三维CAD成主流 易用性和用户体验至上

软件是一种工具，其目的就是为了方便人们的工作、学习与生活。因此，没有哪家软件企业希望其开发的软件产品越来越难用。不论技术变得如何复杂，软件易用性是不变的定律。从这个角度出发，我们会发现：相对于二维CAD，三维CAD具有先天的优势，它能逼真地虚拟现实模型，以立体、有光、有色的生动画面来表达产品的设计结果，更符合人的思维习惯与视觉习惯。因此，三维CAD取代二维CAD已成为业界的共识。《三维CAD软件研发及产业化》也早已被列入工业和信息化部2009年度电子信息产业发展基金招标项目中，政府对中国三维CAD产业的期待可见一斑。

易用性是王道

尽管CAD从二维过渡到三维，其易用性已得到很大改进，模型结构也已变得相当直观，但是，三维CAD易用性仍然是其未来趋势之一。毕竟只有更加易用易学易懂的软件，其用户数量才会增加，普及程度才会得到提升。“CAD软件研发之本就是要提高产品研发的个人效率和过程效率。CAD技术要在中国企业中得到很好的应用，对于CAD厂商来说，CAD软件的研发要围绕用户的需求，从用户体验和业务流程出发，实现CAD软件的易学易用性，实现设计的智能化和流程化。”PTC航天国防行业技术总监张晓梅对《中国电子报》记者说。通过采访记者了解到，三维CAD的易用性具体可以体现在以下几个方面：

第一是操作工具。用户界面、命令特征等都应该符合设计师的习惯，这样就可以减少学习软件的时间。例如产品具有Windows界面，满足微软软件的操作习惯和特点。CAXA产品市场经理杨璐晟告诉《中国电子报》记者，产品应该可以让用户根据个人习惯或设计需要自主定制操作界面，从而确保使用者非常容易查找和方便使用各种操作命令。另外，软件提供的命令工具要尽可能简单易用，即便是非专业人员也能很容易掌握。

第二是业务模式。企业的业务模式不同，对软件的功能需求也就不同，比如一个主要业务是进行产品创新的企业与一个普通的加工企业对软件的功能需求的差距就非常大。前者希望能够快速进行概念设计，能够最大限度地缩短开发周期，后者可能更关注产品数据的修改是否方便。因此企业选择的CAD软件需要考虑该产品提供的设计模式。“创新模式和工程模式是当前主流三维软件所采用的设计模式，创新模式建模快速，尤其适用于新产品开发，工程模式修改方便，历史特征关联性高，这两种模式各有优缺点，设计思路和习惯也有很大差别。”杨璐晟表示。据了解，当前绝大多数三维CAD软件只是采用其中的一种模式，产品如果能同时提供这两种模式，就能很好地满足不同业务类型的用户或者同一用户各种设计任务的需要。

第三是软件集成。中国当前几乎所有的企业在使用3D平台的同时，仍然离不开对2D平台的依赖。在今后相当长的时期内，单一的三维CAD软件完全替代二维CAD是不现实的。这样就给设计人员在设计工作中同时使用两种软件带来了很多不便。基于这种状况，如果用户可以在同一软件环境下自由进行3D和2D设计，进行三维设计的同时非常方便地使用企业已有的2D数据，那么这套软件将非常符合中国企业的设计模式，从而大幅提高工程师的工作效率。

对于三维CAD的易用性，张晓梅向《中国电子报》记者表示，其易用性还体现在：基于用户业务流程进行产品设计，让用户面对的是设计对象，而非软件命令和菜单；实现面向设计对象的产品设计，所见即所得地获得设计效果，及时获得设计灵感，随时更改设计；实现智能化、自适应、知识向导，以满足快速设计、快速更改的设计要求；拥有很好的连通性，实现设计过程中的快速沟通和设计知识共享。

软硬结合增强用户体验

易用性说到底就是增强用户的体验。但是CAD的发展离不开硬件尤其是工作站的支撑，工作站的发展水平直接影响到CAD的应用水平，同时，CAD的发展也对工作站提出更高的要求，两者呈现共同制约、共同促进的发展状态。

“目前很多应用都由2D过渡到3D，比如在动漫设计上，要求工作站硬件性能更加强大，更加专业。另一方面，随着更复杂的应用的普及，对工作站与应用软件的兼容性、稳定性要求也就越高，这要求工作站厂家与ISV有非常深入的合作，进行广泛的应用认证和测试。”中国惠普信息产品集团工作站业务部资深产品经理陈立在接受《中国电子报》记者采访时表示。据了解，与第三方独立软件厂商(ISV)展开深入合作，为用户提供安全、稳定和易用的整体解决方案已成为惠普工作站的发展策略之一，惠普工作站与CAD软件厂商有很深入的合作，如欧特克公司。“国内CAD软件起步较晚，目前惠普工作站没有机会和国内的CAD软件商进行合作。但惠普很期待随着国内CAD提供商的发展壮大，惠普与之合作。”陈立表示。

此外,在满足当前三维CAD需求的基础上，惠普工作站还依托图形图像处理技术，开发了很多特有的增值软件如SkyRoom远程视频协同软件、RGS远程图控软件等。随着网络技术和协同设计的兴起，基于Web2.0的协作型工程应用软件将成为主流，因为它能更加充分地利用网络上的资源，加强工程设计人员之间的交流和合作，大大增强工程设计能力。惠普以这些增值软件为补充，力图顺应CAD技术潮流，提高工作站的用户体验。

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CAD发展历程

CAD(计算机辅助设计)技术起步于20世纪50年代后期。20世纪60年代以后，其主要目标仍然是用传统的三视图方法来表现零件产品，以数字化图纸为媒介进行技术交流，这就是二维计算机绘图技术。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到20世纪70年代末期，其代表软件就是长期占据绘图市场主导地位的AutoCAD软件。

20世纪70年代以后，随着飞机和汽车工业的蓬勃发展，人们遇到了大量的自由曲面问题，当时只能采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达自由曲面。而三视图方法对自由曲面的表达并不完整，因而经常出现制作出来的样品与设计者的想象不相符的情况。

在这种情况下，法国的达索飞机制造公司的开发者在二维绘图系统的基础上，开发出以表面模型为特征的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATlA。它的出现，把计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现用计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实基础，当时的CAD技术价格极高。

20世纪80年代初，CAD系统的价格依然令普通企业望而却步，这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其他特性，如质量、重心、惯性矩等。SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件——— IDEAS。在当时的硬件条件下，实体造型的计算及显示速度很慢，在实际应用中做设计显得比较勉强。在此后的10年中，随着硬件性能的提高，实体造型技术才逐渐为众多CAD系统所采用。

进入20世纪80年代中期，CV公司内部以其高级副总裁为首的一批人提出了参数化实体造型方法，其主要的特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关和尺寸驱动设计修改。后来，他们成立了参数技术公司(PTC)，开始研制命名为Pro/EN-GINEER(简称Pro/E)的参数化软件。

进入20世纪90年代，参数化技术变得成熟起来，充分体现出其在许多通用件及零部件设计上具有的简便易行的优势。随着企业创新设计能力的提高和网络的普及，目前CAD将朝向开放式、智能化、全面化、流程化、集成化、模块化、网络化、专业化及融合化方向发展。

（编辑：eva）

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