计算机辅助设计技术范文

时间:2023-09-22 17:20:53

导语:如何才能写好一篇计算机辅助设计技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

计算机辅助设计技术

篇1

关键词:计算机辅助设计;计算机辅助制造;口腔修复

随着计算机技术的飞速发展,口腔修复技术发生了由手工制作到数字化加工的革命性转变。计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)、计算机辅助制造(ComputerAidedManu-facture,CAM)技术(以下简称CAD/CAM技术)源于70年代末,法国苏黎世大学牙科医生Prof.W.Mormann和口腔医学计算机专家M.Brandestini研发了用于口腔的CAD/CAM,开创性地将计算机辅助设计与制造技术引入口腔修复的设计与制作中[1~4]。计算机辅助设计与制造技术是将光电子技术、计算机微信息处理技术及数控机械加工技术集于一体的口腔修复技术,此技术的应用大大缩短了治疗周期,提高了修复体的精密度,减少了患者就诊时间和次数,提高了修复体的制作效率[4~6]。本文就几种常用CAD/CAM系统的特点、数据采集、输出方式、设计制作及临床应用与数字化牙科的未来展望等方面进行综述。

1几种常用CAD/CAM系统的特点介绍

1.1Cerec系统

德国Sirona公司开发的CAD/CAM系统的数字化印模技术可追溯到1987年第一台基于激光三角测量原理而推出的Cerec1系统,到2010年推出的基于短波蓝光原理的第四代CerecAC系统,2012年8月推出的基于连续立体摄影技术的CerecOmnicam口内扫描系统以及最新的技工室inEosX5五轴系统,其带有模型定位功能和开放式接口,特点是扫描速度快、操作范围大,具备自动图像捕获功能[7]。

1.2Lava系统

由美国3MESPE公司研发,分为椅旁和技工室系统两部分。LavaTM椅旁口内印模扫描仪是近年来由3MESPE公司研发的口内印模扫描系统[7]。该系统以激活波前采样(activewav-efrontsampling,AWS)为原理,在牙齿上方挪动摄像探头获得牙齿的形状,通过改变轴向位置,计算摄像探头与牙齿的距离,利用单镜头图像得到三维信息。技工室系统扫描仪由带有白光的光栅投影采集模型上的数据,然后通过DentalWingsLavaDe-sign5.0软件进行三维设计,最后运用自带的LavaCNC500切削机设备进行加工[8]。

1.3Everest系统

该系统是德国Kavo公司专门针对技工室设计的CAD/CAM系统,扫描仪采用多角度光栅投影技术,可以对石膏和蜡型进行扫描,扫描特点是光栅从15个角度进行投射,然后用CCD传感相机记录并形成三维数据。软件设计时可识别倒凹,配备了多种工具,如全冠三维层次等,具备多种功能,如模拟咬合功能等。Everest系统的CAM设备由五轴联动装置构成,具有运作距离长和操作角度大的特点。

1.4Wieland系统

该系统的扫描仪软件系统源于DentalWings。其切削设备在国内市场最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect两套设备。ZenotecSelect分为储料仓和工作仓两部分,五轴联动,不需换盘,可实现全自动化操作,切削精度可达5μm。

1.5Procera系统

由瑞典的Andersson教授发明[9]。该扫描仪采用锥光偏振全息技术,可采集高精度的数据,而软件中自动化的倒凹封堵工具和实时提醒功能能确保设计加工的修复体达到最佳精密度与准确度。Procera系统采用远程终端的集约化加工方式,其加工单冠和贴面的特点是先复制耐火代型,然后采用超高压方式将氧化铝或氧化锆材料均匀压覆在代型表面,最后进行CAM切削加工。

2CAD/CAM系统的数据采集

2.1接触式扫描系统

即扫描探头与模型直接接触的扫描方式,优点是具有较高的扫描精度,缺点是扫描效率较低、测量时间较长、成本较高[10]。目前这种系统已淡出市场,其代表系统是Procera的Piccolo和Forte。

2.2非接触式(光学)扫描系统

包括三维激光扫描、光栅投影测量法、莫尔条纹法、云纹向移法、数字散斑相关测量法、立体摄影测量等[11,12]。光学扫描的优点是具有较高的扫描效率和精度,缺点是存在扫描盲区。目前CAD/CAM/RP扫描系统的主流仍然是非接触式(光学)扫描系统。

3CAD/CAM系统的数据输出方式

3.1封闭式系统

指CAD输出的数据必须使用厂商提供的专用CAM数控加工设备和相应材料。目前市场上主流的封闭式系统有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。

3.2开放式系统

指系统只提供CAD程序和输出STL通用格式的数据包,用户可自行选择所需的CAM设备和加工材料。目前市场上最常见的是3Shape系统,此外还有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西诺德新开发的inEosX5系统等。

4CAD/CAM系统的设计制作

4.1计算机辅助设计

即在视频模型上完成修复体的计算机蜡型。CAD研究较成熟的冠的设计,包括外表面、内表面及内外表面结合部分的设计。大多数系统带有标准牙数据库,并以此为依据进行外表面的设计。4.1.1生物再造根据剩余牙体组织的外形、邻牙外形和设计软件数据库来获得修复体的外形。其特点是简单易行,能获得较好的修复体外形,但受基牙剩余牙体组织的形态轮廓、邻牙形态和位置的影响,形态个性化程度较低,多用于后牙修复体形态的设计。4.1.2镜像复制将同一牙弓对侧同名牙的形态镜像复制来获取修复体的形态。相对于生物再造来说,其具有更好的个性化特征,但需要对侧同名牙形态完整、排列基本对称,可用于前、后牙修复体的形态辅助设计。4.1.3复制模式通过复制牙体预备前的形态或诊断蜡型来获得修复体的形态,其形态的个性化程度高,设计灵活,但是需要基牙牙体预备前形态完好或者事先制作诊断蜡型,可用于前、后牙修复体的形态辅助设计。

4.2计算机辅助制造

将计算机蜡型转换成修复体,替代包埋铸造或装盒充填热处理等工序。目前的CAD/CAM系统大多采用3.5~5.0自由度的精密数控机床,可铣削陶瓷或合金,加工嵌体、瓷贴面、全冠、固定桥等修复体。

5CAD/CAM全瓷修复技术的临床应用

5.1应用步骤

(1)数据采集(直接数字化印模或间接印模,模型扫描);(2)对数据进行三维软件设计;(3)输出设计好的数据,并进行CAM加工。

5.2CAD/CAM全瓷修复适应证

可针对牙体缺损、牙列缺损、牙列缺失、前牙美观修复的患者。

5.3可制作的修复体种类

嵌体、高嵌体、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、贴面、带有解剖形态的多单位聚合树脂桥体、二氧化锆瓷桥、蜡型等。

5.4CAD/CAM不同材料的适应证

(1)陶瓷类的适合做嵌体、高嵌体、贴面、全冠、部分冠、桩冠联合修复。(2)树脂类的适合做暂时多单位树脂桥体、树脂蜡型。(3)氧化锆、氧化铝类的适合做氧化锆全冠、内冠、精密附着体、种植个性化基台。

6数字化牙科的展望

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产品设计是一个创造性的综合信息处理过程,通过线条、符号、数字、色彩等把产品显现人们面前。它将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具,把一种计划、规划设想、问题解决的方法,通过具体的载体,以美的形式表达出来。近年来,随着计算机的广泛应用,没有任何一件产品不是通过计算机辅助设计技术来实现的。在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等各项工作。如今,主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术在内的计算机辅助设计已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

本书是对产品设计、创新方法、工具的发展成就和研究领域的一个概述,对涵盖了各种涉及到产品开发和创新研究课题的许多不同领域里专家的贡献做了展示。产品生命周期管理、知识管理、产品定制、拓扑优化、产品的虚拟化、制度创新、虚拟人、设计、工程和快速原型是本书重点研究领域。本书亦对工业企业发展的成功案例做了详细介绍。

本书共分9章:1.产品设计数字化工具的演变;2.从计算机辅助(详细)设计到自动拓扑和形状生成;3.产品开发中实现知识共享的方法和工具;4.机械设计自动化和工程知识管理演变;5.工业设计的造型特征;6.计算机辅助设计的角色演变:一个航空结构设计实例;7.产品虚拟化:一个新产品概念设计评价的有效方法;8.产品开发过程的数字化人体模型;9.计算机辅助设计和物理对象的快速构建。

本书写给学术研究人员、研究生和对了解新的方法论和技术怎么使产品开发过程更有效感兴趣的产品开发学科的专业人士。

本书第一编者Monica Bordegoni自2004年12月开始在米兰理工大学工业设计系任教授,她任教工业设计系的工业产品虚拟建模和虚拟样机技术课程以及工业工程学院的虚拟样机课程。本书第二编者Caterina Rizzi自2001年11月在贝加莫大学工程学院任教授,她任教工程学院的技术作图、虚拟样机技术和产品生命周期的方法和工具课程。

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一、CAD/CAM的重要性

在当今的市场竞争中,谁能满足用户的要求,谁就能占有优势。人们对产品的质量,更新换代的速度,以及产品从设计、制造到投入市场的周期要求越来越高。为满足消费者多样化、个性化和中小批量化的要求,软件必须设计周期短,生产更柔性。传统的设计及批量生产方式面临着严峻的挑战。CAD/CAM技术就是为了满足这些需求而采用的一种新方法。CAD/CAM的发展必将有利于发挥设计人员的创造性,提高企业的设计、生产及管理的水平,提高企业的市场竞争力。

计算机辅助设计及计算机辅助制造是计算机技术在机械加工领域中的主要两个方面。它的出现使人们在产品的设计和产品生产中大大节省了时间,提高了效率,使产品的设计和制造实现了自动化,人们通过整个系统(CAD/CAM)实现了对产品的设计、制造全过程的信息进行处理。具体来说,CAD/CAM可以实现零件造型、计算分析、工程绘图、结构分析、优化设计、计算机辅助工艺规程设计、计算机辅助编程、模拟仿真、工程数据管理、信息传输与交换、特征造型等。

二、CAD/CAM的发展过程和应用现状

二十世纪四五十年代计算机的出现为CAD/CAM的发展奠定了物质基础。六十年代美国人提出了人机交流、计算机图形及交互技术等理论,从而为CAD/CAM技术的发展奠定了理论基础。七十年代,交互计算机图形学及计算机绘图技术日趋成熟,并得到广泛发展,面向中小企业的CAD/CAM开始出现。在制造领域,美国辛辛那提公司研制出了一种柔性制造系统(FMS),但由于计算机技术的限制,其所能解决的问题只是一些简单的产品设计制造问题。八十年代由于各种新的技术发展,在制造领域出现了产品设计过程相关的辅助软件,如计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助质量控制(CAQ)等。特别值得一提的是,在这些辅助技术的基础上,八十年代后期出现了计算机集成制造系统(CIMS),它将CAD/CAM技术推向了一个更高的层次。到了九十年代,CAD/CAM已经走出了它的初级阶段,进一步向标准化、集成化、智能化发展。到了二十一世纪,CAD/CAM已经发展并应用于各行各业,其销售收入也节节攀升,仅2002年其全球销售额就达近100亿美元,并且以每年10%左右的速度增长。综上所述,我们不难发现CAD/CAM系统的社会需求量非常大,发展应用的前景也十分广阔。

三、CAD/CAM在我国发展的情况

我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD/CAM技术的研究。在八十年代,我国进行了大规模的CAD/CAM技术研究和开发。在“九五”计划期间,国家科委将CAD应用作为四大工程之一(先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程)。

四、CAD/CAM技术在工业中的应用

随着科学技术的发展,CAD/CAM技术日益成熟,已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域,成为一个技术含量密集的产业,特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。

篇4

计算机的发展及应用,使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生,计算机辅助设计的研究构想发端于1950年,但使用计算机绘图的最早记录是在1963年,美国麻省理工学院的研究人员伊凡·苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文,从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年,这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术,使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。

最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”,由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具,但随着后来信息技术的飞速发展,计算机技术在各领域的广泛应用,CAD的含义也在不断变化扩展,随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等,使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形,从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品,这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。

我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似,国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初,随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及,在环境艺术设计和创作领域,计算机技术应用的价值,逐渐得到人们的重视。

二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状

计算机作为信息时代重要的技术工具,在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前,国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法,到了20世纪90年代初期,计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末,计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初,设计师主要运用AutoCAD软件进行施工图的绘制,在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步,它自身的强大优势得以显示,同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。

随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展,计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分,可以分为:计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX,Lightscape,Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图,透视点位置及视点角度均可变换,然后再渲染出二维图像,这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能,在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。

三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势

当前,随着计算机软硬件技术的迅猛发展,计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用,比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见,从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术,想方设法掌握各种绘图软件,在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间,而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术,是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为,从审美主体的角度来看,艺术离不开创造者和欣赏者两个方面,而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介,前者创造出审美对象,后者达到审美愉悦。所以说,作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景,又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认,人们的欣赏水平在不断提高,求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步,计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。

在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段,设计师的目标是使效果图具有真实感,能够模拟未来场景的真实效果,具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一,已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象,筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉,采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景,可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案,所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现,而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景,将给环境艺术设计带来革命性的改变。

设计师创造出审美对象,要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此,根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况,未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。

参考文献:

[1]邓庆尧.环境艺术设计[M].济南:山东美术出版社.

[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系—室内设计的风格样式与流派[M].北京:中国建筑工业出版社.

[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[M].北京:中国建筑工业出版社.

[4]李小艺.环境艺术设计的新视界阅.北京:中国人民大学出版社.

[5]李砚祖.环境艺术设计.北京:中国人民大学出版社.

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只有以娴熟的手工制图为基础,对图中尺度观念、素描概念、环境气氛和色彩概念有良好的认识,才会用计算机制图创造优质的园林作品。在计算机辅助设计之前设计师都是以手工绘图为主要设计手段的,手工能更准确的表达设计师的创作意境,而计算机的出现使设计工作更加便捷,同时也提高了设计的准确性。计算机制图是使用图形软件进行绘图的一种技术,可以有效的解决繁重复杂的手工制图。利用计算机制图可以解决很多方面问题,例如:绘制一棵树的图例用手工完成,其工作量是很大的,但如果使用计算机设计,就变得轻而易举了,极大地提高了制图的速度和效率,并且使用计算机制图还有效解决了手工制图不易保存、交流困难和难修改的缺陷。

伴随我国科学技术、社会经济的发展计算机辅助园林设计也随之发展,多种学科的相互交叉相互融合是未来发展的趋势。计算机软件中强大的编辑和制图功能可以充分的表达出设计师的设计理念,设计者不在受到颜料、墨、纸张和笔的困惑,进而可以把更多精力放在设计理念和思想的表达。在园林设计规划中设计了众多要素例如植物、地形、园林和山石等,虽然功能和形式各不相同,但可以使用绘图工具生动完整的描绘出园林的立面图、施工图、平面图和剖面图等园林图。计算机园林设计辅助设计的最终目标是为了完成高标准的预期效果,可以更直观的看清整个工程完成后的效果,而不是像从前一样通过手工绘制图想象出工程完成后的效果。计算机辅助园林设计与传统方法相比具有无法比拟的优越性,它可以缩短设计的周期,提高设计的质量。在使用计算机进行园林设计的过程中,充分利用了计算机和人的长处获得最优的整体设计效果。

利用计算机技术产生的人为虚拟环境称之为虚拟现实技术,这种虚拟环境可以通过人的视觉、听觉和触觉感知,客户可以通过自己视点多角度、全面的观察环境,产生交互的作用,使人和计算机完美的融为一体,使人产生一种身临其境的感觉。将虚拟现实技术运用到园林设计中,可以使设计对象更加的直观。在虚拟现实环境中,设计者处于一个真实的虚拟空间,使园林设计可以突破立面、平面、剖面等常规的模式,让设计者可以从多个角度实时互动并很真实的观察到设计对象,身临其境的掌握着周边的环境和理解设计师的设计理念,更深入的研究环境中各设计要素间的比例和关系,设计出更加人性化的园林作品。由于在园林设计中植物配比占据了很大比例,虚拟现实要与植物配比完美结合还有很多问题需要解决。利用现在已有的软件设备可制作出部分园林设计的虚拟作品,虽然还没有达到真正意义的虚拟现实,但是相信随着我国计算机技术的快速发展和园林设计者的积极参与,虚拟现实技术在园林景观设计中的应用会不断的发展下去。

综上所述,随着我国计算机行业的快速发展,计算机已经在多个领域中发挥着重要的作用,园林设计更趋向于舒适化、视觉化和人性化,传统的设计方案已经无法满足设计的需求。因此,计算机辅助设计走向了最前沿,为园林设计注入了新鲜的血液,为园林设计提供了更多的方向和选择,在设计过程中能够提供更高效、更便捷、更全面的方案,最大化的提高了使用效率,最大程度的减少损失,计算机辅助技术在园林设计中在各个领域都是必不可少的,已经成为我们生活中必要的工具。

作者:李佳琦 李赫 单位:河北旅游职业学院

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关键词:景观设计;传统设计方法;3s技术;计算机3维模型;漫游动画;虚拟现实技术

信息时代的到来对传统设计方法提出新的挑战,计算机辅助设计如cad、sketchup、3d MAX等已经成为不可或缺的重要技术手段。因为其更有利于设计者全面而准确地体现设计意图而得到广泛的推广和发展, 相比较传统设计方法,它不仅有利于图形修改、复制及设计图纸的归档管理,而且,利用计算机绘制图形还能更有效地利用已有的图形资源,协调小组的分工合作,从而显著提高了工作效率。

1 前期分析和规划设计阶段

1.1 场地分析

调查分析是规划设计的基础,它要求对地形、地貌、地质、水文、植被、社会经济状况、交通状况等多个角度进行全面的调查分析。而传统的场地分析无法避免地存在缺乏足够的定量分析、过分主观、大量数据信息处理困难等问题。

“3S”技术,即地理信息系统GIS、全球定位系统GPS和遥感技术RS等技术,是对城市的基础设施、用地现状进行自动采集、监测和辅助决策的技术系统。

“3S”技术的应用可以实现设计所需信息的高效采集、处理和分析。如GIS可以将场地内的地形、地貌、水文、植被等进行数字化处理,建立数字地图,通过这些数字地图,可以使人方便地查询地区内任何地段的各种发展状况,为合理的景观设计结果提供可靠依据。

1.2 规划设计

在传统的规划设计阶段,设计人员表达设计意图主要依靠手绘平面图,但平面的图纸很难准确地传达出设计者的意图;在规划设计的整个阶段,设计人员需要根据甲方的意见进行不断的调整和修改,以符合甲方的要求。这样就造成大量复杂、繁复的重复性劳动。

GIS采集到的数据资料以数据形式输人计算机,运用OpenGL可以得到三维视图,地形、地貌可以得到真实地展现。这种技术极大地方便了设计人员,在三维层面开拓了设计人员的思维空间,激发了设计师的灵感,同时减少了大量重复劳动,设计的合理性与科学性更有了科学的保障,缩短了设计周期。

相对于“3s”技术,SketchUp更加受广大设计师的欢迎,它是最易于使用的3D设计软件,官方网站将它比喻作电子设计中的“铅笔”。它最大的特点就是使用简便,几乎人人都可以快速上手而不仅仅局限于设计专业人员。它可以直接面向设计方案创作过程,其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要,它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思。并且用户可以将使用SketchUp创建的3D模型直接输出至Google Earth里,同时以非常方便的方式提供资源共享。与之类似的软件还有3D Studio Max简称3Dmax,它在模拟自然阳光等方面具有更高的准确性和真实感,但是在易用性方面较差,所以它更多应用在展示设计效果方面,这稍后将在本文中提到。

2 展示设计效果阶段

3D MAX是Autodesk 公司推出的功能强大的三维制作软件, 广泛应用于影视、广告、军事、建筑等领域。它在景观中常用于规划设计的场景建模、渲染工作,光线自然, 场景真实, 通过视图及摄像机的切换可生成平、立、剖、透视和鸟瞰等多个视角 , 可以准确表达设计者的创作意图。三维效果图可以像照片一样以其直观生动的形象和逼真的三维形态给人强烈的空间感受, 因而受到欢迎。近年来,max效果图发展十分迅速,并取得了很好的实践效果, 在景观设计过程中起到了不可替代的作用。

虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR) 也称人工环境,是利用计算机技术虚拟出的一种多维环境,这种环境可以通过视觉、听觉甚至是触觉来多角度感知,操作者可以通过自己的视角对环境进行很真实的体验,给人一种身临其境的感觉。这种技术给设计师、决策者和使用者带来全新的体验,不仅使我们更加直观地面对设计对象,并且可以与环境形成交互式的交流。

相比传统手段,它具有3个方面的特征 :

(1)沉浸感,是指用户作为主角可以身临其境地存在于虚拟环境中。(2)交互性,是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得 到反馈的自然程度 ( 包括实时性 ) 。(3)想象力, 是指用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识。发挥主观能动性,寻求解答,形成新的概念。

参考文献

1 王晓俊.风景园林设计.南京:江苏科学技术出版社,1993

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关键词:计算机辅助教育 计算机辅助设计 环境艺术设计专业

计算机辅助设计是指运用计算机软件制作并模拟实物设计,展现新开发项目的外型、结构、色彩、质感等特色的过程。随着技术的不断发展计算机辅助设计不仅适用于工业,还被广泛运用于环境艺术设计等诸多领域。专业人员更为环境艺术设计开发有专业的设计软件,如:CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape、Photoshop等软件。在环境艺术设计中园林景观设计、室内空间设计、家具陈设等大都也都是利用计算机辅助软件设计方案。计算机辅助设计软件帮助设计者将作品设计的意图充分表现,更运用这种先进技术使受大众达到审美愉悦,增加对未来项目的了解与认可。

一、计算机辅助设计教育对环境艺术设计专业教学推的动作用

在旧式的教学模式下环境艺术设计的效果图主要以手绘单个角度静态为主,以零碎的小场景做辅助,来了解设计个体之间的关系和相互之间的影响。这种方式只能给人一种片面的印象,而没有身临其境的感受。计算机辅助设计教育的出现,可以让学生利用先进的计算机软件(主要是通过CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape等计算机软件)创建出设计方案,不仅可以制作出模拟事物及场景的整体外观造型效果,还可以将建筑物内部空间布置、家具陈设的效果让观赏者清晰明了,更能让人们能够在即将设计出的未来建筑物中漫游(利用3DSMAX软件的三维动画功能),让观赏者如临其境一般。在这里计算机辅助软件制作的效果图以模拟现实场景的技术实现了逼真的三维或三维动态场景。可以全方位、多角度的在场景中漫游,更让教师与学生可以从多个角度研究推敲设计方案,得到最客观的结果。从环境艺术设计效果图的最终效果而言,计算机辅助设计帮助学生将设计意图以最精确和最美视觉效果的方式呈现在教师和众多同学面前。而在设计过程中,在环境艺术设计中室内外的设计从模型外观就能以可视的、动态的方式全方位展示设计实体所处的地理环境、实体外观和各种附属设施以及实体内部空间分布的效果。运用计算机辅助设计最终转化为设计方案及装修效果图展示,成为教师对学生设计作品优劣的有力评价工具。计算机辅助设计教育对环境艺术设计专业教学模式改变起到重要作用。

通过计算机辅助教育方式能创设良好的学习环境,激发学生的学习兴趣,现代教学观念是强调学生的共同参与互动,以学生为主体、教师为辅助,而这一目的的实现主要在于提高学生对学习的兴趣。计算机辅助软件能把图像、文字、声音直观形象地展示,溶知识性、趣味性于一体,直接刺激学生的视觉和听觉,给学生一种新颖、醒目的感觉,操作性强、练习量大则使学生的注意力被牢牢吸引住。立体形象的图面,能把教师用语言和模型演示难以解决的问题进行形象地处理,使学生能体会到学习内容的本质。学生对学习产生了兴趣,情绪处于高度的兴奋状态,通过自己的观察分析,处理各种信息,最大限度地发挥自己的才智来获取知识,真正成为学习的主人。把学习作为一种乐趣去追求和探索。

环境艺术设计专业学习的内容影响学生日后的就业,高校在此专业中设立计算机辅助软件教学,这些学校的办学方法和观念独具现代化,市场所需意识强烈,专业学习内容与市场需求相适应。大学生所学专业知识符合市场需求,出现了供需的良好结构。这说明计算机辅助教育在环境艺术设计专业发挥了很大的积极作用,建立在校学生的学习信心 ,更增强毕业生就业的优势化。

二、计算机辅助设计教育对环境艺术设计专业教学的制约作用

然而,计算机辅助教育做为一种新兴的教育形式,由于其技术的不成熟也难免会给学生带来一些负面的影响。在计算机辅助教学中,信息的传递经常会伴随着各种干扰,从而影响信息传递效果,不利于实现教育目的。由于一些教师认识的误区和操作的偏差,计算机辅助教学有时会加重对学生学习的干扰。

计算机辅助设计课程顺序性操作诱导学生跟着机器走。有些教师缺乏足够的计算机知识,担心操作失误或为图方便,就让计算机教师将课件设计成PPT课件形式,上课时课件只按顺序播放图片。这样的课便沦为了一堂照搬书本模式的课程,教师总要想方设法将学生的思路引到电脑的既定流程上,干扰了学生根据自己的想法进行设计制图,同时也影响了教师的教学质量。

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关键词: 计算机;辅助;工业设计;发展;趋势

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)22-0223-020 引言

工业设计的发展方向逐渐趋近于机电一体化以及信息电子类产品,其技术含量越来越高,同时,社会的经济状况越来越好,人们的消费观念越来越不同,消费者所关注的已不仅仅是产品的功能以及质量,越来越多的人们开始重视产品的外观造型、创新度、环保性等等,这就给工业技术带来更高的难度。

正是因为人们的要求不断提高,工业设计的需求也越来越高。近年来,许多国内外学者对工业设计的关注越来越密切。随着计算机技术的不断发展,各种各样的软硬件被人们所开发,各种日新月异的技术更是吸引着工业设计的人才们。

1 计算机辅助工业设计

1.1 CAID CAID即计算机辅助工业设计,它是在计算机与一些相关的辅工业设计系统相结合的前提下,在工业设计的相关领域内,进行各种创造与设计。这种设计完全以计算机为中心,彻底摆脱了传统的设计模式,CAID无论是在设计的过程中,还是方法上,甚至是质量上,与传统的设计相比,它都发生了飞越性的变化,这是一种质的变化。

CAID同时也涉及到许多其他方面的技术,如CAD技术、多媒体技术,以及人工智能技术、优化技术等等。从广义上来看,CAID其实是CAD的一个“孪生兄弟”,在技术与方法上,都可以借鉴甚至引用CAD领域的内容。

1.2 CAID与创新 在各种设计领域,创新都是其灵魂,当然,在工业设计领域中也不例外。在二十一世纪初期,全球各大制造业都以知识为基础,对产品进行创新性创造,这便是当时竞争的核心。对于产品来说,不管是它们的功能、外形,还是材质、工艺,只要对任何一个方面进行创新性的改变,其市场竞争力都会受到很大的影响,甚至会直接影响到产品的质量。

2 计算机辅助工业设计的发展

目前,不管是国内还是国外,对于CAID的研究还仅仅局限于计算机辅助造型技术,智能技术,新兴技术以及人机交互技术等方面。下面,将对这四种技术一一进行详细的介绍,并对目前世面上一些比较有名的商品化软件进行简单的介绍。

2.1 计算机辅助造型技术 对于CAID技术来说,计算机辅助造型的主要设计研究由两方面体现出来,一是自由曲面设计,二是草图设计。

首先,来熟悉下自由曲面设计,在CAID的研究中,对于产品外形上的自由曲面设计,是一个非常重要的内容。而其中,对于曲面特征方面的应用,在自由曲面的设计中,是一个重要的发展步骤。由三个部分构成了曲面特征的设计,即基本表面,串通图形,以及移动特征。

然后要熟悉的是草图的设计,随着产品在造型上所需要的技术不断的提高,同时,为了能够使专业设计师的手绘习惯得到满足,逐渐逐渐地,便有了草图。草图设计能够有效地将工业设计与CAD技术之间的鸿沟进行填补。这种技术的重点部分有两个,第一,人机交互,即设计手绘怎样才能被设计系统有效地模拟出来;第二,草图重建。

2.2 智能技术 到目前为止,我国智能技术的发展已经有了一定的实力。智能技术能够对整个设计过程提供一个计算机的一体化支持。对于工业设计来说,在设计过程中常常需要涉及到一些人机交互以及一些创造性思维的技术,因此,在这样的领域中更需要用到人工智能技术。

首先,是对创造性思维的介绍。所谓设计,说到底就是一个创造性的过程,在整个设计的过程中,相关设计人员用草图的方式把他们的构思迅速记录下来,将思维转换成草图其实是一项非常复杂的工艺。这一阶段的所有过程即被称作观念作用阶段,这是一个相当重要的阶段。

然后,是设计方法的介绍。所谓设计文法,即从设计方法上下手,对广该物体进行一系列外形上的特点进行观察,然后将其生成的原理以及要素进行加工,形成一个形式化的描述。想要实现计算机辅助设计,这一技术是基础。

最后,是对创新设计的介绍。创新设计是一个相当重要的过程,在这一过程中,相关设计人员在设计方面的经验、思维,以及知识必须非常丰富。因此,针对人工智能技术的角度,有许多学者会对产品的新技术进行研究。

2.3 CAID中的高新技术 目前,市场上开始流行起新兴技术,如虚拟现实、遗传算法等等,如何才能将这些技术很好运用于CAID领域?这就要与传统的一些技术进行有效的结合,从而来进行CAID的相关研究。

面向协同、并行的设计。该技术是现在技术的主要发展方向之一。对于工业设计事业来说,产品的设计感非常重要,对于产品的功能、原理、外形等方面都必须进行详细的研究。许多学者在该技术的一些不同的角度对一些并行环境下的多种内容进行了观察,并深入其中,进行相关了解与探讨。

有部分学者的思考的出发点在于CSCW的角度,对协同设计中的各种情况进行了详细的分析,对工程以及工业的设计进行的工作模型上的探讨,同时对人在该设计下有何用处这一问题进行了详细的分析。

另外一种设计方式是基于VR的,目前为止,对于虚拟设计以及敏捷设计,我国已有了较熟练的技术,在这类技术上,我们得到了很大的发展与提高。对于产品的设计来说,众多学者同样也非常欢迎的一种技术便是现实的技术,那些对于开状以及结构的设计,人们都用到了VR技术,同时,对基于VR的许多设计系统进行了相应的开发。

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论文摘要:艺术设计领域计算机辅助设计应运而生,计算机辅助艺术设计对现代教育教学即产生了巨大的推动作用,这便促使高校将计算机辅助设计提高到一个重要的位置。但高科技的介入也从另一方面阻碍并制约了现在艺术设计教育教学的发展。

当今社会,随着计算机各项技术的发展,计算机辅助设计得到了社会各界广泛的重视和运用。在艺术设计领域计算机辅助设计也应运而生。所谓视觉艺术,是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。计算机辅助设计软件帮助设计者将作品意图得到充分表现,同样也使用这种先进手段使受众达到精神的审美愉悦。随着人们的生活物质水平的提高,人们的精神水平也在不断提高,视觉品味也随之升高。这都得益于计算机技术的发展推动了人们审美观念的进步,所以计算机技术的发展对于社会和艺术设计产生了不可低估的强大作用。例如在平面设计中标志设计、招贴设计、版式设计、字体设计使用电脑制图辅助设计比比皆是。在环境艺术设计中室内空间设计、景观设计、家具陈设等大都也都是利用计算机设计方案。

1 计算机辅助设计对现代艺术教育教学的推动

计算机辅助设计是计算机技术与艺术设计相结合的边缘学科。它在设计的艺术创造规律、形式美法则等方面与先前传统的艺术设计是一样的。只是在完成途径与传统教学大不相同。并且得到的作品效果较从前的传统教学相比大有提高,教学效果从理解专业课程的角度来讲,效果较从前要好。

以三大构成学科为例,在三大构成设计中:①平面构成的训练基本可以分为重复、近似、发射、渐变、特异、密集、肌理等几个大类。以重复和特异为典型例子,大量相同单元形的重复出现可以体现出整体感、秩序感、节奏感和韵律感,从而制造出强烈的视觉效果。在传统的基础训练中,手绘是唯一办法。但耗时不短,以有作用骨骼和绝对重复为基本条件,以基本可以形成规模的单元形数量来训练,想要达到理想效果并突显其构成特点,一般要花上好几个小时。而这只是平面构成中一个小的单元,所以考虑到学生的手绘能力与程度,一般在作业中省去几个单元,只挑选相对重点的单元进行手绘练习。在练习过程中很多学生有畏难情绪,很多好的想法被复杂的形式所打断,不再考虑。②再有就是在色彩构成明度训练中的九调训练。九个调子要分别调色组合表达以达到某一种效果,从而理解色彩之间的关系和实际应用效果。在这个训练中,几种颜色的分阶段渐变以及画面中的平涂效果都将会影响学生对色彩关系的理解。颜料脱胶、调配、绘画功底都将在很大程度上制约着画面质量,从而影响学生的理解程度。③在立体构成训练中,点线面体块的练习必不可少。材料的寻找以及制作对于高职学生有一定的难度。这也阻碍了学生在形式上的发挥,影响作业效果,也影响对立体构成设计的的理解。

计算机辅助设计介入到三大构成教育教学中后,上述情况得以改观。首先,作业可以较从前多布置一些草图,让学生多几种想法,在很多种设计方案中选取几幅作为作业。这样可以得到最好的设计结果,使学生从大量的手工作业中摆脱出来,而且不用再考虑手绘功底给作业带来的影响。其次,使学生将重点放在设计想法上,用更多的时间来拓宽自己的设计思路,锻炼自己的设计思维。最后,在修改作业方面,用计算机软件制作的构成作业也体现出巨大的优越性。随时可以修改画面效果,其灵活性可塑性都是手绘作业所不能比拟的。

再以建筑环境艺术设计为例。第一、手绘的室内外空间设计效果单一,真实感差,与设计出的实体有很大的差距,而设计师的目标正是使效果图具有和最终场景相同或接近的真实感,能够模拟和演示即将成型的空间设计的最后效果,具有非常高的参考价值。在实际教学中就是学生要以效果图来表达自己的想法和多种设计方案,要将设计方案表现的淋漓尽致来提升自己设计理念与目的,从而完成教师布置的作业。由于绘画基础和表现技法以及工具的制约会使学生的设计效果大打折扣,也使自己的设计意图暗淡无光。第二、手绘效果图在速度上同使用计算机软件设计效果图也有很大差距。手绘效果图占用了大量时间,使学生将丰富多样的富有实际意义的想法因为时间原因而被搁浅。所以在教学中也不能满足学生提交多种方案的速度要求。第三、用手绘效果图由于数据的误差较大,作为实体的参考依据已不能满足现代社会对设计表现的要求。

从前在教学中手绘的建筑环艺的效果图主要以静态为主,以很多各个角度的场景做辅助,来了解设计单体之间的关系和相互之间的影响。这种方式只能给人一种片面的印象,而没有身临其境的感受。而学生则可以利用先进的计算机软件(主要是通过3DSMAX,Lightscape,Photoshop等计算机软件)创造出审美对象、设计方案,不仅可以制作出事物及场景的外观效果,还可以将筑物内部空间的效果让人一览无余,而且还可以让人们能够在即将设计出的未来建筑物中漫游(利用3DSMAX软件的三维动画功能)。在这里计算机软件制作的效果图以虚拟现实的技术实现了真是的三维的场景。这样便可以全方位、多角度的在场景中漫游,也使教师与学生可以从多个角度研究推敲设计方案,得到最客观的结果。

从环境艺术设计效果图的最终效果而言,计算机辅助设计帮助学生将图纸以最精美和最精确的一种方式呈现在教师和众多同学面前。而在设计过程中,在环境艺术的室内或室外的设计从一开始就能以可视的、动态的方式全方位展示设计实体所处的地理环境、实体外貌和各种附属设施以及实体内部空间的效果。计算机辅助设计最终成为设计方案及装修效果展示、教师对作品评价的有力工具。

2 计算机辅助艺术设计对现代教学的制约

现代艺术设计经过近百年的历程,虽然与计算机技术的相结合,得到了从内容到形式上的变化和发展,但是目前一些设计似乎走进了一个误区,好像电脑画面效果越精美就越能吸引人,越能体现其设计水平。很多学生在做平面设计类作业时忽略原创想法,只想借助高科技手段将美轮美奂的精美图片进行简单拼凑,以求得在设计视觉上的冲击,以此掩盖设计理念想法上的空洞,却不知这种片面追求画面效果不但是舍本逐末,而且近于无的放矢。将应该关注的内容放在了一边,以高科技为借口将设计想法掩埋在美丽的视觉效果下。学生正确方式应该将原本要学习内容理解消化,然后借助计算机辅助设计表达出自己的想法。因为一切技巧必须从内容出发,目的是为了传达设计所要表达的信息,技巧不过是一种比较先进的手段,是用来辅助制作最终效果的。

计算机辅助设计进入到设计教育领域,减少了一些由于小的误差而出现了多种设计方案的可能性。做过设计的人都知道,手绘草图虽然费时而且不太精准,但是正是由于这些原因也会为原本已经僵化的设计思路打开一条很偶然的通道。手绘的人为因素比较多,多种画笔的应用,会带来多种肌理效果,突然画歪的一个线条有可能就可以演变成另一个设计方案。在教育教学中,对于正在学习设计的学生来讲,这无疑可以为他们的设计思路多一种可能性而埋下伏笔。从而缓解肠思枯竭的学生们“憋不出”设计方案的状态。计算机辅助设计的出现加快了设计想法“成型”的速度,过程相对简单,这也不利于教学中学生对教学内容的理解。而手绘作业在绘制过程中可以控制其消化理解的节奏,在学生将设计想法付诸实现的过程中把课上所学的概念内容逐步消化理解。

在教育的大的指导方向上有很多高校似乎也进入到了一个误区。有很多设计课程被简单的加入到计算机专业中去,或是将艺术专业与计算机专业合并共同培养人才。这些都是高科技出现的弊端。社会对新型人才的需求,使高校中新的学科和课程急剧增设。例如:电脑广告设计、动漫设计、网页制做、数码影像设计等数码艺术课,但在增加的同时也要符合教育的内在规律。艺术教育教学由此走到了了一个模棱两可的地步,是培养计算机人才还是培养艺术人才?然而计算机的软件制作与艺术设计并不矛盾,只是要在艺术的前提下,利用先进手段提高设计的表现力。

3 总结

计算机辅助设计的出现推动了现代设计的教育教学,使学生在设计学习中进入到了一个非常先进的领域。计算机辅助设计的出现提高了学生的设计思维,拓宽了学生的设计思路,但同时也在很大程度上制约了艺术设计教育教学。所以,高科技的介入要在某个前提下有度的实施。但无论如何,计算机辅助设计最终会进入艺术设计教育领域,这无疑是历史的进步、艺术的拓展和教育革命的成果。我们在教育教学中更应不断地更新观念,接受新的高科技手段来服务于教育教学。

参考文献:

[1]电脑在平面设计中带来的革命《世界现代平面设计史》王受之.

[2]对数码技术的理性思考《数码设计》2001/3.

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【关键词】CAD/CAM;口腔修复;数字化

烤瓷熔附金属全冠(porcelain fused to metal,PFM)及其固定桥是目前临床应用较为广泛的针对牙体缺损、牙列缺损病患的修复体,但当前烤瓷熔附金属全冠在临床应用过程中存在许多问题,如瓷崩裂、龈染色、牙龈红肿、美观性差、基牙损伤等。随着高强度陶瓷的发展,全瓷冠(all ceramic crowns)克服了PFM在材料等方面的缺陷,以极佳的生物相容性与良好的美学性能在临床上得到了逐步的推广[1]。近年来出现的计算机辅助设计与制作(CAD/CAM)技术,以其精确的设计与制作及工作效率高等优点,备受口腔临床医生的青睐。现将其技术路径与操作系统简单介绍如下:

1 CAD/CAM技术路径

CAD/CAM一般由以下三个部分构成

1.1 数据获取装置(数字化印模)

CAD/CAM系统利用光电原理和数字化处理系统对预备体形态、邻牙情况、对颌牙等信息进行摄取[2]。

1.2 修复体设计部分(CAD)

使用先进的设计软件对扫描数据进行处理,同时设计出义齿数据模型。

1.3 修复体的制作部分(CAM)

医生将数据通过互联网传送到义齿加工中心,经CAD/CAM全瓷修复系统的自动加工设备加工出义齿胚体,经烧结、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM系统

2.1 CEREC系统

1985年,M■rmann创始了第一个椅旁系统――CEREC1系统,之后Sirona公司陆续推出了CEREC2、CEREC3和CEREC In-lab系统。随着硬件和软件技术的逐步提升,于2009年该公司又推出最新的第4代椅旁系统――CEREC AC Bluecam系统[3]。CEREC系统凭借CEREC模拟控制器和CEREC蓝牙相机系统在CAD/CAM技术中制定了更高的标准。口内扫描可以迅速、清晰、精确地进行三维定位。全颌骨的成像扩宽了适应证的范围,使用虚拟的模型可以使诊室与研究室一起工作而不受印模的限制。CEREC AC的核心部分是蓝牙相机。蓝牙相机通过二极管发出的是短波蓝光,而不是红外光。而且,镜头的结构是新的:非球面镜将光束汇聚,再将其平行射向感光板,光的敏感性增强,图像获得的时间缩短了50%,图像的排序也被加快了。通过使用切削设备CEREC MC XL,新的3D软件和CEREC连接设备,CEREC AC已在牙科修复治疗中建立了新的标准,为口腔临床操作提供了持续、省时的工作流程。

2.2 E4D Dentist系统

E4DDentist系统是由位于美国德克萨斯州理查森市的E4D Technologies公司于2008推出的,由E4D科技公司发明的它是除CEREC系统之外仅有的另一椅旁系统。在常规的牙体预备之后,临床医生可根据需要在牙齿表面喷粉,而后进行口内取像,E4D系统的取像原理是基于光学相干断层成像和共焦显微技术,通过控制脚踏开关逐一获得多张图像后利用系统软件形成3D图像[4]。该系统通过利用红激光与每秒震动2万次的微镜单元,在不需要喷粉的情况下,可以得到口腔内部软组织、硬组织及预备体的咬合关系图像,同时能够迅速生成三维模型。在图像获取的过程中,操作者可以根据需要选择手动启动或脚踏开关启动。启动后之,系统可以自动在对焦准确时获取图像的数据。

2.3 Lava C.O.S.系统

该系统创始于美国肯塔基州列克星敦市的Brontes科技公司,于2006年由3M公司收购,并在2008年由美国3M ESPE公司推出了Lava椅旁口内印模扫描仪(Lava chairside oral scanner,Lava C.O.S.)系统。该系统获取图像原理是激活波前采样技术,Lava C.O.S.系统中的图像处理程序和可视化的实时三维模型重建功能,对于移动三维取像的概念是革命性的。通过这个系统获得数字印模的速度比其他系统要快该系统的取像单元的尖端约13.2mm宽,几乎是当前所有数字印模取像单元中最小的,故可快速获得口内清晰影像。

2.4 iTero系统

iTero系统是由美国Cadent公司通过5年的深入研究于2007年推出的首个数字化印模系统。该系统是基于平行共焦成像的原理获取数字化印模,与其他系统不同的是,其无需在取像前对牙齿表面进行喷粉,这大大提高了患者就诊的舒适性。扫描得到的图像信息经过无线传输到Cadent技工中心进行加工处理,处理之后的数字信息再送到Cadent公司切削出模型,而后技工中心根据模型完成最终高精度修复体的制作[5]。

2.5 Procera系统

Procera系统是由瑞典Nobel Biocare公司推出的。Procera扫描仪通过接触式扫描方式读取石膏代型表面的数据,经过Procera软件处理后形成数字化的代型,技工人员利用计算机对基底冠的外形进行三维设计,并将设计后的数据传输到Procera工作站进行计算机辅助制作。该系统的CAD部分有个重要的功能,它可以将数字化代型和底层冠放大12%~20%,以补偿氧化铝15%~20%的烧结收缩[6]。

2.6 Cercon系统

Cercon系统是美国Dentsply公司在2001年推出的。该系统是先人工制作蜡冠,然后通过激光扫描系统收集在口内或代型上的蜡型表面外形数据,并传递到数控铣床同步制作修复体,所以它并非真正意义上的CAD/CAM系统。切铣完成之后再放入专用的烧结炉中烧结形成最终的修复体。

总之,CAD/CAM数字化口腔技术,是基于计算机网络及多媒体技术的发展,应用先进、科学的数字智能技术与高端设备达成无缝对接,减少传统口腔产业中人流、物流传递及依靠经验的制作工艺,从而达到自动、快捷、标准、精准制作精密修复体的现代先进工艺技术。

【参考文献】

[1]Zarone F,Russo S,Sorrentino R.From porcelain-fused-to-metal to zirconia:clinical and experimental considerations[J].Dent Mater,2011,27(1):83-96.

[2]吴琳.可摘局部义齿支架计算机辅助设计与制作的初步研究[D].中国医科大学,2006:84-90.

[3]Fasbinder DJ.The CEREC system:25years of chairside CAD/CAM dentistry[J]. J Am Dent Assoc,2010,141(Suppl2):3S-4S.

[4]苏庭舒,孙健.口内数字化印模技术[J].中华临床医师杂志:电子版,2012,6(19):5780-5782.