第一篇：Rhino結合Cinema4D在工業設計中的應用要點

２００７年第１０期福建電腦

Ｒｈｉｎｏ結合Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ在工業設計中的應用 林敬亭

（華僑大學機電及自動化學院工業設計系福建泉州３６２０２１）

【摘要】：闡明計算機輔助工業設計的內涵，通過多種三維設計軟件的比較，明確利用Ｒｈｉｎｏ３Ｄ結合Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ軟件能夠快速、優質地解決工業設計中設計表達的問題。選用＂無繩電話＂實例，重點闡述Ｒｈｉｎｏ３Ｄ結合Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ軟件，既能精確地構建三維實體模型，高效地進行效果渲染及動畫制作，又能為結構設計、市場推廣等產品開發階段提供有力地支撐，是目前工業設計領域最流行的三維設計軟件組合。

【關鍵詞】：工業設計ＣＡＩＤＲｈｉｎｏ３ＤＣｉｎｅｍａ４Ｄ ０．引言

計算機輔助工業設計－－ＣＡＩＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ

Ｄｅｓｉｇｎ），即在計算機技術和工業設計相結合形成的系統支持下，進行工業設計領域內的各種創造性活動［１］。與傳統的工業設計

相比，ＣＡＩＤ令工業設計在設計方法、設計過程、設計質量和設計效率等各方面都發生了質的變化。

隨著計算機軟、硬件技術的發展，計算機輔助工業設計技術日趨成熟和普及應用。目前，在工業設計領域內使用的三維設計軟件種類眾多，例如，Ｒｈｉｎｏ３Ｄ、Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ、Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ、３ｄｓ

Ｍａｘ、Ｓｏｌｉｄｔｈｉｎｋｉｎｇ等。但是每個軟件都有自己的一套特色建模工具，也有它們獨特的渲染能力和動畫效果，在使用難易程度上也各有千秋

如表在產品設計開發過程中，從設計到加工的環節，都必須用準確的三維數字模型進行傳遞，而且還需要根據三維數字模型快速地生成平面效果圖及動畫效果，用于工業設計前期的評審和工業設計后期的宣傳、推廣及營銷。這就要求三維設計軟件在建模能力、渲染效果、動畫效果、易用性等方面都有上佳表現。在表１中，可以看出任何一款軟件很難同時滿足各方面的要求，而

Ｒｈｉｎｏ３Ｄ強大、快捷的建模功能和Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ優異、簡便的渲染能力相結合，卻能夠解決這一問題，事實上，Ｒｈｉｎｏ３Ｄ＋Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ已成為目前在工業設計領域內最流行的組合。１．Ｒｈｉｎｏ３Ｄ和Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ軟件簡述

１．１Ｒｈｉｎｏ３Ｄ

Ｒｈｉｎｏ３Ｄ，全稱Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ，又被稱為＂犀牛＂，是由美國ＲｏｂｅｒｔＭｃＮｅｅｌ＆Ａｓｓｏｃ開發的一套運行于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統平臺上的專業三維建模軟件，目前最新版本為４．０，它廣泛地應用

于三維動畫制作、工業設計、科學研究以及機械設計等領域。使用Ｒｈｉｎｏ３Ｄ可以制作出精細、復雜的三維模型。Ｒｈｉｎｏ３Ｄ是一個以ＮＵＲＢＳ曲線技術為核心，以曲面的拼接與修剪為主要手段的建模軟件。ＮＵＲＢＳ是一種非常優秀的建模方式，它是在三維建模的內部空間用曲線和曲面來表現輪廓和外形，能夠比傳統的網格建模方式更好地控制物體表面的曲線度，從而能夠創建出更逼真、生動的造型。ＮＵＲＢＳ是Ｎｏｎ－Ｕ－ｎｉｆｏｒｍＲａｔｉｏｎａｌＢ－Ｓｐ

ｌｉｎｅｓ的縮寫，是指＂非均勻有理Ｂ樣條＂。ＮＵＲＢＳ建立的物體基于線數定義的方式，準確性很高，對于具有復雜曲面的物體，如人物、汽車等有很大的優勢。它的最大優點是有多邊形建模方法及編輯的靈活性，但是不依賴復雜網格細化表面［２］。Ｒｈｉｎｏ３Ｄ操作界面簡潔，與ＡｕｔｏＣＡＤ的界面十分相似，交互性強，易學易用，而且Ｒｈｉｎｏ３Ｄ能夠像ＡｕｔｏＣＡＤ一樣，通過輸入精確尺寸進行繪圖。另外，Ｒｈｉｎｏ３Ｄ具有一套強大的２Ｄ、３Ｄ圖形和模型的轉換系統，支持包括ＩＧＥＳ、ＤＷＧ、ＤＸＦ、３ＤＳ、ＬＷＯ、ＶＲＭＬ、ＳＴＬ、ＯＢＪ、ＷＭＦ、ＲＩＢ、ＢＭＰ、ＴＧＡ、ＪＰＧ以及ＡＩ等格式，具有很強的兼容性。

１．２Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ

Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ是德國ＭＡＸＯＮ公司開發的３Ｄ制作軟件，從功能上來說，Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ是一款功能比較全面的三維設計軟件，能

夠應用于影視動畫、建筑裝飾、工業設計等領域。目前，在國內Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ主要應用于工業產品渲染和影視特效渲染領域，尤其是在工業產品渲染領域，Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ以其優異快速的渲染引擎得到無數工業設計師的青睞，在眾多專業３Ｄ繪圖軟件中引領風騷，迅速成為在歐洲、日本最熱門的工業設計軟件。

Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ的特色：（１）不論是從Ｐｒｏ／Ｅ、ＣＡＴＩＡ、Ｕｎｉｇｒａｐｈｉｃｓ、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋ、Ａｌｉａｓ、Ｒｈｉｎｏ３Ｄ等三維軟件，還是從其他平面繪圖軟件所轉進來的檔案都可直接使用，具有極佳的檔案承接能力。（２）Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ提供了ＢｏｄｙＰａｉｎｔ３Ｄ，可直接繪制草圖，或是在產品外觀直接彩繪、作轉印字效果，讓你用２Ｄ操作模式輕松達到３Ｄ效果。（３）Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ優異的渲染速度可以讓你馬上看到你所調整的結果，不必苦苦等待，在最短的時間內就看到產品最真實的效果。（４）易懂易學、人性化的操作界面。２．以＂無繩電話＂為例的三維設計表達

圖１：無繩電話效果圖

２．１Ｒｈｉｎｏ３Ｄ建模

以圖１的＂無繩電話＂為例，利用Ｒｈｉｎｏ３Ｄ軟件進行建模。在建模之前，首先明確建模思路，遵循＂從大略到細節＂的原則，按照＂構線－粗坯－修繕－細節＂的步驟進行三維模型的構建。

首先，利用ＣｏｎｔｒｏｌＰｏｉｎｔＣｕｒｖｅ可控制點曲線／Ｔｒｉｍ剪切／

ＦｉｌｌｅｔＣｕｒｖｅｓ圓角／ＭａｔｃｈＣｕｒｖｅ匹配曲線等命令構建模型的外形

線，如圖２步驟１；然后，利用上一步驟的線，通過Ｌｏｆｔ放樣／Ｓｗｅｅｐ１Ｒａｉｌ單軌掃描／Ｔｒｉｍ剪切／ＢｌｅｎｄＳｕｒｆａｃｅ混合曲面等命令生成模型的大致形態（粗坯），并用ＺｅｂｒａＡｎａｌｙｓｉｓ斑馬紋曲面檢測命令對曲面質量進行檢測，如圖２步驟２；接著，利用Ｃｏｎｔｒｏｌ

ＰｏｉｎｔＣｕｒｖｅ可控制點曲線／Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ矩形／Ｃｉｒｃｌｅ圓形等命令繪

制模型細部輪廓線，并用ＰｒｏｊｅｃｔｔｏＳｕｒｆａｃｅ投影和Ｔｒｉｍ命令對模型上表面和側面的形態進行深入刻畫，同時還利用Ｒｅｖｏｌｖｅ旋

轉成型／ＢｏｏｌｅａｎＵｎｉｏｎ并集計算命令生成＂天線＂部分，結果如圖２步驟３、４所示；最后，使用ＤｕｐｌｉｃａｔｅＥｄｇｅ邊抽離曲線／Ｅｘｔｒｕｄｅｃｌｏｓｅｄｐｌａｎａｒｃｕｒｖｅ擠壓平面封閉曲線／Ｒｅｖｏｌｖｅ旋轉成型等命令

創建＂按鈕＂和＂天線頂端＂形態細節，并對模型進行曲面圓角和合并處理，最終模型結果如圖３所示。１８５

２００７年第１０期

福建電腦！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！!（上接第１９２頁）

現，在音視頻對象的下方，教學內容的導航（即課件的目錄）是以幻燈片的自動編號命名的，為了使課件目錄明了結構清晰，應該根據教學內容手動對導航進行命名。

切換到Ｐｒｏｄｕｃｅｒ主窗口的＂目錄＂選項卡，選中要編輯的目錄項，單擊右側的＂添加＂、＂更改＂、＂刪除＂、＂降級＂等按鈕進行編輯。一般只對目錄名稱進行編輯，如當前的ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ幻燈片演示文稿包括四章，每章３節，則可保留每章起始幻燈片和每節起始幻燈片的導航目錄，其它刪除，不必為每張幻燈片都設置導航。如圖３所示。

圖３

（４）進一步編輯課件。如果對課件有更高的要求，還可以在Ｐｒｏｄｕｃｅｒ２００３中添加更多的音視頻素材和其它圖像素材，也可

以將制作好的其它網頁文件嵌入在課件中，甚至可以對視頻素材添加特殊藝術效果和在視頻素材片斷之間添加藝術過渡效

果，只要將相關的對象拖動到對應的時間線上即可。

限于篇幅的限制，有關編輯的操作方法不再詳述，有興趣的讀者可以參考Ｐｒｏｄｕｃｅｒ２００３中的幫助。

（５）保存項目。課件編輯完后注意保存，以便日后修改。（６）發布。在Ｐｒｏｄｕｃｅｒ２００３中完成了課件的編輯后，它還不能發布在網絡上供瀏覽器觀看。單擊Ｐｒｏｄｕｃｅｒ２００３主界面＂文件＂菜單中的＂發布演示文稿＂命令（或單擊工具欄中的＂發布＂按鈕），對編輯后的課件進行發布，選擇發布的位置（一般為＂我的電腦＂中的某個文件夾）、文件名稱、課件相關封面信息、網絡課

件播放質量，最后完成發布。

發布后的多媒體網絡課件是多種媒體整合而成的ＨＴＭＬ文件，所以它可以用瀏覽器（如ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ、Ｎｅｔｓｃａｐｅ等）直接打開進行播放，也可以上傳至網絡服務器上，讓異地客戶端通過網絡進行訪問。如果對發布后的課件不滿意，可以打開前面保存過的項目文件再次進行修改編輯。結束語：

隨著計算機軟件技術的提高及智能化程度的提高，以前讓許多教學者頭疼的課件制作問題將不復存在。此文中介紹的多媒體同步播放型網絡課件的制作方法正是一種能滿足教學者課件制作需求的實用方法，但ｐｒｏｄｕｃｅｒ２００３軟件的使用畢竟只是

課件制作的最后一個階段，前面還有教學設計、課件界面設計、演示文稿制作、視頻制作等階段也是課件制作的重要組成部分，一個完整的精彩的多媒體課件更是一項藝術、技術體現的綜合載體，希望此文對廣大教學工作者有一定的幫助。

參考文獻：

１．ＭｉｃｒｏｓｏｆｔｐｒｏｄｕｃｅｒｆｏｒＭｉｃｒｏｓｏｆｔＯｆｆｉｃｅＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ２００３幫助系統２．姜麗楊涇方．用ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ制作流媒體網絡課件的簡便方法中國電化教育

２００７．１

圖２：無繩電話建模步驟圖３：無繩電話建模完成圖

模型創建完成后，如果要將它直接用于制造加工，可選擇菜單Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ中Ｍａｋｅ２－ＤＤｒａｗｉｎｇ命令構造二維視圖，并結合尺寸標注工具對二維視圖進行精確標注，同時根據下游工程軟件的要求將模型文件以ＩＧＥＳ、ＤＷＧ、ＳＴＬ等文件格式輸出；如果要利用三維模型制作產品效果圖或動畫效果，可以直接用Ｒｈｉｎｏ３Ｄ的渲染插件進行渲染，但是效果不夠理想，而且無法制作動畫效果，也可以將它以ＤＸＦ、３ＤＳ或ＯＢＪ格式輸出到Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ軟件。

２．２Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ渲染

從Ｒｈｉｎｏ３Ｄ轉檔導入Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ是非常重要的一步，ＤＸＦ、３ＤＳ或ＯＢＪ格式都能夠得到Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ很好的支持。導入三維模型后，第一步，調整模型在視圖中的擺放位置和角度，并在對象管理器中標注產品各部分的名稱，使后續工作能夠更加便捷地進行；第二步，布置場景，目前工業設計渲染場景主流風格有純白場景、純黑場景、單色漸變場景、特定場景等等，在本例中，采用純白場景，它能給人一種潔凈、清爽的感覺。首先利用阿基瑪樣條曲線和擠壓ＮＵＲＢＳ對象命令創建Ｌ形弧度曲面，并賦予白色反光材質，用于產生倒影，承接陰影，然后在模型左上方４５度角位置創建一盞聚光燈，打開投影選項卡，選擇陰

影貼圖選項產生柔和陰影，接著創建天空物體并賦予ＨＤＲＩ貼圖，用于照亮場景，同時打開全局光照，利用ＨＤＲＩ貼圖照明是工業產品

渲染中的一種簡單、有效的方法，它能夠利用最簡單的燈光調節，達到非常逼真細膩的效果；第三步，用材質編輯器創建金屬、橡膠、ＰＣ、透明有機玻璃等材質，并賦予模型的相應部分。在材質編輯過程中，合理的使用貼圖，巧妙利用Ａｌｐｈａ通道編輯數字按鍵的材質，利用混合材質編輯顯示屏的材質，以及利用選擇集的方法對模型的細節進行材質編輯，結果如圖４所示；第四步，設置渲染輸出參數，輸出圖片，Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ提供了ＢＭＰ、ＴＩＦＦ、ＴＡＲＧＡ、ＰＳＤ、ＪＰＥＧ、ＲＰＦ等圖像輸出格式，為后期產品宣傳、推廣制作提供了便利，最終效果如圖１所示。

當然，產品的宣傳、推廣除

了需要靜態的效果圖，還需要動畫效果，Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ也提供了強大的動畫編輯工具，可以利用動畫工具欄進行動畫控制，打開時間線還能夠制作復雜的高級動畫［３］。３．結束語

在工業設計領域中，快速、優質地表達設計思維是我們追求的目標，同時也符合新產品開發周期不斷縮短的市場要求。利用

Ｒｈｉｎｏ３Ｄ強大、精確的三維建模能力，結合Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ快速、優異的渲染引擎和動畫制作能力，能夠有效提升產品設計的三維

表達能力，還能夠為結構設計、工藝設計、樣機模型、市場宣傳推廣等產品開發階段提供有力地支撐。參考文獻： １．潘云鶴、孫守遷、包恩偉．計算機輔助工業設計技術發展狀況與趨勢［Ｊ］．計算機輔助設計與圖形學學報．１９９９

２．黃少剛．Ｒｈｉｎｏ３Ｄ工業級造型與設計［Ｍ］．清華大學出版社．２００５

３．錦宏科技、湯坤、尹科峰．Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ工業產品渲染技術完全手冊［Ｍ］．人民郵電出版社

．２００６

圖４：無繩電話渲染過程圖１８６

第二篇：工業設計中地鐵車輛設計應用論文

摘要：工業設計是集工學、美學等為一身的設計專業，涉及到人類社會發展的各個方面，與手工業時期以單件產品為制作周期的手工藝品有所不同，工業設計從批量生產出發，目的是批量生產高效產品，并且滿足人們生理及心理等各方面的需求及生產和生活的需要，所以說，工業設計是現階段下滿足社會需求的現代產物。地鐵車輛的產生是現代化工業發展的必然趨勢，作為一種有利的交通工具，地鐵車輛對人們的生活越來越重要，因此，對地鐵車輛的設計需要從安全、美觀以及滿足人們多種需求等各方面角度出發，而工業設計無疑對地鐵車輛的設計有著獨特優勢，能夠發揮出至關重要的作用。

關鍵詞：工業設計；地鐵車輛設計；應用

0引言

工業設計是為現代社會服務的一種手段，所以首先它需要滿足人們的各種要求，工業設計需要通過對一種物品的合理規劃與設計，進行有組織的團體活動，進行勞動分工，提高效率，使人們能夠更好地通過它獲得方便，促進社會的發展和進步，還要使得設計與社會發展相協調，促進人與社會和諧發展。而在地鐵車輛中，工業設計則需發揮自身優勢，使地鐵車輛在美觀性、適用性、人性化等方面更加突出，便利其在社會中的應用與發展。

1工業設計與地鐵車輛設計的關系

從表面來看，工業設計似乎與地鐵車輛設計并沒有什么直接的聯系，但事實上，工業設計滲透于地鐵車輛設計的方方面面，無論是地鐵車輛的長度、容客量，還是各項功能，亦或是地鐵車輛的外觀設計，都與工業設計有著直接或間接的作用。廣州十三號線項目為中車大連機車車輛有限公司為廣州地鐵公司制造的A型地鐵項目，項目共17列，鋁合金車體，每列8節編組，全長186m、寬3m，設計時速100km/h，相較于B型地鐵列車而言，該列車載客量更大，載客量達到3456人，在列車制造過程中，中車大連公司投入大量高水平專業技術人員，摒棄原有的落后思想，采用了全新的車輛工業設計理念，力求達到運行安全穩定、乘坐舒適、環保節能的要求。列車采用輕量化設計，內外部照明均采用LED方案，較以往傳統照明燈光節能30%以上。車身填充吸音材料、噴涂阻尼漿等措施降低了列車在運行中的振動和噪音，提高了乘坐舒適性。值得一提的是，列車外觀和內飾設計充分考慮了廣州文化特色，外形輪廓以圓潤凌厲相結合方式，配合車燈涂裝，充分展現出羊城羊角的設計元素。客室內部簡約的設計，即體現了以乘客為中心的人文理念，又具有廣州國際化大都市的現代化感觀，整體風格追求展望、求新、變革。對于此項目而言，充分體現了工業設計是現代科技與人文理念相結合的產物，它不僅體現了產品的方便性與適用性，對產品的美觀要求也十分新穎得宜，就此來看，工業設計與地鐵車輛設計中的方方面面都息息相關。

2工業設計在地鐵車輛設計中的應用

2.1工業設計在地鐵車輛舒適性設計中的應用

隨著人們生活水平的提高，生活節奏的加快，人們對出行要求已經不再是快速的從一點到另一點，而是有了簡單、便捷、舒適的品質要求。地鐵車輛作為以給市民帶來便利的出行工具，以乘客各方面合理需求為依托，盡可能給乘客帶來最大便利。地鐵車輛乘坐雖簡單、快捷，但由于某些設計時的不合理，為乘客造成了一些不便，同時也給地鐵運營公司造成了被投訴的麻煩。扶手桿布置不合理，導致部分區域乘客沒有扶手把持，而部分區域扶手空閑無人使用，如果扶手桿過高，矮個乘客夠不到；如果扶手過低又會磕碰到高個乘客，給乘客造成了不便。就此工業設計通過人機工程分析，找出不符合人機工程的相關設計，對其優化、改良，最終提供便于乘客使用的扶手布局，合理的扶手桿高度。給乘客創造一個舒適便捷的乘車環境。地鐵車輛作為一個密封環境，空調為乘客提供了一個溫度適宜的乘車環境，但是在炎熱的夏季，由于空調出風口的局現性造成出風口周圍局部溫度過低，遠離出風口的客室空間溫度依舊偏高，為了避免這種情況發生，工業設計在設計頂棚的時候可以采用鏤空式中頂紋案并作為空調出風口，最大限度上避免了車內溫度不均的情況，并其使功能性和裝飾性高度統一，為乘客在乘坐地鐵車輛的過程中獲取更多便利。

2.2工業設計在地鐵車輛信息化設計中的應用

近年來，軌道交通建設的快速發展帶來了運營規模的增加、員工隊伍的壯大、客流量的猛增、車輛超負荷運行等諸多問題，使得管理幅度不斷擴張、工作標準不斷提升、管理精細化水平不斷提高，促使我們必須打破傳統、積極應對，更新觀念去解決、去創新。信息化技術在社會生活中迅速發展，并被應用于各個方面，在工業設計中，也可將信息化設計應用于地鐵車輛設計中。地鐵車輛由凸輪調阻車發展到調頻調壓車，技術得到了突飛猛進的發展。雖然在車輛設備、維修工裝上逐步引進了各種先進的技術和手段，但傳統的維修模式多以人員和設備獨立操作為主，對員工的個人技能及經驗要求較高，從而在車輛維檢修過程中存在著維修過程不便于管控與追溯；受員工技能和經驗影響存在著維修結果不確定性；數據需人工進行統計分析，未完全形成智能化分析等等各種局限性。為了克服傳統車輛維修模式的諸多局限，工業設計定制開發的地鐵車輛維修信息平臺應運而生，為創新地鐵車輛維修模式、構建車輛維修信息平臺創造了有利條件。

2.3工業設計在地鐵車輛美觀性設計中的應用

隨著時代的進步和社會的發展，人們對美觀的要求越來越高，無論是生活環境還是衣食住行，都力求賞心悅目，實用性與美觀性相結合，因此，工業設計也加深了美觀性在地鐵車輛設計中的應用。沈陽9號線地鐵列車以傳統書法筆畫為車輛造型的主要標志，以“撇捺”為靈感提取優美柔和的設計線條，使地鐵車輛的車頭設計線條飽滿，設計圓潤，給人朝氣蓬勃的感覺，而在車身的設計中，以通體不銹鋼拉絲原色的車身與清新藍色相搭配，給人以明亮歡快的視覺感受，是人們即使在較遠的距離也能觀察到色帶。車體內部更是用淺色系相協調搭配，給乘客清新淡雅的感覺。現如今，美觀性已成為工業設計在地鐵車輛設計中應用的重要要求，積極把握社會發展的潮流趨勢，把握人民大眾的審美要求隨之對地鐵車輛的外觀不斷改進，并應用于地鐵車輛設計中，不僅形成了一道亮麗的風景線，也在無形中拉近了地鐵車輛與乘客間的距離，使之產生親近之感。

3結語

工業設計涉及十分廣泛，并且貫穿于產品設計開發的方方面面，從而提高了產品的競爭力。就地鐵車輛設計而言，無論是對其不安全因素的改善，還是加強信息個性化管理，或是加強地鐵車輛內外部的美觀性，都無疑增加了地鐵車輛的附加價值，提高了地鐵車輛的安全性、適用性與舒適性，從內到外都對地鐵車輛進行了極大的改善，促進了地鐵車輛在社會與公民間更好的應用與發展。

參考文獻：

[1]黃園園.地鐵機車設計中城市因素的研究[D].大連理工大學，2015.[2]蔣天容.基于乘坐體驗的地鐵車廂內部裝飾設計研究[D].西南交通大學，2013.[3]張靈，雷成，吳安偉.人性化設計在地鐵車輛客室中的應用[J].鄭州鐵路職業技術學院學報，2012，24（02）：11-13.[4]王立國.地鐵車輛內裝設計關鍵技術研究[D].大連交通大學，2010.[5]趙毅.具有地域文化特征的地鐵車輛內飾設計及研究[D].西南交通大學，2013.

第三篇：Rhino, Sketch up, Solidworks公共藝術在跨學科教學中的應用實例分析

Rhino, Sketch up, Solidworks公共藝術在跨學科教學中的應用

實例分析

從2014年開始，根據公共藝術成為教育部本科招生目錄中設計學下9個專業的新形勢，筆者在天津大學開設了面對不同設計專業大學生的《設計與人文――當代公共藝術》課程。在課程中，通過鼓勵學習者將方案設計與自身專業相結合，大量運用在建筑、產品設計領域的三維建模軟件Rhino、Sketch up、Solidworks等進行方案設計，取得了一定的教學成果，并豐富了公共藝術創作的新視野。

一、課程概述

《設計與人文――當代公共藝術》課程的學習者除了少數環境設計專業學生，主要是來自建筑、規劃、機械、環境、建筑工程、自動化專業的理工科同學。在課程獲批為天津大學、南開大學互選課程后，又加入了南開大學的數學、化學、光電子等專業。面對非藝術專業大學生的公共藝術設計課程在國內雖然尚屬首創，但并非心血來潮，而是建立于堅實的理論基礎之上，這就是公共藝術自身的高度跨學科特性。1

公共藝術本身就是一種創作過程具有開放性的新興藝術形式，集合了原有環境雕塑、景觀、設施等門類的特征，其設計者出身于畫家、設計師、機械工程師等不同背景。如機械工程師出身的喬治?里奇、建筑師出身的托尼?史密斯等都沒有藝術背景，更不必提在公共藝術策劃中發揮重要作用的作家布魯根?庫斯杰（奧登博格的夫人）等人。如此之多的公共藝術大師出身不同學科，是開展跨學科公共藝術教學實驗的基礎。事實上，學習者不同的學科背景，是公共藝術創意思維的寶貴源泉，這一點已經在課程實踐中有清楚的體現。二、三維建模軟件在跨學科公共藝術教學中的重要作用

顯而易見的是，非藝術專業公共藝術教學的主要難點是學習者基本沒有接受過美術教育，對藝術缺少明確的概念，表現能力不足。但正是由于這些學習者沒有接受過系統的藝術教育，課堂上也沒有條件開設傳統的粘土塑形教學，因此三維建模軟件就成為不同專業學生表達設計意圖的主要方法。通過對課程開設兩年來超過400余份設計方案作業的統計可以發現，三維建模軟件占了80%，其后分別是手工模型（約15%）和手繪表現（約5%）。使用三維建模軟件表現公共藝術設計方案的結課方式占據絕對優勢地位。

三維建模軟件介入公共藝術創作設計已有20余年的歷史，是公共藝術觀念日趨開放，表現手法漸趨現代的主要特征之一。傳統寫實雕塑中的塑造，在公共藝術中可以演變為人體翻模。尤其是在創作中運用Maya軟件和雕刻機，雖然引起爭議，但依然開創了一種表現方式。更多來自建筑和計算機領域的公共藝術家，利用建模軟件處理復雜曲面的能力甚至是通過命令輸入產生的形態隨機變化，已經創造出了數量眾多、令人印象深刻的公共藝術作品，藝術家蓋里位于巴塞羅那的作品《金魚》就是最具代表性的例子。進入21世紀后，大型公共藝術作品離開建模軟件的幫助，往往很難精準實現藝術家的構思，如芝加哥的《云門》、英國希斯羅機場二號航站樓的《滑流》等，都是這一領域的代表作。

在現代大學校園中，高性能電腦通常已經成為大學生學習生活的標準配備，網絡提供了搜集素材的順暢通道，更主要是以Sketch up、Photoshop、Rhino、AutoCAD，以及其他來源的CAD，如Solidworks等界面友好、操作相對簡便的軟件工具的普及，為非藝術專業大學生自由開展公共藝術創意設計打開了大門。這里所指的簡便，是相對之前在藝術領域應用較廣泛的3DMax建模軟件所言，這些軟件大多用直觀的推、拉、旋轉動作，代替了較為抽象的命令輸入方式，掌握起來較為便捷。經實踐反饋，即使僅為自學課程，學生也大多能在很短時間內掌握基本要領。同時，這些軟件大多占用內存較小，降低了對硬件的要求，視覺效果也能達到要求，因此消除了非藝術專業大學生參與公共藝術設計的主要障礙，成為展示自身創意方案的利器。另外，這些軟件大多數與學習者建筑、機械等專業學習有關，可以實現資源共享，這一點將在后面詳述。

雖然非藝術專業大學生擁有建模技能，但是如何將表現手段與設計過程相結合，最大程度地發揮建模軟件的優勢，以提升學習者公共藝術創作與設計的實際能力？很重要的一點，在于根據教學目標，設計一套科學、規范的公共藝術設計教學內容。

三、教學內容設計要與軟件運用配套

該課程教學內容由設計方法、設計要素和主題3個層次組成。

首先是運用3種不依賴學習者立體造型能力的設計方法分別是：基于發現與復制的設計，運用現成品，特別是工業現成品放大扭轉變形來達到幽默目的；基于圖像表達的設計，通過二維圖像的直接運用、剪影化和厚度拉伸和折紙化等具體手法得到既有形態的公共藝術；基于幾何美感的設計，運用構成方法，包括漸變、對稱、重復、節奏等構成手法得到形體并營造視覺美感的公共藝術。

其次是賦予3種公共藝術必不可少的設計要素：運動，主要是風動、水動、電動和光動四種類型；環境，是根據環境形態決定公共藝術尺度、材料、位置和安裝方式等；功能，是基于人體工學設計公共藝術的休息、市政設施改造、標識、游樂等功能，使公共藝術更契合環境并與公眾產生互動。

最后是兩種公共藝術中具代表性的主題：分別是基于幽默情感表達的設計、基于嚴肅人文思考的設計，這兩種主題賦予了現代公共藝術表達思想深度的合理路徑。

通過上述介紹可以發現，該教學內容設計保證了公共藝術中形式塑造、要素添加和主題深化3個層次內容的平衡，減少了主要依賴藝術家個性化表達的部分，突出了可以使用建模軟件表現的方法。比如基于工業造型的現成品公共藝術，就特別適合原本就用于工業設計的Rhino軟件的運用，著重于對曲面的表現；基于二維圖像的公共藝術，特別適合于建筑草圖大師Sketch up對厚度的拉伸；構成型公共藝術，既可以使用Sketch up對立方體的表現，更可以使用機械零件設計中運用廣泛的Solidworks（法國達索公司出品的CAD軟件），經實踐反饋都有很好的效果。下面將以這3種軟件為例，分別以一到兩個教學案例展開，分析具體教學方法。

第四篇：三年級數形結合在教學中的應用

“數形結合”在小學數學教學中的應用

三峽小學

尤小云

所謂數形結合，就是根據數與形之間的對應關系，通過數與形的相互轉化，使復雜問題簡單化、抽象問題具體化的常用的數學思想方法。那么數形結合有什么作用呢？

1、借助于數的精確性來闡明形的某些屬性，即“以數解形”

2、借助形的幾何直觀性來闡明數之間某種關系，即“以形助數”。在“數與代數”中，數的認識及計算，都能借助小棒圖、計數圖來理解算理、法則和方法。如：

在“空間與圖形”中，可以借助數的知識及數量關系進行各平面圖形的周長和面積的計算。如：

（2）“（3）

在“實踐與綜合應用”中，從所給問題的情境中辨認出數與形的一種特定關系或結構，運用畫線段圖、畫分析圖、畫示意圖等方法分析理解。如：

在“統計與概率”中，通過圖形演示移多補少來理解平均數的含義。如：

數學家華羅庚先生說過：“數缺形時少直觀，形少數時難入微，數形結合百 般好，隔裂分家萬事休”。因此我們在學習倍的認識、乘法、除法、分數、小數、周長、面積及解決問題的時候，都要求畫出圖形，用“形”來理解它們的變化，從而再用數來表示，達到用“形”來理解“數”，用“數”來表示“形”。經過一段時間的的訓練，學生已具備一定的數形結合的習慣，提高了學生的數學思維能力和轉化能力，達到數形統一。提高了學生的數學分析思維能力和解決數學問題的能力，提高了學生的邏輯思維能力和形象思維能力。

第五篇：PBL結合CBS在腎內科臨床教學中的應用

【摘要】 pbl聯合cbs是一種以學生為主體、以問題為基礎、以案例為引導的綜合教學方法，該教學法應用于腎內科臨床教學，不僅可以提高學生的學習興趣，調動學習積極性，還有利于學生建立完善的臨床思維，提高獨立解決臨床問題能力。pbl聯合cbs教學模式可提高教學效果，值得推廣應用。

【關鍵詞】 臨床教學； 以問題為基礎的學習； 案例學習

first-author’s address：the fourth affiliated hospital of guangxi medical university，liuzhou 545005，china

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.20.033

如今，衛生服務模式和體制的改革、科技進步、現代醫學的不斷更新都對傳統醫學人才培養模式提出挑戰，醫學教育改革成為熱門話題，而教學方法改革是醫學教育改革中的重要內容之一。以往的傳統教學模式是基于授課的學習（lecture-based learning，lbl），是以教師講述為主的灌輸式授課，教師應用板書、多媒體課件教學，最大限度地發揮教師的主導作用，存在理論與實踐脫節，學生學習積極性不高等缺點[1]。傳統教學模式的不足促使臨床醫學教育工作者不斷探索新的教學方法，在如今醫學教育改革的大環境下，打破傳統醫學教學模式，提高醫學人才培養水平勢在必行。陳煜等人的研究中也指出，醫學是一門實踐科學，僅僅依靠課堂教學并不能達到預期的培養效果，必須從根本上改變醫學人才培養模式，在實踐中培養，在培養中實踐[2]。

pbl教學模式

pbl教學在臨床教學中的應用是以問題為基礎，以學生為主體，以教師為導向的啟發式教育模式，以培養學生的自主學習能力為教學目標，其精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生的主動性和積極性。pbl教學偏重小組合作學習和自主學習，較少講述，在每一個問題完成和每個課程單元結束時要進行自我評價和小組評價，通過學生自主學習，培養其解決臨床問題的技能，從而提高臨床思維和實踐能力以及對相關疾病學習的興趣。

另外，pbl教學突出的優點是不灌輸知識，而是把重點放在如何提高學生發現及解決問題的能力上。這要求教師在教學過程中扮演的角色，不僅僅是傳授知識，而是促進學生會學習，學會應用正確的臨床思維解決相關問題，提高自學能力。為達到上述教學目的，課程設計應該著眼于實踐，并且注意跨學科橫向知識的聯系，把理論課程的學習運用于實踐，實現基礎學科與臨床醫學的縱向聯系以及多門基礎學科知識的橫向綜合。

基于pbl教學的自身特點，其對于教師自身的素質和教學技巧的要求更高，要求教師不但對本專業、本課程內容熟練掌握，還應當扎實地掌握相關學科知識，具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力、嚴密的邏輯思維能力以及良好的組織管理能力，能夠善于調動學生積極性、寓教于樂、控制課堂節奏等。另外，教師必須熟悉各位學生的學習能力，有針對性的規劃好相關學習目標。通過“揚長”讓動手能力強的學生找到成功的基點，通過“補短”激發動手能力差的學生對成功的渴望，將先進學生的好勝心、后進學生的榮譽感轉化為群體合力，提高團隊的凝聚力，形成和諧一致，揚長補短，共同進步的氛圍，提高整體的學習動力和積極性[5]。

但在臨床教學應用過程中，常常會遇到如下情況，不同學生之間水平及主動性存在差異，教師教學積極性及分析設計問題的能力不同，沒有相應臨床實踐經驗的醫學生并未接觸過pbl教學等，這些均使pbl教學模式未能達到預期理想效果。比如在pbl教學模式具體實施過程中，經常出現由于不同學生自主學習能力不同，以小組討論形式的教學最終變成某

一、兩位固定同學發言，或者對于眾多的知識點，討論缺乏針對性，難以做到理論聯系實際，不能把所學到的知識應用于臨床。針對于以上問題，需要尋找更優化的臨床教學方法。

cbs教學模式

cbs以病例為導向，將教材中抽象的理論概念置于具體臨床病例中加以闡述，讓學生嘗試在分析病例中獨立地作出判斷和決策，培養學生運用所學理論解決實際問題能力[6]。目前cbs已經被廣泛運用于多種更強調應用性的學科，例如醫學、法學、管理學等[7]。此種教學模式的優點是可以把學生帶入到一個真實場景中，讓學生在這種場景中去體驗學習[8]，這種教學模式改變了以往以教師為主體，以板書、多媒體授課為中心，采取全程“填鴨式”的教學模式，抓住了學生急切接觸臨床實踐的心理，通過具體臨床實例，在理論和實踐之間搭起橋梁，把學生的注意力吸引到相關內容的學習中。

同pbl相似，cbs更注重于調動學生的主觀能動性，更強調以教師引導為主學生獨立思考為輔的教學方式，鼓勵學生獨立思考互相交流，引導學生變注重知識為注重能力[9]，作為實踐性非常強的內科學不能只著眼于理論的學習，更需要注重于能力的開發，因此，案例教學法尤其適合在內科學教育中推廣運用[10]。

但cbs緊密結合臨床，其所涉及的相關知識可能多于教科書中的內容，要求流暢的思維過程，對教師、學生及病例選擇方面均有一定要求。首先，對于教師來說，其自身必須具備扎實的專業基礎及較強分析能力，如果教師本身實踐經驗不足，未能做好充分引導及查閱相關資料等準備工作，必然會導致啟發不夠，病例講解不深入透徹，難以達到預期教學目的，不能全面提升學生對相關知識的理解和認識。其次，從學生角度來說，cbs同傳統教學相比，不僅僅是形式上的改變，同時也是難度的提升，為了能取得良好的教學效果，要求學生具備扎實的理論知識基礎，課前要主動查閱書籍、資料，做足準備，這樣才能在討論過程中學有所獲。最后，如何選擇具有代表性的病例是cbs教學成敗的關鍵因素。如果選取的病例過于膚淺或疑難，沒有特點和針對性，則很難達到教學目的。一般認為病例選擇需要按照大綱和教材的要求及培訓對象來選擇[11]，教師選擇病例時，應該盡可能選出具有一定代表性、涵蓋所需知識點的優秀案例。

pbl結合cbs教學模式

3.1 腎內科臨床教學中實施pbl結合cbs教學模式的意義 在腎內科臨床教學過程中，筆者發現填鴨式、以教師為中心的輸入式教學可使學生在短時間內對要求掌握的知識有一定認識，但難以促進學生將理論知識與實踐相結合，使其不能很好運用所學的基礎理論知識來分析、判斷臨床問題。臨床培訓過程的目的，要求學生既要有夯實所學的理論知識，不斷更新[12]，又要有將理論知識同臨床實踐相結合，掌握規范臨床診療技能的能力[13]。而pbl教學及cbs教學雖然各有優勢[14-17]，但單獨應用于臨床教學，仍難以達到預期教學效果，為進一步提高教學質量，筆者嘗試將pbl及cbs結合于臨床教學中，取長補短，優化教學模式。

pbl結合cbs教學模式將學生需要掌握的理論知識融入相關病例中學習，教師在組織討論時進行適當引導，促進學生對于關鍵問題的思考，主旨是為了發揮學生學習的主觀能動性，模擬從臨床醫生的角度進行實用性知識的學習，引導學生將其掌握的理論知識運用到臨床實踐，培養其分析、解決實際問題的能力，從而促進理論與實踐之間的知識轉化[18-20]。這兩種教學模式結合，既能用生動客觀的病例來代替相對抽象的問題，又能讓學生有的放矢帶著問題去臨床，從而使學生在更主動的學習前提下，更高效，更全面地掌握相關知識。

在這種聯合教學模式中，學生是教學過程認知活動的主體，整個教學過程能促使學生主動地獲取知識及不斷思考，使其在思考的過程中逐漸養成自覺學習和發現問題、解決問題的好習慣，從而培養學生以病例診療為中心的發散思維和橫向思維，進一步提升其創造性思維。另外，討論過程中學生除了要清楚地表達自己的思路之外，還需要良好的團隊協作意識，這些在一定程度上可培養學生溝通、表達及合作能力，提升臨床工作能力。

3.2 pbl結合cbs教學模式在腎內科臨床教學中的具體應用 筆者在腎內科臨床教學中采用pbl結合cbs教學模式，是根據pbl原理設計，采用cbs思路選擇典型病例。具體實施為選擇典型病例―提出問題―學生查找資料―采集病史查體―分組討論―教師總結―病例追蹤。實施過程中，強調如下幾個方面，首先，教師必須針對典型病例的特點，提出能符合教學目的和內容的相關問題；其次，在討論前準備過程中，教師應注意引導學生自主學習，要求同學根據所提問題充分預習相關內容、查找文獻資料，了解相關疾病的病程特點，力爭每位學生都能夠圍繞臨床實際問題及時表達自己的見解與觀點；最后，組織討論、歸納及分析；討論后，要求對病例追蹤，驗證相關臨床分析結果。整個教學過程在強調學生是教學過程認知活動的主體前提下，也需要教師充分準備各方面資料，認真分析設計問題，能夠靈活應用各相關知識點，隨時給予很好的啟迪。

如“腎功能衰竭”相關內容，選擇病例后，教師提出相關問題及提示思路，面對腎功能衰竭的病例，首先需要定性，判斷是急性或慢性腎功能衰竭，那么急性或慢性相應的鑒別點有哪些？其次要做的是定位，比如某個病例定性為急性，定位需要考慮腎前性、腎后性或是腎性，需要利用哪些臨床證據來定位？最后是找病因，如定位在腎小管，引起急性腎小管壞死的病因有哪些？所選病例涉及的病因？根據以上思路做好文獻資料查閱以及采集病史、查體，由于課前有充分準備，學生能更有的放矢去分析、判斷病情；討論過程中，教師不但需要及時引導及總結點評，還需要注重知識的連貫性的掌握，可以從生理、病理生理、藥理等多方面聯系與拓展知識，使學生通過典型病例確實全面掌握此類疾病；最后提醒學生追蹤病例，在典型病例的病程發展變化中，進一步印證鞏固相關知識點。3.3 pbl結合cbs教學模式存在的問題 在實施pbl結合cbs教學模式的過程中，取得良好教學效果的同時，筆者也發現存在如下問題：首先，教師水平參差不齊，而建立高素質的教學隊伍是實施pbl聯合cbs教學模式的重要保證；其次，對學生自主學習能力要求高，部分學生沒有具有一定的檢索、歸納能力，難以從這種教學模式中最大程度獲益；另外，目前臨床帶教多由臨床醫生承擔，在緊張繁忙的臨床工作中，嘗試創新、高要求的教學方式需要更多教學政策的支持。

隨著時代的發展，臨床教育工作者將面臨更多挑戰，為更好適應醫學教育改革大環境，培養卓越的醫學人才，要不斷探索新的臨床教學模式，以進一步促進醫療單位的教學建設，推動臨床教學改革與發展。筆者在腎內科臨床教學中采用的pbl結合cbs教學模式，不僅調動了學生學習的積極性，提高自學及發現問題、解決問題的能力，有效促進臨床思維的建立，還培養其良好溝通及團隊協作意識，值得進一步推廣。這種聯合教學模式雖然取得一定教學效果，但仍然存在一些問題，需要在今后的教學工作中不斷改進、不斷創新，使其趨于完善，能更好地適應新時代下醫學人才培養的需要。