人因工程学课程设计模板.doc

人因工程学课程设计报告人因工程学课程设计报告 学学院院 经济经济管理学院管理学院 专专业业 工工业业工程工程 班班级级 2000 级级 2 班班 学学号号 105061050 学学生生姓姓名名 轩颜轩颜星星 二二 九年九年 六六 月月 目录 1 课程设计名称 人因工程学课程设计 1 2 课程设计目的 1 3 课程设计内容 1 4 课程设计过程和步骤 1 4 1 设计对象 1 4 2 设计工具 1 4 3 设计目的及其意义 1 4 5 设计总体原则 2 4 5 设计步骤 2 五 课程设计总结 16 六 手机的趋势分析 16 浙江科技学院课程设计报告 1 1 课程设计名称 人因工程学课程设计 2 课程设计目的 本课程设计是与 人因工程学 配套的实践环节之一 在完成 人因工程 学 课堂教学的基础上 进行一次全面的实操性锻炼 设计采用人体数据 结 合具体工作性质 要求学生完成以下几方面的实际设计内容 手机面板 鼠标面板 或 MP3 等产品设计方案 相关设计的报告及其三维样图 通过本环节的设计锻炼 让学生加深对本课程理论与方法的掌握 同时初 步掌握运用人因工程原理 机械技术 计算机设计技术从事产品设计的方法和 步骤 3 课程设计内容 课程设计过程按分组的方式进行 指导教师提前向学生说明课程设计的相 关背景资料 并向学生讲述课程设计的方法 步骤和要求 设计过程采取课堂 集中指导 分散设计的方式进行 以手机 鼠标 mp3 等面板为设计对象 以 人体尺寸及其作业性质等为设计依据 课程设计结束要求提交一份课程设计报 告书 评出若干优秀设计作品 4 课程设计过程和步骤 4 1 设计对象 手机 4 2 设计工具 3DsMax 4 3 设计目的及其意义 本课程设计具有以下目的 1 了解并初步掌握产品设计的概念 过程和方法 2 初步掌握产品设计过程中人因工程技术的应用 3 了解并初步掌握初步的产品设计工具 如 3DMAX 浙江科技学院课程设计报告 2 4 解并初步掌握艺术和技术相互融合的过程 以技术求真 以艺术求美 5 例如 产品设计的一般程序和方法 产品系统设计以及产品的开发设计 等产品设计的全过程 并以此为核心 对产品设计过程中所涉及的设计理论以 及美学和工学基础 设计表达和计算机辅助设计的相关知识和内容作全面系统 的训练 同时不断总结提高撰写论文和设计说明书的能力等等 随着手机的不断普及 消费者的差异化越来越明显 多层次的需求越来越 强烈 对手机外观设计的要求也越来越高 他们往往对外观设计平庸或雷同的 手机不屑一顾 而对外观设计特点明显并符合自己身份的手机情有独钟 因此 靠创新外观设计征服消费者的发展空间还是相当大的 手机产品在突出时尚化 设计的同时 也越来越重视细节特征 突出人性化和全方位的设计理念 在人 性化方面 突出细致 实用和易用性 今后 厂商和设计公司更加注重外形设 计的细节 以期通过创新和细节设计 产生差异化 设计出适合消费者心理的 产品 4 5 设计总体原则 手机功能分析 人的因素分析 人机工程分析 人机功能结合 4 5 设计步骤 手机外壳的建模设计 设定系统单位 选择 文件 重置 命令 进行重新设定系统 然后选择 自定义 单位设置 命令 此时会弹出 单位设置 对话框 对系统单位进行设置 创建切角长方体 点击 创建 按钮 在 几何体 面板中的下拉列表中选择 扩展几何体 命令 然后选择 在顶视图中创建一切角长方体 将其重命名为 机壳 并修改其参 数 如图所示 浙江科技学院课程设计报告 3 转化为可编辑多边形 点击进入修改命令面板 在 修改器列表 下方点击右键 将刚才创建的 切角几何体转化为 可编辑多边形 删除一半结点 应用对称修改器 点击 选择 卷展栏中的按钮 进入顶点次物体级别 然后利用鼠标在顶 视图中框选 机壳 右边一半的顶点 按下键盘上的 Del 键 删除一半的顶点 如图 5 5 所示 操作完毕后重新点击按钮退出子物体级别 选择 修改器列表 中的 对称 命令为机壳添加另外一半的模型 在 参数 卷展栏中将 镜像轴 设置为 X 轴 并勾选 翻转 命令 对顶点进行网格光滑处理 进入可编辑多边形的顶点次物体级别 点击显示最终结果开关按钮 打开 最终显示 在顶视图中框选机壳顶部的顶点 如图所示 调整顶 底结点的位置 浙江科技学院课程设计报告 4 展开 软选择 卷展栏 勾选 使用软选择 选项 并修改软选择参数 然后选择机壳顶部中间的一组顶点 此时可以发现 由于使用了软选择命令 所以被选中顶点周围的区域也被选中了 在顶视图中沿 Y 轴向上移动一定距离 如图所示 使用同样的方法和参数 选择底部的一组顶点 在底部也拉出一个弧形 制作底边凹痕 点击 创建 按钮 在 图形 面板中选择命令 在顶视图中机壳的下方创建 一椭圆形 并点击进入修改命令面板 展开 插值 卷展栏 将 步数 设置 为 36 目的是使弧线更加圆滑 选中 机壳 然后在 几何体 面板中的下拉列表中选择 复合对象 选 择 图形合并 按钮 选择命令面板中的 拾取图形 按钮 在顶视图中点击 刚才创建的椭圆 进行图形合并 右键结束图形合并功能 利用移动工具移开刚才绘制的椭圆 我们可以发 现 在机壳底部的线段中也出现了弧线 这就是图形合并的结果 接着我们点 击按钮 右键选择 修改器列表 下方的 图形合并 将其重新转化为可编 辑多边形 如图所示 浙江科技学院课程设计报告 5 进入可编辑多边形的 多边形 次物体级别 可以发现系统为我们自动选 择了刚才创建的弧线面 展开 编辑多边形 卷展栏 选择 倒角 右边的按 钮 弹出 倒角多边形 对话框 设置参数后点击 确定 设置完成后退出 次物体编辑状态 制作顶部凹痕 点击 创建 按钮 在 图形 面板中选择按钮 在顶视图中机壳的上方创建 一矩形 并点击进入修改命令面板 修改其参数 选择 机壳 然后在 几何体 面板中的下拉列表中选择 复合对象 选 择 图形合并 按钮 选择命令面板中的 拾取图形 命令 在顶视图中点击 刚才创建的椭圆 进行图形合并 右键结束图形合并操作 点选按钮 右键选择修改器列表下方的图形合并 将其重新转化为可编辑多边形 并进入可编辑多边形的 多边形 次物体级别 展开 编辑几何体 卷展栏 然后点击 细化 命令两次 目的是为了使多边 形进行倒角后不会出现塌陷效果 展开 编辑多边形 卷展栏 选择 倒角 右边的按钮 弹出 倒角多边形 对话框 设置参数后点击 确定 至此 手机机壳部分的基本模型就已经创建完毕 我们现在来看看手机的 按键建模 手机按键的建模设计手机按键的建模设计 手机的按钮建模操作方法和上面的步骤有所类似 同样用到了 图形合并 功能 创建矩形 点击 创建 按钮 在 图形 面板中选择按钮 在顶视图中机壳的中央创建 一矩形 将其重命名为 按键凹槽 进入修改面板 修改其参数 在 修改器列表 下方右键点击鼠标 选择 转化为可编辑样条线 进入样条曲线的样条线次物体级别 按住 Shift 键拖动复制出其他凹槽 浙江科技学院课程设计报告 6 再次点击 样条线 退出次物体级别 然后利用 Shift 键拖动样条线复制多 一份模型 图形合并 选择 机壳 然后在 几何体 面板中的下拉列表中选择 复合对象 选择 图形合并 按钮 选择命令面板中的 拾取图形 命令 在顶视图中点击刚 才创建的 按钮凹槽 进行图形合并 右键单击结束图形合并操作 点击按钮 右键选择 修改器列表 下方的 图形合并 将其重新转化为可编辑多边形 并进入可编辑多边形的 多边 形 次物体级别 展开 编辑多边形 卷展栏 选择 倒角 右边的按钮 弹 出 倒角多边形 对话框 设置参数后点击 确定 完成后退出次物体编辑 状态 制作按钮 在顶视图中选择刚才复制出来的 按钮 二维物体 然后点击按钮 选择 修改器列表 下拉菜单中的 倒角 命令 展开 倒角值 卷展栏 进行参 数的设置 并利用移动工具将该模型移动到正确的位置上 手机屏幕的建模设计手机屏幕的建模设计 调整屏幕底部结点位置 选择顶视图 按住 Alt W 键最大化视图 进入 机壳 的顶点次物体级别 利用移动工具框选屏幕底部顶点 并调整顶点位置 对面进行倒角 进入机壳的多边形次物体级别 选择准备作为屏幕的面 如图 5 27 所示 浙江科技学院课程设计报告 7 按下 Alt W 键返回默认视图显示状态 展开 编辑多边形 卷展栏 选 择 倒角 右边的按钮 弹出 倒角多边形 对话框 设置参数后点击 确定 如图所示 绘制矩形和弧形 退出多边形次物体级别 点击 创建 按钮 选择 图形 然后利用 矩形 工具和 弧 工具在顶视图绘制一矩形和两个弧形 选择绘制的矩形 然后点击进入修改命令面板 在 修改器列表 下方右 键点击鼠标 选择 转化为可编辑样条线 展开 几何体 卷展栏 选择 附加 命令 然后在顶视图中点击两弧线 将弧线和矩形结合成一个整体 再次点击 附加 命令退出编辑状态 然后进入可编辑样条线的线段次物 体级别 在按住 Ctrl 键的同时选择如图所示的两条线段 按键盘上的 Del 键 将其删除 浙江科技学院课程设计报告 8 进入顶点子物体级别 然后利用鼠标框选所有顶点 在 几何体 卷展栏 中找到 焊接 命令 在其右边的文本框中输入 2 然后点击 焊接 按钮 操作后退出次物体编辑状态 这样此二维物体就变成了一个封闭的整体 利用移动工具将焊接好的模型移动到机壳上方对齐机壳 然后点击 创建 按钮 取消对 开始新图形 命令的勾选 选择 图形 面板中的按钮 在焊接 好的二维图形中绘制一个矩形 并设置其参数 应用 挤出 命令 点击进入修改命令面板 选择 修改器列表 下拉菜单中的 挤出 命令 修改参数 如图 5 34 所示 制作手机屏幕 点击 创建 按钮 选择 图形 面板中的按钮 绘制一个与前一个样条曲线 内框完全吻合的矩形作为屏幕 点击进入修改命令面板 将矩形重命名为 屏幕 然后选择 修改器列表 下拉菜单中的 挤出 命令 修改参数 并将应用了修改命令的矩形移动到正 确的位置 如图 5 36 所示 浙江科技学院课程设计报告 9 手机其他部件的建模设计手机其他部件的建模设计 绘制线段 创建 按钮 选择 图形 然后利用 线 工具和 弧 工具在顶视图绘制一 线段和一弧线 然后参考前面步骤将绘制的线段和弧线结合起来 并且利用 焊接 命令 使其成为一个封闭的样条曲线 点击工具栏上的工具 弹出 镜像 对话框 设置参数 镜像复制焊接后的封闭物体 将复制后的样条曲线移到正确的位置上 点击进入修改命令面板 然后展 开 几何体 卷展栏 选择 附加 命令 在顶视图中拾取原始的按钮样条曲 线 右键结束 附加 操作 然后选择 修改器列表 下拉菜单中的 倒角 命令 绘制中间矩形 点击 创建 按钮 选择 二维 面板中的按钮 在顶视图中绘制一个矩形 并修改其参数 然后将矩形移到合适的位置上 创建切角长方体 在 几何体 面板中的下拉列表中选择 扩展基本体 命令 然后选择按钮 在视图中创建一个切角长方体 并修改参数 右键点击透视图左上角的 透视 文字 选择 边面 命令 这样在透视 图中会显示出物体的边面线段 方便下面的操作步骤 如图所示 浙江科技学院课程设计报告 10 将扩展几何体转化为可编辑多边形 然后进入顶点次物体级别 在透视图 中选择中间的顶点 利用移动工具向下拖动 制作菜单主按钮 选择 几何体 面板中的按钮 在左视图中创建一个胶囊体 并修改其参数 利用移动工具将胶囊体移动到正确的位置上 制作方向键按钮 点击 创建 按钮 选择 图形 选择 线 按钮 然后展开 渲染 卷展 栏 设置参数 在顶视图中画出一个三角形 绘制结束时 会弹出 样条线 对话框 单击 是 按钮 封闭样条曲线 将三角形移到适当的位置上 然后点击 修改 按钮 选择 修改器列表 下拉菜单中的 倒角 命令 修改参数 保持选中三角形按钮 单击工具栏中的按钮 按住 Shift 键 在视图中利 用旋转工具旋转倒角物体 旋转到 90 度的时候停止 复制出一个拉伸物体 如 图 5 49 所示 浙江科技学院课程设计报告 11 将复制出来的物体移动到合适的位置 然后利用同样的方法复制出其他的 两个方向键 放置到合适的位置 手机文字的制作 点击 创建 按钮 选择 二维 面板中的按钮 在顶视图中手机屏幕的上方 创建一文本 点击按钮 选择 修改器列表 下拉菜单中的 挤出 命令 修改参数 手机侧面凹痕的实现 右键激活左视图 然后按下 Alt W 键将左视图最大化显示 选择手机机 身模型 然后点击进入修改命令面板 进入可编辑多边形的边次物体级别 找 到 编辑几何体 卷展栏中的 快速切片 命令 在左视图手机的左边先点击鼠 标左键 然后拖动鼠标向右移动 在手机右侧点击鼠标左键结束操作 如图所 示 这时我们可以发现在原来的手机机壳上多出了一条边 这就是快速切片的 结果 利用同样的工具和方法在手机侧面的中间位置上切割多一条边 浙江科技学院课程设计报告 12 在 编辑边 卷展栏中点击 切角 命令右边的 设置切角量 按钮 对边 进行切角设置 在弹出的对话框中将 切角量 的值设置为 0 1 然后选择 挤出 命令右边的 设置挤出量 按钮 继续对边继续挤出生成凹痕 进入可编辑多边形的多边形次物体级别 然后在左视图中框选上面切割出 来的两条边之间的多边形区域 找到 多边形属性 卷展栏 将这部分的多边 形的 ID 号设置为 2 如图 5 56 所示 这一步骤是使等一下的材质赋予过程变 得更加容易 完成后退出多边形次物体编辑状态 最后我们点击 创建 按钮 在 几何体 面板中的下拉列表中选择 标准几 何体 命令 然后选择按钮 在顶视图中创建一平面 作为放置手机的平面 手机材质的制作手机材质的制作 手机外壳材质的制作 单击工具栏中的 材质编辑器 按钮打开材质编辑器面板 选择第一个样本 球 将材质名称命名为 机壳材质 将材质类型设置为 多维 子对象 命令 进入 多维 子对象 材质编辑状态 然后点击 设置数量 按钮 将数量设置 为 2 紧接着进入子材质一的编辑状态 如图 5 58 所示 浙江科技学院课程设计报告 13 点击 明暗基本参数 的下拉框 选择 多层 然后点击 漫反射 项 右边的颜色设置按钮 将漫反射颜色的 RGB 值设置为 190 190 190 并 修改其他基本材质参数 如图所示 展开 贴图 卷展栏 然后点击 凹凸 后的按钮 在弹出的对话框中双 击鼠标选择 噪波 材质 如图 5 60 所示 并设置噪波材质参数 设置完成后 按按钮返回上一级 并将 凹凸 通道的 数量 设置为 30 再次按按钮返回上一级 然后拖动子材质一到子材质二上实现复制 并进 入子材质二中将其 漫反射 颜色改为 77 63 122 在透视图中选择 机壳 然后单击材质编辑器中的按钮 将模型赋上材质 此时可点击材质编辑器中的按钮 在透视图中直接预览效果 手机屏幕外围材质制作 选择第二个样本球 将材质名称命名为 屏幕外围 点击 明暗基本参数 然后点击 漫反射 项右边的颜色设置按钮 将漫反射颜色的 RGB 值设置为 37 20 93 并修改其他基本材质参数 在透视图中选择手机屏幕外围的 物体 然后单击材质编辑器中的按钮 将模型赋上材质 手机文字材质的制作 选择第三个样本球 将材质名称命名为 手机文字 点击 明暗基本参数 然后点击 漫反射 项右边的颜色设置按钮 将漫反射颜色设置为白色 并将 高光级别 设置为 30 光泽度 设置为 20 然后在透视图中选择手机 屏幕上方的文字 然后单击材质编辑器中的按钮 将模型赋上材质 手机方向键部分材质制作 浙江科技学院课程设计报告 14 选择第四个样本球 将材质名称命名为 方向键材质 点击 明暗基本参 数 的下拉框 选择 金属 然后点击 漫反射 项右边的颜色按钮 将漫 反射颜色的 RGB 值设置为白色 并修改其他基本材质参数 然后在透视图中选 择手机屏幕下方的三角形按键 胶囊体和矩形 然后单击材质编辑器中的按钮 将模型赋上材质 选择第五个样本球 将材质名称命名为 切角方体 然后点击 漫反射 项右边的颜色按钮 将漫反射颜色的 RGB 值设置为 54 29 127 并修改 其他基本材质参数 然后在透视图中选择手机屏幕下方的切角方体 单击材质 编辑器中的按钮 将模型赋上材质 手机接听按钮的材质制作 选择第六个样本球 将材质名称命名为 接听按钮 调节质感 如图 5 66 所示 然后点击 漫反射 项右边的贴图设置按钮 在弹出的对话框中选择 混合贴图 进入混和贴图子材质级别 单击 混合量 右边的贴图设置按 钮 如图所示 按返回上一级 将 颜色 1 设置为黑色 颜色 2 的颜色值设置为 190 190 190 然后在图中选择屏幕下方的接听按键 将材质赋予它 点 击按钮 选择 修改器列表 下拉菜单中的 UVW 贴图 命令 修改参数 并进入 UVW 贴图 的 Gizmo 中心 子物体级别 利用移动工具调整透 视图中贴图的位置 手机数字按钮材质的制作 拖动第六个样本球到第七个样本球上 实现材质的复制 并将第七个样本 球改名为 数字按钮 然后单击材质编辑器中的 打开 材质 贴图导航器 进入最底层的子材质级别 单击 位图参数 卷展栏中的 位图 设置按钮 浙江科技学院课程设计报告 15 选择光盘中的 数字按钮 jpg 图片 单击按钮在材质球上显示最终结果 并将该 材质赋予视图中的数字按键 点击按钮 选择 修改器列表 下拉菜单中的 UVW 贴图 命令 并进 入 UVW 贴图 的 Gizmo 中心 子物体级别 利用移动工具和缩放工具 调整透视图中贴图的位置 最终效果 手机屏幕材质的制作 选择第八个样本球 展开 贴图 卷展栏 然后点击 漫反射颜色 右边 的 贴图类型 设置按钮 在弹出的对话框双击鼠标选择 位图 命令 然后 在弹出的 选择位图图像文件 对话框中 双击本书配套光盘中的 jt11 jpg 位 图 按默认参数进行设置后按返回上一级 并拖动 漫反射 通道中的贴图类 型到 反射 通道中 在弹出的对话框中选择 复制 并将反射贴图通道的 数量 设置为 20 然后将该材质赋予手机屏幕 设置平面物体材质 选择第九个样本球 将其 漫反射颜色 设置为 217 207 150 然后 展开 贴图 卷展栏 为 反射 通道设置 光线跟踪 材质 按默认参数进 行设置 反射数量为 10 架设场景灯光架设场景灯光 点击 创建 按钮 选择 灯光 面板中的按钮 在左视图中创建两盏目标聚 光灯 适当改变灯光强度 并利用移动工具在各视图中调整其位置 然后再点 击按钮 为场景创建泛光灯作为环境光 这样就完成了一幅手机造型效果图设计 最终效果如图所示 浙江科技学院课程设计报告 16 五 课程设计总结 人们在享受物质生活的同时 更加注重产品在 方便 舒适 可 靠 价值 安全 和 效率 等方面的评价 也就是在产品设计中常 提到的人性化设计问题 在设计和制造时都必须把 人的因素 作为一个重要 的条件来考虑 那么 对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢 人机工程上所设定的标准为 产品与人体的尺寸 形状及用力是否配合 产品是否顺手和好使用 是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险 各操作单元是否实用 各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认 产品是否便于清洗 保养及修理 毫无疑义 未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵 它将超越我们过 去所局限的人与物的关系的认识 向时间 空间 生理感官和心理方向发展 同时 通过现代高科技技术如虚拟现实 互联网络等多种数字化的形式而扩延 符合人机工程 人性化的设计是最实在 同时也是最前沿的潮流与趋势 是一 种人文精神的体现 是人与产品完美和谐的结合 使人性化的设计真正体现出 对人的尊重和关心 六 手机的趋势分析 英国前首相撒切尔夫人对工业设计曾有一句非常精辟的论断 对于工业设 计一分的投入 可以产生一千分的回报 美国工业设计协会做过调查 美国平 均工业设计每投入一美元 其销售收入为二千五百美元 日本日立公司的统计 数字也表明 每增加一千亿日元的销售额 工业设计的作用就占 51 而技术 改造的作用仅占 12 十分显然 工业设计的创新 必然会给产品带来丰厚的 利润 实现手机工业设计的突破和创新正是大势所趋 当前 手机市场群雄并起 逐鹿中原 摩托罗拉 诺基亚 索尼爱立信 三星 LG 五家品牌占领了中国手机市场 75 的份额 数不胜数的其它品牌手 机瓜分余下的份额 手机牌照的放开 市场竞争者的不断涌入 市场竞争环境 的恶化 使手机厂商面临前所未有的巨大压力 他们纷纷打起广告战 价格战 渠道战和产品战 这其中产品战是重头戏 而产品的工业设计更是制胜的关键 浙江科技学院课程设计报告 17 经过多年的努力 手机的功能设计基本可以满足消费者的需要 随着手机 的不断普及 消费者的差异化越来越明显 多层次的需求越来越强烈 对手机 外观设计的要求也越来越高 他们往往对外观设计平庸或雷同的手机不屑一顾 而对外观设计特点明显并符合自己的身份的手机情有独钟 因此 靠创新外观 设计征服消费者的发展空间还是相当大的 面对市场的巨大挑战 手机的外观 设计就要迎难而上 手机的外观设计在适应功能设计的前提下 把外观设计和 产品工艺 色彩及文化合理有机地融合 实现手机的进一步时尚化 人性化 个性化 和娱乐化 这是未来中国手机外观设计的一个新趋势 1 主流仍是时尚化设计 作为通信功能产品 手机诞生之初时简单耐用是其主要特征 随着手机普 及程度的提高 手机成为消费者随身携带 生活中不可或缺的伴侣 其消费电 子产品特征远远大于其通信特征 设计师们将外形设计重点转移到消费电子产 品特征上 对于消费电子产品来说 时尚化设计是其不变的主题 手机外观设 计也应遵循这一规律 因此 设计师要深入研究和了解目前的社会环境和消费 者的生活态度 审美情趣及时尚追求 增强针对性和服务性 在造型 色彩 材质 功能搭配和装饰物等的选择上竭力突出其时尚化特征 将社会上的流行 趋势和时尚特征等转化成设计元素 体现到手机的外