計算機輔助產品設計與課程項目設計論文
摘要:本文詳細介紹了《計算機輔助產品設計（二維）》課程項目教學法中一個典型項目——工業產品配色設計。案例先給定項目目標，再分析項目實施流程及所需工具，再對所需工具進行復習，最后按照實施流程對工業產品進行配色修改及設計。這一流程改變了以往強調軟件操作知識的模式，讓學生能更好地理解與自己專業相關的一些項目的具體實施流程與方法，提高學生的學習興趣，將理論教學與實踐緊密聯系起來。
關鍵詞：項目教學；計算機論文；產品；色彩設計
計算機輔助產品設計（二維）是目前國內工業設計或者產品設計專業學生的一門必修課，各個高校的課程名稱會稍有區別，但是該課程的教學目標基本都是讓學生學會利用計算機軟件來輔助設計，重點在于對于設計表現的呈現而不是在于單純對于軟件的操作與利用。國內外很多高校的教師都在嘗試對計算機輔助設計類課程的改革與研究，研究過程中會發現此類課程在教學過程中存在很多問題。目前，項目驅動法是大家比較公認的教學手段之一[1]。項目驅動法教學模式使得學生將學與做相結合，極大地激發了學生的學習興趣和求知欲望，培養學生自主學習、分析問題以及解決問題的能力。[2]但是，在項目驅動法教學實踐過程仍然會有各種問題的出現，比如項目實例數目不一，實例之間難易不同，教學實例之間頻繁切換等。這些問題導致學生對計算機輔助產品設計缺乏一個全局的理解，阻礙了學生學習的積極性，導致大學階段后期，學生不會根據不同的設計需要分析使用相關的工具達到自己的目的。因此，在選取項目的時候，采取由簡到難的循序漸進的方式，但是每個項目又是跟學生專業緊密聯系的實際項目。下面就以工業產品配色設計為例簡單敘述項目的具體設計與實施流程。
一給定項目目標
在產品設計的過程中，色彩設計是一個必不可少的流程，一方面色彩能加強對于產品造型的體現，另一方面色彩配合不同的材質也能更好地襯托材質的質感，再者，色彩對于使用者還能起到心理上的作用，不同的顏色能表達不同的語意。目前，產品配色設計主要出現在以下兩種情況：一是在產品開發的過程中對產品進行配色設計，二是對于已有產品的色彩搭配進行再設計。在產品開發的過程當中，一般的產品效果表現以三維模型表現為主，通常在計算機三維模型里面通過對于物體材質色彩的設置能直接對材質和色彩進行設計，而實際生產的產品往往與設計效果圖有細微差別，因此，對于已有的產品進行配色再設計，往往是利用現有的實際產品來設計，現有的實際產品由于缺少完全一致的三維模型，或者為了節約三維模型渲染的時間，而利用平面軟件對現有產品進行快速的再次配色處理。因此，工業產品配色設計項目的主要目的在于利用平面處理軟件，快速地對于現有產品進行色彩的再設計（圖1）。
二分析項目流程
任何產品都使由不同的零件組成，不同的零件又會有不同的材質、形態及色彩體現，因此，產品配色設計的過程往往并非單一的整體色彩調整，通常需要對產品不同的色彩區域進行劃分，然后分區域進行色彩的調整。這樣，利用平面軟件進行配色設計，一般涉及到的主要設計流程包括產品摳圖和色彩設計兩個部分。1摳圖首先對所選產品進行分析（圖1），該產品造型上采用直線與曲線結合的方式，主要的產品材質為塑料、鐵、橡膠和不銹鋼，為了達到對產品進行重新配色的目的。需要分析該健身器材產品的主要構成，對配色區域進行分塊。該產品主要由車架、鏈罩、鞍座、把手、儀表和其他的小附件構成，受生產加工、成本等方面因素的影響，有部分部件色彩采用原材料的色彩，一般不會進行更改，比如鞍座、把手、磁力調節鈕、腳蹬和管材護罩等。因此可以進行配色部分包括鏈罩、儀表和主要支架。為了方便對各個部分賦予不同的色彩，首先需要將能夠進行配色的部分進行摳圖。2色彩修改色彩修改的過程則為依照工業產品色彩設計原則對具體的區域分塊進行色彩的重新調整設計。
三復習相關工具
1摳圖摳圖常用的工具有橡皮擦工具、套索工具、魔棒工具、路徑工具和蒙版工具和通道工具。具體操作如下：(1)橡皮擦工具橡皮擦工具的原理為模擬橡皮擦擦除內容的方式，將不要的部分擦除，留下所需要的部分，橡皮擦工具使用時可以選用不同的筆刷，以及筆刷邊緣的效果，該工具使用方便，容易上手，但是很難控制擦除的精度。(2)索套工具摳圖套索工具一共有3種，不規則套索，多邊形套索和磁性套索。不規則套索工具可以利用鼠標滑動隨意地獲取選區，操作簡便自由。多邊形套索則是通過鼠標點擊來進行，每兩個點之間會形成一條直線，直到首尾相連，形成一個封閉的多邊形，該多邊形則自定形成選區。磁性套索是利用率比較高的摳圖工具，只要把拖動鼠標帶動磁性套索工具圖標沿著需要裁剪的地方滑動，它就會自動區分顏色自動形成一條比較光滑的裁剪邊出來，在顏色區分度不高的地方也可以放大圖片，通過鼠標選點來連線，該工具要求圖形邊界清晰，圖形和底色色彩容差大。(3)魔術棒工具魔術棒工具主要利用色彩容差，鼠標點選某一色彩，軟件會自動選擇所有在設置的色彩容差范圍之內的選區，操作時如果需要刪除的區域色彩容差小可以直接選擇刪除，如要保留區域色彩容差小也可以先選擇保留區域后反選刪除。此種方法對于圖片色彩容差要求較高，上手快，但是不容易達到預期效果。(4)路徑工具路徑工具主要利用的是鋼筆工具，通過鋼筆點選想要保存的部分形成路徑，然后將路徑載入選區，鋼筆工具配合錨點工具可以對形成的路徑進行調整，路徑工具適合對外形復雜圖形邊緣色彩容差小的圖形進行摳圖，精度較高，但該工具操作相對復雜，耗時較長。(5)蒙版工具蒙版工具是一種綜合性很高的工具，不僅利用圖形的外形也利用圖形的色彩。該工具可以先用魔棒或者套索工具點選對象，再對對象添加圖形蒙版。該工具的獨特之處是可以利用黑白色畫筆涂抹增加或者減少選區，從完整精細選擇出所要選擇的對象。(6)通道工具通道摳圖是利用色彩進行摳圖的工具，所有圖形在紅、綠、藍三通道中的對比度都不同，通道工具就是利用這一特性，選擇對比度大的通道對圖形進行處理。該工具上手快，操作簡單，但是不能很好地控制摳圖精度。2色彩修改色彩修改主要是對色彩的色相、明度和純度這三要素來進行調整，主要的色彩修改的方法有下列幾種。(1)色相／飽和度工具色相/飽和度工具主要有色相、飽和度、明度這三個調整要素。色相要素用來改變圖片的具體的色彩表象，飽和度用來控制圖片色彩的純度，飽和度只能調節有彩色圖片，不能調節無彩色圖片。明度用來調節圖片的明暗程度。(2)替換顏色工具替換顏色工具可以利用色彩容差用吸管工具吸取色彩范圍，然后利用下方的色相、飽和度和明度工具調節選區的色彩范圍，達到替換色彩顏色的目的，該工具上手快操作簡單，但是只能對色彩容差大的圖片進行調節。(3)通道混合器通道混合器是一款較為特殊的調色工具。該工具根據通道的混合來調色。(4)漸變映射漸變映射是非常有特色的調色工具。該工具可以把漸變色快速映射到圖片中，使圖片快速著色。(5)照片濾鏡照片濾鏡是一款調整圖片色溫的工具。該工具的工作原理就是模擬在照相機的鏡頭前增加彩色濾鏡，鏡頭會自動過濾掉某些暖色或冷色光，從而起到控制圖片色溫的效果。(6)色彩平衡是一種非常實用及常用的調色工具。在圖層下面的“調整圖層”按鈕選項中選擇“色彩平衡”，就會出現它的調節面板。設置較為簡單，最上面的就是色調區域：陰影、中間、高光，這些是必選的，調色之前，需要分析好圖片的色彩構成，大致明白那些色調區域需要調節。選擇色調區域后，就可以隨意調整某個區域的顏色。色彩平衡運用非常廣泛，可以用來校色、潤色、調和圖片顏色、增加或減少圖片飽和度等。
四選擇合適工具按流程操作
首先，對該健身器材產品進行摳圖。前面已經分析過該產品部分構件不能進行色彩調節，因此主要對該產品的鏈罩部分進行色彩調整。由于該產品整體線條簡潔，顏色區域劃分邊界明顯，因此可以主要采用魔棒工具和套索工具將所有需要調整色彩的部分區分開來,主要分為下面四個部分（圖2）。其次，對具體的部件分區進行色彩調整。分析圖二中的鏈罩區分，1、3、4號區域色彩層次豐富，原來色彩為無彩色（白色），通過色相飽和度不能調節，因此選擇漸變映射工具來調節該片區域的色彩。調節色彩漸變為黑色到彩色的漸變，彩色的色相控制產品的顯示色彩（圖3）。圖2中2號區域色彩容差范圍較小，純度較高，可以采用色相/飽和度工具進行調節（圖4）。最后將調節后各部分結合，形成新的配色產品，并保存為新的圖片（圖5）。
五小結
該項目從產品專業的實際課題需求出發，先分析完成項目所需要的步驟及工具，然后對具體需要的工具進行復習，最后按照所分析的步驟一步步按照流程操作，直至達到項目的目的。不難看出，該項目的完成，后期具體配色設計的實際操作的過程并不復雜，但是前期的分析過程則比較繁瑣，而目前的學生們所缺乏的恰恰是獨立思考分析項目流程的能力。因此，該項目的設計及教學主要重點放在流程的分析上，目的在于通過具體的項目教會學生自主思考的能力，并通過思考結合相關的工具達到設計目的。
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