[讨论]反设计和逆向工程的区别

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经常看到反设计和逆向工程这两个概念<BR>但是一直搞不清楚他们有什么清楚，请各位大虾赐教

frogfish

一、逆向工程的概念逆向工程（Reverse Engineering,RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。早期的船舶工业中常用的船体放样设计就是逆向工程的很好实例。随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要利用逆向工程技术建立产品的三维模型，进而利用CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。从图1中我们可以看出，逆向工程的整个实施过程包括了从测量数据采集、处理到常规CAD/CAM系统，最终与产品数据管理系统（PDM系统）融合的过程。工程的实施需要人员和技术的高度协同、融合。
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<P>逆向工程实施原理二、逆向工程在CAD/CAM系统中的作用逆向工程技术不是一个孤立的技术，它和测量技术及现有CAD/CAM系统有着千丝万缕的联系。但是在实际应用过程中，由于大多数工程技术人员对逆向工程技术不够了解，将逆向工程技术与现有CAD/CAM技术等同起来，用现有CAD/CAM系统的技术水平要求逆向工程技术，往往造成人们对逆向工程技术的不信任和误解。从理论角度分析，逆向工程技术能够按照产品的测量数据重建出与现有CAD/CAM系统完全兼容的三维模型，这是逆向工程技术的最终实现目标。但是我们应该看到，目前人们所掌握的技术，包括工程上的和纯理论上的（如曲面建模理论），都还无法满足这种要求。特别是针对目前比较流行的大规模“点云”数据建模，更是远未达到可以直接在CAD系统中应用的程度。因此我们认为，目前逆向工程CAD技术与现有CAD/CAM系统的关系只能是一种相辅相成的关系。现有CAD/CAM系统经过几十年的发展，无论从理论还是实际应用上都已经十分成熟，在这种状况下，现有CAD/CAM系统不会也不可能为了满足逆向工程建模的特殊要求变更系统底层。另一方面，逆向工程技术中用到的大量建模方法完全可以借鉴现有CAD/CAM系统，不需要另外搭建新平台。基于这种分析，我们认为逆向工程技术在整个制造体系链中处于从属、辅助建模的地位，逆向工程技术可以利用现有CAD/CAM系统，帮助其实现自身无法完成的工作。有了这种认识，我们就可以明白为什么逆向工程技术（包括相应的软件）始终不是市场上的主流，而大多数CAD/CAM系统又均包含逆向工程模块或第三方软件包这样一种情况。三、逆向工程技术在模具行业中的应用从逆向工程的概念和技术特点可以看出，逆向工程的应用领域主要是飞机、汽车、玩具和家电等模具相关行业。近年来随着生物、材料技术的发展，逆向工程技术也开始应用在人工生物骨骼等医学领域。但是其最主要的应用领域还是在模具行业。由于模具制造过程中经常需要反复试冲和修改模具型面。若测量最终符合要求的模具并反求出其数字化模型，在重复制造该模具时就可运用这一备用数字模型生成加工程序，可以大大提高模具生产效率，降低模具制造成本。逆向工程技术在我国，特别是以生产各种汽车、玩具配套件的地区、企业有着十分广阔的应用前景。这些地区、企业经常需要根据客户提供的样件制造出模具或直接加工出产品。在这些企业，测量设备和CAD/CAM系统是必不可少的，但是由于逆向工程技术应用不够完善，严重影响了产品的精度以及生产周期。因此，逆向工程技术与CAD/CAM系统的结合对这些企业的应用有重要意义。这一点我们在多年的技术服务过程中深有体会。一方面各个模具企业非常欢迎在企业推广逆向工程技术，但另一方面又苦于缺乏必要的指导和合适的软件产品。这种情况严重制约了逆向工程技术在模具行业的推广。与CAD/CAM系统在我国几十年的应用时间相比，逆向工程技术为工程技术人员所了解只有十几年甚至几年的时间。时间虽短，但逆向工程技术广泛的应用前景已经为大多数工程技术人员所关注，这对提高我国模具制造行业的整体技术含量，进而提高产品的市场竞争力具有重要的推动作用。四、逆向工程软件逆向工程的实施需要逆向工程软件的支撑。逆向工程软件的主要作用是接收来自测量设备的产品数据，通过一系列的编辑操作，得到品质优良的曲线或曲面模型，并通过标准数据格式将这些曲线曲面数据输送到现有CAD/CAM系统中，在这些系统中完成最终的产品造型。由于无法完全满足用户对产品造型的需求，因此逆向工程CAD软件很难与现有主流CAD/CAM系统，如CATIA、UG、Pro/ENGINEER和SolidWorks等抗衡。很多逆向工程软件成为这些CAD/CAM系统的第三方软件。如UG采用ImageWare作为UG系列产品中完成逆向工程造型的软件，Pro/ENGINEER采用ICEM Surf作为逆向工程模块的支撑软件。此外还有一些独立的逆向工程软件，如GeoMagic等，这些软件一般具有多元化的功能。例如，GeoMagic除了处理几何曲面造型以外，还可以处理以CT、MRI数据为代表的断层界面数据造型，从而使软件在医疗成像领域具有相当的竞争力。另外一些逆向工程软件作为整体系列软件产品中的一部分，无论数据模型还是几何引擎均与系列产品中的其他组件保持一致，这样做的好处是逆向工程软件产生的模型可以直接进入CAD或CAM模块中，实现了数据的无缝集成，这类软件的代表是DELCAM公司的CopyCAD。下面介绍几个比较著名的逆向工程软件。GeoMagic(www.geomaigc.com)美国RainDrop公司的逆向工程软件，具有丰富的数据处理手段，可以根据测量数据快速构造出多张连续的曲面模型。软件的应用领域包括了从工业设计到医疗仿真等诸多方面，用户包括通用汽车、BMW等大制造商。ImageWare(www.imageware.com)作为UG NX中提供的逆向工程造型软件，ImageWare具有强大的测量数据处理、曲面造型、误差检测功能。可以处理几万至几百万的点云数据。根据这些点云数据构造的A级曲面(CLASS Ａ)具有良好的品质和曲面连续性。ImageWare的模型检测功能可以方便、直观地显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的误差以及平面度、真圆度等几何公差。CopyCAD(www.delcam.com)CopyCAD是英国DELCAM公司系列CAD产品中的一个，主要处理测量数据的曲面造型。DELCAM的产品涵盖了从设计到制造、检测的全过程。包括PowerSHAPE、PowerMILL、PowerINSPECT、ArtCAM、CopyCAD、PS－TEAM等诸多软件产品。作为系列产品的一部分，CopyCAD与系列中的其他软件可以很好地集成。RapidForm(www.rapidform.com)RapidForm是由韩国INUS公司开发的逆向工程软件。主要用于处理测量、扫描数据的曲面建模以及基于CT数据的医疗图像建模，还可以完成艺术品的测量建模以及高级图形生成。RapidForm提供一整套模型分割、曲面生成、曲面检测的工具，用户可以方便的利用以前构造的曲线网格经过缩放处理后应用到新的模型重构过程中。以上介绍的是目前较常见的逆向工程软件，在国内能够见到的商品化的逆向工程软件均是国外的。国内在逆向工程软件方面虽然也有研究，但是主要集中在几所高校。其中以清华大学、浙江大学、南京航空航天大学在这方面的研究比较深入，这些研究成果也有一些以软件产品形式出现，由于系统稳定性、可操作性等方面的原因，这些研究性软件还没有完全具备与国外商业化软件竞争的条件。由国内逆向工程领域专业人士参与开发的逆向工程软件QuickForm (http://www.zd-czy.zj001.net)是国内逆向工程软件中较好的一个。该系统采用先进的几何引擎，运行稳定性好，具有良好的可操作性。由于开发人员具有丰富的逆向工程实施经验，因此系统中的功能设置、操作方式符合国内用户的习惯，这是国外软件所无法具备的。QuickForm的另一个优势是价格优势，QuickForm的价格在同类软件中具有极强的竞争力。同时，使用国产软件也是对国内制造业和软件行业的支持。五、结论本文简要论述了逆向工程技术的概念和发展，对逆向工程技术和现有CAD/CAM系统的关系以及逆向工程技术的应用领域进行了全面总结。列举了主要的逆向工程软件，对国内逆向工程软件的现状进行了简要评述，指出了国内逆向工程软件的特点和发展前景。</P>

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潘尼·斯帕克（Penny Sparke）
<P>英国皇家艺术学院设计史教授，著名设计史专家。出版了大量有广泛影响的设计史专著，其中包括《20世纪设计与文化导论》、《设计百年——20世纪的设计先驱》、《意大利设计》、《日本设计》、《广义设计》等。</P>
<P>来自美国的大众文化价值观对其“传统文化”的影响让欧洲人感到忧虑，而20世纪50年代又有大量的迹象表明，设计与制造业的联姻（指美国商业性设计，译注）所带来的一系列社会和文化问题让全世界都感到大失所望。这些迹象突出体现在当时的一批出版物中，这些出版物将设计理解为资本主义生产和销售的奴仆，并对其所产生的后果进行了研究，同时提出了可能的产生的另一种情况：设计可能直接与社会和文化重新组合。</P>
<P>这种价值观的危机并不仅限于设计界，它在整个西方社会中形成了一种更为普遍的压抑情绪。到了20世纪60年代末，国际经济日趋衰退，人们对于物质主义，以及出于政治、经济目的而滥用技术和其他资源等现象深感失望，并由此导致了一场具有修正主义倾向的风潮。设计以这样或者那样的形式被卷入到这场风潮中。一开始，这些倾向便分化为两个截然不同的阵营——重技术派和反技术派。但不久之后，逐渐出现了一种中间派别——中性技术派，这似乎是一条可行之路。尽管上述这种进退两难的局面最初出现在西方工业化的社会中，但当时一些未曾经历同样经济和工业化扩张的不发达国家，也开始关注这种情况。这时，不发达国家中的设计问题就变成了许多相关问题的焦点。</P>
<P>美国梦的终结</P>
<P>作为一名20世纪30年代理想主义的先锋，理查德·富勒（Richard Buckminster Fuller，）一直是重技术派的代表人物，他曾对大量的设计方法进行了研究。在这些方法中，技术是用来为人服务，而不是为工业服务的。通过这些方法，设计师可以摆脱强加在自己身上的这种设计观： 即设计首先是赚钱的工具，然后才是一种可能的改善生活的手段，而不是直接发挥设计师的设计能力，或者通过非功利性的设计创新来创造更好的生活。</P>
<P>20世纪30年代中期，富勒运用了革命性的车身样式设计和工程制造手段设计了他的“戴马克松”系列汽车。通过这些设计，富勒详细阐述了他的世界资源网络理论。这种理论是他的设计基础，突破了民族主义所包含的国界和政治经济的限制。不仅如此，富勒还发展了“设计科学家”的概念。他认为，设计科学家应该是一个通才，能够全面考虑产品的生产及其所具有的社会内涵，而不只是单纯地考虑产品本身的设计。</P>
<P>富勒在抵制包豪斯及其影响方面是一个强硬派，在他看来，包豪斯仅仅是肤浅地停留在设计问题的表面。富勒认为，包豪斯未能研究隐藏于生产背后的经济结构问题，而且它的注意力仅局限于最终产品的外形。他所提出的这些观念的确非常激进，因为它们不仅对隐藏在设计后的所有假设产生了质疑，同时也对支撑设计的经济基础、社会和政治框架提出了疑问。二次世界大战之后，上述富勒提出的许多理论成为了众多有关设计和社会的批评性文章的基础。</P>
<P>20世纪50年代中后期，出于对极度商业化的设计方式及其附产品——设计明星体制的极度失望，许多设计类学生绝望地四处寻求可行的策略，他们将富勒的理念作为新思想的源泉。与此同时，一股忧患意识的思潮开始涌现。这股思潮研究了发达资本主义社会的特点以及一味追求商业利益所带来的大规模消费和技术的危机，吸引了那些对创造了闪亮镀铬、造型圆滑的流线型汽车的美国大众文化失去信心的学生们。</P>
<P>那个时代出现了不少对未来忧心忡忡，针对性极强的著作。其中包括理查德·诺伊特拉（Richard Neutra）1954年所著的《生存设计》（Survival through Design），在这本书中，他强调“人们对设计的认可必须从一个商业问题转变为一个心理学问题”，并发扬了富勒的“全球化整合设计”的原则。当时，新闻记者凡斯·帕克德（Vance Packard）的文章同样也产生了深远的影响。帕克德的文章多与产品废止制和操纵消费者的指控有关，这些文章及时揭露了美国资本主义趋向疯狂的危险，同时含蓄地表明了资本主义社会中设计应起到的作用。在1956年《看不见的掮客》和1961年的《垃圾制造者》两本书中，他试图分析资本主义经济微妙的运作方式，并向公众灌输他所主张的大众消费的双重特质---既增加了资本积累又增加了对消费品的控制。根据帕德克的理论，消费将不可避免地导致生产过剩，导致对产品本身废止的需要——具有讽刺意味的是，其中还包括对所谓的耐用消费品以及虚假的供求关系的需要，而非真正存在的需求。他在书中继续解释道，主要的问题在于如此多的毛病并不是由于广告或者风格自身带来的，而是由商品“废止”给消费者带来的“头脑入侵”所造成的。14年后，作家阿尔文·托夫勒（Alvin Toffier）在《未·的震撼》一书中恰好将同样的现象作为当代社会的中心问题提取了出来。这一次，这种现象被称为“信息过载”（information overload）。然而，帕克德和托夫勒所提出的心理威胁，与拉尔夫·纳德（Ralph Nader）在他揭示产品消费和风格的著作《多快都不安全》一书中所提出的物质威胁完全不同。拉尔夫·纳德在这本书中针对性地讨论了超大尺寸的美国汽车将带来的危机。这些美国汽车的设计主要是满足了人们对于产品更新的心理需要，而不是对安全的需要。纳德的书对汽车风格产生了巨大的影响，并促使美国汽车设计向小型、更少虚饰风格的回归。</P>

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<P>按需设计</P>
<P>不单是凡斯·帕克德意识到了设计，作为资本主义生产和销售的一部分所面临的危机，1973年，维克多·佩帕尼克（Victor Papanek）在那本具有广泛影响的《为真实世界而设计》一书中，也强调了设计在现代世界中所起的特殊作用，以及设计师向道德和社会责任妥协的必要性——这种妥协，其本质就决定了它将在大规模生产和大众消费中起作用。在帕克德和其他学者所建立的忧患意识的基础上，佩帕尼克的书，从本质上来说，是对当时设计意识形态深入批评。在书中，他再三劝诫设计师不要忙于制作那些“成年人的玩具”，而应该专注于那些实际存在的、与人有关的问题，例如，与残疾人、第三世界、老年人和世界生态相关的问题。在书中，佩帕尼克以说教的语气和夸张的语言巧妙地逐一批判了本世纪那些被高度评价的设计成就，如工艺美术运动、包豪斯、20世纪30年代的美国工业设计师的作品等等。与前人相似，佩帕尼克假定设计将对先进技术产生持续依赖，尽管他所指的技术并非那些为实现国家资本主义目的而采用的技术，而是有节制的技术。跟富勒一样，佩帕尼克将他理想中的设计师描绘成了一位通才而非专家，与一群具有无国界信念的人一起为了一个共同目标而工作着。</P>
<P>到了20世纪70年代初，对于工业设计师的另一种更宽泛的定义，至少在理论上已经得到普及。在西方社会以及整个世界范围内，这种定义成了当时许多关于工业设计师特点和作用争论的基础。为了将理论付诸于实践，人们做出了许多努力并引发了一场设计上的“良心转变”，这尤其体现在许多设计教育机构所设定的课程中。然而，在大多数情况下，设计师作为工业辅助者的地位并没有得到真正的改观，那些“标新立异的”试验仍旧处在工业设计主流之外，例如瑞典人机小组为残疾人设计的作品。</P>
<P>意大利的激进设计</P>
<P>当不发达国家由于特殊的原因而没有遵循20世纪30年代美国所倡导的“好设计等于好商业”的设计模式时，也有不少迹象表明，许多西方工业化的国家对这种模式同样感到不满。例如，在英国，“好设计”的欣赏品味在大众风格革新过程中就曾受到众多运动的冲击，首先是波普运动，而后是各种历史风格的复兴，以及对粗俗品位和折衷主义的兴趣。手工艺复兴则代表了抵制工业化运动另一个趋势，它对商品的生产方式，而不是美学产生了质疑。在许多国家，不少年轻手工艺人都十分肯定手工制作的价值。</P>
<P>在意大利，这场运动被称为“标新立异的激进主义”或“反设计”。这场运动所包含的革命性的意义已远远超越了一般的风格上的创新。 “反设计”至少从理论上成功地提出了另一种与主流对抗的设计体系。这一运动起源于20世纪60年代晚期的学生造反和建筑设计领域的危机。就其本质而言，“反设计”运动是乌托邦式的，它从一些纯艺术运动---如新达达主义和超现实主义中获得了设计的灵感和方法，产生了许多概念化的作品来嘲讽经济和文化现象，并逐渐成为了定义新设计的出发点。在佛罗伦萨市的激进建筑设计团体——阿基佐姆小组和超级工作室的作品中，他们明确地提倡“坏品味”，通过历史风格的复兴，折衷主义和波普风格来破坏与20世纪现代主义设计风格相关的美学和道德标准，以及“高品位”。然而，由于设计师如卡塔罗·贝歇（Gaetano Pesce）, 艾托·索特萨斯（Ettore Sottsass)和设计团体如四9集团（Gruppo 9999）和风暴集团（Gruppo Strum)对于消费持强烈的反对态度，因此要将他们的理念运用到大规模生产中就显得非常困难。所以，这些设计团体只能依赖展览渠道进行交流，并通过专业杂志来传播他们的理念。</P>
<P>和维克多·佩帕尼克一样，意大利的激进主义设计师们认为，设计师应该肩负的重任是设计人性化的产品，而非单纯追求经济利益产品，同时，他们应该充分运用创造力来改善人们的生活质量，而不仅仅是助长不可避免的资本积聚。</P>
<P>意大利激进设计的第一个阶段仍旧停留在主流设计活动的边缘；而在20世纪70年代末和80年代初的第二个阶段，意大利激进设计则赢得了更多的关注，并震撼了国际设计界。如果说，意大利激进设计没有投入到实际的生产之中，但它至少使人们产生了思考。1979年，“阿基米亚”工作室在米兰成立，它的功能就像一家处于设计师和客户之间的起中介所作用的美术画廊。这家工作室的出现，意味着在设计中，工业制造商的力量和作用正在逐渐削弱，而设计师的作用却逐渐增强起来。许多与“阿基米亚”工作室合作过的设计师，如艾托·索特萨斯，亚历山大·门第尼（Alessandro Mendini）和安德尔·布莱兹（Andrea Branzi）等，都曾对激进主义的第一个阶段产生过影响。他们非常依赖自己在第一个阶段发展的观念，例如，他们将自己的视觉参考对象由30年代的流行风格扩展到了50和60年代。这些观念作为装饰美学研究的一部分，至少能从理论上将大众文化和高雅文化结合起来。和所有的先锋派一样，他们设计的作品也是独一无二，并且价格不菲的。米兰激进设计工作室孟菲斯的设计作品也具有同样的特点。1981年，孟菲斯举办了第一次家具年展，向公众展示了它的作品。</P>
<P>这个新团体的精神领袖是索特萨斯。他在60多岁时成为了公认的意大利激进设计之父。他曾于1970年发表过这样的论述：“我只是想知道，在进行设计的时候是否存在这样的关键点——它能帮助人们以某种方式生活，我的意思是以某种方式帮助人们认识并解放自己。”因此，在孟菲斯的作品中，工业的直接作用受到弱化。孟菲斯的设计师将自己的想法直接运用在设计作品中，并通过这些在展览上展出的，或是刊登在随处可见的设计新闻上的设计作品与人们交流他们的设计思想。</P>
<P>意大利激进设计所具有的这种精神上的和概念化的特点，限制了它只能成为主流设计身后的一种隐喻性利器，但令人欣慰的是，它仍成功地在大范围内传播了自己的理念，并激发了对当代设计的文化内涵和设计师的社会责任的广泛讨论。</P>
<P>意大利的激进设计发生在发达的资本主义经济背景中，它向设计师证明，要打破设计-利润链，并将注意力转移到人们和社会的直接需求中来，是非常困难的。虽然设计师为此做了大量工作，但却没有产生深远的影响，尤其是对于主流设计的影响甚至可以忽略不计。许多激进设计仍旧停留在乌托邦式的文字和设计方案的层次上，或者只是成为了“先锋派”的一部分，抑或是局限于一些教育机构之中。没有任何迹象表明，佩帕尼克的众多激进提案会得以实现，或者索特萨斯关于“大众文化将发展到一个高雅文化和杰出人才从未企及的高度”的断言会成为现实</P>
<P>上述所有这些不同的运动和理念所产生的文化作用，都可以用“反设计”来概括。如果说 “反设计”没有投入实践，那么它至少是在理论上为人们提供了一种脱离了制造工业经济决定论的另类设计的模式。“反设计”在设计史上具有重要的意义，因为自从威廉·莫里斯（William Morris）将设计师定义成一个潜在的自由个体，同时将设计定义为一种有能力促进，而非削弱日常生活质量的概念那天开始，在现代设计史中重振理想主义的活动就从未停息过。</P>
<P>导读：</P>
<P>如果说20世纪50年代是现代主义取得决定性胜利的时期，那么20世纪60年代以来设计的特征则是走向了多元化。现代主义虽仍在不断地发展、完善，但它在设计界的一统天下已被打破了，而形形色色的设计风格和流派此起彼伏，令人目不暇接。“反设计”也应运而生。</P>
<P>战后一段时间内，许多设计机构一直致力于为“优良设计”建立一套以功能主义为基础的永恒标准。但到20世纪60年代，不少设计师开始认识到，在一个不断发展和变化的社会中，试图保持惟一正统的设计评价标准是很困难的。他们发现20世纪50年代商业性设计所体现出来的大众性和象征性似乎更有生命力。现代主义设计是以批量销售的市场为前提的，因而十分强调标准化，要求将不同类型的行为和传统转换为固定的统一模式，并依赖于一个庞大而均匀的国际市场。设计的指导思想是使产品能适于任何人，但往往事与愿违，反而不适于任何人。从20世纪60年代开始，均匀的市场开始消失。后工业社会(Post Industrial Society)是以各种各样的市场同时并存为特征的。这些市场反映了不同的文化群体的要求，每个群体都有其特定的行为、语言、时尚和传统，都有各自不同的消费需求。设计必须以多样化的战略来应付这种局面，并需注入新的、强烈的文化因素。另一方面，工业生产中的自动化程度大大增加了生产的灵活性，能够做到小批量多样化。这些因素都促进了不过设计多元化的繁荣。其中有稳健的主流，有先锋派的试验，也有向后看的复古。“反设计” 不过这一潮流中的浪花而已。</P>

[此贴子已经被作者于2005-8-14 20:25:05编辑过]