各種設(shè)計(jì)及工程類軟件從上世紀(jì)70年代末開(kāi)始有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。到了90年代各種商品化的軟件已經(jīng)讓設(shè)計(jì)界享受到了前所未有的高精度、高效率帶來(lái)的便利。20世紀(jì)末興起的CAM技術(shù)又極大地推進(jìn)了設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的融合，使產(chǎn)品與設(shè)計(jì)師的意圖更加吻合�？梢赃@樣說(shuō)，沒(méi)有軟件的支持，設(shè)計(jì)人員將很難在現(xiàn)代設(shè)計(jì)界領(lǐng)域立足無(wú)論是創(chuàng)意的表達(dá)還是與制造業(yè)的交互，無(wú)不用各種軟件作為交流的手段。

年輕一代是伴隨著軟件成熟同步踏上工作崗位的，因此對(duì)軟件有一種天生的依賴感，但是熟練運(yùn)用軟件只是掌握了技術(shù)手段，并不能替代設(shè)計(jì)本身，所以，一味迷信軟件也是一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。

三維設(shè)計(jì)軟件的種類繁多，主要可以分為設(shè)計(jì)與工程兩大類。

設(shè)計(jì)類軟件偏于概念設(shè)計(jì)，和藝術(shù)設(shè)計(jì)有某些交集，畢竟設(shè)計(jì)是帶有人文色彩的無(wú)論是日用產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是建筑設(shè)計(jì)。

工程類軟件則更注重材料與工藝對(duì)產(chǎn)品建模的影響，因此有了參數(shù)化設(shè)計(jì)，基于材料或零件加工特征的軟件有UG、PROE等。

Rhino軟件是一款小而精的設(shè)計(jì)類軟件，這個(gè)軟件適合進(jìn)行方案的概念設(shè)計(jì)，但是補(bǔ)充各種插件即可同樣實(shí)現(xiàn)參數(shù)化功能，實(shí)現(xiàn)非常好的加工特征模擬，例如走刀干涉測(cè)試、動(dòng)畫仿真等。

作為初步涉及設(shè)計(jì)的院校學(xué)生，這款軟件可以使初學(xué)者很快上手，實(shí)現(xiàn)心到，手到，效果到，因此很受初學(xué)設(shè)計(jì)者的年輕人的歡迎。

Rhino軟件無(wú)論是建構(gòu)實(shí)體還是建模過(guò)程都具有介于工程與藝術(shù)設(shè)計(jì)的特征，尤其是對(duì)有機(jī)形曲面實(shí)體的建模。筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性優(yōu)于3DSMAX等純藝術(shù)設(shè)計(jì)類軟件，因此學(xué)會(huì)了Rhino可以使讀者在藝術(shù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)界均游刃有余。

需要說(shuō)明的是，沒(méi)有一個(gè)軟件是十全十美的，軟件版本的不斷更新就是為了不斷增加新的建模功能、或更優(yōu)化的算法、或提高運(yùn)算速度、或使模型精度更高等等。舉例來(lái)說(shuō)，兩個(gè)正立方體布爾運(yùn)算成為一體后對(duì)之進(jìn)行倒圓角處理，分別用UG、CATIA和Rhino三個(gè)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，由結(jié)果看他們的算法還是有明顯的區(qū)別的，Rhino生成的圓角效果并不理想。

UG中倒圓角效果圖

CATIA中倒圓角效果圖

Rhino中倒圓角效果圖

讀者在學(xué)習(xí)建模過(guò)程中還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些不能達(dá)到理想效果的情況，碰到這種現(xiàn)象不要急于懷疑軟件，在很多情況下是自己的建模技術(shù)問(wèn)題和對(duì)造型構(gòu)成不清晰從而信息輸入不足的問(wèn)題：過(guò)少的信息或過(guò)多的約束輸入都會(huì)使模型偏離預(yù)想的效果。所以，建模過(guò)程本身就是設(shè)計(jì)思想?yún)⑴c的過(guò)程，沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)訓(xùn)練就想學(xué)好軟件建模往往是徒勞的。

因此，光學(xué)會(huì)軟件并不一定能帶來(lái)好設(shè)計(jì)�；氐皆O(shè)計(jì)的核心問(wèn)題，本質(zhì)上好設(shè)計(jì)與好軟件沒(méi)有完全絕對(duì)的關(guān)聯(lián)。套用一句流行的話：紅樓夢(mèng)中的每個(gè)字都可以在新華字典里找到，但新華字典永遠(yuǎn)成不了紅樓夢(mèng)。軟件只是變換了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手法而沒(méi)有改變?cè)O(shè)計(jì)本身。

一個(gè)好設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是控制產(chǎn)生曲面的控制線是如何定出來(lái)的或者說(shuō)設(shè)計(jì)思想是什么。綱舉目張，如果對(duì)設(shè)計(jì)訴求的關(guān)鍵線不清晰，再熟練的軟件操作都無(wú)計(jì)可施或者南轅北轍。

一個(gè)好設(shè)計(jì)的第二個(gè)基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)知識(shí)，或者說(shuō)是數(shù)學(xué)體現(xiàn)出來(lái)的美學(xué)特征。初學(xué)者往往既不關(guān)注比例也不關(guān)心細(xì)節(jié)，整個(gè)造型會(huì)有一種假大空的感覺(jué)。假就是不成熟。舉例來(lái)說(shuō)，如果初學(xué)者的模型放入超市而不被人辯識(shí)就算成功，但初學(xué)者的東西卻往往會(huì)被一眼被識(shí)別，因?yàn)椴环�常�?guī)的美學(xué)；大就是該厚的不厚，該薄的不薄，有些怪異的形或不常見(jiàn)的形就是由于不懂材料特性和工藝造成的，因?yàn)椴牧系某尚问冀K受到工藝上的很多制約；空是指尺寸比例不準(zhǔn)，空而無(wú)物，一個(gè)虛架子而已。

基于上述種種現(xiàn)象，本書試圖將軟件使用與設(shè)計(jì)美學(xué)結(jié)合起來(lái)闡述造型過(guò)程，書中羅列的40多個(gè)實(shí)例均是筆者在與初學(xué)者的交流中信手做出的，短則五、六步，多則十幾步，由一個(gè)個(gè)小例子把形態(tài)素描出來(lái)，在此過(guò)程中，非常強(qiáng)調(diào)造型線條的實(shí)時(shí)調(diào)整到位，準(zhǔn)確表達(dá)。

實(shí)際上，設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品所要考慮的因素比掌握一個(gè)軟件要多得多，建模只是設(shè)計(jì)過(guò)程中的手段之一，舉一個(gè)安保產(chǎn)品（室內(nèi)機(jī)）開(kāi)發(fā)的例子，將設(shè)計(jì)的基本流程表述如下：

1. 用戶（甲方）提出設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)者理解甲方的真正需求。

2. 草繪和建草模效果圖與甲方交流，從中獲得甲方的傾向性意見(jiàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)再討論。（此處列舉兩個(gè)方案建草模效果圖，其他方案建草模效果圖不一一舉出）

方案圖一 方案圖二

3. 獲得甲方對(duì)某個(gè)方案的認(rèn)可，進(jìn)行精確尺寸的造型設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中不斷地與甲方保持溝通以獲得及時(shí)的技術(shù)參數(shù)修改等信息。

4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)。

室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)圖一 室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)圖二

5. 模型制作與驗(yàn)證。

6. 模具開(kāi)發(fā)與試模等，驗(yàn)證設(shè)計(jì)（見(jiàn)彩圖91至彩圖103）。

本書作為交叉學(xué)科的教材，如果在專業(yè)教師的指導(dǎo)下使用將會(huì)起到事半功?的效果，在每位教師個(gè)性化的引導(dǎo)下會(huì)使初學(xué)者對(duì)軟件的理解和設(shè)計(jì)美學(xué)的初步掌握起到非常好的支撐作用。

本書同樣列出了筆者用Rhino軟件開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品實(shí)例，這些實(shí)例已經(jīng)完成全部結(jié)構(gòu)并依據(jù)建模文件制作成實(shí)物產(chǎn)品，有些已經(jīng)商品化。

由于本書篇幅有限，所選用的均是相對(duì)簡(jiǎn)單甚至不完整的實(shí)例，這是因?yàn)樽鳛樯賹W(xué)時(shí)課程的教材，建模復(fù)雜或?qū)�業(yè)性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)案例可能并不一定適合教學(xué)。希望讀者通過(guò)少量的時(shí)間投入，抓大放小，把更多的精力放在借助最常用命令將設(shè)計(jì)思想最有效地表達(dá)出來(lái)。

希望本書能給設(shè)計(jì)類專業(yè)的教材增加一抹新色，但是由于筆者能力所限一定有許多不當(dāng)之處，期待讀者不吝指教。

在此一并感謝中國(guó)輕工業(yè)出版社編輯們的信任和大力支持。

盛建平寫于2018新春前夕