三维设计范文精选

尽管三维协同设计在我国尚处于起步阶段，但是中南勘测设计研究院已实现三维可视化协同设计的常态化。

中南院在三维协同设计建设过程中重点把握好了三个关键点：科学、合理地搭建了相关的平台，做好必要的二次开发，并且通过实际项目有效推广三维协同设计软件应用和理念。

三维协同设计，也称三维可视化协同设计，不仅可以大幅度提高工作效率和设计质量，是设计院设计发展的趋势，也是实现工程项目全生命周期管理、数字化移交的开始和基础。但是，设计院在推广三维可视化协同设计过程中遇到一系列问题。

中南勘测设计研究院（简称中南院）在推广三维可视化协同设计过程中遇到的问题和采取的办法、措施，可以为其他相关机构提供有效借鉴。

平台搭建打好基础

目前国内水电行业，除了少数推广应用水平较高的设计院以外，大部分设计院还处在刚起步或尚未起步的阶段。如何在设计院推广三维设计成为设计院决策层面临的一个难题。为了满足水利水电工程勘测设计周期缩短，业主对设计质量和效率的要求又不断提高的需要，设计单位将引进三维技术这一国际先进的设计和管理手段、理念放到一个战略位置。

中南院在2010年专门成立了数字工程中心，并在当年年底与三维协同软件供应商Bentley签订了软件购买合同，大步迈上三维设计之路。中南院专门为三维设计应用推广制定了“追赶计划”和“登高计划”。目前“追赶计划”已经基本完成。

2010年底，中南院与Bentley签订第一期三维软件购买合同后，迅速用Bentley的MicroStation搭建了三维设计系统平台。中南院又在2012年底与Bentley签订了5年的企业授权协议。平台搭建工作包括安装、测试三维设计软件各个模块，对服务器、个人电脑进行硬件测试，购置服务器搭建三维协同设计平台ProjectWise，建设三维设计专题网站，建立中南院三维系统元件库等。

摘要：本文介绍了三维设计在实际的开发和应用过程中，与传统的设计流程和管理模式不相适应，出现诸多问题，在此加以研究。

关键词： 三维设计，设计流程

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

[正文]

1. 传统设计流程

多年来，在中国电力设计行业，已经形成了传统的设计流程，而且设计人员已经非常习惯和熟悉这样的设计流程。

传统设计流程是以一个设计者为对象，完成一项完整的设计任务为目的。通常以卷册划分，一个设计者完成一个分册的设计任务，基本上全面负责该分册的设计工作。以热机专业的主蒸汽管道为例，包括主蒸汽管道系统图的设计，平断面布置，管道应力分析计算，支吊架的设计，管道保温设计，管道坡度、疏水放气的设计等等，这一系列的设计工作都是由一个设计人员从头至尾逐项完成的。用一句通俗的话来讲，我们的专业设计人员是专业全能选手。完成这些设计计算工作，以前用的是铅笔、图板和计算器，现在完全依赖于计算机CAD软件进行，而目前的CAD软件基于大众化的二维平面设计CAD通用平台，如AutoCAD。专业计算分析软件由于更新升级维护不及时，无法与流行通用操作系统平台同步。

笔者认为，目前PDMS是世界上最优秀的三维设计系统之一。三维设计主要以三维设计数据库为核心，以三维立体仿真模型为依托，通过数据驱动模型。三维设计以其准确、直观、高效的性能，赢得设计人员、业主和施工人员的青睐。

一、霍尔三维结构概念概述

在科技发展、知识爆炸的当今社会，生产项目的规模、复杂性日益显著。生产部门之间的联系越来越紧密，逐渐形成了具有特定功能和目的的有机整体，也就是“系统”。早期所谓的“设计”，仅仅指简单、适应传统的手工艺设计。这种“设计”是单一的，涉及面也比较狭窄。现今工业社会的设计，则是一个庞大复杂的巨系统，它涉及了社会、人文、科技等各个知识领域。要想更好的进行设计活动，就必须了解、分析这个系统，从而规划、组织、管理设计行为。1969年，美国系统工程专家霍尔（A·D·Hall）提出了一种行之有效的为解决复杂系统的组织、规划、管理活动的系统工程方法论——霍尔三维结构。它对处理偏重工程、机理明显的良结构系统有显著的效果。霍尔三维结构将系统工程整个过程分为了7个阶段和7个步骤，列出了所需的知识和技能，构建成了坐标轴，分别为逻辑维、时间维、知识维的三维空间结构。其中，时间维按时间顺序排列分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运行、更新7个时间段；逻辑维按工作内容和思维程序划分为明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施7个步骤；知识维列举了整个系统工程活动所需的各种专业知识和技能，霍尔三维结构直观形象地描述了研究系统的阶段和手段。其中，任一时间段和步骤，都可以根据该系统特有的过程结构，进一步展开、调整，形成层次分明树状结构。

二、基于霍尔三维结构的展示设计模型分析

对于展示设计这个复杂的巨系统，它横跨了包括经济、管理、法律等的人文社会科学和包括人机工程、材料、机械等的自然科学，其过程也极为复杂。从最开始的接受委托（发现问题），到方案草图、展会布置、正式开展，其中经历的过程不但庞杂，而且反复。要想更好的进行设计活动，就必须研究分析这个复杂的系统。针对设计每一过程的知识需求，完善自己的知识结构，吸纳各领域的优秀人才。在霍尔三维结构中，逻辑维能从设计流程方面来分析完成设计所要经过的过程，是解决设计问题的逻辑过程。时间维是根据逻辑维制定的工作进程，指导把握设计的时间进度，可根据时间维制定工作计划和时间安排。知识维则是完成设计的设计活动所需的各种专业知识，可根据其来组织设计团队，补全单个设计师知识的不足，构建知识数据库。通过霍尔三维结构，能更有逻辑和针对性的进行设计活动，对完成设计具有指导意义。

1.时间维

从时间维度来看，在展示设计中，其过程主要分为：发起立项阶段、展示规划与策划阶段、展示分项设计与实施阶段、展示验收与收尾阶段。发起立项阶段重点是，通过项目机会研究、可行性研究等手段，确定是否立项，并签订合同，这个阶段以和委托客户签订明确的合同为结束标志。展示规划与策划阶段，重点要做好与客户的沟通，充分了解其展示需求，筛选资料、信息，编写展示设计脚本，并制定工作时间安排和具体计划。此阶段工作主要分为三项，展示资料的收集与整理、编写展示设计脚本、展示设计的时间要求及划分。其中，展示设计脚本的编写内容包括办展总纲和实施细节，编写人员一般是按展览主办单位和展示设计承接单位共同编写。在展示分项设计与实施阶段，重点要根据计划，做好时间安排，通过现实进度和计划的对比，主动采取相应的纠偏措施，保证各分项设计能够顺利有效的进行，同时，保证和客户充分有效地沟通。此过程主要包括：动线与空间设计、展示道具设计、展示版面设计、展示色彩设计、展示照明设计、展示音像设计、展示平面图、效果图设计、工程决算、展示场馆施工与制作。各项分项设计要围绕展示原则来开展，充分体现出展示设计的根本目的是传递信息这一原则。例如，动线设计要如何使人流畅通行而不逆行，展板展具设计要如何吸引人加长驻足时间、如何充分传达展示信息等。在设计阶段，要和委托客户充分沟通，了解其最需要传达的信息内容、预算等各种要求，并将这些内容体现在展示设计中。展示验收与收尾阶段则主要是做好项目的验收、资料的保存和项目的总结与评价。该过程可分为：资料收集保存、展品展具的善后处理、绩效评价。展示设计过程中所产生的所有资料内容，均可集成在一个资料库平台中，以便成为最后的绩效评估和后来展览的借鉴。对于展览来说，其展品展具的处理不当，可能造成巨大的资源浪费，产生大量的垃圾，造成环境污染。如何妥善处理使用后的展品展具和循环再用展品展具，具有极大的经济意义和环保意义。绩效评价是衡量本次展览能否达到目的的手段。本次展览有无根据委托客户的要求来充分传达信息、获得订单，是评价展览成功与否的指标。

2.逻辑维

逻辑维是指展示设计中每个阶段过程所要进行的工作内容和需要遵守的思维逻辑，它是完成设计的逻辑过程。根据霍尔三维结构所给出的逻辑维的七个步骤，将其具体到展示设计中，可分为接受委托（发现目标）、信息收集分析、草图阶段、方案优化、评估阶段、决策阶段、实施阶段、反馈阶段，逻辑维的每个阶段都能和时间维的相应阶段对应。在具体设计操作中，草图阶段、方案优化阶段、评估阶段是反复循环进行的。经常是头脑风暴会议后进入草图绘制，然后内部评估，再三修改，才能进入方案优化阶段绘制精细效果图。内部评估和客户评估之后，设计方案常常还会重新修改。这三个过程会反复多次，优化、评估、再优化、再评估，直到委托客户满意为止。

1.三维动画在水利工程设计中的作用

水利工程建设是一项复杂的系统工程，设计周期长、投资大、主体结构复杂，具有标准化程度低、协同配合要求高等特点，并且专业涉及面广，包括测绘、地质、土木、建筑、机械、给排水等多个专业，各专业之间存在着相互联系又相互制约的关系，且各专业的二维图纸表达抽象，其他专业参照非本专业图纸较难理解。因此，在水利工程展示中采用三维动画表达设计意图具有以下3点现实意义：

1）清晰展示工程建筑物主体结构

三维动画可从多视角将工程建筑的结构、材质、布置准确地表达出来，在模型基础上，能够任意观察坝工、厂房等专业建筑结构。相较于用工程图纸加上说明的表达形式，更能直观地让人感受到工程建筑的形态，突破了二维的局限性。

2）明确展示各专业的设备布置

水利工程厂房专业中布置了电气、暖通、水机等各专业设备，一般二维展示只能根据各个专业的相关图纸作基本位置的介绍，通过数字标高识别各设备布置的高程。通过三维动画展示，能清楚地表达各个专业在真实场景中相互交错的关系，一些本身具有运动工作性质的设备，还能模拟其工作过程并真实地表达出来。

3）直观展示水利枢纽的工作原理及施工过程

通常为了说明重要的技术点，用简单的、示意性的平面图形来反映复杂的原理过程，不容易表达清楚三维空间上的真实内容，而且还要求工作人员具备良好的抽象理解能力和很强的专业知识。用三维动画表现动态的水利枢纽、展示水利工程的工作原理及施工过程等则非常直观而清晰，也是对重点工程项目技术、工艺阐释的深化和重要延伸。

摘要：艺术设计类专业大多数要求学生具备较强的三维立体感，这是对传统思维再创造。在教学过程中，学生三维立体概念机思维的欠缺会造成教学效果的低效性，本文就三维艺术设计教学方法进行研究，旨在用完整的教学体系来培养学生的三维立体概念和思维。

关键词：三维艺术设计；教学方法；教学培养体系

中图分类号：TP391.41-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 04-0000-02

作为高校教师艺术设计类教师，由于三维艺术设计教学需要丰富的想象力、独特的思维方式以及具体的实践性等，决定着其有特殊的地位，这在培养学生创造性思维及能力方而，是其他任何学科教学不可替代的，起着举足轻垂的作用.那么，如何在三维艺术设计教学中，有效的培养学生的创造性思维及能力呢?本文认为可以从以下几个方面入手考虑。

一、建立三维立体概念

三维既是在平面二维系中再加一个方向向量，由此构成一个空间体系，用这个三维坐标，可以把整个世界任意一点的位置确定下来。我们在教学中，往往存在以下问题：教师认为很简单的问题，但是对于学生来说，有可能就不太好理解。习惯了二维思维的学生对实际的三维形体或者图像感觉生疏，没有形成一定的概念。看过立体电影的人都知道，所谓三维，就是它不但可显示平面的画面，同时可以辨别远近、前后，使读者或者看者有一种身临其境的感觉。

二、针对不同学生使用不同方法

在高等院校中，三维艺术设计类的学生一般分有几个层次，教师可以根据他们的特点进行具体分析，并采用相应的教学策略。

摘要：

三维规划管理系统建设已经成为城市规划管理的热点。从协同规划管理的角度研究了三维规划管理系统的设计过程，系统设计主要包括总体框架设计和系统结构设计。总体框架设计采用局域网、公务网和因特网三网融合的网络结构，选择了适合的基于WebServer、WebGIS数据库的软件平台。研究了以数据层、平台层、应用层构成的系统结构框架下的相应系统功能和数据结构。

关键词：

GIS；三维；规划设计

随着我国城市化进程的加快，传统的二维规划已无法满足城市规划设计与管理的要求，三维规划的应用顺势而来。经过30多年的发展，GIS在我国的各行各业已经得到广泛应用。三维GIS辅助城市规划工作已成为三维GIS技术的一个重要应用方向[1]。城市规划中面临的诸多问题急需三维GIS技术的支撑。目前，我国三维GIS发展势头良好，许多城市在三维规划方面已取得不错的成果[2]。广西在数字化三维规划管理技术的研究应用方面还远远落后于国内先进水平，因而推动广西的规划设计与管理的数字化进程势在必行。

1总体框架设计

1）硬件、网络环境的配置。系统运行的网络环境是由规划局、设计院、勘测院等多部门的局域网、公务网和因特网组成的一个有机整体，不同的网络环境之间采用严格的物理隔离和逻辑隔离，定期通过中间数据转换服务器实现三网的数据交换和同步。数据交换以内网为核心，涉及三网之间的相互转换。2）软件平台。系统采用B/S的体系结构，软件主要包括WebServer平台、WebGIS平台、数据库平台。由于微软的网络产品技术比较成熟、维护方便，同时考虑到和WebServer平台以及内网平台的结合，本系统WebServer平台选择了Windows2000AdvancedServer+IIS5.0[3]。WebGIS平台选用ArcGIS及其提供的空间数据引擎ArcSDE来连接数据库，ArcGIS通过ArcSDE可以在DBMS中轻而易举地管理一个共享、多用户空间数据库。考虑到本系统运行涉及大量矢量、栅格地图，为有效管理海量空间信息及其属性信息，同时为了保证数据库系统的跨界运行，系统数据库平台选择了MSSQLServer。

2系统结构

一、三维形态的分类

(一)根据心理特征来进行划分。主要包括色彩和肌理两方面。在平面设计领域中，色彩的运用往往比文字具有更好的效果，具有一定先声夺人的优势，色彩的运用不仅能唤起人们前后、冷暖、轻重等各种心里感觉，更加可以为人们带来质朴、静谧、欢快等丰富情感的联想。肌理因其具有的立体感使人们的视觉效果更丰富。根据不同的感知方式可以分为触觉肌理和视觉肌理，触觉肌理是视觉肌理的基础以及前提，在大脑收到肌理形态信号时，触觉肌理会根据真实接触的记忆是观看者形成视觉形象，产生相应的视觉感知。

(二)根据物理特征来进行划分。主要是根据点、线、面三维基本构成要素来进行划分。点对任何形态来说都是基础，是三维形态设计中最基本元素，在平面设计中的应用往往是形态多样的，既可以排列成线，又可以堆积成体，而且还具有“画龙点睛”的作用；线具有丰富多样的变化，长短、粗细、曲直不同的线会给人带来不同的视觉感知，在平面设计中运用不同的线条，进行有效的融合可以使作品更加充满活力；在平面设计中面是经常备用到的形态语言，与色彩相结合可以达到更深入人心的效果。

(三)根据空间状态划分。在物理学上空间是指现实社会中由长度、宽度、厚度三维度所形成的空间形态，而心里空间则是指在物理空间的基础上向周围延伸令观者心里上产生的的想象空间。由于物理空间的形成特性决定了其不能脱离实际的物质的存在，因此当实体或实体组合所形成的空间大小不同时，物理空间的表现形式则分为三种：内空间，外空间和内外空间。因为心理空间并不是实际存在的，是幻想延伸出来的虚幻空间，因此它并没有具体的范围限制。心理空间的实质是由内向外的扩张形式，此种空间变化则由人类感觉器官的影响，由此分为三类：内力的心理空间；动态的心理空间；体面的心理空间。

二、三维形态在平面设计中的应用与意义

(一)三维形态在平面设计中的应用举例

1.三维形态在包装设计中的应用。包装设计既是对产品进行销售包装。产品的立体属性确定了其包装的设计过程离不开三维形态的创造，而只有在产品的包装中表述出人与产品的交流纽带，才能使人们对于产品产生进一步了解的欲望，从而了解产品的基本实用功能，且会为人们带来的便捷。如果产品包装不能实现对人们的吸引，那在美观的造型设计都不会实现其真正的价值。在包装设计中，不仅需要三维形态的新颖创造，更要注意三维形态在平面设计应用中考虑的多方面因素，例如材料的选择，产品各元素的结合，产品结构的建立，这些都会在一定程度上影响产品设计语言的表达。而充分利用三维形态优势，充分安排产品的包装内部空间，注重形式上的构建，从而促进产品的内容表达，扩大和丰富产品内涵；由此可见，三维形态在平面设计包装中起着至关重要作用，也将是平面设计发展的必然趋势。

2.三维形态在书籍装帧平面设计中的应用。书籍的阅读过程即是人们在无限知识空间中的畅游，但合上书籍就会隔断人们与书籍内空间的交流，由此，对书籍设计的三维形态应用不仅可以实现将书籍的立体形态赋予人们直观感受，还可以将书籍中不同形式的语言形式传达给读者不同的感受。三维形态之所以区别与平面形态，是因为其给人形成强烈的层次感和空间感。创造这种空间感和层次感的方式有很多，但无论使用什么方式、任何手段来体现，其功能却总是追随形式。在平面设计中对于书籍装帧的设计不能为追求形式而设计，这样不仅有违于书籍本质的内涵，更不能实现对于三维形态在平面设计中的应用。因此，将设计的三维立体空间设计与书籍的主旨和内涵相呼应，充分将作者的著书情感与读者的阅读感受进行的全方位沟通，使得读者在阅读过程中充分体验精神与情感的双重享受。

摘要:

随着平面设计要求的不断提高，三维形态在平面设计中的应用价值也得到广泛认同。本文通过分析三维形态的基本概念和三维形态在平面设计中的思维方式，并结合基于包装设计的三维形态在平面设计中的实例分析，证明三维形态在平面设计中的独特艺术价值，并为平面设计向三维形态拓展提供一定思考和指导。

关键词:

三维形态;平面设计;应用

随着经济的快速发展，人们对物质和精神的追求也在不断提高和拓展，尤其是面对着日新月异的平面广告领域，单纯的二维形态的平面设计已远远无法诠释人们当前的生活。特别是围绕在我们身边的大多数平面设计作品十分平淡，无法吸引大家的关注，导致更多的观众对作品产生厌倦的心理。因此，如何突破传统的二维平面设计理念，将二维形态的平面设计向三维形态的平面设计拓展，已成为现今平面设计的一种重要研究方向和发展趋势。

1三维形态的概述

1．1三维形态的含义

所谓三维就是二维的组成，它不仅仅是简单的二维加一维，更准确地表达是一种立体。它根据人的视点移动，产生一种相对的空间感。世界上任何一物体都存在不同角度的空间形态，这就是我们所生活的三维空间世界。对于我们所熟悉的二维形态，它主要由色彩和平面构成。但随着现代设计的高标准和高要求，要想设计出富有创造性的平面，单纯的二维空间设计理念和表现方式已经无法满足现在的设计需求，而三维空间所具有的独特立体感优势尤显突出。因此，把三维形态的方式运用到平面设计中，正是现代艺术设计的创新理念和完美的追求。

（国防科学技术大学 计算机学院，长沙 410073）

摘 要：计算机应用领域的扩大，应用需求的种类增多，对计算机的输入也提出了更高的要求。在二维平面运动的传统鼠标已经不能满足更高的人机交互需求，文中基于三轴加速度计ADXL345和Cortex-M0处理器，对三维鼠标的设计进行了探索。通过加速度计ADXL345完成X、Y、Z方向的数据采集，使用I2C将数据传输给Cortex-M0处理器；处理器对数据加工处理后，使用UART将动作的偏移量传输给PC机；根据三维方向的偏移量实现鼠标的三维控制。

关键词：三轴加速计；ADXL345；Cortex-M0；三维鼠标

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 引言

从“图灵奖”获得者道格拉斯.恩格尔巴特（Douglas Englebart）1968年12月在IEEE会议上展示了世界上的第一个鼠标开始，多年来，从早期的机械鼠标到现在的光学鼠标，鼠标在形状、性能及工作原理上都有了巨大的变化。鼠标的使用代替了键盘繁琐的指令，使计算机的操作更加简便，鼠标也成为了计算机的重要输入设备。随着计算机三维动画图形技术的发展、三维游戏的出现，二维鼠标在三维视觉空间的使用越来越不方便。虽然鼠标上增加一个滚轮，在某些应用中实现了三维控制，但是在二维空间的操作不能满足人们三维人机交互带来的身临其境的舒适体验。因此，三维鼠标的研究和设计及其在虚拟三维现实中的应用将是一个热门课题。

2 系统总体设计框架

系统设计过程分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计部分：首先根据三轴加速度计设计一个三维数据采集电路，采集X、Y、Z方向的加速度信号；其次，设计数据处理、存储电路，将加速度计传输过来的数据进行相应处理，得到X、Y、Z方向的数据偏移量。软件设计部分：首先设计数据处理过程，将三轴加速度计传输到处理器中的原始数据进行存储、数据格式转换、数据处理；其次，设计三轴加速度计与处理器之间I2C接口驱动和处理器与PC机间的UART串口驱动。如图1是系统整体结构框图。

摘 要 三维动画是借助计算机技术发展起来的动画表现形式，它的理论来源依然离不开传统视听语言理论，一部优秀的三维动画片离不开成功的模型设计，在进行模型设计时不仅要考虑动画模型的艺术性，还要考虑三维模型制作的技术性，因此三维动画模型设计是二者相互融合的产物。

关键词 三维动画；模型；结构；布线

中图分类号TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）145-0068-02

三维动画模型设计有它自己的独特性，不同于其他三维模型，如，三维扫描模型、工业设计三维模型、建筑三维模型、游戏模型等，它对模型的要求是依据动画和镜头的需要来决定的，不由模型本身决定。

1 三维动画场景模型设计

1.1 Matte Painting三场景模型

三维动画场景在制作设计中也借鉴了二维动画的场景的设计方法，在分镜头设计中对只有“推”、“拉”、“摇”（小于45度）单纯的镜头变化情况下，场景模型可以考虑使用带有Alpha通道的多边形面片代替，如果，将其制作成实体三维场景模型，那会对有效系统资源是巨大浪费，这种制作方式被称为Matte Painting（数字绘景），这一技术最早出现于1911年，目前，随着计算机图像技术（CG）的飞速发展，以前所使用的“玻璃板”已被现如今的计算机图像“层”的概念所替代，由于它的高仿真性和高效性常被虚拟现实电影所青睐，彼得杰克逊导演的电影《魔界三部曲》、《金刚》、《霍比特人》，詹姆斯卡梅隆导演的电影《终结者》、《阿凡达》等都采用了这一技术，在Matte Painting中的场景模型制作，不需要制作模型的全貌，也不需要对不同场景模型作分割处理，也无严格的布线要求，只需根据摄像机镜头视角，对场景模型结构做简单的凹凸处理，重要的是需要有精确的Alpha遮罩通道和与之匹配的高质量图像贴图，将远近不同的多边形片状模型，错落有致的排开，使其产生视觉上的层次感，通过虚拟3D摄像机推拉镜头的应用产生可视模型间的纵深感，应对此类Matte Painting镜头场景，这种模型制作方法不失为简单而高效。

1.2 虚拟现实三维场景模型