計算機(jī)在家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖中的應(yīng)用

江蘇省揚(yáng)州技師學(xué)院 陳星宇

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，不僅應(yīng)用于各行各業(yè)，還提高了生產(chǎn)效率，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期和生產(chǎn)時期。家具是一種更新?lián)Q代較快的消費(fèi)品，傳統(tǒng)的家具結(jié)構(gòu)設(shè)計由手工繪制，設(shè)計周期長，并且更改繁瑣，不利于家具行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，但是隨著計算機(jī)的應(yīng)用，已經(jīng)大大的改變了這一現(xiàn)狀問題。本文就計算機(jī)在家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖中的應(yīng)用作深入分析。

1 計算機(jī)對于家具設(shè)計的作用

1.1 計算機(jī)技術(shù)帶來全新的設(shè)計概念

電腦技術(shù)突飛猛進(jìn)，從圖形、圖像的加工到多種多媒體技術(shù)的應(yīng)用，從立體的實物到虛擬的動態(tài)仿真，到現(xiàn)代的虛擬技術(shù)的成熟，從線性的媒體到全方位的、多層次的互動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，不但改變了人類的日常行為，也改變了人類的思想觀念[1]。現(xiàn)階段國內(nèi)建筑行業(yè)、裝飾行業(yè)等設(shè)計部門都從不同層次、不同角度、不同方向開展了計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用研究、開發(fā)工作，為推動和促進(jìn)電腦在家居行業(yè)的廣泛應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。并且計算機(jī)技術(shù)能夠帶來全新的設(shè)計概念，從傳統(tǒng)的手工繪圖、手工測量到目前的電腦繪圖，不僅提供了工作的效率，還能夠為設(shè)計師帶來新的設(shè)計方向，讓未來的家具制作趨向于智能化、現(xiàn)代化。包括了計算機(jī)技術(shù)中各類設(shè)計軟件，只需要輸入相關(guān)的數(shù)值，就可以根據(jù)需求進(jìn)行模擬設(shè)計，還有3D打印可以把計算機(jī)生成的三維圖形轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實物品，可以根據(jù)用戶的需要選擇數(shù)字文件，并且可以不受地域的限制，隨時就可以進(jìn)行立體打印家具對象。這種方式對于地區(qū)比較偏遠(yuǎn)的家具采購來說，可以跨區(qū)域?qū)崿F(xiàn)家具購買目標(biāo)。計算機(jī)技術(shù)可以將所有的不可能變成可能，將之前家具制作行業(yè)不敢去想象的設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實。

1.2 計算機(jī)技術(shù)可以提供工作的效率

在家具的設(shè)計與制作過程中，包括了很多方面，但是不可否認(rèn)的是，家具行業(yè)正在朝著智能化、自動化、現(xiàn)代化、人性化的方向發(fā)展。智能化家庭的設(shè)計，它的核心在于為人們的生活帶來更好的生活感受，還要兼顧住戶的個人偏好和建筑物的面積。所以，在家具的設(shè)計當(dāng)中，用戶的興趣愛好會對其家具的設(shè)計和布置產(chǎn)生一定的影響，所以，在家具設(shè)計的時候往往表現(xiàn)出一種需求化、人性化、藝術(shù)化的特征。近年來，隨著人們對生活品質(zhì)的不斷提高，對家具設(shè)計有了更高的要求，許多家具設(shè)計師開始引進(jìn)智能化的設(shè)計概念，希望借由智能化的家具，讓更高的科技水平改善人們的居住環(huán)境。家具行業(yè)面對的用戶各不相同，用戶又有各自不同的性格和不同的設(shè)計要求，借助信息技術(shù)進(jìn)行家具產(chǎn)品的設(shè)計，可以滿足不同人群的實際需求，并且在操作上更為靈敏和方便，極大地提高了工作效率，還可以更好地解決用戶的家居生活需要。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和智能控制技術(shù)是實現(xiàn)智能化的重要手段。隨著智能理念的滲入，能夠讓家具產(chǎn)品具有記憶功能和環(huán)境適應(yīng)性。智能化的理念逐漸滲透到社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，智能化家具、智能化家居系統(tǒng)、智能化建筑相繼涌現(xiàn)，科技正在逐漸改變?nèi)藗兊纳睿⑶以谖磥砭哂袕V闊的發(fā)展前景。

1.3 計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了家具產(chǎn)品的可視化

現(xiàn)階段的家具設(shè)計行業(yè)已經(jīng)處處離不開計算機(jī)作為技術(shù)支持，生活中或是生產(chǎn)工作中已經(jīng)處處可見計算機(jī)的應(yīng)用。尤其是在計算機(jī)下的智能技術(shù)，不僅可以增強(qiáng)現(xiàn)實，還能夠通過物聯(lián)網(wǎng)、建模技術(shù)、繪圖軟件實現(xiàn)更多的設(shè)計與操作[2]。AR技術(shù)作為一項連接現(xiàn)實與虛擬世界的工具之一，可以增強(qiáng)家具產(chǎn)品的可視化。在家具產(chǎn)品完成設(shè)計以后，能夠?qū)⒍S圖紙轉(zhuǎn)化為三維的立體空間，設(shè)計師完全可以借助AR技術(shù)全方位展現(xiàn)產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計中的不足，通過模擬技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。針對家具來說，可以提供模擬產(chǎn)品在現(xiàn)實社會中的顏色反差、規(guī)模尺寸以及在建筑環(huán)境中的真實樣子。甚至，手指點(diǎn)擊幾下就可以將不同的家具產(chǎn)品放置在用戶的建筑空間中，可以直觀地看到家具與其他裝飾品之間的搭配效果。并且家具設(shè)計的時候，還可以利用計算機(jī)技術(shù)按照之前所設(shè)計的數(shù)值進(jìn)行對比和分析，以此來得到最佳的設(shè)計與制作方案。

2 優(yōu)化家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖的重要性

2.1 智能家具對于室內(nèi)設(shè)計的影響

優(yōu)化家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制圖能夠改變建筑室內(nèi)設(shè)計的空間布局，在設(shè)計的時候，將智慧家具的概念引進(jìn)到了室內(nèi)的設(shè)計當(dāng)中，使得內(nèi)部的空間設(shè)計更具彈性。并且智能家具屬于內(nèi)部裝修的一部分，和硬裝相比，家具部分屬于建筑設(shè)計中的軟裝。在“智能化”的影響下，目前室內(nèi)的裝修風(fēng)格也發(fā)生了變化，無論是硬裝還是軟裝，都需要注重使用者的生活需要[3]。在整個建筑的設(shè)計當(dāng)中，建筑的設(shè)計風(fēng)格變得越來越多樣化，越來越注重綠色和環(huán)保的理念，并且越來越注重人和自然的和諧。所以，在室內(nèi)空間的規(guī)劃中，既要考慮使用者的偏好，又要創(chuàng)造一個好的環(huán)境氣氛，這樣才能最終決定其裝修的風(fēng)格，家具也要隨之進(jìn)行轉(zhuǎn)型，考慮到當(dāng)前的環(huán)保趨勢，可以從家具的材料入手，對于大部分用戶來說，對于家具的需求不僅是考慮其外觀和功能，還要考慮到使用建材的安全性，以及家具中常見的甲醛問題，這些，隨著節(jié)能環(huán)保的政策推行，也為家具的設(shè)計帶來了新的方向。還有就是建筑中的裝飾問題。在傳統(tǒng)的設(shè)計思想中，更強(qiáng)調(diào)了家具的擺放和物品的排列。然而，在引進(jìn)了“智能化”概念后，內(nèi)部空間的設(shè)計理念也隨之改變，家具要與內(nèi)部空間的整體保持協(xié)調(diào)性，從而使內(nèi)部空間的整體舒適性得到提高。

2.2 智能家具對于建筑空間的影響

現(xiàn)在很多智能系統(tǒng)都與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了無縫的對接，家具中的部分裝置可以與使用者的終端相連，大大提高了使用者的便利性，讓使用者可以輕松掌握家具的運(yùn)行情況，大大提高了使用者的操控能力，同時也提高了使用者的使用體驗。比如具有記憶功能的沙發(fā)坐墊，可以根據(jù)使用者常用的坐姿以及重量進(jìn)行調(diào)整，可以提供更加舒適自如的體驗。家具設(shè)計的終極目的在于讓整個內(nèi)部的構(gòu)架與內(nèi)部的整體空間更具彈性與美感，而在內(nèi)部的空間布局中，往往會依據(jù)使用者的身體情況，審美需求及個人偏好，營造出最佳的居住環(huán)境比例。比如，家具中的浴巾架以及門廳中的雨傘架，都可以連接到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行加熱以及烘干，還能夠根據(jù)使用者的習(xí)慣自動播放音樂、提供照明等功能。并且智能家具還會在整體裝修的材質(zhì)上進(jìn)行空間布局，從色彩、結(jié)構(gòu)、層次、藝術(shù)性等方面進(jìn)行運(yùn)用，從而節(jié)省了大量的人力物力，帶來更加智慧化的宜居空間。

2.3 計算機(jī)技術(shù)與家具設(shè)計的實踐

信息技術(shù)可以適應(yīng)時代的發(fā)展并迅速做出轉(zhuǎn)變，提高資源利用率。在利用計算機(jī)進(jìn)行家具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制作時，可以充分考慮使用者的居住適宜程度，并且還可以進(jìn)行環(huán)境友好的材料設(shè)計。能夠通過大數(shù)據(jù)信息技術(shù)進(jìn)行不同材料的性價比分析，不同的設(shè)計圖紙下，使用不同的材料最終產(chǎn)生的效果也不相同。而信息技術(shù)可以滿足使用者的生活理念以及生活習(xí)慣，設(shè)計人員可以通過計算機(jī)進(jìn)行調(diào)整，還能根據(jù)不同的建筑場景進(jìn)行分類設(shè)計，還可以加強(qiáng)家具系統(tǒng)的兼容性，有利于內(nèi)部環(huán)境的整體布局，并且最后還能夠幫助使用者進(jìn)行成本分析，讓需求家具使用維持在可以接受的價格范圍內(nèi)。

3 計算機(jī)設(shè)計制圖在家具產(chǎn)品中的運(yùn)用

3.1 CAD設(shè)計的應(yīng)用

CAD是指通過電腦和繪圖裝置來協(xié)助設(shè)計者完成的一種設(shè)計與制圖的軟件，在工程和產(chǎn)品的開發(fā)中，電腦可以幫助設(shè)計者完成計算、存儲、繪圖等工作。在家具的設(shè)計中，經(jīng)常需要通過電腦對各種方案進(jìn)行多次的計算、分析和比較，從而確定最佳的方案；各類的設(shè)計資訊，不論是數(shù)字的、文字的還是圖像的，都可以儲存于電腦的記憶體或外部存儲器中，并可迅速地被擷取；設(shè)計師們經(jīng)常從草稿中著手進(jìn)行設(shè)計，把素描變成工作圖表的工作交給電腦來做；通過電腦生成的自動設(shè)計成果，能迅速做出圖表展示，便于設(shè)計者對其做出正確的評價和修正；通過電腦處理圖形的編輯、放大、縮小、平移、轉(zhuǎn)動等工作。CAD可以減少設(shè)計者的工作量，減少設(shè)計時間，改善產(chǎn)品的質(zhì)量[4]。CAD很直觀地輸入兒童家具的基本設(shè)計參數(shù)，原本用手繪制需要花費(fèi)數(shù)個小時的時間，現(xiàn)在只需要數(shù)分鐘就可以輕松完成。設(shè)計人員可以按照用戶的需求和功能來設(shè)想各種家具的形狀與造型，使家居的氛圍更為豐富。并且還可以根據(jù)不同建筑空間區(qū)域的特征進(jìn)行專項設(shè)計，比如兒童房屋的家具顏色多為明亮的暖色，突出環(huán)境的氛圍感，能夠為兒童營造一個溫馨的成長空間。如果需要設(shè)計比較繁瑣的家具形狀，也可以利用CAD進(jìn)行制作，能夠通過信息技術(shù)發(fā)現(xiàn)人工所不能看到的設(shè)計缺陷，借助專門的繪圖工具，可以保證設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性。

3.2 3D Max的應(yīng)用

通過3D Studio Max模型，對家具結(jié)構(gòu)的平面進(jìn)行3D化，再通過Photoshop軟件對圖像進(jìn)行修正，使得設(shè)計的結(jié)果更加貼近于設(shè)計的初始目的。3D Max就是現(xiàn)在常說的3D Studio Max，通常被稱為3D Max或Max，是基于PC的3D動畫繪制和生成的計算機(jī)。它的先驅(qū)是基于DOS的3D Studio。在Windows NT之前，SGI的圖形工作站已經(jīng)成為了工業(yè)制片的天下，該軟件是在家具設(shè)計中應(yīng)用最多的一個應(yīng)用程序。在家具設(shè)計中，三維Max軟件占據(jù)了很大比例，目前我國大多數(shù)的設(shè)計單位都采用了3D Max技術(shù)進(jìn)行了家具結(jié)構(gòu)的繪制。在家具圖紙的設(shè)計中，我們可以使用3D Max進(jìn)行虛擬的三維建模，從而讓用戶清楚地了解這個建筑環(huán)境與產(chǎn)品的空間聯(lián)系，并將其應(yīng)用于裝飾市場中。在室內(nèi)裝飾中，三維Max軟件占據(jù)了很大比例，目前我國大多數(shù)的設(shè)計單位都采用了3D Max技術(shù)進(jìn)行繪制。每個設(shè)計者的每個步驟都建立在一個準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)之上。在此基礎(chǔ)上，可以對每個具體的設(shè)計精確仿真，并對相應(yīng)的版面問題進(jìn)行求解，使得系統(tǒng)的設(shè)計精確性和時效性都得到了極大地提升。在進(jìn)行變更時，軟件會按照變更后的設(shè)計方案和報告，對變更后的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，以節(jié)省工期和費(fèi)用。

3.3 Photoshop的應(yīng)用

Photoshop是Adobe公司最著名的圖像加工程序，它集掃描、編輯、制作、創(chuàng)意、圖像的輸入和輸出等功能于一身，受到眾多家具設(shè)計人員的青睞，此軟件也能讓家具變得更加逼真。從整體上看，利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助，使原本的虛擬設(shè)計逐步變?yōu)楝F(xiàn)實，不但節(jié)省了大量的時間和資源，而且達(dá)到了預(yù)期的效果，為最終的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。原本的計劃需要幾個小時，多則十個小時，但在電腦上卻可以縮短到十分鐘。再比如一幅手工制作的家具圖，在短期內(nèi)，家具的設(shè)計是非常困難的，因為它需要很長的一段時間才能完成，在此設(shè)計期間還要進(jìn)行充分的了解，甚至還需要對于同類型的家具進(jìn)行參考[5]。而使用電腦可以制作一幅完美的立體圖，不但可以在很短的一段時間里完成，而且還可以隨時調(diào)整角度和燈光。能夠直觀地看出不同情況下家具展示的效果，并且還可以隨意改變家具使用的材料，按照使用者的要求進(jìn)行有針對性的規(guī)劃和設(shè)計，可以在較短的時間內(nèi)從多個角度進(jìn)行效果收集，還能夠結(jié)合使用者的瀏覽意見進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保設(shè)計的合理性，為使用者帶來更多不一樣的體驗。

3.4 Flash的應(yīng)用

Flash的最初版本是Future Wave公司開發(fā)的Future Splash，是全球首款商業(yè)化的三維向量圖程序。Flash在網(wǎng)絡(luò)頁面向量的動畫中得到了廣泛的運(yùn)用。后續(xù)由于這款軟件的實用性和優(yōu)勢，也開始被應(yīng)用于家具的設(shè)計之中。在家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候可以采用矢量圖，利用動畫特效的形式進(jìn)行展現(xiàn)和播放，能夠讓使用者全方位查看設(shè)計結(jié)構(gòu)。Flash制作的電影有其獨(dú)特的文件形式，使用者可以在任何時間、任何地點(diǎn)制作和使用任何時間與設(shè)施。計算機(jī)作為當(dāng)代設(shè)計的媒介，它的一體化程度是其他媒介所不能及的，并且計算機(jī)技術(shù)可以把文字和圖表、圖形和圖像、視頻和音頻、靜態(tài)和動態(tài)融為一體，因為各種不同的設(shè)計媒介，使得設(shè)計者有了前所未有的廣闊的發(fā)展空間，充分發(fā)揮他們的才能。比如，許多家具的設(shè)計方案設(shè)計完成以后，就能把它做成各種不同的表現(xiàn)方式，進(jìn)行立體展現(xiàn)。很明顯，隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計行業(yè)受到了各種不同的沖擊，包括了設(shè)計理念、繪圖制作、立體展示等，特別是21世紀(jì)以后，計算機(jī)技術(shù)的影響力已經(jīng)不可小覷，不僅會應(yīng)用于家具設(shè)計領(lǐng)域中，還將全面的應(yīng)用于人們生活的方方面面，帶來更加智能化、人性化的宜居生活。

4 結(jié)語

總之，計算機(jī)技術(shù)可以為裝修裝飾行業(yè)帶來新的發(fā)展方向，未來計算機(jī)的應(yīng)用也可以幫助家具設(shè)計行業(yè)處理復(fù)雜的工作量，并能產(chǎn)生全新的、智能的設(shè)計方案與結(jié)構(gòu)制圖，提供更加新穎、個性化的定制服務(wù)。

引用

[1]胡文剛.基于計算機(jī)輔助技術(shù)的《木家具結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程改革探索[J].家具,2020,41(5):76-79.

[2]余琴琴.生態(tài)材料在現(xiàn)代家居產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].成都:西華大學(xué),2020.

[3]姚微超.人工林小徑級珍貴材家具產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2020.

[4]郭瑩瑩.中日傳統(tǒng)家具近代化歷程比較研究[D].長沙:中南林業(yè)科技大學(xué),2020.

[5]楊琳.“設(shè)計制圖”課程思政教學(xué)模式探討[J].家具,2021,42(6):95-97+116.