都是表达设计创意的工具。关键在于设计思维，需具备洞察用户需求和解决问题的能力。熟练掌握软件的目的，最终还是要使我们的“手”灵巧起来，能够无障碍地表达思考的创意。

2）软件学习贵在精，而非多。前面笔者已经介绍了众多软件，但实际上并不要求，也没必要掌握这么多的软件。在设计流程当中，每一个环节熟练掌握一款设计软件即可。如二维软件中，矢量软件掌握一个，用于绘制二维产品效果图和排版；图像处理软件掌握一个，用于效果图处理。三维软件和渲染软件各掌握一个，用于产品建模和渲染。

3）设计流畅，提高效率，这是最重要的原则。软件掌握和使用的原则是软件之间的衔接要方便，兼容性好。通过不同软件合理配置，使整个设计流程一气呵成，设计师可以专注在设计本身，不会疲于在不同软件之间转换和修改。

最后需说明的是：一般在产品设计流程中，草图部分会将产品设计创意的形态、功能、感觉进行大致定义，细节和完善部分会在二维软件中进行，再由三维软件对其进行修订和更正。有些设计师会将设计流程中的二维软件设计部分省略掉，将产品设计最终效果的设定全部放在三维软件部分。表面上看这样会节省时间，实际上造型设计细节和完善的部分在三维软件设计中修改起来效率并不高，有时候反而会更费时间。在实际项目完成中，要根据项目本身的要求、设计方案的复杂程度、时间周期等方面来平衡草图表现、二维软件表现、三维软件表现在流程中的作用。

图3-46　笔记本概念设计

练习时间：1～2个月。

通过以上3步的学习，就会使软件成为你自由表达设计创意的工具了。

（2）软件学习的注意事项。在通过软件学习产品设计的过程中，有几个原则要提醒学习者：

1）软件是工具，不能替代设计本身。软件的使用已经渗入设计的全流程，有时候会给设计师带来错觉，以为学会软件，能够做出绚丽的效果就是一个好设计师。实际上，熟练运用软件，仅仅是一个“美工”。软件和画笔一样，都是表达设计创意的工具。关键在于设计思维，需具备洞察用户需求和解决问题的能力。熟练掌握软件的目的，最终还是要使我们的“手”灵巧起来，能够无障碍地表达思考的创意。

2）软件学习贵在精，而非多。前面笔者已经介绍了众多软件，但实际上并不要求，也没必要掌握这么多的软件。在设计流程当中，每一个环节熟练掌握一款设计软件即可。如二维软件中，矢量软件掌握一个，用于绘制二维产品效果图和排版；图像处理软件掌握一个，用于效果图处理。三维软件和渲染软件各掌握一个，用于产品建模和渲染。

3）设计流畅，提高效率，这是最重要的原则。软件掌握和使用的原则是软件之间的衔接要方便，兼容性好。通过不同软件合理配置，使整个设计流程一气呵成，设计师可以专注在设计本身，不会疲于在不同软件之间转换和修改。

最后需说明的是：一般在产品设计流程中，草图部分会将产品设计创意的形态、功能、感觉进行大致定义，细节和完善部分会在二维软件中进行，再由三维软件对其进行修订和更正。有些设计师会将设计流程中的二维软件设计部分省略掉，将产品设计最终效果的设定全部放在三维软件部分。表面上看这样会节省时间，实际上造型设计细节和完善的部分在三维软件设计中修改起来效率并不高，有时候反而会更费时间。在实际项目完成中，要根据项目本身的要求、设计方案的复杂程度、时间周期等方面来平衡草图表现、二维软件表现、三维软件表现在流程中的作用。