淺談計算機輔助汽車造型技術(shù)
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隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和經(jīng)濟水平的增長，人們的經(jīng)濟收入日漸攀升。人們在經(jīng)濟和生活質(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)實現(xiàn)了多部分家庭的常規(guī)配備。汽車造型設(shè)計最初是進行手動進行的，隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用和功能逐漸強大而得以在汽車造型設(shè)計中的使用。本篇文章首先介紹了汽車造型設(shè)計中應(yīng)用的幾種計算機輔助技術(shù)，并闡述其在汽車設(shè)計流程中的作用，最后分析計算機輔助汽車造型設(shè)計的技術(shù)發(fā)展前景。汽車產(chǎn)業(yè)近年來在強大的市場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)計主要是依據(jù)時代的流行趨勢和人民大眾對汽車造型的審美習(xí)慣以及藝術(shù)標準結(jié)合汽車某些方面節(jié)能降耗要求而進行汽車造型設(shè)計的過程。汽車造型設(shè)計目前主要依靠的是計算機軟件輔助下得以實現(xiàn)的。在汽車制造成產(chǎn)的早期大多數(shù)設(shè)計多為手繪圖紙，而隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用因其精準的數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)定和細致的線性繪圖功能的逐漸得到汽車造型設(shè)計的應(yīng)用。事實上，現(xiàn)階段很多設(shè)計行業(yè)都在使用計算機輔助軟件進行產(chǎn)品的設(shè)計，例如建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、服裝設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品的外觀設(shè)計等等方面都在應(yīng)用計算機輔助技術(shù)。
1關(guān)于幾種汽車造型設(shè)計相關(guān)的計算機輔助設(shè)計軟件
目前在設(shè)計領(lǐng)域當中較為流行和常用的軟件包含了CAD設(shè)計軟件、CAID計算機輔助設(shè)計以及CAS計算機輔助汽車造型設(shè)計軟件。CAD是較為寬泛的設(shè)計制圖軟件，其應(yīng)用的領(lǐng)域較廣，包含了建筑工程項目設(shè)計、工業(yè)零部件設(shè)計、機械制造設(shè)計等等方面，能夠滿足多領(lǐng)域的設(shè)計需求。也是使用時間較長的計算機輔助軟件。CAID計算機輔助設(shè)計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)計領(lǐng)域，算是較為新穎的計算機設(shè)計輔助，比較著重與對工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計，其設(shè)計流程、設(shè)計方法、設(shè)計精度和設(shè)計效率較之CAD有了很大程度上的提升和改良，算是CAD的升級版本。而CAS計算機輔助軟件是專門用于汽車造型設(shè)計領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計，其具有極高的汽車設(shè)計數(shù)字化特點和能夠滿足多數(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、視覺影像效果、嘉時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考量。而目前在汽車造型領(lǐng)域當中較為流行的專業(yè)概念的計算機輔助工具要數(shù)-A面。其是在汽車設(shè)計采用CAS設(shè)計周后確定設(shè)計方案并根據(jù)方案數(shù)據(jù)全比例油泥模型進行逆向建模而成的數(shù)字模型構(gòu)建輔助設(shè)計軟件。而且能夠針對一些工程的細節(jié)問題例如分縫線、制造細節(jié)問題進行優(yōu)化和改善曲面質(zhì)量，使汽車造型的曲面達到或超出制造要求（王春波,鄭濤，計算機輔助教學(xué)在汽車造型技術(shù)專業(yè)的探索研究，科技經(jīng)濟導(dǎo)刊,2018年第19期27頁）。
2現(xiàn)代汽車造型設(shè)計過程中對于計算機輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用
任何一款新型汽車的開發(fā)和設(shè)計都極為復(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)計一款新型汽車首先需要進行市場的車型定位，即定位消費人群，人群消費傾向、年齡特點、喜好傾向等方面的調(diào)查，然后是進行初期的市場調(diào)查定位分析，分析目前流行或人們大眾偏好的風格或車型、功能等條件。其次是進行初期的車型草圖繪制，初步建立模型效果圖繪制，并進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行小比例的模型制作，再根據(jù)分析和要求進行反復(fù)的調(diào)整，在經(jīng)過初期和反復(fù)的調(diào)整之后再進行全比例的汽車模型構(gòu)建，然后根據(jù)實際的要求和修改意見進行再次的反復(fù)調(diào)整和修改，并建立多方位的特征截面圖，最后設(shè)計出總的布置詳圖等。在計算機輔助技術(shù)未研發(fā)和普及的時代，汽車設(shè)計工作需要大量的設(shè)計人員和通過幾輪的事物模型進行整體形態(tài)和細節(jié)部分的分析、推敲和慎重的判斷，這些汽車設(shè)計的事物模型制造周期極為漫長，期間還要進行細節(jié)部分的隨時調(diào)整，所涉及的人力和物力極為龐大。尤其是在新的市場需求建立之后傳統(tǒng)的汽車設(shè)計開發(fā)流程根本無法滿足市場要求，所有設(shè)計過程都需要重新建立，計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用極大的縮減了設(shè)計成本和時間成本，其也是時展所帶來的益處（宋為真，關(guān)于計算機輔助汽車造型技術(shù)的分析，通訊世界,2017年第11期88-89頁）。應(yīng)用了計算機輔助設(shè)計之后的汽車造型設(shè)計流程簡化了很多，首先是車型定位，然后是市場汽車元素和目標客戶群體定位和偏好調(diào)查，其次是進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、細節(jié)研究、評審和全比例模型模型的制作。在進入后期的A面模型階段之后再進行工程、制造的數(shù)據(jù)配合和市場滿足和質(zhì)保等要求的高質(zhì)量曲面設(shè)計效果調(diào)查。這一整套流程當中最大的時間成本是模型的建造。與傳統(tǒng)的設(shè)計驗證過程相比其實物模型的建設(shè)都是在設(shè)計確定之后，傳統(tǒng)的設(shè)計過程中還包含了法律法規(guī)的相關(guān)規(guī)定和實際驗證、結(jié)構(gòu)剛度試驗，除去一些外飾件和內(nèi)飾件以及發(fā)動機、地板等諸多零部件以外都要進行實物模型的制作（趙曉宇，計算機輔助造型設(shè)計在汽車設(shè)計中的作用，時代汽車,2017年第10期20-21頁）。而有了CAS計算機輔助的加入后節(jié)省了大部分的實物建模時間，通過數(shù)字建模就能夠?qū)崿F(xiàn)多項實物模型的模擬試驗，極大的節(jié)省了成本投入。而且也提高了設(shè)計研發(fā)汽車造型的精度和靈活性，也降低了設(shè)計時間和所涉及的人力資源消耗。
3計算機輔助設(shè)計下的汽車產(chǎn)銷之間的關(guān)系分析
CAS主要的應(yīng)用優(yōu)勢是數(shù)字建模以及對設(shè)計的進準表達以及實物模型的精準構(gòu)建。其在設(shè)計過程中能夠根據(jù)大部分的市場定位和客戶群體性傾向進行設(shè)計的準確風格定位，同時也能夠在功能上加以強化和改善。并將設(shè)計時的設(shè)計理念和設(shè)計意圖的高品質(zhì)曲面數(shù)據(jù)進行完整的表達。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際效果的實時影像，再結(jié)合動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)缺點展現(xiàn)給人們，以便于決策層和消費者們進行篩選和意見的提?。ㄖ煲?，造型設(shè)計的復(fù)雜性問題與設(shè)計計算，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)計研發(fā)工序的無縫對接。其所設(shè)計的模型數(shù)據(jù)都是采用的特定格式進行數(shù)據(jù)共享和的。并在PDM上產(chǎn)生位移的零件號和版本號，汽車制造工程部門會依據(jù)這些設(shè)計的準確數(shù)據(jù)進行信息提取，并結(jié)合其它的功能要求進行性能上的試驗，例如安全、質(zhì)保水平、電子電器功能、發(fā)動機性能配備等多方項的考量與分析之后再根據(jù)分析結(jié)果進行可行性分析、安全法規(guī)程度驗證、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)計過程研究與計算機輔助系統(tǒng)構(gòu)建，湖南大學(xué)學(xué)位論文,2014年）。同樣，計算機輔助軟件在市場推廣方面也獨具優(yōu)勢，其能夠直接將新車展現(xiàn)在消費者面前，并全方位、立體的展示，不會受到天氣、場地因素的限制，其宣傳推廣成本也得到了大幅度的節(jié)省。
4計算機輔助軟件的未來發(fā)展趨勢
從汽車造型設(shè)計角度來講，未來設(shè)計輔助將會逐漸向智能化、更具真實感的虛擬現(xiàn)實化的方向發(fā)展，對汽車設(shè)計的概念也會逐漸更加深入的認知，對汽車造型設(shè)計的模擬也必將會達到更高的高度。屆時，計算機輔助設(shè)計技術(shù)會實現(xiàn)更加自然的人機互動交流，設(shè)計方案也將更加具備創(chuàng)新性質(zhì)。甚至實現(xiàn)高度的智能集成設(shè)計。汽車行業(yè)也必將在這一助力下實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的整體生命周期性的設(shè)計模式，將概念設(shè)計的結(jié)果集成為更具時代特征和功能特點的新概念方案（程遠，基于計算機輔助工業(yè)設(shè)計的汽車造型的人性化設(shè)計，貴州大學(xué)學(xué)報(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)計標準的不斷提升，很多計算機軟件開始逐漸向?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)計功能逐漸強大，而且所呈現(xiàn)的視覺效果也更加立體和直觀。設(shè)計也更為精密和復(fù)雜。未來計算機輔助軟件在汽車造型設(shè)計中必然會更加快捷和高質(zhì)量的運用，且在功能上也會更加全面和強大。
作者：陳亮 單位：淄博市技師學(xué)院交通工程系