淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助汽車造型技術(shù)
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隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的增長，人們的經(jīng)濟(jì)收入日漸攀升。人們?cè)诮?jīng)濟(jì)和生活質(zhì)量的雙重刺激向逐漸開始追求生活的品質(zhì)。汽車，是人們出行的交通工具，目前隨著人們生活水平的提升而開始得到廣泛的普及?；疽呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了多部分家庭的常規(guī)配備。汽車造型設(shè)計(jì)最初是進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)行的，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和功能逐漸強(qiáng)大而得以在汽車造型設(shè)計(jì)中的使用。本篇文章首先介紹了汽車造型設(shè)計(jì)中應(yīng)用的幾種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，并闡述其在汽車設(shè)計(jì)流程中的作用，最后分析計(jì)算機(jī)輔助汽車造型設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展前景。汽車產(chǎn)業(yè)近年來在強(qiáng)大的市場(chǎng)體制和用戶需求的刺激下得以快速的發(fā)展，我國的汽車制造業(yè)在技術(shù)上也逐漸發(fā)展成熟，越來越多的國產(chǎn)汽車產(chǎn)品得到了人們的青睞。而汽車造型設(shè)計(jì)主要是依據(jù)時(shí)代的流行趨勢(shì)和人民大眾對(duì)汽車造型的審美習(xí)慣以及藝術(shù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合汽車某些方面節(jié)能降耗要求而進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)的過程。汽車造型設(shè)計(jì)目前主要依靠的是計(jì)算機(jī)軟件輔助下得以實(shí)現(xiàn)的。在汽車制造成產(chǎn)的早期大多數(shù)設(shè)計(jì)多為手繪圖紙，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用因其精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)定和細(xì)致的線性繪圖功能的逐漸得到汽車造型設(shè)計(jì)的應(yīng)用。事實(shí)上，現(xiàn)階段很多設(shè)計(jì)行業(yè)都在使用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，例如建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)等等方面都在應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。
1關(guān)于幾種汽車造型設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件
目前在設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中較為流行和常用的軟件包含了CAD設(shè)計(jì)軟件、CAID計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及CAS計(jì)算機(jī)輔助汽車造型設(shè)計(jì)軟件。CAD是較為寬泛的設(shè)計(jì)制圖軟件，其應(yīng)用的領(lǐng)域較廣，包含了建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工業(yè)零部件設(shè)計(jì)、機(jī)械制造設(shè)計(jì)等等方面，能夠滿足多領(lǐng)域的設(shè)計(jì)需求。也是使用時(shí)間較長的計(jì)算機(jī)輔助軟件。CAID計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件就具有了一定的專業(yè)適用領(lǐng)域，其主要是應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，算是較為新穎的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助，比較著重與對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)效率較之CAD有了很大程度上的提升和改良，算是CAD的升級(jí)版本。而CAS計(jì)算機(jī)輔助軟件是專門用于汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，其具有極高的汽車設(shè)計(jì)數(shù)字化特點(diǎn)和能夠滿足多數(shù)汽車行業(yè)的特殊要求。汽車造型設(shè)計(jì)不但需要具備極高的穩(wěn)定性考慮，還要結(jié)合一定的藝術(shù)美感和空間美學(xué)的融入。因此需要能夠滿足大眾的眼光和審美觀，還要能夠起到獨(dú)特性魅力的作用。此外還需要考慮汽車的材料屬性和工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定等條件，還要包括車輛駕駛體驗(yàn)、視覺影像效果、嘉時(shí)速度等多方面的考慮。尤其是在行駛速度、行車平溫度和是否增加油耗等方面更加需要重點(diǎn)考量。而目前在汽車造型領(lǐng)域當(dāng)中較為流行的專業(yè)概念的計(jì)算機(jī)輔助工具要數(shù)-A面。其是在汽車設(shè)計(jì)采用CAS設(shè)計(jì)周后確定設(shè)計(jì)方案并根據(jù)方案數(shù)據(jù)全比例油泥模型進(jìn)行逆向建模而成的數(shù)字模型構(gòu)建輔助設(shè)計(jì)軟件。而且能夠針對(duì)一些工程的細(xì)節(jié)問題例如分縫線、制造細(xì)節(jié)問題進(jìn)行優(yōu)化和改善曲面質(zhì)量，使汽車造型的曲面達(dá)到或超出制造要求（王春波,鄭濤，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在汽車造型技術(shù)專業(yè)的探索研究，科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2018年第19期27頁）。
2現(xiàn)代汽車造型設(shè)計(jì)過程中對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用
任何一款新型汽車的開發(fā)和設(shè)計(jì)都極為復(fù)雜，需要考慮的因素眾多，影響因素也十分復(fù)雜。通常設(shè)計(jì)一款新型汽車首先需要進(jìn)行市場(chǎng)的車型定位，即定位消費(fèi)人群，人群消費(fèi)傾向、年齡特點(diǎn)、喜好傾向等方面的調(diào)查，然后是進(jìn)行初期的市場(chǎng)調(diào)查定位分析，分析目前流行或人們大眾偏好的風(fēng)格或車型、功能等條件。其次是進(jìn)行初期的車型草圖繪制，初步建立模型效果圖繪制，并進(jìn)行多款車型的草圖繪制以便提供篩選，在初步選定汽車造型后進(jìn)行小比例的模型制作，再根據(jù)分析和要求進(jìn)行反復(fù)的調(diào)整，在經(jīng)過初期和反復(fù)的調(diào)整之后再進(jìn)行全比例的汽車模型構(gòu)建，然后根據(jù)實(shí)際的要求和修改意見進(jìn)行再次的反復(fù)調(diào)整和修改，并建立多方位的特征截面圖，最后設(shè)計(jì)出總的布置詳圖等。在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)未研發(fā)和普及的時(shí)代，汽車設(shè)計(jì)工作需要大量的設(shè)計(jì)人員和通過幾輪的事物模型進(jìn)行整體形態(tài)和細(xì)節(jié)部分的分析、推敲和慎重的判斷，這些汽車設(shè)計(jì)的事物模型制造周期極為漫長，期間還要進(jìn)行細(xì)節(jié)部分的隨時(shí)調(diào)整，所涉及的人力和物力極為龐大。尤其是在新的市場(chǎng)需求建立之后傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)開發(fā)流程根本無法滿足市場(chǎng)要求，所有設(shè)計(jì)過程都需要重新建立，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用極大的縮減了設(shè)計(jì)成本和時(shí)間成本，其也是時(shí)展所帶來的益處（宋為真，關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助汽車造型技術(shù)的分析，通訊世界,2017年第11期88-89頁）。應(yīng)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)之后的汽車造型設(shè)計(jì)流程簡化了很多，首先是車型定位，然后是市場(chǎng)汽車元素和目標(biāo)客戶群體定位和偏好調(diào)查，其次是進(jìn)行草圖的繪制和效果圖制作，其三是在經(jīng)過效果圖篩選后進(jìn)行數(shù)字化建模方案和小比例油泥模型制作，然后經(jīng)過數(shù)字化渲染、展示、細(xì)節(jié)研究、評(píng)審和全比例模型模型的制作。在進(jìn)入后期的A面模型階段之后再進(jìn)行工程、制造的數(shù)據(jù)配合和市場(chǎng)滿足和質(zhì)保等要求的高質(zhì)量曲面設(shè)計(jì)效果調(diào)查。這一整套流程當(dāng)中最大的時(shí)間成本是模型的建造。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程相比其實(shí)物模型的建設(shè)都是在設(shè)計(jì)確定之后，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中還包含了法律法規(guī)的相關(guān)規(guī)定和實(shí)際驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)剛度試驗(yàn)，除去一些外飾件和內(nèi)飾件以及發(fā)動(dòng)機(jī)、地板等諸多零部件以外都要進(jìn)行實(shí)物模型的制作（趙曉宇，計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)在汽車設(shè)計(jì)中的作用，時(shí)代汽車,2017年第10期20-21頁）。而有了CAS計(jì)算機(jī)輔助的加入后節(jié)省了大部分的實(shí)物建模時(shí)間，通過數(shù)字建模就能夠?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)實(shí)物模型的模擬試驗(yàn)，極大的節(jié)省了成本投入。而且也提高了設(shè)計(jì)研發(fā)汽車造型的精度和靈活性，也降低了設(shè)計(jì)時(shí)間和所涉及的人力資源消耗。
3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)下的汽車產(chǎn)銷之間的關(guān)系分析
CAS主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是數(shù)字建模以及對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)準(zhǔn)表達(dá)以及實(shí)物模型的精準(zhǔn)構(gòu)建。其在設(shè)計(jì)過程中能夠根據(jù)大部分的市場(chǎng)定位和客戶群體性傾向進(jìn)行設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確風(fēng)格定位，同時(shí)也能夠在功能上加以強(qiáng)化和改善。并將設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)意圖的高品質(zhì)曲面數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的表達(dá)。在數(shù)據(jù)制作結(jié)束之后也能夠通過渲染軟件將模型制作成為具有實(shí)際效果的實(shí)時(shí)影像，再結(jié)合動(dòng)畫采取投影的形式將其直觀的展現(xiàn)在人們的面前，最大程度上將汽車造型的所有優(yōu)缺點(diǎn)展現(xiàn)給人們，以便于決策層和消費(fèi)者們進(jìn)行篩選和意見的提取（朱毅，造型設(shè)計(jì)的復(fù)雜性問題與設(shè)計(jì)計(jì)算，湖南大學(xué)學(xué)位論文,2015年）。在工程制造方面。CAS的功能和模型數(shù)據(jù)也能夠?qū)崿F(xiàn)與其他設(shè)計(jì)研發(fā)工序的無縫對(duì)接。其所設(shè)計(jì)的模型數(shù)據(jù)都是采用的特定格式進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和的。并在PDM上產(chǎn)生位移的零件號(hào)和版本號(hào)，汽車制造工程部門會(huì)依據(jù)這些設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取，并結(jié)合其它的功能要求進(jìn)行性能上的試驗(yàn)，例如安全、質(zhì)保水平、電子電器功能、發(fā)動(dòng)機(jī)性能配備等多方項(xiàng)的考量與分析之后再根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行可行性分析、安全法規(guī)程度驗(yàn)證、流體力學(xué)研究和人際工程學(xué)分析等方面的考量（鄒方鎮(zhèn)，汽車造型設(shè)計(jì)過程研究與計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)構(gòu)建，湖南大學(xué)學(xué)位論文,2014年）。同樣，計(jì)算機(jī)輔助軟件在市場(chǎng)推廣方面也獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，其能夠直接將新車展現(xiàn)在消費(fèi)者面前，并全方位、立體的展示，不會(huì)受到天氣、場(chǎng)地因素的限制，其宣傳推廣成本也得到了大幅度的節(jié)省。
4計(jì)算機(jī)輔助軟件的未來發(fā)展趨勢(shì)
從汽車造型設(shè)計(jì)角度來講，未來設(shè)計(jì)輔助將會(huì)逐漸向智能化、更具真實(shí)感的虛擬現(xiàn)實(shí)化的方向發(fā)展，對(duì)汽車設(shè)計(jì)的概念也會(huì)逐漸更加深入的認(rèn)知，對(duì)汽車造型設(shè)計(jì)的模擬也必將會(huì)達(dá)到更高的高度。屆時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)更加自然的人機(jī)互動(dòng)交流，設(shè)計(jì)方案也將更加具備創(chuàng)新性質(zhì)。甚至實(shí)現(xiàn)高度的智能集成設(shè)計(jì)。汽車行業(yè)也必將在這一助力下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整體生命周期性的設(shè)計(jì)模式，將概念設(shè)計(jì)的結(jié)果集成為更具時(shí)代特征和功能特點(diǎn)的新概念方案（程遠(yuǎn)，基于計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的汽車造型的人性化設(shè)計(jì)，貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014年第1期123-125頁）。
5結(jié)束語
隨著專業(yè)性要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，很多計(jì)算機(jī)軟件開始逐漸向?qū)I(yè)化應(yīng)用方向發(fā)展，汽車造型軟件也不例外，其設(shè)計(jì)功能逐漸強(qiáng)大，而且所呈現(xiàn)的視覺效果也更加立體和直觀。設(shè)計(jì)也更為精密和復(fù)雜。未來計(jì)算機(jī)輔助軟件在汽車造型設(shè)計(jì)中必然會(huì)更加快捷和高質(zhì)量的運(yùn)用，且在功能上也會(huì)更加全面和強(qiáng)大。
作者：陳亮 單位：淄博市技師學(xué)院交通工程系