数字化环境设计(6篇)
时间:2025-11-03
时间:2025-11-03
(一)数字媒体环境下,艺术设计的一个重要特征是互动性
互动指的一种相互使彼此发生作用或者变化的过程。传统艺术设计互动指的是艺术设计者和制造者以及使用者之间的互动,媒体主要是两者互动的一个中介,只是传输信息,所以制造者或者使用者被动接受艺术设计作品,此种互动带来的相互作用和变化很小。可是在数字媒体环境下,数字技术以及数字媒体自身就具备交互性,拓展了人与人之间的互动,发展成为人-机-人、人-物-人等不同形式的互动。多种互动方式突破了传统媒体下的互动方式,促使艺术设计者和制造者或者使用者之间的互动转变为艺术设计者-作品-制造者或者使用者之间的互动,制造者和使用者不再被动的接受艺术作品,而是主动参与到艺术作品创作中,主要是通过反馈的形式参与作品的创作。此种互动转变了制造者或者使用者的角色,他们的参与也增加了艺术设计者的灵感,促使艺术作品更加完美,更具实用性和艺术性。
(二)数字媒体环境下视觉传达的艺术设计形式和内容更加广泛
视觉传达设计是利用视觉媒体表现并传达给观众的设计,在艺术设计中占有重要位置。因为视觉传达主要是传达信息,因此媒体和视觉传达设计之间是互动的,媒体可以体现出设计,也限制了设计;设计受限于媒体,也推动了新媒体的产生。数字媒体和传统媒体是不同的,转变了传统媒体的视觉传达形式,拓展了视觉传达设计的内容,由单一媒体的视觉传达转变为多媒体的视觉传达,由静态化的视觉传达转变为动态化的视觉传达,由二维平面的视觉传达转变为三位视觉传达,甚至四维视觉传达,由印刷设计产品转变为虚拟平台的产品。数字媒体和传统媒体相比获得了很大的发展,促使艺术设计发展到超越时空的创作思考领域,新媒体的数字化特点可以简便改写或者决定新的表达方式。此外,多样性的数字媒体更加完整的传达和呈现了创作者的观念想法以及情感。
(三)数字媒体环境下,多样化的艺术设计手段提供了新的艺术设计思维
艺术设计的出发点是艺术,可是艺术设计也会接触到技术问题。传统艺术设计主要以手工书写或者绘制的方式完成艺术设计,此项工程是巨大的,需要长期完成。在进行设计时,各种设计工具和繁琐的创作程序,此外手工书写速度较慢等都会限制艺术设计者的创作思维。可是在数字媒体环境下,各种新技术不断出现,例如虚拟技术等,这些技术都广泛应用于艺术设计,促使艺术设计得到了跨越式发展,也解放了艺术设计者的思维。”所见即所得”的方式促使艺术设计人员的思维任意游历于各种和创作主题有关的虚拟情景中,然后找准创作点进行创作,创作出具有创新性和个性的艺术作品。数字媒体大大提高了艺术设计的手段,也为艺术设计人员提供了新的创作思维。
二、数字媒体环境下艺术设计的思考
一、现有图书馆信息系统的问题
我校和其他几个兄弟院校现有的图书馆信息系统已经使用多年,时间带来的问题逐渐显现出来。
首先,原有系统的软、硬件组件都已老旧。这些组件已经逐步达到它们的生命周期,服务和维护都得不到保障。
其次,落后的技术不能适应当今网络时代用户随时随地方便地访问服务的要求。
最后,现在的系统性能已经显得不足。几年前系统配置的计算资源与当时的师生数量、图书馆藏和使用方式相适应。经过多年的发展,学校规模不断扩大,主机的计算资源已经无法提供预计的数据量和访问量的性能要求。
二、解决问题的思路和目标
为了提升图书馆信息化服务的水平,我们必须要更新图书馆信息系统。更新建议采取分阶段逐步建设和完善的方式。我建议可分为三个阶段进行,目前主要的是第一阶段。这个阶段应包括以下项目和目标:
首先,更新硬件基础设施。
数字化图书馆平台的硬件基础是新的数据中心,包括满足电力、网络和环境要求的数据中心机房和符合应用架构的服务器硬件。在第一阶段中,建设数据中心基础硬件平台的目标是通过新建或改造提供满足要求的数据中心机房,以及采购、安装满足第一阶段软件部署要求的服务器设备。
其次,部署新的图书馆信息应用。
第一阶段软件架构建设目标是选择合适的图书馆信息系统软件,我校应选择更为先进和科学的图书馆信息管理系统。新的应用系统需要和新的硬件基础设施匹配,完成部署,进行优化和调试。
三、数字化图书馆平台设计的详细建议
数字化图书馆平台是构建新系统的基础和核心,主要包括如下两个主要的方面:一是数据中心的设计和建设,这是整个系统的硬件基础架构,是基石和骨架。二是软件系统的设计和建设,这是整个系统的实现业务要求的主要部分,是整个系统的灵魂。下面我们将逐一详述。
1.数据中心的设计和建设
数据中心是数字图书馆应用服务运行的环境。现在的图书馆信息系统通常采用多层的B/S应用体系,本节根据多层应用体系简单介绍一下保障数字图书馆平台稳定运行的数据中心环境的设计原则。
数据中心为数字图书馆平台提供的环境主要是运行环境和网络环境。运行环境是指场地、空调、供电等机房设施。网络环境是指提供客户端与提供服务的主机以及各个服务器主机之间连接的网络基础设施。
下面简述数据中心主要需要考虑的设计策略:
(1)电源供应部署策略
如果条件允许,建议数据中心能够提供多路供电设备,形成多回路分别为服务器供电。如下图采用双回路供电:
(2)网络环境策略
数据中心的网络环境将大量最终用户的请求汇聚到在数据中心部署的多层服务体系的服务器主机上。为了支持这种服务方式,网络环境需要提供如下的支持:
负载均衡能力(见下图),域名解析(DNS)能力,子网划分能力等相关能力。
2.数字图书信息系统设计建议
北京工业大学数字图书馆项目预计采用Sirsi公司的图书信息系统。该系统开发和部署使用流行的多层应用架构:前端的展示和业务逻辑层负责接收和处理用户请求,后端的数据服务实现业务对象的持久保存。我们根据Sirsi公司的图书信息系统的构建技术给出相适应的基础平台的建议。
数字图书馆软件系统是一个复杂的系统,整个系统的设计应该按照SOA的理念进行设计和实施。主要的策略是:
建立数据从创建、在线运行到归档的全生命周期管理模型。
建立可靠的、高性能的支持数据全生命周期连续运行的软件环境。
保证软件平台足够的扩展能力以适应未来发展的需要。
从横向的功能上来看应该有统一报表统计分析功能,图书馆检索功能,视频点播功能等重要的功能。从纵向的服务来看应用分为web服务层,应用逻辑服务层,数据库服务层,数据存储层这个四个层次。
其中数据库服务层是重点,数据库服务层包含数据库硬件环境和数据库软件环境。
数据库服务水平最重要的指标是连续运行的能力。现在最有效的保证数据库服务可靠性的方法是组件冗余。这不但包括前面提到的供电、网络等数据中心硬件基础设施,也要求数据库服务运行的服务器平台不能出现单点故障。因此,首先数据库服务子环境必须是多服务器节点组成的高可用集群,另外集群中的每个节点也需要具有很高的可靠性,通常要求服务器主机主要的硬件组件和数据I/O通道冗余。
四、总结
通过立体的、系统的基于先进的SOA理念的设计思路和方法,我们可以给现在陈旧僵化的数字图书馆注入新的活力。
(作者单位北京市中医学校)
【关键词】新媒体传播环境数字媒体专业发展
在新媒体传播环境下,市场上的数字多媒体大致可以分成三维动画、二维以及漫画媒体。从本质结构来看,主要包括声、文、图、像等数字化多媒体。在此过程中,平面媒体主要应用于数字广告、印前设计以及桌面出版,其是传统的应用基础。二维、三维、媒体漫画一般应用于多媒体出版物;二维、三维的电子游戏、有声读物以及数字动画等则是新型的应用产业。从目前的新媒体传播环境来看,动画、平面媒体与漫画在数字媒体中都具有广泛的应用领域。
一、多媒体专业教学现状
受多媒体技术影响,目前多媒体专业的人才正以逐年上升的趋势增加,同时,也让多媒体专业人才与产业发展出现矛盾。随着时代的快速发展,在新媒体传播环境中,合格的数字媒体人才必须拥有对应的设计思想以及服务理念,这就对传统的创造教育以及艺术设计带来了影响。数字媒体技术在成为媒体专业设计的主流时,也让设计向着多元化等视觉方向发展,同时这也让设计过程变得更加快捷、迅速;通过轻松地展现设计创意,让设计师能够拥有更多的时间与精力进行创新与构思。同时,这也弥补了传统绘画造成的局限,通过用屏幕与鼠标代替画纸与笔,让设计者的创造力与想象力直接面对高科技。
近年来,很多工科类与设计类院校创办了多媒体设计必修课程,在课程教学的过程中,通过数字化处理、图形设计、模拟环境、图形录入、草图设计等环节对数值化进行有效处理,这也是体现设计创意的过程。
但是,在教学过程中也出现了很多问题,例如,在教学过程中学生对多媒体软件缺乏主动性,从而不能正确驾驭软件;也有部分学生过分依赖软件,将大量时间放在电脑上,在致力于成为操作强手的同时,却忽视了创新过程。因此,在现代教学中,必须正确审视现代多媒体设计与教学过程。
二、数字媒体教学存在问题
在新媒体传播环境中,数字创新为艺术设计以及视觉表现都提供了新的视觉领域,其要求从传统的设计层面转换到数字层面;通过多媒体标准化使用,对现代艺术进行创新,并且将影像、图像、影音作为视觉设计的趋势。但是,在日新月异的设计环境下,很多功能需要我们完善,主要表现在以下几方面。
(一)忽略了设计理念与文化
在传统的多媒体专业教学中,由于过于注重技术操作,忽略了设计理念以及文化应用,从而出现轻设计、重技术的局面。在设计创新中,它包含了整合、分析、创意以及多种思维的表达过程,而运用多媒体进行思维创新,就像电脑始终不能代替人脑一样,创新思维在整个数字媒体专业教学中都具有不可置疑的作用。
(二)缺乏案例教学,和数字媒体行业脱节
新媒体环境下的数字媒体专业案例教学,对培养学生的专业能力具有重要作用。通过教学案例,不仅能将涉及软件与知识有机整合起来,还能让学生融会贯通,进一步加深学习过程。一旦这个环节缺失,就会让教学活动始终停留在理论层面,从而与实践以及未来发展脱离。
针对上述现象,为了避免教学脱节,必须利用鲜明的教学案例以及活动,不断引导学生对多媒体专业教学技术以及设计进行正确的理解与定义。因此,在教学中,教师应该以成功案例引导学生对教学内容进行理解。在讨论、构思、制作方案的过程中,提高学生设计热情以及创新过程;通过提高学生整体素质以及综合技术能力,增强学生对社会的了解过程,从而带动教学发展。
三、新媒体传播环境下的数字媒体专业改进以及发展方向
(一)充分应用远程教育特征,增强学生动手能力
从目前的专业发展以及就业形势来看,多媒体技术正在以不可估量的速度发展,在各种新技术涌现的同时,也和有限的个人学习形成了强烈对比;也就是日益增加的多媒体教学内容不可能完全掌握技术操作。在这过程中,有限的教学能力以及老化的教学方法与教学过程都制约着多媒体软件教学。除此之外,在进入专业教学的过程中,传统教育已经在教学过程中形成强大的覆盖面与影响面,如果将课程学习局限于教师对内容的传授,就会影响教学成果。针对这种现象,为了顺应时展要求,必须扩散教学方式,通过增强自主学习能力,不断提高学生的技能训练。
另外,也可以利用互联网、广播电视等多种教学环境,拓展学生知识面。在鼓励学生学习的同时,利用互联网对相关知识进行联系,对制作技巧、教材进行有效探索,这样不仅能扩宽知识容量,还能提升学习主动性。
(二)普及实践与案例教学,优化教学结构
从现代教学环境来看,它要求培养出知识面更加宽广的操作者与设计者。在平面设计中,完整的平面技术,不仅包含数码图像,还包括图形输出、输入、图文编排、色调分析以及印刷技术等一系列的专业知识。为了进一步完善学生知识体系,除了必须培养学生的数码图像外,还必须根据平面设计要求,对相关知识进行拓展与延伸。所以在数字媒体专业教学中,必须根据案例制作对应的理论知识,通过对数字图像进行输出、分析、准备、制作,从根本上保障技术结构。
(三)极强专业制作与多媒体设计思考
在新媒体传播环境下,使用案例化教学能锻炼学生应用能力,让学生从系统、整体的角度对多媒体制作与设计进行流程把控,从而更好地服务于社会。而将现有课程以及专业知识结合起来,能为学生提供更多的思考空间,丰富技能体系,提高实践信度、深度与广度,更好地掌握相关技能知识。
结语
数字媒体专业作为一项系统、复杂的教学内容,随着信息时代的深入,将多媒体作为传播媒介已经渗透到各个方面。因此,在新媒体传播环境下,必须根据发展过程、现状以及存在的问题,从各方面改善数字媒体专业,加强媒体产业创新,推动数字媒体设计以及制作产业的发展。
参考文献:
[1]叶福军,潘瑞芳.浅谈我国高校数字媒体专业的建设状况[J].新闻界,2010(5).
[2]李宣,秦丹.基于威客的数字媒体专业实践教学体系初探[J].中国电化教育,2012(7):.
[3]魏江江.数字媒体专业教材建设研究[J].科技与出版,2011(10).
数字技术是指通过对0和1两个数字的应用,进一步完成数字编码,并利用诸多设备,如电子计算机及通信卫星设备等,从而达到传输及处理信息的一种技术。数字技术涵盖诸多,如数字编码、数字传输以及数字调制解调技术等均属于数字技术的范畴。数字技术能够使数字实现信息化,在一般情况下人们又会将数字技术成为数码技术及计算机技术等。基于环境艺术设计中对数字技术加以应用,便是通过数字信息传达环境设计中需要描述的图、文及声像等。属于环境艺术设计中的一种辅助设计手段或方法。将数字技术合理、科学地应用在环境艺术设计当中,能够体现出先进的设计风格,显然这将是未来环境艺术设计的一大必然趋势。
2环境艺术设计中数字技术的具体应用探究
(1)设计师理念的更新。随着数字技术的出现,设计师们在环境艺术设计中产生了许多新的想法,并且会在以往设计的基础上,融入数字技术,从而进行全新的尝试。对于设计师来说,为了使数字技术能够合理、有效地应用在环境艺术设计过程中,也对自身又了更高的要求,比如数字技术的应用必须能够起到改善环境艺术设计及优化环境艺术设计的作用。要充分解决传统设计观念与现代设计观念之间存在的矛盾。这样,数字技术才能够顺利地在环境艺术设计中加以应用。对于环境艺术设计来说,属于艺术及科学两者的有机融合,环境艺术设计之所以能够迅速发展起来,与相关技术的融入是存在较为密切的关联性的。数字技术的融入,为环境艺术设计的创作提供了全新的理念,同时也丰富了设计内涵,使得设
计的美观、舒适感及艺术效果得到有效增强。对于设计师来说,需要重视社会中新技术的出现,认清新技术的价值作用及优势,充分利用,方能使设计效果更加优化,更具艺术感及层次感。(2)数字技术使环境艺术设计步伐加快。数字技术在环境艺术设计中的应用是非常突出的,利用数字技术能够对文字进行有效处理,同时也可以对图形及图像进行有效处理,与传统模式下的环境艺术设计是极为不同的。对于一些刚刚接触环境艺术设计的人而言,能够很好地应用数字技术,并且传达出很好的效果。具体来说,数字技术的融入使得环境艺术设计的步伐得到有效加快。环境艺术设计理念是满足消费者的生活需求的,我们知道传统模式下的环艺设计采取手工绘图的发光法的,这样修改起来就显得较为麻烦,而用数字技术取代传统的手工绘图便能够使后期设计修改更为简单,并且还使得设计更加精准、规范,进一步为设计艺术效果的完美传达提供了有效依据。
(3)数字技术使环境艺术设计速度得到有效加快。在环境艺术设计过程中,充分利用数字技术,能够使图像声音及文字以数字的形式传达出来,这样便能够为设计者构象及方案的成立提供便利。并且还方便设计的修改。数字技术通过部分先进的图形展现技术,让技术和艺术很好地融合在仪器,从而使数字技术的优势充分展现出来。与此同时,通过与传统白描及渲染等技巧的融合,数字技术更加具备表现力及感染力,从而使环境艺术作用更具层次感及优越感。大致上分析,数字技术使环境艺术设计速度得到有效加快,改善了传统手工绘图难以修改的缺陷,使得环境艺术设计效率得到有效提升。
(4)数字技术使环境艺术设计在市场的竞争力度得到有效增强。数字技术中的图文、声像等信息均是一类以数据格式存储的数字文件,通过对有关图形软件的应用,便能够对这些数字文件进行有效转换,用户便能够将这些数字格式的文件调出来,并进行加工处理,进一步使环境艺术设计的效果得到有效增强。在环境艺术设计中融入数字技术,能够使设计成本得到有效降低,同时减低设计错误率,使设计质量得到有效提升,进一步使设计作品在同类设计作品中的竞争力度得到有效增强。充分融入数字技术,对作品的复制拷贝也是极为便利的,同一类稳健能够进行反复印刷及打印,不会导致文件受到损坏,很好地保护了文件的质量。与此同时,通过与网络互交技术及信息传输技术的融合,还能够实现远程文件共享,从而使工作效率得到有效提升。大致上分析,在环境艺术设计中充分利用数字技术,能够使设计产品在市场竞争中的地位得到有效提升,能够提高业主的满意度,从而赢取业主的充分信任。
3结语
关键词:数字技术;风景园林;计算机辅助设计;遥感;全球定位系统;地理信息系统
1数字技术在风景园林中的作用和功能
1.1资料收集、数据共享与信息交流
应用多媒体技术和网络技术,各园林科学研究单位、高等院校、规划设计单位、园林生产单位之间,可以进行科学研究、规划设计、远程教学等方面的广泛交流与合作,包括在网络上实现信息目录检索与查询、风景园林信息、方案征集、网络会议、网上方案评审等。全国乃至全球风景园林领域内的网络用户都可以通过互联网实现风景园林信息的共享,这对于促进全球的风景园林业发展具有重要意义。
1.2空间分析与信息提取
地理信息系统(GIS)为风景园林专业人员提供了直观而理性的空间分析工具。通过GIS对遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)等收集的各种资料进行各种领域的信息提取分析,可以在风景评价和规划中建立所需的空间数据库,并可以对各种信息进行提取查询,可以将反映基地的各种景观要素信息进行统计,可以对各地图要素进行操作、编辑、提取和输出。
1.3景观表达
运用电子信息数据形式来描述景观,主要有两种形式:一种是静态形式,一种是动态形式。
1.4景观评价
采用“3S”技术,能够更客观地对景区的资源状况进行评价。
1.5植物选择
园林设计师应具备选择适宜不同场合植物的能力。
1.6动态监测与管理
利用不同时期的遥感图像,通过GIS软件的叠加分析,可以对区域绿地变迁、城市绿地发展、风景园林建设进行动态监测,这对于营造大地景观,促进城市绿化,控制绿地流失,建设人居环境具有重要意义。
1.7虚拟园林
1.8远程设计、施工与管理
在将来,通过计算机网络及相关技术,园林设计师可以方便地进行千里之外的基地设计、施工与管理。
2风景园林数字化的内容及方法
根据风景园林及其规划设计的特点,笔者认为风景园林数字化的内容应包括风景园林规划设计的数字化、风景园林实景的数字化——即风景园林实景的三维模拟以及风景园林规划设计的文字信息、风景园林的主题及景点介绍等相关信息的数字化三部分。具体内容及相应方法分别介绍如下:
2.1风景园林规划设计的数字化
在设计工作实践中,人们需要对设计效果的可预见性,需要大量的表现图和信息化的资料来表达园林景观设计的意图,希望在未建成之前,就能看到其设计效果,及时地根据功能需要,艺术要求,环境条件等因素进行修改,以利领导或甲方对设计的方案提出建议和决策。数字化技术的飞速发展,计算机日益更新换代,给园林景观设计意图的表现,提供了一个能随时修改和展示空间。将数字化技术应用于园林景观的设计,很好地解决以前图纸修改困难,表达不直观,而到建成后又留下不少遗憾的难题。
2.1.1建立数据库,现状信息采集
园林设计与建筑、市政设计相似,首先依据已有的地形图及数据库和信息化的资料,进行现状调查,现状信息采集,包括周边环境,历史文物、名胜古迹的现状信息进行采集,对已有的地形图及数据库和信息化的资料进行校核和充实,建立图样库。对现状信息采集,以前通常采用照相机拍照,再经扫描仪扫描后传给计算机(这样常会有部分信息损失)。现在采用数码相机,把现状拍摄下来,效果立刻可见,不满意可以重拍(不会浪费胶片),采集下来的图片是以数据信息来存储的,可以直接传给计算机,减少了信息的损失。也可以采用数码录相机把现场录制下来,以计算机能识别的信息数据传给计算机,经刻录程序EasyCD等软件加工后,作为动画以真实再现的形式输出。
2.1.2三维建模,显示立体效果
任何一种建筑设计都是为了满足某种物质和精神的功能需要,采用一定的物质手段来组织特定的空间。在该设计地段范围内,利用并改造天然山水地貌或人为地开辟山水地貌,结合植物的栽植和建筑的布置,构成一个供人们使用、居住和观赏、游憩的环境。我们将采集回来的现状信息,转成计算机信息后,作为背景或参考底图,由设计人员进行初步方案的设计,根据功能需要,艺术要求,环境条件等因素,勾勒出大致的设计意图(立意)。再由数字化制作人员,依据设计意图,将设计人员设计的AutoCAD格式的二维图形,转成标准数据文件格式传给现代先进的三维造型软件3DS或3dsMAX等软件,进行初步的三维粗胚模型制作,以寻求环境分布关系和空间分布关系,来确定设计的合理性,在艺术构图技法上考虑统一、变化、尺度、比例、均衡、对比等原则。同时,园林建筑和园林景观是一种占有时间空间,有形有色,以至有声有味的立体空间塑造,它较其它一般建筑设计更加需要意匠。意者立意,匠者技巧,通过数字化计算机虚拟现实技术,把立意表现出来,立意与多媒体计算机技术相结合,相辅相成。
2.1.3设计反馈,确定空间关系
设计人员依据计算机虚拟现实技术得到的空间分布关系图,结合当地的周边环境、历史文物、名胜古迹进行深入的园林布局考虑,把周边环境插入计算机虚拟现实的透视图中,进行借景的考虑,进行尺度与比例的综合考虑。再考虑以功能的需要,艺术的要求,环境的条件等因素,经过综合思维产生出总的设计意图。
2.1.4材质设定,增强艺术感染力
数字化制作人员依据设计人员修改后的意图,可以利用AutoCAD软件包中嵌入的LISP语言,完成科学计算和数据分析及图形处理,也可以利用3DS或3dsMAX等软件的二维造型2Dshaper、三维造型3Dlofter的功能,进行精确的三维建模工作,利用材质编辑器Material的复合材质与贴图,进行彩质的赋予,进行色彩与质感的处理,考虑绿化景观的地域性(如福州的南国风光),分析园林空间的艺术感染力的关系。
2.1.5后期处理,综合考虑
应用强大图像处理能力计算机的PhotoShop软件,进行图像后期处理,由彩色激光打印机将透视图输出。利用计算机软件的多种特殊滤镜功能,进行艺术效果的综合分析并及时地修改其艺术效果,同时园林景观的设计不仅是作为游赏的场所,还利用它来改善城镇的小气候条件,调整局部地区的气温、湿度、气流,以它来保护环境,绿化视觉,净化城市空气、减低城市噪音,抑制水质和土壤的污染,进行综合考虑,达到设计完美的境界。设计人员在确定效果图的同时也确定了图纸的设计,再配合设计规范的要求和计算机数据,依法设计,使该项目不仅具有艺术效果,而且合法合理。
2.1.6投影汇报,声图文并茂
设计成果的投影汇报,应用计算机的投影仪,用世界通行的Powerpoint或Authorware软件,进行现状信息、设计意念,功能分区,设计图、三维效果图、三维动画效果有机的合成。将声音、图片、动画以及地理数字化信息,进行剪接和编辑,制作出正确清楚地表达园林景观设计意图的投影汇报程序。另外,利用Photoshop等软件支持多种Web使用文件格式及互联网络Homepage的功能,应用网络技术,通过Intemet全球互联网,把设计完成的作品传到电话能通到的地方,实现不受地域影响的异地合作设计或委托设计。
2.2风景园林实景的数字化——即风景园林的三维模拟
风景园林的三维模拟实际上是风景园林实景的一种图像化、图形化的表达方式。它应结合地理信息系统、全球定位系统、遥感等技术获取实地数据和遥感影像,采用可视化、虚拟现实技术(VR)、3DGIS等计算机图形图像技术,将复杂的自然景观图形化。通过与Internet、Web的集成,链接声音、照片、遥感影像、视频动画等,使用户在三维虚拟风景园林中动态地、多视角地、全方位地、多层面地浏览和欣赏园内各景点,达到身临其境的感觉。此外,为了使风景园林的景观更加直观化,我们还可以使用数字高程模型(DEM)对风景园林进行三维模拟,制作三维模型,从而全面、详尽地描述景观整体的美学特征和环境氛围等。这两种方式都是对风景园林实际景观进行的数字化,对于专家分析景观的格局和确定景观观光分区及旅游开发都有很大作用,从而做到优化和美化景观,发挥景观作为人类生存环境的生态、经济、美学价值。
2.3风景园林规划设计的文字信息、风景园林的主题及景点介绍等相关信息的数字
风景园林规划设计的文字信息包括:每个案例规划与设计项目的基本情况、自然地理概况、社会经济条件等背景信息、风景资源调查及景观分析与评价、规划设计的指导思想、规划设计原则及风景园林规划设计说明书等;主题介绍,特别是专题性的风景园林,如纪念性风景园林、观光型风景园林的主题介绍;主要景点介绍,包括那些有充分代表性并且富有特色的景点介绍,如名树、名花、雕塑、喷泉、广场的介绍信息。我们必须对这些风景园林的相关信息进行全面的数字化及管理。首先,这些信息是风景园林各项内容中不可缺少的一个重要部分,我们必须对它进行数字化后加以保存并提供利用;其次,把这些信息数字化甚至同风景园林的三维模拟图形、图像一起提供上网后,无论是对于用户理解风景园林的规划设计思想还是对于用户在线游览风景园林来说都是非常重要的。
3数字技术在风景园林中的应用现状
美国自60年代在风景规划专业领域用计算机来完成各种工作以来,许多大学、科学研究机构和设计事务所都在组织大批的人力、物力、财力致力于风景园林领域新技术的应用研究,包括专业软件的开发、专家系统的研制等,并已走在世界的前沿。近十余年来,致力于园林专业信息技术理论研究的一些国内学者已经在不同的领域取得了可喜进展,如刘滨谊建立的景观信息系统理论框架,俞孔坚建立的景观美学质量评价理论模型,赵涛构想的风景园林综合信息系统理论框架等。但是,我国当前现代信息技术在风景园林领域的应用程度依然很低。如今,园林工作者对计算机等新技术的应用大多还偏重于数据库的建立或者单纯的制图,数字技术在风景园林中的许多强大的功能却总是徘徊在应用的门槛之外。其原因除风景园林专业涉及面广泛、问题复杂之外,主要是因为社会各界(包括风景园林界)对该领域不够重视,未形成整体的技术应用与开发力量。随着经济全球化和全球环境的不断恶化,世人对土地的开发利用和生态环境的保护提出了更多更高的要求,特别是在大尺度空间土地利用中对资源调查、景观分析、环境保护、废弃土地利用以及城市建设等方面,因此,风景园林领域所面临的范围和问题的复杂程度也日趋扩大。
参考文献
[1]冯钟平.中国园林建筑[M].清华大学出版社,1988.
关键词数字化设计与制造课程体系人才培养
1数字化产品开发技术已成为现代制造业不可缺少的技术手段
制造业是一个国家的支柱产业,制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平。以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展,推动了制造业和数字化产品开发技术的快速发展,使传统的制造业面临巨大挑战。
传统的产品开发过程采取串行设计模式,从产品设计、样机试制到经过改进再投产,导致新产品开发的周期较长,缺乏市场竞争力。而现代制造业则借助数字化产品开发技术实现了从设计、制造全过程的并行设计模式,尽可能采用数字化三维数据模型取代原来的物理原型,从而缩短新产品开发周期,加快上市速度。
2传统教学模式与相关课程体系亟待改革
目前许多高校机械工程学科在数字化产品开发系列技术方面存在较多问题,主要表现在:原有的传统教学模式是以常规机械设计制造流程为主线,课程体系的设置重理论轻实践,各单元技术之间存在很大的脱节与重复现象,没有形成完整的课程体系。
数字化设计与制造环境下的现代制造业,正逐步普及以三维cad技术为核心的数字化产品开发模式,这便要求机械类专业的人才培养目标、课程体系设置与之相适应。在充分调研的基础上,提出将原有课程体系调整为:“以综合素质培养为核心、创新教育为主线、以数字化产品开发技术为手段、拓宽基础、加强工程实践能力培养”。
3数字化产品开发技术涉及的主要内容
数字化产品开发技术集成了现代设计制造过程中的相关先进技术,可分为:数字化设计、数字化制造、数字化管理等三大模块,各模块涉及的单元技术如图1所示。
图1数字化设计技术相关单元技术
上述各项单元技术贯穿于产品设计、分析、制造、使用等全过程,是一项多学科的综合技术。以三维cad/cae/cam为核心的数字化产品开发技术已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段。
4数字化设计与制造环境下课程体系的设置
机械设计制造及其自动化专业属于工程应用型专业,人才类型分成应用研究型和技术应用型。技术应用型人才主要是应用知识而非科学发现,其知识结构应围绕现代制造业的实际需要进行设置,拓展基础、注重实践。在对重庆市众多制造类企业(国营、民营;大、中、小型)进行广泛调研的基础上(涉及汽车整车制造厂、汽车零部件公司、摩托车制造企业、装备制造业),并参照全国其他高等院校本专业的培养计划,结合我校的实际情况,本专业方向人才培养目标为高素质应用型高级专门人才。
4.1机械设计制造及其自动化专业课程体系
机械设计制造及其自动化专业课程体系的设置,应该建立在“机械设计技术基础”、“机械制造技术基础”以及“机电系统集成技术”三大平台之上,并以数字化设计制造技术为特色、注重培养学生技术应用能力,强化综合实践与工程训练。机械设计制造及其自动化课程体系框图如图2所示。
图2机械设计制造及其自动化课程体系框图
整个课程体系由理论教学、实践环节以及课外社会活动实践等三大部分构成,其中理论教学按课程的性质可分为:公共基础课、学科基础课、专业主干课以及专业方向选修课等四大类(图2中只列出少部分课程)。
4.2体现数字化设计与制造技术特色的实践性环节
从课程体系中可以看出,综合实践性环节在整个课程体系中占有十分重要的地位,图3为实践性环节所涉及的主要内容,从中可以看出,数字化设计与制造技术在整个实践环节中占有突出显要的位置,并且四年不间断。
在大一年级开设的“工程图学课程实践”、“计算机辅助绘图(二维)”实训中,要求学生用autocad软件完成减速器的测绘,使学生得到最基本的数字化设计基本训练;在“金工实习”环节,除进行车、铣、磨、钳工以及铸造、焊接等常规的加工方式外,重点强调数控机床、加工中心、线切割机床等设备所采用的数字化制造方式给传统制造业所带来的巨大变革。
在大二年级开设的“三维cad应用实训”综合实践是数字化设计与制造技术最核心、最基础的组成部分,通过高端三维cad\cae\cam一体化软件——ugnx5的学习,学生应掌握实体建模、曲面设计、钣金设计、装配、工程图等模块,为后续环节打下坚实基础;在“机械设计基础”课程设计环节中,除完成以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程外,同时要求学生必须完成该减速器的三维建模、虚拟装配及简单的机构运动分析;在“电子工艺实习”中,除完成收音机的装配调试以外,同时要求学生用“protel电路图绘制软件”完成收音机的整张电路图。
图3集中性专业实践环节
在大三年级开设的“机械制造技术基础课程设计”中,除常规内容以外,同时要求学生采用capp软件完成该零件的计算机辅助工艺规程编制,并且用三维cad软件采取自顶向下的装配建模方法完成整套夹具的三维设计;在“计算机辅助制造实训”综合实践环节中,要求学生掌握数控自动编程的原理、方法,并熟练运用ugnx5软件中的cam模块,完成一个中等复杂程度带异形曲面零件的数控铣削自动编程,并实际加工操作。在“计算机辅助工程分析”综合实训环节中,要求学生掌握有限元分析的基本原理、方法,并基本掌握利用adams软件对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
在大四年级开设的“逆向工程综合实训”,与其它实践环节相比较,所涉及的范围及综合性则显得更加突出,从概念设计到效果图、油泥造型到三坐标扫描、点云数据处理到曲面设计及实体建模、快速原型制造,通过该实训环节,强化学生在数字化设计与制造环境下进行新产品快速开发的实施流程。在“产品数据管理综合实训”实践环节中,要求学生掌握数字化管理技术所涉及的领域,并熟练使用国产caxav5pdm软件的使用方法。在整个课程体系中,依据不同的专业方向特点设置了相应的“专业实训环节”。诸如在模具设计与制造方向,其专业实训环节则是“注塑模具cad/cae/cam”综合实训,主要学习ugnx5软件中的moldwizard注塑模具设计模块以及的moldflow流动分析模块的使用;在毕业设计环节,若毕业设计题目为工程设计类型,则要求学生必须完成一定工作量的三维设计。
5近三年应用型人才培养的探索实践
近三年来,机械工程学院在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养,学生的综合素质得到显著提高。并积极组织学生参加全国及重庆市的各种学科竞赛,如:在第二届全国机械创新设计大赛中获得三等奖一项、第三届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛荣获四个单项二等奖、第一届全国大学生工程训练综合能力竞赛重庆赛区三等奖二项、2009年度全国三维数字化创新设计大赛(简称3d大赛)重庆赛区二等奖两项等较好成绩。与此同时,学院作为国家制造业信息化三维cad教育培训基地,近三年培训学生达五百人。
参考文献
[1]曹建树.应用型本科“cad/cam”课程的教学改革与实践.实验室研究与探索,2010.5.
[2]刘炎,罗学科.机械设计制造及其自动化专业本科教育多层次人才培养模式探索[j].煤炭高等教育,2008.1.
[3]熊志卿.机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践.南京工程学院学报(社会科学版),2007.9.
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