参数化设计在保温杯造型设计中的应用.pdf
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1、包装前2023年第7 期总第3 2 7 期上海包装D0I:10.19446/ki.1005-9423.2023.07.001.参数化设计在保温杯造型设计中的应用*张洋洋,王凤华茶齐齐哈尔大学,黑龙江齐齐哈尔1 6 1 0 0 6摘要:以参数化设计为切入点,保温杯为载体,分析总结参数化设计理念下的保温杯造型设计以及建模逻辑,对保温杯进行参数化设计实践。在进行参数化设计的过程中,遵循保温杯的形状设计原理和方法,发掘其与保温杯形状设计的契合点,并对保温杯产品的形状进行创新,从而获得一个自然、随机的参数,表现出保温杯的天然、无序的形态。参数化设计方法能为保温杯的形状设计提供新的思路和想象空间,实现了产
2、品便捷设计,具有极强的实用性。关键词:产品设计;参数化;保温杯;造型设计;设计原理;逻辑构建分类号:TB4721参数化设计概述参数化设计是一种设计的思考方法,能够指导设计思路,启发设计方向,而非使用特定的软件和模型技术。传统的设计方式往往是按部就班,当工程出现问题时,一切都要重新来过,而参数化设计是对工程中的各个因素进行抽象,将其内部的逻辑联系用电脑语言表述出来,在此基础上,建立基于数字化平台的参数化建模方法。参数化设计将设计元素之间的逻辑关系参数化,每一个元素的变化都会影响到其他元素,从而影响整个设计系统。该方法是把决定零件外形的各种要素看作是一些参数,按照某种规则整理各种要素,用计算机编程
3、方法对其进行建模,再调整这些参数,最终得到零件的外形叫。参数化设计常用的软件包括Pro/Engineer、U G、收稿日期:2 0 2 3-0 5-1 8*基金项目:黑龙江省艺术科学规划项目“黑龙江省柳编旅游文创实践研究”(2 0 2 1 B097)阶段性研究成果之一;齐齐哈尔大学教育科学研究项目“嫩江流域少数民族非遗数字化在高校教学创新研究”(GJQTYB202135)阶段性研究成果之一作者简介:张洋洋,男,硕士在读,研究方向为工业设计工程。*通信作者:王凤华,女,硕士,教授,研究方向为工业设计工程。4SolidWorks、CA T IA、G r a s s h o p p e r 等 2
4、。其中最常用的软件是Grasshopper,G r a s s h o p p e r 是基于Rhino平台的插件,目前已支持Python开发,由于Python是免费开源的,因而用户广泛且活跃度高。近年来Grasshopper使用者开发了众多的插件,极大地拓展了Grasshopper的功能。基于Rhinoceros强大的曲面功能和Grasshopper参数化插件独特的逻辑计算能力,Rhinoceros+Grasshopper构成的参数化设计平台是目前应用最为广泛的可视化建模方法。2参数化设计中的保温杯造型设计分析保温杯的主体部分包括杯盖、杯体和杯底。大部分的保温杯都具有对称的形状,因而对所有的
5、保温杯都可以采取正面图像的方法来进行分析。以下从保温杯的比例、形态和纹理3个方面进行分析。(1)比例。进行参数化设计时,要把相应比例转换成参数,这个转换可以用调节圆柱的半径比来完成,具体方法如下:先对保温杯类产品的总体尺度特性进行分析,结果表明,其尺度特性主要表现为整个产品的尺寸与长度和高度之间的内部联系;再依据圆柱特征化,将整个尺度转换成基本的参数;最后通过调节柱子的半径比率,就可以获得想要的尺寸范围。(2)形态。从形态方面提取影响保温杯造型的要素,对外观、材质、工艺等进行综合考虑,分析不同形态在保温杯造型中的作用。然后通过形态分析法,结合感性工学中的“项目”与“类目”概念,提取出影响保温杯
6、造型的相关要素(见图1),如类目、样式、曲线等,进而完善保温杯的造型设计。(3)纹理。在纹理方面,保温杯采用矩形、菱形、圆形等,这些几何图形不仅便于加工生产,而且能很好地表现出自然的美感,同时符合现代设计理念。局部渐变能形成各种模式的形态,随意删去或错排,还能获得更为丰富和多样的装饰形态。例如,将不同形状的图案进行随机删除或错位排列,能产生更加生动活泼的图案形状 5。上海包装总第32 7 期2 0 2 3年第7 期包装前沿包直线形Fanesenhoid曲线形(上小下大)图4纹理逻辑构建曲线形(上大下小)曲线收缩形凹形倒台形3参数化设计中的保温杯造型设计过程在完整的参数化网络前,应考虑如何利用G
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