计算机辅助工业设计中的人机交互，该文基于提出了计算机辅助工业设计的由来，继而提出计算机辅助工业设计中人机交互的概念与特点，以及人机交互在工业设计中的应用，最后对人机交互的未来发展做出了规划和展望。

　　计算机辅助工业设计中的人机交互【1】

　　摘要：随着科技的发展，工业设计行业也在不断发展，而与此同时，工业市场对工业设计中的产品的品种多样化、趣味化的要求也变得越发的严格。

　　为了确保工业设计在质量和数量上能够更好的发展，计算机辅助工业设计中的建立人机交互，成为了工业设计中的关键要素。

　　该文基于提出了计算机辅助工业设计的由来，继而提出计算机辅助工业设计中人机交互的概念与特点，以及人机交互在工业设计中的应用，最后对人机交互的未来发展做出了规划和展望。

　　关键词：工业设计;计算机;人机交互;未来

　　工业设计在近五十年内得到了飞跃的发展，随着计算机和通信技术为代表的数字化信息时代的快速到来，工业设计行业得到了飞跃的发展，由此新生的计算机辅助工业设计以一种崭新的面貌进入企业，企业传统的产品研发过程也在被不断的改变。

　　为了能够使工业产品的质量得到质的飞跃，缩短研发的时间，更多的工业设计员发现，在计算机辅助工业设计的同时，不仅仅需要计算机软件上不断的革新，“人”的作用在工业设计中也日益突显出来。

　　如何将“人机交互”完美的运用到计算机辅助工业设计中，成为了当前计算机辅助工业设计的一项重大的项目。

　　1计算机辅助工业设计出现

　　伴随着历史的发展，设计内涵的发展也趋于更加广泛和深入。

　　现在，人类社会的发展已进入了现代工业社会，设计所带来的物质成就及其对人类生存状态和生活方式的影响是过去任何时代所无法比拟的，而工业设计业较之其他工业领域的特殊性也突显了出来。

　　首先工业设计的用途是决定工业设计优劣的最主要因素，此为与美工设计或美术设计上最大的差异处。

　　其次由于工业产品是为供人使用的，所以要讲求能配合人体，如适当的大小、操作的便利，与使用的舒适等。

　　并且在设计出来的产业要能表现材料的特质：同样的产品，采用不同的材料来制造时，应该根据其材料的特质，而赋予不同的设计造型与结构。

　　最后在产品完成后，还必须要考虑生产程序：因为工业生产讲求大量化，所以设计时对加工程序上亦应力求经济。

　　计算机辅助工业设计是指以计算机硬件、软件、信息存储、通讯协议、周边设备和互连网等为技术手段，以信息科学为理论基础，包括信息离散化表述、扫描、处理、存储、传递、传感、物化、支持、集成和联网等领域的科学技术集合。

　　与传统的工业设计相比，计算机辅助工业设计在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化，它涉及了CAD技术、人工智能技术、多媒体技术、虚拟现实技术、敏捷制造、优化技术、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域，是一门综合的交叉性学科。

　　计算机辅助工业设计以工业设计知识为主体，以计算机和网络等信息技术为辅助工具，实现产品形态、色彩、宜人性设计和美学原则的量化描述，从而设计出更加实用、经济、美观、宜人和创新的新产品。

　　2计算机辅助工业设计中人机交互的含义及特点

　　2.1计算机辅助工业设计中人机交互的含义

　　计算机辅助工业设计的人机交互是指人使用某种对话语言与计算机以一定的交互方式进行交流，为完成确定工业设计任务，人与计算机之间的信息交换过程。

　　人机交互或人机互动，是一门研究系统与用户之间交互关系的学问。

　　系统可以是各式各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。

　　用户通过人机交互界面与系统进行交流，并进行操作。

　　2.2计算机辅助工业设计中人机交互的特点

　　1)计算机辅助工业设计中的人机交互功能减轻工作人员的劳动强度。

　　人机交互功能主要凭借可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。

　　可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。

　　计算机辅助工业设计人机交互的主要作用是控制有关计算机辅助设计中相关软件的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关各种命令和要求，这样人机交互才能完善地结合，并有助于操作员进行实质性的操控。

　　在计算机辅助工业设计中，人机交互设施有键盘显示器、语言识别、图形识别等。

　　这样一方面能够将计算机充分的利用到工业设计中，另一方面，工业设计的工作人员可以再操控软件的同时，减轻工作的压力，方便修改产品的尺寸、线型，以获得良好的产品形态。

　　2)计算机辅助工业设计中人机交互是提高产品质量的重要环节。

　　计算机辅助工业设计中人机交互有利于产品性能的最佳发挥，提高生产的效率。

　　它将设计人员的创造性思维、经验知识、综合判断，最佳的思维特性和审美创意与计算机强大的信息检索能力、海量信息高速计算的处理能力，虚拟真实的突显和艺术感染加上人工处理相结合，从而提高了工业设计中的速度和办事效率，大大缩短了工业设计的周期，保证了工业设计的质量，降低了工业设计的成本。

　　3)计算机辅助工业设计中人机交互有利于提高产品的市场竞争力。

　　“人机交互技术无论发展到什么程度，都必须围绕以用户为中心的宗旨”。

　　利用人机交互在工业设计中广泛的应用，强调以客户为中心，加强产品的独创性，将人机交互在工业中发展到极致，满足客户人性化的需求，给客户带来持续良好的体验，提高效率。

　　自然能够提高产品在市场上的竞争力，使得产品在创意、设计和质量上高于其他同类产品，从而使本企业在商业竞争的过程中立于不败之地。

　　3人机交互在计算机辅助工业设计中的应用

　　计算机信息网络全球化在人们生活和工作中早已占据了不可动摇的地位。

　　而现代化社会也从“技术为根本”变为了“信心技术为根本”，这一方面预示着社会的与时俱进，同时也给工业设计者们带来了一定的难题。

　　如何将证明的工业信息准确无疑的转达给客户，这就必须需要客户与工业产品之间必须无障碍的沟通交互，因此人机交互才在工业设计中显得格外的重要。

　　目前，在计算机辅助工业设计中，人机交互主要体现在虚拟装配、人机界面、产品设计，产品虚拟仿真技术上。

　　3.1虚拟装配

　　工业产品的可维修性、可装配性和配合性是设计人员经常出错的关键，在过去在产品最后的装配过程里，一直到等到很长的时间段后才能发现到装配中零件出错报废或工期耽搁的情况。

　　而虚拟装配就是在工业产品设计的阶段中就能利用人机交互的方式，设计者通过三维输入设备，直接对工业零件进行三维装配的操作，使在装配的过程中将设计者的创造能力发挥到最大限度。

　　同时在这种三维的立体效果里，设计者如同在现实生活中观察工业产品，从而能以最快的速度准确的发现产品在工艺设计中出现的纰漏。

　　3.2人机界面

　　在人机的大前提下，人与计算机之间所有的关联都需要依靠人机界面来维持，人机界面是人与计算机相互作用的操作方法和联系的纽带。

　　它是以研究处理“人与物”之间的信息传统为主，既研究了计算机的用途，同时也重视了人的重要性。

　　而人机界面的用途在于，它处理了工业设计师与计算机软件、硬件的关系，研究了人机界面模型的设计，虚拟界面的设计、多用户与多感官界面的设计等等，从而更好的为工业设计提供良好的技术基础。

　　3.3产品设计

　　德国研究人员正在开发一种全新的可移动交互系统，此系统能够通过视觉存贮设备将视觉信号转换为命令，有望全面代替键盘和显示器。

　　这种设备是一个小型的能够放在胸前的电脑，其摄像头能捕捉到手部运动，根据手部运动传达的信息转换成对应的命令以方便执行。

　　而在工业设计中，人机交互最大的好处莫过于在产品的设计上，计算机技术可以根据人的行为，去理解图像，然后根据设计师概念从而做出反映。

　　主要是在设计师进行产品设计师，运用一系列的现代化计算机的手段，从而去配合操作员的设计理念，提高产品的外形、结构、色彩、材质，达到减少产品成本，提高劳动效率的效果。

　　3.4虚拟仿真

　　产品虚拟仿真技术在工业设计中的应用指的是，通过计机算机的系统中的虚拟仿真的技术，对人机交互进行准确无误的判断、设计。

　　这种虚拟的仿真技术是一种相当逼真地去模仿人在大自然的环境里看和听等主观动作的人机界面手段。

　　当下，在工业设计领域，已经有很多的产品运用到了虚拟的仿真技术。

　　如三维空间交互球、数据手套、头盔显示器、力反馈器等等。

　　但是比起虚拟仿真技术在军事上的应用，前者运用的并不算多。

　　因此，虚拟仿真技术在工业上的运用无可厚非的，成为了工业设计未来的一个主要方向。

　　通过虚拟仿真技术可以实现工业设计过程中每一个设计过程的操作与检验，能够帮助设计师更快，更准确的完成或修改设计方案，减少设计师无必要的时间和脑力劳动。

　　加强与设计团员之间技术上的沟通与交流，资源的共同探讨，提高工业产品的设计速度，准备的抓住工业市场的机遇，提供企业在市场上的地位，获得更多的经济收益。

　　4计算机辅助工业设计中人机交互的前景

　　在计算机技术中，人机交互的范畴里，更多大胆创新的概念不断的被提出。

　　语言的识别、红外线遥感、视频的扑捉等等，必定会给人机交互技术带来更多技术上的提高。

　　新的人机交互技术不断涌现，它能给人们带来的是更多科学技术上的革新和期待。

　　而在未来的计算机工业设计中，人机交互应当加强“以人为中心”，“和谐”“统一”的交互模式，从而提高人机交互的工作效率。

　　4.1集合化

　　人机交互的特点是多样化，多渠道的。

　　将非桌面和桌面，二维和三维，可见与不见，与手语、口唇、肢体语言、味、嗅、触等知觉以及计算机的鼠标、键盘集合在一起，使计算机技术能以各方位，更全面的为工业设计服务，是新一代计算机辅助工业设计中人机交互的一个新的发展方向。

　　4.2智能化

　　当下，计算机使用者都是运用的鼠标、键盘灯设备进行精确的交互输入，但使用者的动作和思维却是模糊的。

　　可在工业设计中，却常常使用的大量的非精确性的模糊信息。

　　在人机交互中，如若能够提高计算机的使用，使计算机可以自动扑捉使用者的姿态、手势等模糊信息，了解到使用者的意识，并随之做出适当的反映，提高人机之间的交互效率，使交互间能够更好的服务于工业设计。

　　5结束语

　　总之，微软创始者比尔盖茨曾说过，计算机毫无表情的时代终将结束。

　　即将迎接人们的是富有感情的计算机的时代。

　　虽然当下的计算机还不能够拥有人一般的喜怒哀乐，但做到计算机与人之间的情感交互是人机交互的发展趋势。

　　把握“以人为本”人机交互的根本理念，做到计算机与人类的完美配合，共同创造更为和谐的科技化社会让计算机能够去理解和模仿人类情感特征的能力，以提高计算机辅助人类工业、商业中的工作效率，这才是人机相互最需要注意的宗旨。

　　参考文献：

　　[1]汪海波.浅析计算机辅助工业设计[J].安徽工业大学学报:自然科学版,2005(2).

　　[2]许为.人-计算机交互作用研究和应用新思路的探讨[J].人类工效学;2005(4).

　　[3]高锦宏.试论面向制造的设计技术[J].机床与液压,2003(1).

　　[4]薛为民,林本敬.虚拟人技术在人机交互中的应用研究[J].北京联合大学学报:自然科学版,2008(2).

　　基于人机交互的计算机辅助设计课程教学模式研究【2】

　　摘 要：针对计算机辅助设计教学模式中存在的相关问题，依托人机交互设计的相关理论，以课堂教学、课堂练习和课后复习三个方面作为研究重点，对教室的空间布局、多媒体教学软件和课件的制作与应用、授课方式的改进等几个方面进行重点阐述，对计算机辅助设计教学模式进行改革，最终提出教学模式改革的具体方法。

　　摘要：计算机辅助工业设计，是伴随计算机的出现应运而生的。计算机辅助工业设计，借助人机交互的方式能够提高工作效率。随着时代的发展，互联网使人们的生活获得了前所未有的改变，互联网在工业设计中的应用，也将有更多的发展和探索，并将获得更高的成就。本文首先简要介绍计算机辅助工业设计及其人机交互，然后分析计算机辅助工业设计中的人机交互的重要意义以及其应用，并简要分析计算机辅助工业设计中的人机交互的发展趋势。

　　关键词：计算机；辅助工业设计；人机交互

　　计算机辅助工业设计与传统的工业设计有所区别，在电脑协助工业设计之中，与信息化的融合要更为多样，综合性也更强，涵盖了人工智能、模糊技术、人机工程、CAD技术等多重领域。计算机的高速发展，极大程度的改善了传统设计中的局限性，在电脑协助下的工业设计具备着多重优势。在工业设计中，因为涉及到的环节较多，所以容易出现设计上的不足，通过传统的设计方式较难避免这些不足的发生，而电脑协助下的工业设计可以弥补这些不足。同时，在人机交互过程中，人们可以更为轻松的使用机器，并且对机器进行直接的控制，发挥出传统的工业设计方式所无法比拟的优势。

　　1计算机辅助工业设计及其人机交互

　　所谓电脑协助工业设计，是伴随计算机的出现应运而生的。电脑协助工业设计是计算机与工业设计的结合，期望于借助计算机强大的技术更好的完成产品的设计，并且在实用和美观方面有了更高的追求和提升空间。电脑协助工业设计中的人机交互，是通过人与计算机的交流来辅助设计。机器在人的命令下执行操作，使机器具有智能属性，为人的设计提供便利。随着技术的发展，人机交互成为了电脑协助工业设计中重要的环节。互联网可以获得大量的数据，通过电脑协助工业设计人机交互，使数据直接助力于产品的设计，使设计的产品会有更多的参考和选择性。

　　2计算机辅助工业设计中的人机交互的意义

　　2.1计算机辅助工业设计中的人机交互有助于提高工作效率

　　电脑协助工业设计，借助人机交互的方式能够提高工作效率。因为，在人机交互过程中，人们可以更为轻松的使用机器，并且对机器进行直接的控制。在传统的工业设计中，设计过程是较为繁琐的，在设计前期需要设计草图，在按照草图进行实际组合时要进行多种尝试，才能确定最合适的效果。计算机的高速发展，极大程度的改善了传统设计中的局限性，在电脑协助下的工业设计，仅凭计算机就可以预览设计的多种搭配方案，并在短时间内挑选最合适的设计方案。因此，在电脑协助下的工业设计，为设计人员节省了较多时间，降低了不必要的时间成本，设计人员可以倾注更多精力在设计本身。

　　2.2计算机辅助工业设计中的人机交互有助于提升产品质量

　　完整的工业设计流程中包括许多步骤，每一步骤之间良好的配合，才能完成产品的整体设计。基于电脑协助工业设计中的人机交互，在设计工作效率上得到大幅提升，因为时间成本的降低，产品的设计节奏在条理性上有所提高。在计算机技术作为辅助的工业设计中，通常只需要借助鼠标或者键盘，对产品进行设计和改造，就可以完成产品的设计。在工业设计中会涉及到许多数据，只有数据的准确程度越高，设计出来的产品的优质程度也就越高。传统设计方式需要反复的尝试和较为复杂的计算来获取数据，而电脑协助下的工业设计，依托于强大的互联网大数据背景，在设计数据的获取上更为容易，数据的准确程度也更高。因此，通过电脑协助工业设计的人机交互有助于设计出更为优质的产品。

　　2.3计算机辅助工业设计中的人机交互有助于产品竞争

　　无论是任何设计，设计的参与主体是人，设计的服务对象也都是侧重于人。在信息化技术不断取得突破性进展的同时，人机交互在工业设计中所占的重要性也越来越高。工业设计的首要目的是服务于人，因此，设计的产品中需要具备贴合人需求的条件，当获得了更多用户的认可和满意度，设计出的产品的效用就相应提高。在满足了这一基础条件之后，逐步增强消费者的体验效果，从而使产品具有更多的竞争优势。因为电脑协助工业设计中的人机交互为设计提供了更多便利，同时提升了设计出的产品的品质，设计可以关注更多人性化的要求。因此，产品的竞争优势在电脑协助工业的人机交互中得以提高。

　　3计算机辅助工业设计中的人机交互的应用

　　3.1计算机辅助工业设计中的人机交互的虚拟装配

　　在工业设计中，因为涉及到的环节较多，所以容易出现设计上的匹配偏差，比如在产品的安装与维修上的不足。这时候，可以借助人机交互中的虚拟装配来弥补设计中的不足。在工业设计过程中，会使用到一些配件，配件的质量需要符合要求。同时也会需要准确一些配件，以备不时之需，这些配件的质量也需要满足要求。然而，实际上，传统的设计流程是复杂的，对各种配件的检查也不总会面面俱到。因此，通常会出现配件未在第一时间进行检查的情况，直到配件在使用时发现问题才开始检查，如此以来既不利于工业设计的产品安全性，也降低了工业设计的严谨性。而通过电脑协助工业设计中的人机交互的虚拟装配，可以在设计的同时对各配件进行检查，进而提高产品设计的安全性和严谨性。

　　3.2计算机辅助工业设计中的人机交互的人机界面

　　电脑协助工业设计与人机交互的重要联系点在于人机界面，只有通过人机界面才能完成人与计算机联合下的工业设计活动。随着信息技术的发展，人机界面有更广阔的发展空间。作为电脑协助工业设计的应用之一，人机界面的主要作用是辅助计算机为工业设计提供技术支持，在人机交互背景下，人机界面也要以人为本，充分考虑人的需求，满足人的期望。初期，人机交互的人机界面是满足最基本的操控需求，随着技术的发展和变革，人机界面将可提供更新颖的方式为设计提供更为便捷和高效的“人机合作平台”。

　　3.3计算机辅助工业设计中的人机交互的产品设计

　　信息化技术已取得了前所未有的突破，当前人工智能已成为信息化研究的重点内容。人工智能可以让机器以人的视角去感知，电脑协助工业设计中的人机交互也可以赋予设计以人的视角，使工业化的产品设计不仅有机器的助力，同时也有人的设计。工业设计的重要内容是产品设计，人机交互的重点应用也包括产品设计。在电脑协助下的人机交互中，设计因为计算机更为直观，可以更直观的选择搭配不同的组合方案，设计中也可以及时调整设计方案，使设计在灵活性和便利性上有很大的提升。同时，当前人机交互上也有全新的探索，将来鼠标、键盘的操作，甚至计算机的显示器均可以被视觉技术取代，在产品设计上也会有更为全新的方式。

　　3.4计算机辅助工业设计中的人机交互的虚拟仿真技术

　　虚拟仿真技术，在军事方面的应用较多，而在工业设计方面的应用较少。这也说明，虚拟仿真技术在工业设计方面还有许多的发展前景可以探索。所谓虚拟仿真技术，是利用计算机来使用或判断人机交互技术，通过虚拟仿真技术强大的模仿能力便利于产品的设计。主要的虚拟仿真技术，包括三维空间交互球、头盔显示器等。虚拟仿真技术使工业设计中的每一步骤均可视化，通过计算机可快速准确的完成产品的设计和配件的检验，设计方案也有了更多的变通性和灵活性。

　　4计算机辅助工业设计中的人机交互的发展趋势

　　计算机信息化的出现，为人类社会带来的改变是空前的，人们的生活水平得到了显著的提高，各种新型技术不断涌现而来。电脑协助工业设计已经取得了一定的成果，使工业设计的效率和质量获得了提高，并且将在以后有更多的提升空间。电脑协助工业设计中的人机交互的发展趋势主要在于集合化趋势及智能化趋势，同时也将有更多的创新技术得以应用，在日后的革新和进步中也将更加凸显出人机交互中人的重要性。人机交互实际上是一种集合，将二维与三维、可视化与不可视化进行集合，全部通过计算机来实现，在以后的发展中人机交互将有更多的集合，发挥出更多的作用。当前技术已经发展到可以预测人的行为和爱好，在人机交互的发展前景中，将会使计算机发挥更多的预测作用，通过计算机来捕捉人的设计思想，使计算机帮助人来完成工业设计。

　　5结语

　　计算机辅助工业设计是计算机与工业设计的结合，期望于借助计算机强大的技术更好的完成产品的设计。随着技术的发展，人机交互成为了电脑协助工业设计中重要的环节。互联网可以获得大量的数据，通过电脑协助工业设计人机交互，使数据直接助力于工业设计，设计的产品将会有更高的品质和多样性。当前电脑协助工业设计中的人机交互的应用主要包括在虚拟装配、人机界面、产品设计和虚拟仿真技术等方面的应用。通过电脑协助工业设计中的人机交互，有助于提高工业设计的效率、提升产品质量，并且使设计出的产品具有更高的竞争力。

　　参考文献：

　　[1]王薇.计算机辅助工业设计中的人机交互研究[J].工业设计,2017.

　　[2]郑军峰,杜宏忠.计算机辅助工业设计中的人机交互研究[M].传媒论道,2016.

　　[3]王蛟.计算机辅助工业设计协同工作的研究[M].西北工业大学,2015.