設計技術論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇設計技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、產品概念設計與市場

概念設計是工業設計領域中的一個重要方面。國外大公司的產品設計部門包括:1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見，產品的概念設計的主導地位和重要性。

1概念設計的內涵

概念的設想是創造性思維的一種體現，概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”，讓學生進行座椅的開發設計。步驟是，首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理，并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事，從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為，在民間曾有這樣一個說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學生創意出現了形形的座椅開發設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養院、醫院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統的產品概念設計。當然，產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化，設計是一種思維行為。在這種思維創造活動中，產品概念的構思是豐富的，人的創作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。

2概念設計與產品市場

完成概念設計只是第一步，能不能進行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發商或企業帶來效益等，這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設計者的難題。在開發設計的許許多多產品中，只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴大見效益的百分比，仍是最關鍵的，是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。

3虛擬現實技術促使概念設計的市場化

為了更好地接近產品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將所要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，計算機輔助工業設計的發展，尤其是虛擬現實技術在產品概念設計中的應用，已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發設計的產品與傳統相比，就大大減少了投放市場的風險性，也為企業決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產，提供更好的依據。虛擬現實技術能模擬整個產品開發過程，保證產品開發一次性成功，加快開發進程，甚至使設計者和用戶融為一體，設計出滿足市場需要的產品。

二、虛擬現實技術與虛擬產品

1虛擬現實系統(VirtualReality，VR)

虛擬現實系統又稱為虛擬現實環境，是指計算機生成的一個實時三維環境。使用者可以在這環境中“自由地”運動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環境所反饋的作用力，從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現實環境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產生虛擬環境的步驟為:

①用放置在不同地點的多個攝像機將某環境或事物記錄下來;

②利用計算機的視頻技術抽取出環境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用攝像頭連續掃描周圍空間來獲取某一區域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術，按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環境。

2虛擬現實系統的常用設備及要求

虛擬現實系統常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現實系統的要求除了應具有高性能的計算機系統(包括軟、硬件)外，還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。

3虛擬產品(VirtualProduct，VP)

虛擬產品是虛擬現實技術應用于產品設計的產物，是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真，設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的，因此節省了傳統方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程，使設計繪圖的工作量比傳統的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現實技術在概念設計中應用前景

在概念設計中，如采用頭腦風暴法進行方案創意時，可以將體驗設計思想更好地融于其中，也就是更多地關注產品使用者的感受，而非產品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環境中，讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時，充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議，邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見，觀察設計和修改過程，直至大多數人滿意為止。

為了適應激烈的市場競爭，設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品，而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現實技術做出虛擬產品的動畫廣告，再與計算機網絡技術結合起來，使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品，并能直接在虛擬環境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時，還可以通過Email對產品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力，為設計廠家謀得更多的市場份額。

若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望，通過網上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯系，網上定貨，使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現實技術及其在工業設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

1陳軍等虛擬現實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究，1999，6

篇（2）

在教學實踐中我利用傳感技術儀器進行實驗能夠得到很好的實驗效果。分析教材、根據教學目標及學生的年齡特點合理選擇利用數字化傳感器材能夠有效提高課堂實驗效果。課堂實驗探究的高效，傳感技術儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設計實驗方案。只有通過有效的實驗設計和規范的實驗操作，以學生為主體性，讓學生配合教師來完成實驗，學生便于理解，又可增加學習興趣，才能使實驗變得簡單易行，達到教學目標。以下是四上年級《運動起來會怎樣》一個有關于心率傳感器的實驗。首先，連接手握心率傳感器、界面和計算機。其次，啟動LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序將自動識別手握心率傳感器，這樣就可以準備采集數據了。測量一個人在激烈活動，例如做跳躍運動前、之間和之后的心率；測量一個人在運動后的心率返回平常心率要多久。讓學生在探究實踐的過程中，注重體驗和感悟，又便于學生對知識的接受和理解，從而也激發學生的興趣。

二、傳感技術探究實驗室的組建

為了提高實驗探究效率，保證實驗教學的有效開展，創建探究實驗室，合理利用“數字化”儀器設備是非常重要的。數據采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲存實驗數據并根據探究需測定的參數。通過政府采購，我們采購到探究實驗室套材，主要有濕度、音高、音量、光強、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據需求來自行選擇；同時，這些儀器的輕巧與便攜還為學生進行戶外探究提供了可能。計算機軟件的安裝將傳感器插入計算機時，傳感器可以精確地測量實驗中獲取的各種數據，并通過數據采集器傳到計算機中，計算機經由配套軟件將數據以表格和圖像的形式呈現，并進行分析處理。

篇（3）

引言

隨著我國交通運輸事業的迅猛發展，橋梁作為交通線中的重要組成部分，其數量的增多、規模的擴大更為明顯，而橋梁組成之一的伸縮裝置，用量也越來越大，使用范圍也越來越廣，型式也越來越多了。橋梁伸縮裝置在結構中直接承受車輪荷載的反復沖擊作用，且長期暴露在大氣中，是橋梁中易受破壞且難以修補的部位。因此，選用優良的伸縮裝置，使其能適應由于橋梁的各種變化所引起的伸縮。

一、橋梁伸縮縫概述

橋梁伸縮縫是指為適應材料脹縮變形需要而在橋梁上部結構中設置的間隙。為使車輛平穩通過橋面，在橋梁伸縮縫處設置的由橡膠和鋼材等構件組成的各種裝置稱為伸縮縫裝置。當前，對于橋梁伸縮縫一般有對接式、鋼制支承式、組合剪切式(板式)、模數支承式以及彈性裝置。①對接式伸縮縫。對接式伸縮縫裝置，更具其構造形式和受力特點的不同，可分為填塞對接型和嵌固對接型兩種。填塞對接型伸縮裝置是以瀝青、木板、麻絮、橡膠等材料填塞縫隙，伸縮體在任何情況下都處于受壓狀態。該類伸縮裝置一般用于伸縮量在40mm以下的常規橋梁工程上，但目前已不多見。嵌固式對接伸縮縫裝置利用不同形態的鋼構件將不同形狀的橡膠條(帶)嵌牢固定，并以橡膠條(帶)的拉壓變形來吸收梁體的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態。也可以處于受拉狀態。②鋼制支承式伸縮裝置。當橋梁的伸縮變形量超過50mm時，常采用鋼質伸縮裝置。該伸縮裝置當車輛駛過時往往由于梁端轉動或撓曲變形而產生拍擊作用，噪聲大，而且容易使結構損壞。因此，需采用設有螺栓彈簧的裝置來固定滑動鋼板，以減少拍擊和噪聲，該伸縮縫的構造相對復雜。③組合剪切式(板式)橡膠伸縮裝置。該裝置是利用各種不同斷面形狀的橡膠帶作為填嵌材料的伸縮裝置。由于橡膠富有彈性，易于粘貼，又能滿足變形要求且具備防水功能。因此，目前在國內、外橋梁工程中已獲得廣泛應用。④模數支承式伸縮裝置。板式橡膠制品這一類伸縮裝置，很難滿足大位移量的要求；鋼制型的伸縮裝置，很難做到密封不透水，而且容易造成對車輛的沖擊，影響車輛的行駛性。因此，出現了利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料，與強度高性能好的異型鋼材組合的，在大位移量情況下能承受車輛荷載的各類型模數支承式(模數式)橋梁伸縮裝置系列。⑤彈性體伸縮裝置。彈性體伸縮裝置分為鋅鐵皮伸縮縫和TST碎石彈性伸縮縫，彈性體伸縮裝置是一種簡易的伸縮縫裝置，對于中小跨徑的橋梁，當伸縮量在20mm-40mm以內時可以采用TST碎石彈性伸縮縫裝置，是將特制的彈塑性材料TST加熱熔化后，灌入經過清洗加熱的碎石中，即形成了TST碎石彈性伸縮縫，碎石用以支持車輛荷載，TST彈塑性體在一25℃～60℃條件下能夠滿足伸縮量的要求。

二、橋梁伸縮縫設計要點

2.1伸縮縫破壞過早的設計原因伸縮縫的破壞最先從過渡段的混凝土開始。過渡段混凝土的主要荷載為車輛輪壓產生的動載，當輪壓在伸縮縫上時，其荷載通過錨固系統傳遞到過渡段混凝土，再傳遞到梁板上，并產生一定的壓縮變形。在設計上而言，造成伸縮縫的破壞過早，無非是以下方面的原因：①伸縮縫在整個橋梁工程所占的份量不多，一般易被設計人員忽視，從而未對伸縮縫進行細致的考慮與設計。②伸縮裝置的受力復雜，而與之密切相關起決定作用的錨固系統卻不盡合理。③設計方面對施工的實際情況考慮不足。如：錨固混凝土太薄且鋼筋密布，伸縮裝置的錨固系統很難準確地預埋在梁中，甚至無法預埋，相當一部分錨固系統不得不錨固在整體化層混凝土中。④有的設計工程師在伸縮縫設計過程中只注重計算橋梁的伸縮量，并以此進行選型，而往往對伸縮裝置的性能了解不全面，忽視了產品的相應技術要求。

2.2伸縮縫設計要點

2.2.1整體設計合理選定恰當伸縮量的縫隙極為重要，縫隙越大伸縮裝置越容易遭破壞。采用的縫隙過大或過小，以及沒有考慮安裝時的溫度而調整間隙。特別是針對板式橡膠伸縮裝置，易造成破壞。即使是連續橋面，在面層鋪裝上往往也會出現裂紋。因此。要采取預先切割橋面，設置接縫，或用較軟的鋪裝層來吸收裂縫，或者安設小型的伸縮裝置來解決。在較大縱坡的情況下，如不設置考慮適應豎直變位的構造，也容易產生缺陷，引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向，即使伸縮量小，也存在撓度差大的問題，因此，在伸縮裝置構造上要給予重視。伸縮裝置與梁體結合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。除模數式伸縮裝置之外的其他類型的橋梁伸縮裝置，與橋面板的固定、結合往往不夠充分，效果不甚理想，一般構造尺寸較小、剛度不足，而且對新材料的特征、配合等研究不夠深入，所以在選型時應作充分的比較研究。為防止因雨水而起的漏水現象，雖然在一些鋼制伸縮縫裝置中，對配合部位采取插入密封橡膠或將排水裝置或鋪裝層面層作為容易清掃的型式，或在整個縫隙中灌注填人防水材料的實用型式。對與橋面的雨水，一般應在伸縮裝置附近設集中排水口；對不在日常養護作多次涂漆的構件上，設計上應采用優質耐久的防護材料作有效的處理。2.2.2實例設計在設計方面，有些設計者誤認為上部構造梁板的實際預制長度與理論長度之差就是橋兩端伸縮縫的寬度。就一孔20m長的簡支梁橋為例，有些設計人員照本宣科，把兩端各設一道縫寬2cm的伸縮縫。實際上按溫差45℃設計，伸縮量按下式計算：L=Lt+Ls+Lc+Ld+ALe，Ltf=taL。式中：Lt—溫度變化產生的伸縮量；a—線膨脹系數，混凝土a=10×10-6，鋼a=12×10-6；L—伸縮梁的長度Ls，Lc—由于混凝土收縮和徐變影響而產生的收縮；Ld—梁端轉角產生的變形量；Le—制造安裝誤差。膨脹系數n=10×10-6，干燥收縮度20×10-5，徐變系數ψ=2.0，預應力引起的平均軸向應力σ=6N/mm2，混凝土的彈性模量Eh=30000N/mm2，施加預應力后三個月的遞減系數=0.4，則：=45×10×10-6×20000=9mm，L=20×aLβ=20×10×10-6×20000×0.4=1.6mm。L=σ／EhψLβ=6／30000×2×20000×0.4=3.2mm。設梁端旋轉水平變形Ld=3mm。總伸縮量L=9+1.6+3.2+3=16.8mm。按此計算，只在一端(若系坡橋只在高處一端)留一道縫寬2cm的伸縮縫即可，另一端橋面鋪裝與背墻連續，這樣，既節約了資金，又減輕了跳車。

合理預留伸縮縫寬度，可使其在夏季擠緊，到冬季溫度降低時才會拉開，從而有效提高伸縮縫壽命，減小橋頭跳車。據觀察伸縮縫擠壞的很少，大部分是縫太寬，引起跳車，跳車越嚴重縫破壞的越快，形成惡性循環。另外混凝土還有相當高的抗壓強度，只要擠壓在規定范圍內，對橋梁結構不會造成影響。由此可見在伸縮縫的設計中，采用安全系數較大的伸縮縫寬度，是完全沒有必要的。:

三、結語

橋梁伸縮縫的破壞，對橋梁使用性能以及通車都會帶來嚴重的影響，因此必須加強橋梁伸縮縫的優化設計，從伸縮縫類型、結構以及環境等相關因素進行強化設計，才能確保伸縮縫在今后的使用中，滿足橋梁使用性能。

參考文獻：

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指的是通過使用低功耗藍牙技術(BluetoothLowEnergy，也就是Bluetooth4.0或BluetoothSmart)，iBeacon基站可以自動創建一個信號區域，當設備進入該區域時，相應的應用程序便會提示用戶是否需要接入這個信號網絡(只有在藍牙打開的條件下)。通過放置在物體(服裝)中的小型無線傳感器和低功耗藍牙技術，用戶便能使用智能設備來傳輸數據。

1.2功能性iBeacon

能夠為用戶提供他們所需要的信息，甚至和NFC技術一樣，用戶能夠通過iBeacon來完成支付。除此之外，每個iBeacon基站內置有加速度計、閃存、ARM架構處理器以及藍牙模塊，而普通的紐扣電池就能為一個iBeacon基站提供長達2年的圖1iBeacon技術的基本原理續航時間。

1.2.1低功耗低功耗是確保iBeacon元件作為安全性服裝的安全因子的重要前提

以往的電子元件因為電源供給問題得不到解決，因此不得不設計成可拆卸模式，導致服裝中結合電子元件的部分與服裝不能形成系統。這一方面限制了服裝的款式設計而影響到服裝整體外觀以及功能的實現，另一方面由于設計成拆卸模式導致電子元件與服裝只是簡單結合，不能產生附加價值而難以引起生產商以及銷售者的興趣，因此結合電子元件的安全性服裝的研究一直局限于此。而iBeacon技術由于低功耗的特性，一小塊紐扣電池可以供應其長達2年的續航時間，直接突破了以往的瓶頸，為安全性服裝的設計提供了更多的可能。

1.2.2微定位微定位(micro-location)是指通過周邊多個iBeacon收發器

用戶的位置可以被精確定位至幾英尺范圍內的定位技術。GPS是目前人們較為熟悉的定位工具，它在過去很長一段時間內都發揮著重要的作用。隨著人們對定位要求的提高，GPS在室內定位中遠遠不能滿足所需要求，特別是礦井等特殊環境下，人們迫切希望另一種工具作為補償。與GPS或WIFI信號測量法相比，iBeacon在降低電量消耗的同時提高了室內定位的精度，這在礦工服等對室內定位有較高要求的安全性服裝中大有可為。倘使將礦工服、環衛服等其他服裝中融入iBeacon基站，當人們處于危難狀態下時，通過衣服中iBeacon基站信息的推送，將會在最短的時間內得到救援，從而為生命生還提供了更大的希望。

1.2.3無縫體驗感iBeacon的技術特點是在后臺實時對用戶進行定位和數據傳輸

這為未來體驗經濟下銷售終端的體驗消費提供了更大的保障。當用戶進入iBeacon設置的區域內，只需要從口袋中拿出手機就能夠看到iBeacon基站發出的內容，這也是iBeacon相較NFC或者二維碼技術的最大優勢所在。因為在這個被電子工具充斥著的時代，人們基本隨時隨地攜帶手機，只要處在公共環境中，就能將自己推介出去，同時了解身邊那些愿意交際的人們以及產品推薦和優惠信息推送等服務。比如將iBeacon技術運用于制服或機場制服中，可以提供給消費者極佳的體驗感(如通過推送告知廁所位置，物品打折信息等)，同時提升品牌親和力。在現實世界中，在不同設備中頻繁輸入密碼已經成為了困擾人們的重要問題。而iBeacon提供了解決辦法:用戶可以利用低功耗藍牙技術對AppleTV進行自動配置，設置之后只需要將運行iOS7的設備與新的蘋果機頂盒觸碰，該機頂盒就會自動設置WIFI網絡、地區以及AppStore賬戶。這一技術配合蘋果公司已經推出的TouchID指紋掃描后，用戶的數字身份可以和其永久綁定在一起，擺脫使用諸如iCloud或者密碼這些“舊時代”的產物帶來的不便。在移動支付方面，iBeacon技術也具有強大的功能以及應用前景，并且比現在流行的NFC更加方便與安全。

2基于iBeacon技術的安全性

服裝設計一直以來，“科技”和“時尚”似乎是2條完全平行的線，沒有什么交集。科技產品那種“近未來”的設計風格，與高端時尚相比相差甚遠。隨著可穿戴設備理念的流行，一些可穿戴科技融入到時裝的巧妙設計，比如一個由橡膠材質制成、內置TrackR生活GPS傳感器的皮包，外觀被處理為褶皺式，看上去像是珍稀動物皮革制成。除此之外，還有各種裝配了傳感器的夾克、連衣褲、PebbleSteel等。這些科技顛覆了傳統時尚業，同時迫使時尚界開始接納新技術。科技與時尚的結合成為目前服裝設計的一大趨勢，作為安全性服裝更是如此。iBeacon技術在安全性服裝設計中作為一類安全因子，在設計中必須針對其特殊性從材料、款式、色彩和工藝上加以輔助設計，從而實現iBeacon這一科學技術與時尚的完美融合。而這一切的設計必須在安全性理念的基礎上完成，即確保服裝本體的安全性。

2.1材料在安全性服裝設計中

材料是實現安全功能的重要保證。一方面要確保材料本身的安全性，另一方面要運用材料的附加安全功能使安全性服裝具有更好的安全性。安全服裝材料不僅要求材料的來源是綠色無污染的，同時在材料的加工過程中要盡可能確保安全性，如天然彩棉等。這樣不僅可以與當今的生態文明建設同步，同時使加工后附加在材料上面的不安全因素降低從而使服裝安全舒適。但是這在很大程度上又會限制材料的美觀功能性，因此有必要對材料進行二次設計，比如在材料加工過程中加入一些對人體有益的微量元素，用新的安全來補償不安全的存在，從而維持人體健康，保證人身安全。同時可以對面料的肌理等進行設計，增加服裝的視覺美感，給人一種視錯覺安全性。科技為服裝的材料提供了無限可能。比如能夠實現防水、呼吸狀態的納米科技面料，通過混合印刷、3D打印制造圖案和配飾等。ContinuumFashion公司在3D打印鞋領域具備領先的技術，打印的鞋子不僅擁有時尚的設計，同時其質量也足以應對日常穿戴。目前時裝領域已經廣泛運用3D打印技術，巴黎時裝周上展示的一款完全3D打印服裝。一些新興材料正在為iBeacon技術安全性服裝提供更佳的保障。

2.2款式款式設計是提高iBeacon技術安全性服裝大眾接受度的有效保證

為人們帶來更具價值的穿戴技術體驗是安全性服裝設計的目的。盡管很多人已經意識到服裝安全的重要性，但是其產業化道路異常艱辛。因此在安全性服裝設計的過程中要重視款式設計，力求給人一種強烈的視覺沖擊力，使人在確保美觀舒適的基礎上潛移默化地接受安全性服裝給人帶來的安全性，并成為一種需要，從而帶動安全性服裝的發展。在款式設計上，服裝造型空間作為人體的第一層環境，首先要注重人體與空間的處理。要力求與人體結構很好的融合，符合人體工學，同時在外觀上確保美感。iBeacon技術安全性服裝作為一種區別于常規服裝的特殊服裝，其在款式設計的過程中要著重從iBeacon接發器出發進行局部設計，確保服用性能，在此基礎上可以對服裝整體進行再設計，從而設計出既美觀舒適又安全的服裝。

2.3色彩色彩對人產生從表面感覺到心理深層的影響力

在創造服裝色彩環境時，不僅要注意它的色性配置的美感，而且還要有意識應用聯想的魅力來加強效果，滿足人的心理需求，加強服裝的個性情感作用。色彩在一般服裝設計中也具有重要的作用，特別是通過心理作用給人造成影響。iBeacon技術安全性服裝的色彩運用要突出安全性，同時兼顧時尚性。在具體設計中，首先要確保其色彩來源的安全性，盡量避免甲醛等化學物質危害的存在，同時在此基礎上要營造和傳遞出一種安全信號。如綠色象征著安全、健康、活力和生機，是在生態環境下極力推崇的顏色，被較多用在安全性服裝的設計中。作為特殊服裝的色彩設計，不僅要結合每年的流行色進行色彩選擇，同時要考慮不同情景下色彩的安全作用，因此必須對流行色進行二次設計，使iBeacon技術安全性服裝的色彩既時尚前衛又安全環保。

2.4工藝工藝直接影響iBeacon技術安全性服裝的最終效果

服裝最基本的性能是服用性能，如果不能從工藝上解決iBeacon技術的融合問題，那么再好的設計也會打折。針對iBeacon接發器來說，雖然其具有低功耗的優良性能，但是它畢竟是電子元件，在現階段還不能解決防水問題，因此在加工過程中要特別注意。但是將其設計成可拆卸樣式又難免會陷入之前的套路，而使iBeacon技術低功耗的優良特性不能發揮出來，通過在iBeacon基站外面加入防水面料并在面料上進行二次設計(如刺繡、印花等)，使之成為衣服當中的一部分，既保證了美感又實現了iBeacon技術在安全性服裝設計中的運用。

3產業化可行性分析iBeacon技術的眾多優良特性

使之能夠被作為安全因子運用于安全性服裝的設計中，但設計與產業化有很大的區別，因此需要對其產業化可行性進行分析。

3.1安全評價安全是安全性服裝最重要的特征，而iBeacon作為電子元件被人們主觀認為存在很大的不安全性，盡管原則上能產生安全作用的元素都可以作為安全因子被運用于安全性服裝的設計中，但安全評價是確保安全性服裝產業化的前提，因此需要對iBeacon安全性服裝進行安全評價。目前國內外對智能服裝進行評價時主要采用5級分析系統，而對于結合iBeacon元件的安全性服裝的評價同樣也可以采用分級式測評，分別從材料的生物物理性能測試(包括iBeacon元件和服裝材料)、電子技術測試(局部和整體)、氣候艙受控實驗、服裝安全系統有限的現場試驗及服裝安全系統現場試驗5個方面進行全面的評價。

3.2技術角度iBeacon具有低功耗、微定位以及無縫體驗感等優良特性

同時通過添加傳感器可以實現更強大的功能。出了添加傳感器的iBeacon元件。通過添加6軸運動傳感器MPU6050和氣壓溫度傳感器BMP180，可以對人體某些生理體征進行檢測。因此從技術角度來講，iBeacon技術安全性服裝在室內定位服(如礦工服、超市導購服、幼兒園服、精神病院服等)以及室外服裝(環衛服、導游服等)上具有很大的運用前景。雖然目前與iBeacon類似的NFC在體積等方面具有更大的優勢，但更廣的信息傳輸范圍是iBeacon相比于NFC最大的優勢。而國外Estimote公司以及國內四月兄弟等iBeacon開發商也正在致力于對其實用性能的研究，服用性能不斷改善，安全性能不斷提升。

3.3價格成本從Estimote公司給出的價格來看

3個iBeacon基站的預購價格為99美元(約合人民幣610元)，國內四月兄弟等廠商給出iBeacon基站的價格在50～100元不等。單從電子元件的價格來說還在人們能夠承受的范圍，但其與服裝的結合勢必會使服裝成本上升，因此會影響服裝的產業化。在未來的設計中，一方面要降低iBeacon元件的價格，一方面要注重提升iBeacon安全性服裝的附加值。

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1引言

為了保護自己的軟件的技術內核不被他人輕易盜用，軟件開發人員使用了各種加密技術來保障軟件的版權不被侵犯，殼便是我們常用的一種軟件保護手段。對于Win32中軟件加殼技術已經有非常成熟的商業產品，然而，對于.NET環境下軟件，由于.NET程序的編譯結果不是機器語言代碼，而是一種MSIL中間代碼，因此不能使用傳統的加殼技術。目前，專門對.NET軟件實施加殼的商業軟件主要有MaxtoCode，另外，SafeNet公司也推出了其軟件保護產品圣天狗最新的外殼工具，滿足了軟件開發商的一大愿望。圣天狗外殼加密工具可以自動完成對可執行文件的加密過程，從而讓開發商快速方便地完成軟件加密和授權管理的工作。

本文介紹了.NET環境下一種簡單的軟件加殼技術，該技術使用了數字簽名、MSIL代碼混淆、加密等技術，可達到高強度的軟件保護。與MaxtoCode相比，這種技術的優點是：可以防止軟件非法拷貝，針對計算機硬件“指紋”授權(指紋：即硬件信息中終身不變的識別號，如CPU和硬盤的序列號等，下同)，對于網絡版，可以防止非本服務器的客戶端訪問服務。

2認識“殼”

殼是對加密軟件的一個形象的比喻，顧名思義，殼是軟件外部的一件“外衣”，是軟件的保護屏障。有了它，惡意攻擊者就無法在對軟件反匯編后，直接找到軟件的核心代碼。

殼是一段程序，它先于程序運行，殼在運行后就獲得了該軟件控制權，利用其保護功能對軟件進行安全保護。

殼的工作原理大致是：先運行殼程序，殼將加密的主程序(主程序即原來的待加殼的程序，下同)代碼解密到內存中，運行其中相應功能，并將程序的控制權交還給主程序。

本文中研究的加殼技術正是基于這種原理，只是殼也是用.NET編寫的，加密與解密密鑰與用戶的機器硬件指紋有關，而不是固定的密鑰，所以可以防止軟件非法拷貝，達到更高的保護強度。

3本加殼技術的原理

先將原來的主程序編譯成DLL，再編寫一個殼程序，編譯成EXE，并將程序的運行入口(即main函數)移到殼中來，由殼開始執行整個程序。首先，可以用自編的加密工具，在軟件前將所有DLL文件分別進行加密(輸入特定的密鑰)，在殼加載DLL時臨時將其解密到內存中，并加載運行。由于解密DLL的結果只存在于內存，所以攻擊者無法獲得解密后的DLL，除非他能找到DLL的解密密鑰。同時，為了避免攻擊者分析外殼程序的邏輯，從中尋找解密密鑰，還可以將殼編譯成EXE文件后，再用第三方軟件進行混淆(如：XenoCode)或加密(如：MaxtoCode)，這樣攻擊者將無法了解DLL加密的算法及處理邏輯。從而，更有效地保護主程序DLL。加殼與脫殼的原理如圖1所示。

圖1NET軟件加密型加殼的原理

4軟件與用戶注冊流程

為了推廣軟件，開發商一般會將軟件的試用版放在網上，讓用戶自由下載試用，用戶基本滿意后再注冊正式版。

軟件與用戶注冊的流程如圖2所示。

5軟件與用戶注冊的實現

5.1注冊申請

為了達到軟件防拷貝的功能，開發商必須為不同的用戶制作不同的安裝文件，一套程序只能在一臺機器上運行。為此，開發商在制作安裝文件時，必須取得軟件將要運行的目標機器的指紋和用戶的單位名稱，對于有應用程序服務器的網絡版軟件，只需要取得應用服務器的指紋。指紋數據可以由用戶使用特定的程序取得，并通過短信或郵件的方式告知開發商。

指紋的提取有兩種方法：其一，通過軟件的試用版。試用版中設計申請注冊的模塊，用戶通過此模塊提取本機的指紋數據。軟件的試用版文件的制作不是針對目標機器的指紋制作的，可以在任何機器上運行。為了防止Cracker找到DLL的解密密鑰后，將試用版破解。通常可以對試用版軟件設置功能限制(如：去掉部分關鍵代碼)，這樣即使試用版被破解，也無法投入正式的應用。

方法二：使用專用于注冊申請的程序。對于網絡版的應用服務程序，如果沒有用戶界面，或無須試用的用戶，只能使用由開發商提供的專用注冊程序來提取機器指紋。

5.2計算注冊碼

這種加殼技術本來可以省去輸入注冊碼手工注冊這個過程，因為每一個的版本只能在指定的機器上運行，但為了定制用戶單位信息以及對用戶數進行限制，還是要有注冊過程的。注冊碼是由用戶單位、機器指紋及用戶數限制等信息經過加密處理后得到的，處理可以用自制的注冊碼計算工具來實現。

5.3加密DLL文件

本加殼技術的核心之一是加密DLL文件，加密過程可以用自制的加密工具完成。加密算法可以選擇.NET框架中提供任何加密算法或者自行設計加密算法。算法可以不用公開的算法，因為加密解密都是在自己的程序中進行。因此，此方案的安全性完全可以由開發商自己保證，而不依賴于第三方。

5.4制作安裝盤

制作之前，只需用專為此用戶加密的DLL文件及授權文件等替換安裝工程中相應的文件，再生成安裝盤。安裝盤中可以單獨存放一份加密DLL文件和授權文件，以備客戶升級正式版時用戶直接拷貝。

一般而言，安裝文件中不能直接包含注冊碼或授權文件的，但在這種技術下，可以將授權文件打包到安裝盤中，因為，即使安裝文件被復制，也無法在非授權的機器上運行。

5.5正式版安裝

對于沒有安裝過試用版的機器，可以直接使用安裝盤安裝正式版。對安裝過試用版的機器，可以用安裝盤中的正式版文件替換相應文件即可變成正式版。

5.6用戶注冊

調用正式版中“幫助”à“關于”à“注冊”功能，輸入注冊碼或選擇授權文件進行注冊。由于安裝文件中包含授權文件，也可以在正式版首次運行時，通過授權文件自動注冊，免去了手工注冊的過程。

6程序運行時脫殼的實現

脫殼實際上是將加密的程序代碼解密并加載到內存程序區，脫殼需要特定的解密密鑰或特定的解密算法。對于較簡單的程序，如果只有一兩個DLL，可以由殼程序進行一次性脫殼，全部放在內存中，這沒有什么技術上的難度，只是內存消耗較多。對于有多個DLL的程序，DLL不一定都要使用，有時可能只用其中部分，所以沒有必要一次脫殼，全部占據在內存中，可以根據需要來脫殼。脫殼涉及到DLL解密、DLL調用請求的捕獲等技術。

6.1DLL的解密

一般的加殼技術使用與用戶無關的密鑰，密鑰是固定中殼代碼中的，所以脫殼可以在任何一臺機器上實現，無法實現軟件防拷貝。而在本方案中，DLL加密密鑰與用戶計算機硬件指紋相關，當然解密密鑰也不是殼代碼中固定的，而需要臨時從目標計算機上提取指紋生成密鑰，才能解密，所以脫殼只能在授權的計算機上進行，從而可以很好地防止軟件的非法拷貝。

解密密鑰的是由硬件指紋生成的，指紋的提取與申請注冊時提取指紋的算法相同，并且，指紋通過相同的保密算法轉換后生成加密解密密鑰。因此，指紋的提取算法存在于殼和專用的注冊申請程序以軟件的試用版中，為了防止這些算法的破解，需要使用第三方工具(如：XenoCode，MaxtoCode)對這些程序的MSIL代碼進行混淆或加密。對于網絡版軟件，解密密鑰最好是由殼臨時從應用程序服務器獲取；但為了簡單起見，也可以將解密密鑰存入授權文件中，授權文件經加密后隨客戶端軟件一起安裝，脫殼時從授權文件中提取解密密鑰。

DLL的解密只能在內存中進行，不能生成臨時文件，避免Cracker截獲解密后的DLL。這就要用到文件流與加密流的技術，脫殼的部分代碼如下：

publicstaticAssemblyasmload(stringasmName)

{Assemblyasmsvr=null；

FileStreamfsr=null；

byte[]byVec=newbyte[16]，byKey=newbyte[32]；

//asmName待加載的程序集名，由參數帶入

stringtoLoad=AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory+asmName+"e.dll"；

if(!File.Exists(toLoad))returnnull；

fsr=newFileStream(toLoad，FileMode.Open，FileAccess.Read)；

byte[]rawAssembly=newbyte[fsr.Length]；

//提取機器指紋并生成DES加密密鑰與初向量

createDesKeyVec(refbyVec，refbyKey)；

SymmetricAlgorithmdes=SymmetricAlgorithm.Create()；

CryptoStreamencStream=newCryptoStream(fsr，des.CreateDecryptor(byKey，byVec)，CryptoStreamMode.Read)；

//讀取并解密到到緩沖區

encStream.Read(rawAssembly，0，(int)fsr.Length)；

encStream.Close()；

fsr.Close()；

asmsvr=AppDomain.CurrentDomain.Load(rawAssembly)；

}

6.2DLL調用請求的捕獲

根據需要來脫殼也就是當程序集被調用時，臨時脫殼并加載，程序集一旦加載，以后需要調用其中的功能時就可以直接從內存中運行，這就既避免了內存的浪費又不會影響程序運行速度。關鍵是程序集的調用不一定從殼中調用，可以從任何一個已經運行的程序集中調用，怎么才能截獲程序集的調用請求呢？

首先要了解應用程序域，它由AppDomain對象來表示，為執行托管代碼提供隔離、卸載和安全邊界。多個應用程序域可以在一個進程中運行；但是，在應用程序域和線程之間沒有一對一的關聯。多個線程可以屬于一個應用程序域，盡管給定的線程并不局限于一個應用程序域，但在任何給定時間，線程都在一個應用程序域中執行。每當程序運行時，便會自動創建應用程序域。AppDomain實例用于加載和執行程序集(Assembly)，AppDomain類實現一組事件，這些事件使應用程序可以在加載程序集、卸載應用程序域或引發未處理的異常時進行響應。本方案中就是通過事件AssemblyResolve來捕獲程序集調用請求的。

實現方法是：首先，在殼的main()函數中注冊事件AssemblyResolve的響應代碼，形如：

AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve+=new

ResolveEventHandler(CurrentDomain_AssemblyResolve)；

然后，再編寫一段事件響應代碼，來實現程序集脫殼與加載。這樣，在調用任何程序集時，就可以直接調用了，因為程序集的脫殼會自動進行。下面是事件響應的部分代碼：

///<returns>返回找到的或臨時加載的程序集</returns>

privatestaticAssemblyCurrentDomain_AssemblyResolve(objectsender，ResolveEventArgsargs)

{

Assemblyret=null；

try{

AppDomaindm=(AppDomain)sender；

stringdllName=args.Name.Split(''''，'''')[0]；

//用xx開頭的文件表示加密過和DLL，區別于其它的DLL

if(dllName.StartsWith("xx")&&!dllName.EndsWith("resources"))

ret=asmload(dllName)；

}

catch(Exceptionae)

{MessageBox.Show("加載數據集"+args.Name+"時出錯")；}

returnret；

}

7總結

以上軟件保護方案的安全性能由DES算法(若采用)和機器指紋的安全性決定。DES算法的安全主要決定于對密鑰保護。另外，由于密鑰來自于機器指紋，而指紋數據來自于機器硬件信息，雖然，取指紋的算法要隨軟件外殼程序一起，但從指紋到密鑰要經過自己設計的保密算法來轉換，且保密算法不公開，所以算法本身是安全的。因此，密鑰的安全還取決于指紋提取算法的安全性和指紋轉密鑰的算法安全性，而它們的安全性又取決于第三方加密或混淆的強度了，這是本方案所無法控制的，這也許就是此方案安全性最薄弱的環節。

對于用商業加殼軟件的攻擊較多，所以一旦商業加殼技術被破解，用它加密過的軟件便沒有安全了。但對于自編的加殼技術，加密技術可以自行設計(保密)，并且可以隨時調整，而且，用戶數不多，因此，攻擊者比較少，用這種技術加密的軟件安全性也就相對更好。使用本文中的加殼技術，可以更有效地抵抗拷貝、反編譯、分發序列號、注冊機各種常用的軟件破解方法。然而，這種自編加殼技術雖然安全，但軟件分發起來卻十分復雜，這也是此方案的美中不足之處。

參考文獻

[1]&WindowsApplicationDebug[M].Beijing：TsinghuaUniversityPress，2004.6：50

[2]彭明柳．徹底研究[M]．北京：中國鐵道出版社，2003.2：13

篇（6）

（2）綜合性。Java技術的綜合性體現于很多方面，如Java的面向對象技術與不同應用技術的綜合、Java課程中多個教學內容的綜合、Java課程與其他課程的綜合、基于Java的綜合課程設計等。

2基于Java的綜合性課程設計實踐

2.1Java課程綜合性實驗

2.1.1Java教學過程中遇到的問題

以前在完成每一個單元理論教學內容的同時，學生也上機完成相應的程序設計實驗內容，當所有的教學內容講完了，課時也用完了，但總感覺意猶未盡。首先從教師的角度講，認為可以完成的實驗項目還有很多，學生應用Java的潛力還可以再“挖一挖”；其次從學生的角度講，對Java的興趣剛上來，但是應用Java的羽翼還不太豐滿，如果就此打住，過一些時間，Java知識可能會淡了，也許就扼殺了他們應用Java的能力和機會。教學計劃中的課時是不能隨便調整的，只有合理利用有限的實驗課時，才能進一步有效地提高學生對Java的綜合應用能力。

2.1.2Java課程綜合性實驗的設計

從2007年開始，我們在Java程序設計實驗課程大綱的實驗項目中增加了綜合實驗教學環節，利用有限的實驗課時，使學生應用已經掌握到和即將學習到的Java知識，有興趣和有能力去探索完成一個比較大的實驗項目，培養了學生對Java技術的應用能力。這樣的綜合實驗時間發生于學習完面向對象特性、數組枚舉及字符串應用、異常處理、圖形用戶界面設計后，在Java程序設計的理論課程講授其他教學內容的同時，Java程序設計實驗課程布置給學生一些綜合實驗的題目，讓學生選擇完成一個項目的設計和實現。后續教學內容的單元實驗取消，學生只需完成選定的綜合實驗項目即可。在綜合實驗中需要用到的還未來得及講授的Java知識或技術，大部分學生在已掌握了前面講過的基礎知識后，有能力先去預習或者自學。以下列舉一些開設過的綜合實驗項目。①ISBN書號校驗程序的設計和實現；②名片記錄本程序的設計與實現；③文本編輯器的設計與實現；④水中倒影；⑤音樂日歷；⑥網上聊天程序的設計實現；⑦多客戶簡單網絡應用程序的設計實現；⑧基本數據庫操作應用程序的設計實現。綜合效果非常好，學生在做綜合課程設計的過程中，進一步鞏固和驗證前面所學技術，激發出探索興趣，先行求索后續知識。更重要的是學會了應用，學會了設計，學會了調試，應用Java技術的能力提高了，專業素質也提升了。

2.2軟件核心課程做基于Java的綜合性實驗，可進一步提高學生的能力和素養

在開設Java課程之后，相繼開設了計算機網絡和數據庫原理等課程，這些課程也在做綜合實驗項目。因為Java是網絡編程語言，可以嘗試用Java做開發工具來完成計算機網絡課程的綜合實驗。再者，全球85%以上的企業在使用Java完成信息管理系統，那么也可以使用Java做工具來為數據庫原理課程設計一些綜合實驗項目。如果課時有限，做一個小型管理信息系統即可，多出一些題目，3~4人一組，每組選做一個題目。因為每門課的綜合實驗課時都緊張，可以把兩門課合起來做綜合課程設計。從2008年開始，我們研究探索為計算機科學與技術專業開設的主干課程數據庫系統原理實驗的綜合實驗教學項目提供開發工具。在數據庫系統原理實驗課程的綜合實驗中，學生開發的積極性很高，雖然實驗課時非常有限，但每一個課題小組都認真討論數據庫的設計、系統的Java實現方法，最后按時交上較為滿意的作品。自2007年以來，Java課程為計算機網絡實驗課程開設過的綜合實驗項目如下：①基于TCP協議的網絡應用程序設計與Java實現；②基于UDP協議的網絡應用程序設計與Java實現。自2008年以來，Java課程為數據庫系統原理實驗課程開設過的綜合實驗項目（2010年為Java程序設計實驗與數據庫系統原理實驗兩門課合作開設的綜合實驗項目）如下：小型管理信息系統的設計與實現（3~4人一組，每組會針對不同類型的企業或部門完成一個具體的系統）。將Java課程與其他課程結合起來，進行綜合課程設計，分別圍繞一些小型管理信息系統、TCP或UDP協議之上的網絡應用程序、較為復雜的數據結構應用程序出題目。Java和計算機網絡、Java和數據庫原理、Java和數據結構、Java和編譯原理、Java和軟件工程等課程，均可以完成綜合課程設計。為研究生開設的課程也大量地應用了Java技術，如機器學習、數據挖掘的算法實現多是使用了Java程序。此外各種工程優化算法，都可以用Java做開發工具。

2.3基于Java的綜合課程設計課程的開設

2.3.1在綜合課程設計中遇到的問題

（1）各門課程的教學計劃中沒有為綜合課程設計安排專門的課時，需占用常規的課程單元實驗課時，這樣會影響到課程的單元練習。（2）因為時間太短，學生雖然興趣盎然，但設計出的軟件粗糙，無法保證質量。（3）各門課程單獨安排的綜合實驗項目中，互相之間難免有些重復，學生雖有興趣，但每門課都須完成綜合實驗，負擔重。為減輕學生期末負擔，近5年來，我們嘗試將兩門課結合起來，完成綜合課程設計，如將Java課程與計算機網絡課程結合起來，完成一個基于TCP或UDP協議的應用程序；將Java課程與數據庫原理課程結合起來，完成一個小型管理信息系統。

2.3.2開設基于Java的綜合課程設計課程

以上問題的終極解決方案是基于Java的綜合課程設計能作為一門課程，設計于信息技術類專業的教學計劃中。這樣，有效利用給予綜合課程設計的課時，在教師的指導下，學生就可以集中精力設計和實現一款基于Java的功能完善的質量較高的軟件。基于Java的綜合課程設計課程的實施方案如下：（1）在和學生討論的基礎上，教師給出以上所述不同方面的多個題目，讓學生選擇自己感興趣的題目去做。在設計和實現的過程中，學生及時向教師匯報階段性成果并得到啟發性指導以便于改進。（2）教師針對各種類型題目做出比較典型的實例，或選擇合適教材以便于學生參考。當然學生自己也可以選擇感興趣的實戰編程教程作為綜合課程設計的參考書目。在這方面，我們做了一定工作：申請編寫了清華大學出版社的教材——《基于Java的綜合課程設計》，已經正式出版。

篇（7）

攝影技術通過照片進行信息記錄，可以使信息具有一定的直觀性。平面設計需要提高觀賞者的認可度和接受度，攝影作品可以很好地利用視覺性沖擊，有助于人們對設計者所表達的信息的理解程度。

（二）紀實性

攝影作品是將真實場景記錄下來，具有一定的說服力。攝影作品中包含了攝影人的情感和藝術表達，因此，攝影作品反映了平面設計者和攝影人的情感共鳴，其中的心理暗示作用是十分強烈的。

（三）永恒性

攝影是一種將瞬間變為永恒的技術手段，它可以將變化的空間狀態通過攝像頭記錄下來，將其精確的保留下來，這種技術手段使信息超越了時間和空間的限制，能夠真實完整的再現。

（四）塑造性

平面設計是將攝影產品進行包裝，使其滿足設計者的要設計求，因此，攝影產品的塑造性有著重要作用。隨著科技水平的不斷提高，相關的軟件也應運而生。Photoshop軟件是最常見的圖像處理軟件，輔助設計人員完成相片的藝術處理。如：通過對照片進行光影調節可以增加照片的年代感和滄桑感，這種藝術處理可以更直接的表達出設計者的設計想法，有利于觀者明確對相關產品的印象定位。

二、攝影技術在平面設計中的應用

（一）巧妙取景

平面設計中的對攝影作品的取景有兩種常見方式。一種是將攝影作品全視角取景，要求對攝影作品精準解讀，把握好藝術設計角度，實現攝影作品與設計要求的有機結合。第二種是對攝影作品進行局部取景，選取攝影作品中的某一視角，從復雜的攝影作品中進行刪繁取簡，尋找到適合的設計元素，巧妙的表達設計主題。

（二）色彩處理

色彩是平面設計最具影響力的因素，不同的色彩賦予了圖片不同的內涵。關于色彩處理的技術有很多，把握好色彩對人心理情感的不同影響，進行合理的色彩設置，有利于平面設計的表達效果。以Photoshop為例對圖片進行色彩調整，首先通過濾鏡對圖片上的細小雜質進行清理，提高圖片的質量。其次，對照片進行銳化處理，突出照片的視覺效果，緊接著處理照片的飽和度和圖片整體透明度，將圖片調整為低調圖像。然后，根據所需要的顏色需要進行色彩調整，從根本上改變圖片的風格，調整光照效果到合適位置，突出照片的中心內容。最后，將色階進行調整，增加畫面的層次感，使圖片的內容感鮮明，賦予圖片生動性。

（三）結構重建，營造情境

平面設計的結構布局是經過縝密的分析和藝術設計，選擇符合大眾審美的切割方式對畫面進行切割，將圖片的視覺元素進行重構，創造符合設計觀念的情境。在這個結構重造的過程中，需要將照片進行選擇、切割、轉化、重組等多個步驟，對平面設計中的設計元素之間的情感藝術進行轉換以及意境構建，實現審美觀念、文化內涵的轉化。運用摳像、重構、調光等技術對攝影作品調節藝術氛圍，將攝影藝術的理性美和感性美科學融合，更好的為平面設計服務。

篇（8）

1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見，產品的概念設計的主導地位和重要性。

1概念設計的內涵

概念的設想是創造性思維的一種體現，概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”，讓學生進行座椅的開發設計。步驟是，首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理，并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事，從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為，在民間曾有這樣一個說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學生創意出現了形形的座椅開發設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養院、醫院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統的產品概念設計。當然，產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化，設計是一種思維行為。在這種思維創造活動中，產品概念的構思是豐富的，人的創作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。

2概念設計與產品市場

概念設計只是第一步，能不能進行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發商或企業帶來效益等，這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設計者的難題。在開發設計的許許多多產品中，只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴大見效益的百分比，仍是最關鍵的，是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。

3虛擬現實技術促使概念設計的市場化

為了更好地接近產品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將所要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，計算機輔助工業設計的發展，尤其是虛擬現實技術在產品概念設計中的應用，已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發設計的產品與傳統相比，就大大減少了投放市場的風險性，也為企業決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產，提供更好的依據。虛擬現實技術能模擬整個產品開發過程，保證產品開發一次性成功，加快開發進程，甚至使設計者和用戶融為一體，設計出滿足市場需要的產品。

二、虛擬現實技術與虛擬產品

1虛擬現實系統(VirtualReality，VR)

虛擬現實系統又稱為虛擬現實環境，是指計算機生成的一個實時三維環境。使用者可以在這環境中“自由地”運動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環境所反饋的作用力，從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現實環境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產生虛擬環境的步驟為:

①用放置在不同地點的多個攝像機將某環境或事物記錄下來;

②利用計算機的視頻技術抽取出環境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用攝像頭連續掃描周圍空間來獲取某一區域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術，按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環境。

2虛擬現實系統的常用設備及要求

虛擬現實系統常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現實系統的要求除了應具有高性能的計算機系統(包括軟、硬件)外，還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。

3虛擬產品(VirtualProduct，VP)

虛擬產品是虛擬現實技術應用于產品設計的產物，是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真，設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的，因此節省了傳統方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程，使設計繪圖的工作量比傳統的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現實技術在概念設計中應用前景

在概念設計中，如采用頭腦風暴法進行方案創意時，可以將體驗設計思想更好地融于其中，也就是更多地關注產品使用者的感受，而非產品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環境中，讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時，充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議，邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見，觀察設計和修改過程，直至大多數人滿意為止。

為了適應激烈的市場競爭，設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品，而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現實技術做出虛擬產品的動畫廣告，再與計算機網絡技術結合起來，使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品，并能直接在虛擬環境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時，還可以通過Email對產品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力，為設計廠家謀得更多的市場份額。

若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望，通過網上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯系，網上定貨，使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現實技術及其在工業設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

1陳軍等虛擬現實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究，1999，6

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

*基金項目：華北水利水電學院2011年教育教學改革項目（47）

作者簡介：胡青峰（1980-），男，河南省汝南縣人，博士，講師。

1引言

畢業論文或畢業設計是高等院校本科教育人才培養計劃最重要的組成部分之一，是本科教育的最后一個綜合性教學環節[1]，通過完成畢業論文，學生既能夠很好的對自己四年來的學習與實踐成果進行全面的總結，也能夠培養自己的獨立思考能力和科學工作方法，是一個學習深化和升華的重要過程。但不同的學科由于其學科性質不同，要想更好的體現以上觀點，其畢業論文或設計模式也必然存在一定的差異。測繪工程是一門應用性較強的科學，在學習理論知識的基礎上著重培養學生的實際動手能力。特別是在現階段測繪新技術形勢下，如何更好的使學生達到“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”的培養目標，探討測繪新技術形勢下本科畢業論文（設計）模式的研究是非常必要和意義重大的。

2測繪新技術特點分析

隨著現代科技和信息化技術的發展，為了彌補傳統測繪技術的不足和滿足現代測繪的要求，測繪科學涌現出了新的測量技術，主要有GPS技術、GIS技術、RS技術、攝影測量技術以及三維激光掃描技術等。其測量呈現如下新特點：

（1）作業模式數字化

測繪部門傳統的生產作業模式正被數字化技術所取代，如：地圖數字化、數字攝影測量、掃描數字化等。計算機的智能化與自動化正逐步出現在測繪生產作業流程中的各個關鍵部分，傳統測繪生產工序正被簡化，新型測繪生產作業以及管理模式正逐步形成，這要求學生對計算機軟件要有較好的運用。

（2）測繪技術一體化與復合化

隨著計算機新技術的發展，測繪技術也出現了一體化發展的趨勢，如內外業數據處理一體化、數字攝影測量系統一體化、“3S”技術集成等等，這種一體化與復合化的特點將有利于網絡化觀測體系的形成，必將會大大提高測量作業速度和測量數據處理效率，并提高測量數據的精度。測繪技術的一體化要求測繪工程專業學生具備一定的專業綜合能力。

（3）測繪設備的兩極化

新技術測繪設備的生產正向兩極分化的趨勢發展，一方面向小型化、微型化和可攜帶化的方向發展，另一方面其功能和性能也更可靠。這一變化對我們的啟示是，在教授學生傳統測繪儀器使用的同時，必須加以強調和落實學生掌握和運用新理論和新儀器的能力。

（4）測繪信息的網絡共享化

隨著信息技術的迅速發展，網絡也飛速普及全球，這一工程不僅實現了資源共享和生產過程管理的網絡化，而且促進了網絡化由生產部門一直延伸到用戶。這種發展導致了測繪生產組織結構必須加大信息服務能力，基礎地理信息服務在生產組織結構中趨于專門化，這也就加強了學校和測繪單位和外界建立新的合作關系的必要性，以便空間數據資源的互補。

3建議

在測繪新技術不斷發展的今天，針對如何利用測繪新技術開展測繪工程專業本科畢業論文（設計），以達到我校“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”的人才培養目標，結合前面分析本研究給出以下建議：

（1） 走“產、學、研”結合的道路，培養學生解決實際問題能力和創新能力

學生到企事業單位實習，將畢業論文（設計）與生產聯系起來，一方面有助于學生了解相關行業特點、現狀和發展前景，清楚社會對各種類型人才的需要，從而更加明確自己的努力方向和社會定位，進一步激發其刻苦學習與立志成才的積極性[2]，另一方面，在這個過程中可以利用一些測繪新技術解決生產實踐中遇到的問題，培養其解決實際生產實踐問題的能力。

將學生的畢業論文（設計）與導師的科研項目相結合，可以引導學生對測繪新技術理論的學習、探索、創新和應用，提高學生的科學研究與工程設計能力，為以后學生繼續深造從事科研活動打下基礎。

（2） 與學生興趣愛好相結合，發揮其主觀能動性

我校培養人才的目標是“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐和有創新”。與其它專業相比，測繪工程專業所涉及的知識面專業性強、專業面較窄。因此，在開展畢業論文（設計）選題時考慮到教學大綱的同時，兼顧到學生的興趣愛好也是非常有必要的。學生根據自己的興趣愛好，利用所學到的各種基本理論和技術，選擇與本專業相關的題目特別是與本專業相關的邊緣學科，且難度達到畢業論文（設計）要求，應該是被允許和鼓勵的。這樣可以發揮學生的主觀能動性，激發學生開展畢業論文（設計）的興趣，有利于獲取創新性的成果。

（3） 與學生就業方向相結合，為學生以后就業打基礎

對于有意向到科研院所或高校工作或繼續深造的學生，根據科研院所的具體情況，指導老師可以重點考慮為該類學生選擇與測繪新理論相結合的論文形式的相關課題，對于有意向到生產性企事業單位工作的學生，指導老師可以重點考慮為其選擇與測繪新技術或方法相結合的設計形式的相關課題。條件允許的話可以直接讓學生到意向單位實習，結合意向單位課題完成畢業論文（設計），為學生快速轉變角色、適應單位的工作模式打下基礎。

（4） 注重交叉學科的選題，全面提高學生的專業素質

隨著測繪新技術的不斷進步和社會對復合型人才的需求，測繪工程專業學生在選題時，還應注重交叉學科的選題，具體包括兩個方面：一是在測繪科學與技術大的學科框架下選題，即可以適當與新發展的相關專業相結合，這樣有助于增強學生對整個測繪科學與技術知識的全面掌握和運用；二是與學校特色相結合[3]，多與相關水利專業相結合，一方面能夠拓寬學生的知識面，增加了學生對學校辦學強項的了解，另一方面，也為學校特色專業引進了新的先進的測繪技術，促進了學校特色專業學科發展。

4結束語

畢業論文（設計）是學生對所學知識的一個綜合運用過程，是檢驗學生在實踐的基礎上運用所學專業理論知識去分析和解決實際問題能力的重要途徑，是對畢業生基礎知識、學習能力、自學專研能力以及各種綜合能力的檢驗和提高，是學生畢業前最后一次重要的綜合實踐機會，是衡量高等學校教育質量的重要評價內容。針對測繪新技術迅速發展的今天，為真正把測繪工程專業學生培養成厚基礎、寬口徑、復合型的高素質創新型人才，其畢業論文（設計）模式仍有待于進一步深入研究。

參考文獻

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城市設計簡要地說就是為人們設計聚居地的一種藝術，它是城市規劃的重要組成部分。城市設計所關心的是建筑實體的視覺效果；人與場所的連接性；活動空間與舒適環境的創造；整個城市景觀改善的進程。城市設計要為建筑物實體及其空間布局，為建筑形式構圖及其與周圍空間的三維關系，為獲得美學與社會質量成就進行視景布置建立整體框架。

1.1城市設計內容的層次性。城市設計的基本內容分為宏觀、中觀、微觀三個層次。

宏觀層次：城鎮分布與城市形象。城市設計的宏觀層次包括在一定區域內的城鎮分布；城鄉一體化規劃與景觀設計；城市的格局與形態、功能組團、環境保護、基礎設施、分區特色與舒適的環境、城市出入口、土地利用與活動場所等。城市設計的宏觀層次內容與城鎮體系規劃相輔相成，不過城市設計更注重于城市的關鍵性特征與自然景觀的構成；注重城市開發建設對自然景觀、文化或社會經濟資源的物質的和視覺質量的直接和間接影響。在對宏觀層次的城市設計進行評價時，創造高質量的城市環境和優美的城鄉視野成為重要準則。包括對自然山水景觀的組織與利用，視覺特征物的適宜性和可視性，整體高度輪廓和體量的協調性，與傳統景觀的協調性等等。為應用ArcGIS對炎陵縣的自然地理、人口分布、交通條件等進行綜合分析作出的城鎮布局。為應用ArcGIS對炎陵縣重點發展地區的用地空間發展所作的規劃。規劃在宏觀上充分考慮了炎陵縣作為人文與生態旅游縣的自然環境特色。

中觀層次：建筑物與空間。中觀層次城市設計內容包括用地布局、建筑設計、交叉口與廣場、街道和路網格局、視線走廊、連接度與整體性、體量與高度、地標物、開敞空間和公園、人行道與步行系統的連接等等內容。中觀層次城市設計內容與城市總體或分區規劃相輔相成，不過城市設計主要關注開發建設對自然景觀的物質和視覺質量的直接和間接影響；人工建造物的適宜性和視角的關系；對光和空氣的穿透性影響；與步行道格局的協調性；與城市整體立面輪廓和體量的協調性；與地方傳統的協調和對周圍環境的影響等等。圖3為應用ArcGIS對炎陵縣城現狀所作的全景鳥瞰。

微觀層次：使用者環境。微觀層次的城市設計內容包括建筑物的人的尺度、街道陳設、材質顏色和紋理、過渡的處理、廣告和標志、街道景觀等。微觀層次的城市設計與詳細規劃設計相輔相成。在對微觀層次城市設計進行評價時，自然方面主要關注功能上的適宜性。人造方面關注街道結構和功能的適宜性，創造好的步行環境，人的尺度和生活質量的提高，空間的創造等。圖4為某中學新校園的大門，通過三維建模貼圖生成。

1.2城市設計對信息技術的要求

從城市設計各層次的內容及評價原則來看，人與自然環境的協調，恰當的空間組織，悅目的視覺效果均是共同的追求。以往城市規劃和建筑設計由于受到技術手段的限制，規劃師和建筑師主要是通過二維圖形加空間想象來構思和評價設計方案，僅在進行建筑單體設計或很小的群體設計中才應用三維效果圖，或固定路徑的動畫來模擬建成后的空間關系和視覺效果。眾所周知，傳統的效果渲染需要耗費大量時間和占用大量計算機內存。因此多方案的交互式設計和實時動畫根本不可能進行。

城市設計計算機視景仿真需要解決幾個方面的問題。其一，處理數字高程模型，生成并修改三維地形，進行坡度、坡向、高程、填挖、淹沒、視線視域分析。

其二，進行建筑密度、容積率、可達性、緩沖、選址可行性分析，用以評價社會經濟與環境效果。以上兩項是GIS的典型功能。其三，大面積多單體的快速三維建模，包括建筑物、構筑物、城市家俱、廣告牌、樹木、車輛、人物等。一般GIS只有二維拉伸功能，稱為2.5維，不是真三維。而流行的3Dmax三維建模不勝任大量對象建模與實時瀏覽任務。其四，實時虛擬。要能快速地重繪畫面，包括對場景對象、天光背景、動畫路徑、視點視角等的改變均能立即作出反應。從理論上說，以上四大問題可以在一個GIS平臺或統一的VR系統中得到解決，不過目前這種平臺還處在研發之中，但是我們可以借助GIS與VR綜合集成來解決問題。

2、一種基于GIS與VR的城市設計技術方案

2．1虛擬現實系統集成。無論是GIS還是VR，當前國內外均有多種商業軟件可供選用。美國ESRI的ArcGIS是世界上最先進的地理信息系統，不過它的三維建模功能不強，且沒有實時虛擬動畫的功能。美國Multigen-Paradigm公司的Multigen-Vega是當前虛擬現實的旗艦軟件，其強大的三維建模工具Creator和虛擬仿真引擎Vega有機結合能很好地滿足虛擬城市實時動畫要求，不過它不具備空間分析的功能。其它的GIS與VR軟件大體也是如此。所幸的是，我們已經有了一個綜合兩個方面的優勢來解決城市設計技術問題的方案。這就是ESRI公司委托Multigen-Paradigm公司開發了一個ArcGIS擴展模塊SiteBiulder，該模塊使得ArcGIS具備了實時動畫功能并且能接受Multigen的三維模型。于是我們就有了一個基于GIS與VR的應用于城市設計的虛擬現實系統．

2.2系統應用步驟。該系統的完整的應用包括場景的規劃設計、單體的建筑設計、三維建模并貼圖、實時虛擬動畫幾部分內容

2.2.1城市規劃設計。無論是新城區的開發還是老城區的改建均要先確定規劃設計目標，提出社會、經濟、環境方面的要求。根據要求，進行自然條件、建設條件等一系列的基礎分析。在分析基礎上完成土地利用、道路交通、建筑布局、豎向規劃、工程設施等規劃設計方案。值得注意的是，以往規劃設計僅用CAD進行輔助設計。本系統強調應用ArcGIS技術輔助規劃設計，原因有兩個方面。其一，CAD不具備所要求的空間分析功能；其二，只有ArcGIS主題及主題中的特征（對象）才能被引入到SiteBiulder中進行實時動畫。圖5為應用ArcGIS制作的湖南城市學院新校區地勢圖，圖6為新校園的一個規劃模型。

2.2.2建筑設計。在規劃布局的基礎上，進行建筑設計方案。各單體設計成果仍以平、立、剖面圖為主。為配合下階段的Creator三維建模和紋理貼圖，建筑師繪制的單體立面效果圖很有用處。整幅有陰影的彩色立面圖可以代替多塊片的煩瑣貼圖，在三維場景中具有相當的立體效果。如有必要，某些單體可設計出多個，供虛擬替代方案優化所用。

2.2.3組織ArcGIS主題。在SiteBiulder三維場景中，各虛擬對象是以ArcGIS主題來組織并引入的。進入三維場景的主要是三維地形、道路、建筑、樹木、鋪地和草地。主題中的特征并不要表現對象的具體幾何形狀，而只要確定各對象的具置。例如用點主題表示建筑布局，每棟建筑物僅需要一個點來表示，每個點代表的建筑物的模型被存放在數據庫中，完全相同的建筑物如住宅只須保存一個實例就行了。只要建立起點對象與建筑實例的關聯，則不同的建筑物模型都會被引入場景中。

2.2.4創建三維模型。本虛擬系統采用MultiGen公司的Creator作為三維場景建模工具，它的Open－Flight采用樹狀層次結構來組織管理場景數據。

城市設計所涉及的場地中的模型包括天空、地面、單體建筑、構造物、樹木、街道陳設物、廣告牌等等，建模工作量巨大。因此在建立模型之前，應根據場景中每個實體的幾何空間位置以及模型內部與模型之間的相互關系，確定虛擬場景中所有單體模型的層次歸屬，以有利于模型的修改、調用。三維模型并非越細越好。我們要在幾何真實與紋理真實之間取得某種協調。適當地劃分幾何面和準備適當分辨率的圖片是建筑虛擬的關鍵。

2.3.5創建虛擬動畫場景。起動ArcGIS及其擴展模塊SiteBiulder，將模型庫中的各模型實例與主題中的各特征建立起聯系，各虛擬對象將依各自的空間位置呈現在三維場景中。SiteBiul－der有一套自己的菜單和工具，完成實時動畫。