設計與應用科技學習筆記：技術圖像化
您好！歡迎來到技術圖像化這個令人興奮的世界。請將本章想像成學習設計師和工程師的秘密語言吧。它關乎如何將您腦海中的想法，呈現到紙上或螢幕上，讓其他人能看懂、理解，甚至付諸實踐。無論您是設計新手機、時尚家具，甚至是電玩遊戲角色，這都是一項超級重要的技能。讓我們一起開始吧！
第一部分：基礎——繪圖溝通
在我們跳進花巧的電腦軟體之前，我們需要理解基礎知識。視覺化的核心在於溝通，而這些是設計師溝通的基本方法。
立體圖：使其呈現3D效果！
立體圖是指任何在2D平面（如紙張）上以3D方式展示物件的圖形。目的是讓它看起來逼真，而且一目了然。
• 透視草圖：這是最常見的類型。它是我們的眼睛自然地看世界的方式。試想一條長長直直的馬路——馬路的兩側在遠處似乎會越來越接近。那就是透視！
實際應用：建築師使用透視草圖向客戶展示新建築物建成後的樣貌。室內設計師則用它們來規劃房間的佈局和感覺。
工程圖：製造的藍圖
雖然透視圖很適合展示物件看起來怎麼樣，但對於製造而言，它們的精確度卻不足夠。為此，我們需要工程圖。其中最重要的類型是正視投影。
起初請勿擔心這會很難！這裡有一個簡單的方法供您思考：
想像您有一件物件（例如您的手機）放在一個透明的玻璃箱裏。您從三個特定方向觀察此物件，然後將所見描繪到玻璃上：
1. 前視圖：直接從物件正面看。
2. 頂視圖：直接從物件上方往下看。
3. 側視圖：直接從物件側面看。
然後，您把箱子展開。剩下的三個平面圖就是正視投影圖。它們能展示物件的真實尺寸和形狀，沒有任何失真。
其他重要的工程圖類型包括：
• 裝配圖：展示產品所有不同部件如何組裝在一起。
• 剖面圖：將物件「切開」以顯示內部構造。
• 詳圖：複雜小部件的特寫視圖，附有所有尺寸。
• 尺寸標註：在圖形上添加尺寸（長度、寬度、高度等），以便製造商清楚知道所有部件的精確尺寸。
標準和規範：通用語言
為了確保身處香港的工程師能夠理解德國設計師繪製的圖紙，所有人都同意遵循一套規則。這些標準和規範規定了隱藏細節應使用哪種線條、如何書寫尺寸，以及各種符號的含義。它就像技術圖的語法！
數據呈現：不僅限於物件
視覺化不僅用於產品。它也用於清晰地溝通數據和理念。這包括：
• 圖表和圖解：例如條形圖或流程圖來解釋一個過程。
• 標誌和符號：簡潔的圖形，傳達品牌或指令（例如回收標誌）。
記住：手繪是基礎。立體圖（如透視圖）用於快速展示概念。工程圖（如正視投影圖）則用於精準和製造。
第二部分：為圖形注入生命
賦予圖形視覺吸引力
一張簡單的線稿可能會很枯燥乏味。為了使其更具吸引力，更容易理解，設計師會使用增強技術。這對於展示、廣告和包裝尤其重要。
• 上色：增添情感並有助於區分不同部分。
• 陰影和高光：創造光影的錯覺，使2D圖形呈現出如同3D般的實體感。
• 渲染：一個術語，指應用紋理、物料、陰影和反射，讓圖形看起來盡可能逼真——幾乎就像照片一樣。
實體模型和原型
有時候，光有圖形還不夠。您需要將想法握在手中！這就是實體模型派上用場的地方。
• 它們的用途為何？用於測試人體工學（握持與使用感受）、檢查外觀，以及確認部件是否正確吻合。
• 常用材料：紙板、中密度纖維板（MDF）、高密度發泡板（HDFB）、塑膠和簡樸金屬。
• 技術：這可以從簡單的模型製作（例如手機的紙板模型）到更複雜的原型製作。
快速回顧：實體模型 vs 視覺模型
實體模型（原型）
• 優點：可以觸摸與感受，非常適合測試人體工學，有助於發現實際問題。
• 缺點：製作成本高昂且耗時，難以修改。
視覺模型（圖形/草圖）
• 優點：快速且低成本地創建，非常容易修改和探索不同想法。
• 缺點：無法進行實體測試，可能無法顯示意想不到的問題。
記住：透過渲染強化圖形能讓它們看起來逼真。實體模型則幫助您在花費大量金錢製造之前，在現實世界中測試您的想法。
第三部分：數位時代——電腦輔助設計（CAD）
電腦輔助設計（CAD）是一種軟體，讓設計師可以在電腦上創建極其詳細的2D和3D模型。它徹底革新了設計行業！
二維電腦輔助設計 vs 三維電腦輔助設計
• 二維電腦輔助設計：請將其想像成一個數位繪圖板。它用於平面圖，如正視投影圖、電路圖和樓宇平面圖。
• 三維電腦輔助設計：您可以在電腦中建構完整的虛擬物件。可以將其旋轉、從任何角度檢視，甚至可以看到它的內部。
一個極為重要的概念：向量圖形 vs 點陣圖形
這是數位設計中一個極其重要的區別，務請理解！
• 向量圖形：電腦將其儲存為數學公式（例如，「從點A到點B繪製一條紅線」）。由於它是一個公式，您可以將其放大至建築物般大小，或縮小至針頭般大小，它永遠不會失真。它將永遠保持完美清晰。
應用於：標誌、字體、技術電腦輔助設計圖、雷射切割檔案。
• 點陣圖形（或位元影像）：這是一種由微小彩色方塊（稱為像素）組成的圖像網格。相片就是一個完美的例子。如果您放大過多或試圖將其變大，您就會開始看到單個像素，圖像會變得模糊或出現「馬賽克」現象。
應用於：數位相片、掃描圖像、逼真的數位繪畫。
常見錯誤務請避免！
切勿將公司標誌設計為點陣圖像（如 JPEG）。如果公司希望將其印製在巨大的廣告牌上，其顯示效果會非常差！標誌應該總是創建為向量圖形，這樣它們才能縮放到任何尺寸。
電腦輔助設計的強大功能
使用電腦輔助設計賦予設計師非凡的能力，這是僅用筆和紙無法實現的。
• 虛擬原型：您可以在電腦上建構並測試您的設計，而無需製作實體物件。這節省了大量的時間和金錢。
• 模擬和分析：電腦輔助設計軟體可以為您測試虛擬模型！
- 結構分析：它在彎曲或斷裂前能承受多大力量？
- 質量特性分析：它會有多少重量？它的重心在哪裏？
• 易於修改（參數化設計）：這如同魔法般。您可以將尺寸連結起來。如果您更改模型的高度，寬度可以自動調整以保持正確的比例！
• 數據傳輸至電腦輔助製造（CAM）：您可以將完成的電腦輔助設計檔案直接傳輸至製造機器，例如三維列印機或數控雷射切割機，使其自動化製造。（CAM 代表電腦輔助製造）。
您知道嗎？第一個電腦輔助設計系統，名為「Sketchpad」，於1963年在麻省理工學院發明。它是第一個允許人們使用「光筆」在電腦螢幕上互動地繪圖的程式！
電腦輔助設計與視覺化的實際應用
電腦輔助設計應用無處不在！以下只是一些例子：
• 動畫與電影：皮克斯電影中的所有角色和環境都是複雜的三維電腦輔助設計模型。它們使用三維掃描和動態捕捉等技術，使內容呈現逼真效果。
• 物流：公司可以使用電腦輔助設計來模擬工廠或倉庫的佈局，以找到最有效率的方式來排列機器和移動貨物。
• 建築與虛擬實境：建築師在電腦輔助設計中設計建築物，然後使用虛擬實境（VR）讓客戶在建築物建成前即可「漫遊」於虛擬建築中。
• 產品設計：您擁有的幾乎所有產品，從您的鞋子到遊戲機，都曾使用電腦輔助設計軟體進行設計和精煉。
記住：電腦輔助設計是現代設計師的終極工具。它允許創建精確的虛擬原型，這些原型可以輕鬆測試、修改並送交製造，徹底改變了設計流程。