1、 人因工程学课程设计人因工程学课程设计报告报告 手机设计手机设计 课程名称： 人因工程人因工程 学 院： 经济管理学院 专 业 班： 物流工程 072 姓 名： Ankey 学 号： 107064XXX 指导教师： XXXX 20201010 年年 5 5 月月 1010 日日 目目 录录 一课程设计的目的一课程设计的目的 1 1 二课程设计的背景二课程设计的背景 1 1 三课程设计的主要内容三课程设计的主要内容 1 1 1. 产品设计. 1 2. 人因工程在手机设计上的应用. 2 四课程设计的主要步骤四课程设计的主要步骤 3 3 1机壳的建模设计 5 2. 手机按键的建模设计 9 3.手机屏
2、幕的建模设计 11 4.手机其他部件的建模设计 13 5.手机材质的制作 18 五设计的关键技术五设计的关键技术 2323 六心得体会六心得体会 2323 一一课程设计的课程设计的目的目的 1. 了解并初步掌握产品设计的概念、过程和方法； 2. 初步了解和掌握人因工程在设计领域的应用； 3. 了解和掌握 3Ds max 的设计工具的运用； 4. 了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. 了解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涉及理论以及美学和工学基础、 设计表达和计算机辅助设计的
3、相关知识和内容作全面系统的训练，同时不段总结和 提高撰写论文和设计说明书的能力等等。 二二课程设计的背景课程设计的背景 人因工程学使一门工程技术类学科，人因工程学基于对人和机器、技术的深入研究，发 现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，通过对工具、机器、系统、任务、和 环境进行合理设计，以提高生产率、安全性、舒适性和有效性。 作为通信功能产品，手机在现代社会的普及率先到之高，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上。 对于消费电子品来说时 尚设计是其不变的主题，手机外观设计也遵循这一规律。 课程设计以手机等电子产品为研究对象，利用 3D
4、smax 等工具进行设计，在设计工程中 了解产品设计的流程和方法。 三三课程设计的主要内容课程设计的主要内容 1. 产品设计产品设计 在网络化和数字化迅猛发展的今天，手机已经成为引领消费时尚的异军突起的工业产 品。面对日趋激烈的竞争市场和日益挑剔的消费者，如何推动手机业的持续稳定发展，已经 成为手机厂商要解决的迫在眉睫的问题。 对于工业设计一分的投入， 可以产生一千分的回报， 实现手机工业设计的突破和创新正是大势所趋。 设计手机时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
5、社会上的流行元素和时尚特征等转化为设计元素，体现到手机的设计上。满 足市场需求。 同时，设计的产品还要有文化体现。手机外观设计建立在一个时代上，同时，各个国家 的设计风格都是独特的，体现了社会及文化等的综合因素。 设计手机时，要取材与生活，牢记自己是生活的一员，设计者必须首先是一个充满个性 的生活者， 对内在心里与外在行为以及相互联系极为敏感和顿悟， 这样才能防止设计出原理 生活显示和社会文化的空洞乏味的产品， 但同时设计者要跳出现实生活的圈子， 以一个旁观 者的眼光感悟人类的生活和文化， 这样的设计才能独特又充满激情。 只有这样才能善于发散 人性思维，以一种全新的设计理念来诠释文化、生活、设
6、计的内涵，才能得到一种全新的感 受。 通信技术和数字技术的发展日新月异， 消费者的需要也越来越难以琢磨和难以满足， 对 于手机的外观设计更是提出了 更高的要求， 期待设计者在手机的设计中运用更多的时尚化、 个性化、人性化和娱乐化的元素，给消费者带来 更多的惊喜。 2. 人因工程在手机设计上的应用人因工程在手机设计上的应用 1. 手机整体设计 手机的形状设计要符合人手的形状及大小，方便使用时的取握，同时要方便生活中，不 同人群对手机的携带，所以手机的大小及其厚薄要合适。按钮的大小及形状要适当，符合 人体的使用。 手机显示器及其显示信号要注意视距、视角、照明及防止炫目等影响因素，在长时间使 用的时
7、候，不易产生不适感。 2. 手机面板设计 随着信息亮的增加以及要求准确、 即使、 充分获得信息， 间接感知系统的信息越来越多， 这就要通过信息显示装置及其系统实现。 信息显示装置是人机系统中专门用来向人的感官传 递信息的装置。 人机系统控制器和显示器的布局最基本要求是便于操作者迅速、 准确的认读和操纵， 形 成最佳的人机信息交流系统。 设计原则： 按重要度布置：手机面板按功能分区，各区按照位置、颜色、形状和图示等方法加以区 分，对于重要的控制器或显示器，应安排在认读或操作最为方便的区域，方便寻找、观察和 操作。 按使用频率布置： 将使用普率高的显示器或控制器布置在操作者的最佳视区或最佳操作 区
8、。 按功能布置：按照控制器或显示器的功能关系安排位置，将功能相同或相关的 控制器 和显示器，按其逻辑关系组合在一起。 按使用顺序布置： 如果控制器或显示器是按一定顺序操作的， 则控制器或显示器也应按 同一顺序排列布置， 以方便操作者的记忆和操作。 手机面板中的控制器操作方向与显示器移 动的方向应一致。 设计良好的界面一定要是操作简单，易学，易掌握；界面美观，操作舒适；快速反应， 响应合理；标志符号清晰，且语义一致。 四四课程设计的主要步骤课程设计的主要步骤 手机已经成为现代生活的必需品， 成为时尚生活中不可或缺的元素， 制作一个手机造型， 最主要的是机身和手机按键的制作。 设计思想设计思想 制
9、作一个手机造型， 最常涉及到的就是机身和手机按键的制作， 机身部分主要通过对可 编辑多边形进行编辑而得到的， 而在手机按键的制作过程中主要使用图形合并、 焊接、 倒角、 挤出等功能。 设计步骤设计步骤 手机的建模过程将从手机外壳的制作开始， 接着完成手机按键， 手机屏幕和其他部件的 制作，最终效果图如下（图 1）。 （图 一） 我设计的手机如图二： （图 二） 手机品牌 手机屏幕 返 回 键 数字键 充电 插孔 机壳 接听键 音量键 听筒 菜单键 1机壳机壳的建模设计的建模设计 先来利用多边形建模的方法来制作出手机的外壳模型。 （1）设定系统单位 选择【文件】|【重置】命令，进行重新设定系统。
10、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，设置单位为厘米。 （2）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， 如图三所示。 （图 三） （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】 。 （4）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“
11、Del”键，删除一半的顶点。操作完毕后重新点击按 钮退出子物体级别，如图四。 （图 四） 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。 选择顶点，并打开最终显示结果，如图五。 （图 五） （5）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，展开【编辑几何体】卷展栏，然后点击【网格光滑】命令两 次，对机壳顶部进行光滑处理。同样选择机壳底部的部分顶点，对其做网格光滑处理，如图 六。 （图 六） （6）调整顶、底结点的位置 展开【软
12、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，使手机边缘产生一定的弧度，如图七。 （图 七） （7）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，修改适当参数。 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矩形，进行 图形合并，如图八。 （图 八） 右键结束图形合并操作
13、，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 数为（高度-3.0 ， 轮廓量-5.0）后点击【确定】 ，如图九。 （图 九） 至此，手机机壳部分的基本模型就已经创建完毕。 2. 手机按键的建模设计手机按键的建模设计 （1）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
14、改面板，修改其适当参数。 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】 ；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。 点击可编辑样线条选项中几何体中的附加按钮， 把所有的按钮凹槽附加为一体， 然后用 “Shift”键拖动样条线复制多一份模型，将其命名为“按钮” ，如图十。 （图 十） （2）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。并设置倒角值为（-2，-3） ，如图十一。 （图 十一） （3
15、）按钮的制作 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，如图十二。 （图 十二） 3.手机屏幕的建模设计手机屏幕的建模设计 （1）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，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（-0.8 ， -1.0）后点击 【确定】 ，如图十三。 （图 十三） （2）制作手机屏幕 点击“创建”按钮， 选择“图形”面板中的按钮， 绘制一个与屏幕大小比较吻合的矩形 作为屏幕
16、，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，设置数量为 0.5，并将应用了修改命令的矩形移动到正确的位置， 如图十四。 （图 十四） 4.手机其他部件的建模设计手机其他部件的建模设计 （1）接听按钮和导航键的创建 点击“创建”按钮， 在“图形”面板中选择矩形按钮， 在顶视图中机壳的中央创建一矩 形，将其重命名为“导航边沿”，进入修改面板，修改其参数，对其进行渲染，勾选【可渲 染】 、 【生成贴图坐标】 、 【显示渲染网络】 ，把上面的参数改成设当。 在刚创建的矩形内画一个大小相似的矩形，先勾掉【可渲染】 、 【生成贴图坐标】 、 【显示 渲
17、染网络】 ，再选择矩形，开始画矩形，并修改其参数。对刚才画的矩形进行挤出操作。 右击透视图的【透视】 ，选择【边面】 ，选择几个顶点，移动其位置。 在【扩展基本体】中选择【胶囊】 ，创建一个胶囊，并修改其参数，移动到合适的位置 在顶视图创建一个三角形，命名为导航键，修改其参数并移动到胶囊的附近，调整其位置和 大小，在【修改器列表】中选择【倒角】 ，设置一定的参数后移动到合适的位置。利用角度 捕捉切换和旋转，使得在胶囊的下方也有一三角形导航键。分别利用 X 轴和 Y 轴镜像，胶囊 的四周就有了四个导航键，如图十五。 （图 十五） 在导航主键的左边建立 1 个菜单键和 1 个菜单键，用矩形画出，修
18、改参数并移动到适当 的位置，将矩形转化成可编辑样条线，对其进行挤出处理，利用 X 轴镜像，移动复制的矩形 到导航主键的右边，作为手机的返回键和副菜单键，如图十六。 （图 十六） （2）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，设置数量为 0.5。移动文字到合适的位置，如图十七。 （图 十七） （3）手机侧面凹痕的实现 右键激活左视图，并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”
19、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。这时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，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”。完 成后退出
20、多边形次物体编辑状态，如图十八。 （图 十八） （4）制作手机侧边按钮 点击“创建”按钮， 在“图形”面板中选择矩形按钮， 在左视图中机壳的边缘创建一矩 形，将其重命名为“音量按钮”，进入修改面板，修改其参数。 调整到适当位置后，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，设置数量设当，如图十九。 （图 十九） （5）制作尾部的充电插孔 点击“创建”按钮， 在“图形”面板中选择矩形按钮， 在前视图中机壳的中间创建一矩 形，将其重命名为“充电凹槽”，进入修改面板，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
21、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“充电凹槽”， 进行图形合并。并设置倒角值到设当，如图二十。 （图 二十） （7）创建一个平面 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，如图二十一。 （图 二十一） 至此手机模型的制作基本完成。 5.手机材质的制作手机材质的制作 （1）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
22、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。 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 值设置为适当值，并修改其他基本材质参数，漫反射级别为 “100” 。并设置第一高光反射和第二高光反射。 展开【贴图】卷展栏，然后点击【凹凸贴图】后的按钮，在弹出的对话框中双击鼠标选 择【噪波】 ，并设置噪波参数。设置完成后按按钮返回上一级，并将不改变其数量。 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】颜色改为自己想要的颜色。 在透视图中选择“机壳”，然后单击材质编
23、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，如图二十二。 （图 二十二） （2）手机屏幕材质的制作 选择第二样本球，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，选择一张合适的位图，按默认参数进行设置后按返回上一级，然后将该材质赋予 手机屏幕，如图二十三。 （图 二十三） （3）设置平面物体材质 选择第三个样本球，将其【漫反射颜色】设置为适当值，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，然后选中平面，
24、然后单击材质 编辑器中的按钮，将平面赋上材质，如图二十四。 （图 二十四） (4)手机文字材质的制作 选择第四个样本球，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棕色，并将【高光级别】设置为 “50”， 【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，如图二十五。 （图 二十五） （5）手机数字按钮材质的制作 因为合适的贴图，用和上面 3、4 步骤同样的贴图方式完成，如图二十六。 （图 二十六） 完成后正面效果图如图二十七。 （图 二十七） 完成后侧面效果图如图二十
25、八。 （图 二十八） 五五设计的关键技术设计的关键技术 1. 图形合并技术图形合并技术 图形合并技术就是将两个独立的图形， 运用复合对象中的图形合并功能将他们合并为同 一个图形。 操作：选择需要合并的图形，点击创建中的【几何体】面板，选择【复合对象】面板， 点击【图形合并】按钮，点击拾取操作对象中的【拾取图形】按钮，在视图中选择另一需要 合并的图形，合并完成，右击退出。 2. 倒角建模倒角建模 倒角就是将二维物体变成三维的同时将其角设置一定的弧度， 或在三维图形中产生一定 角度的凹图形或凸图形。 操作： 选择需要倒角的二维物体， 点击修改按钮， 在修改器列表中选择 【倒角】选项， 在倒角值中设
26、置一定的量。 选择需要倒角的三维物体，转化为可编辑多变形，选择多边形选项，在视图中 选取需要倒角的图形，在编辑多边形面板中选择【倒角】选项，设置需要的倒角值。 3. 挤出建模挤出建模 挤出就是将二维物体在三维空间的另一个方向上设置一定的量， 使其变为一个三维的图 形。 操作：选择需要挤出的二维图形，点击修改按钮，在修改器列表中选择【挤出】选项， 修改参数中的数量。 4. 焊接焊接 焊接就是将两个及两个以上的二维图形，变成一个封闭的整体。 操作：将需要焊接的二维图形附加在一起后转化为可编辑样条线，选着【线段】选项， 在几何体巻展栏中找到【焊接】命令，在其右边的文本框中设置一定的数量，然后单击焊接
27、 按钮，完成焊接。 六六心得心得体会体会 能比较熟练地运用 3D 的基本操作，有一些些成就感，但是我知道，要想精通 3D，路 程还很遥远。 以前学习过蛮多的软件，都是在自己的不断摸索中慢慢学会了一些。相对于 3D MAX 来说，那些软件都是比较容易学的，一般一种画法或什么动作，做错了之后改正，就再也不 会错。但是，3D MAX 不一样，可能会出现一些很小的错误，这些错误会导致后面的步骤 无法进行下去。于是在画的过程中必须小心翼翼，否则画了半天的图一下子就被弄坏了。虽 然说是可以选择撤销按钮，但是这样多了之后 3D 运行的速度也会慢下来，会影响整个的进 程。 刚开始接触 3D 大概是在一年前，那
28、时候不是我自己学，而是观看别人怎么弄的，感觉 这个软件很高深，不是我们这些智商不高的人玩的来的。这学期以来，老师事先把暑假课设 的内容告诉了我们用 3D 画一个实体。一想起这个，觉得蛮难的，于是我比较早的时候 就开始准备了。刚开始的时候遇到了很多困难，老是画错，但慢慢地我出错的次数少了，画 的速度也渐渐快了起来，在这种成就感的驱使下，我在有空的时候就会打开电脑捣鼓一下 3D。到现在，我已经能掌握 3D 基本的操作，并且了解到了人因工程在设计中的重要性。 在设计手机的过程中，用到了很多人因工程的知识。比如说按键弄成什么形状，屏幕弄 多大， 充电插槽的形状以及它的倒角参数等等， 这些组成手机的东西
29、会影响手机的整个设计， 决定它是否受到人们的欢迎。当然，最重要的是在材质的选择方面，不是说你想配什么色就 配什么色， 很多个器件的颜色混在一起就必须要靠人因工程的知识来解决， 因为稍不注意的 话就会把这个整体弄得很难看，这样当然会被市场淘汰。 人因工程是一门很重要的学科， 不仅仅在设计方面， 它在我们的生活中也处处可以感受 得到。 自从学了人因工程学， 我们看待事物的角度也发生了很大的改变。 我们看到一张椅子， 不是单纯地看它是否美观，更会去思考其是否符合人因工程的设计原则。我们会去想，椅子 的高度是否会令大多数的人坐着感觉舒服， 它材质的选择是否恰当， 它的形状是否能让人的 脊椎舒适。也许看
30、到一条路都会去想这条路的宽度，坡度，弯度，下水道等是否能减少事故 的发生率。其实有这种“人因工程”式的观念真的挺好的，至少要是自己设计的话会尽量避 免设计的劣端。 日子悄悄地在指缝中溜走， 我们还有很多很多的任务要去完成。 只有耐心细致地完成每 一项任务，才会使任务完成得出色。和其他任务一样，用 3D 做产品也需要耐心、细致，可 以说更需要这两种品质。经过了好多个晚上的努力，终于完成了这个手机，看着自己设计的 手机心中真是无比的兴奋，我还是会继续努力的。 在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了， 同学之间互相帮助， 有什么不懂的 大家在一起商量， 听听不同的看法对我们更好的理解知识， 所以在这里非常感谢帮助我的同 学。 在此要感谢我的指导老师 XXX 老师对我悉心的指导，感谢 XX 老师给我的帮助。在设 计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自 己学到了不少知识， 也经历了不少艰辛， 但收获同样巨大。 在整个设计中我懂得了许多东西， 也培养了我独立工作的能力， 树立了对自己工作能力的信心， 相信会对今后的学习工作生活 有非常重要的影响。 而且大大提高了动手的能力， 使我充分体会到了在创造过程中探索的艰 难和成功时的喜悦。 虽然这个设计做的也不太好， 但是在设计过程中所学到的东西是这次课 程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
