計算機輔助設計技術范文

導語：如何才能寫好一篇計算機輔助設計技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：計算機輔助設計；計算機輔助制造；口腔修復

隨著計算機技術的飛速發展，口腔修復技術發生了由手工制作到數字化加工的革命性轉變。計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，CAD）、計算機輔助制造（ComputerAidedManu-facture，CAM）技術（以下簡稱CAD/CAM技術）源于70年代末，法國蘇黎世大學牙科醫生Prof.W.Mormann和口腔醫學計算機專家M.Brandestini研發了用于口腔的CAD/CAM，開創性地將計算機輔助設計與制造技術引入口腔修復的設計與制作中[1～4]。計算機輔助設計與制造技術是將光電子技術、計算機微信息處理技術及數控機械加工技術集于一體的口腔修復技術，此技術的應用大大縮短了治療周期，提高了修復體的精密度，減少了患者就診時間和次數，提高了修復體的制作效率[4～6]。本文就幾種常用CAD/CAM系統的特點、數據采集、輸出方式、設計制作及臨床應用與數字化牙科的未來展望等方面進行綜述。

1幾種常用CAD/CAM系統的特點介紹

1.1Cerec系統

德國Sirona公司開發的CAD/CAM系統的數字化印模技術可追溯到1987年第一臺基于激光三角測量原理而推出的Cerec1系統，到2010年推出的基于短波藍光原理的第四代CerecAC系統，2012年8月推出的基于連續立體攝影技術的CerecOmnicam口內掃描系統以及最新的技工室inEosX5五軸系統，其帶有模型定位功能和開放式接口，特點是掃描速度快、操作范圍大，具備自動圖像捕獲功能[7]。

1.2Lava系統

由美國3MESPE公司研發，分為椅旁和技工室系統兩部分。LavaTM椅旁口內印模掃描儀是近年來由3MESPE公司研發的口內印模掃描系統[7]。該系統以激活波前采樣（activewav-efrontsampling，AWS）為原理，在牙齒上方挪動攝像探頭獲得牙齒的形狀，通過改變軸向位置，計算攝像探頭與牙齒的距離，利用單鏡頭圖像得到三維信息。技工室系統掃描儀由帶有白光的光柵投影采集模型上的數據，然后通過DentalWingsLavaDe-sign5.0軟件進行三維設計，最后運用自帶的LavaCNC500切削機設備進行加工[8]。

1.3Everest系統

該系統是德國Kavo公司專門針對技工室設計的CAD/CAM系統，掃描儀采用多角度光柵投影技術，可以對石膏和蠟型進行掃描，掃描特點是光柵從15個角度進行投射，然后用CCD傳感相機記錄并形成三維數據。軟件設計時可識別倒凹，配備了多種工具，如全冠三維層次等，具備多種功能，如模擬咬合功能等。Everest系統的CAM設備由五軸聯動裝置構成，具有運作距離長和操作角度大的特點。

1.4Wieland系統

該系統的掃描儀軟件系統源于DentalWings。其切削設備在國內市場最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect兩套設備。ZenotecSelect分為儲料倉和工作倉兩部分，五軸聯動，不需換盤，可實現全自動化操作，切削精度可達5μm。

1.5Procera系統

由瑞典的Andersson教授發明[9]。該掃描儀采用錐光偏振全息技術，可采集高精度的數據，而軟件中自動化的倒凹封堵工具和實時提醒功能能確保設計加工的修復體達到最佳精密度與準確度。Procera系統采用遠程終端的集約化加工方式，其加工單冠和貼面的特點是先復制耐火代型，然后采用超高壓方式將氧化鋁或氧化鋯材料均勻壓覆在代型表面，最后進行CAM切削加工。

2CAD/CAM系統的數據采集

2.1接觸式掃描系統

即掃描探頭與模型直接接觸的掃描方式，優點是具有較高的掃描精度，缺點是掃描效率較低、測量時間較長、成本較高[10]。目前這種系統已淡出市場，其代表系統是Procera的Piccolo和Forte。

2.2非接觸式（光學）掃描系統

包括三維激光掃描、光柵投影測量法、莫爾條紋法、云紋向移法、數字散斑相關測量法、立體攝影測量等[11，12]。光學掃描的優點是具有較高的掃描效率和精度，缺點是存在掃描盲區。目前CAD/CAM/RP掃描系統的主流仍然是非接觸式（光學）掃描系統。

3CAD/CAM系統的數據輸出方式

3.1封閉式系統

指CAD輸出的數據必須使用廠商提供的專用CAM數控加工設備和相應材料。目前市場上主流的封閉式系統有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。

3.2開放式系統

指系統只提供CAD程序和輸出STL通用格式的數據包，用戶可自行選擇所需的CAM設備和加工材料。目前市場上最常見的是3Shape系統，此外還有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西諾德新開發的inEosX5系統等。

4CAD/CAM系統的設計制作

4.1計算機輔助設計

即在視頻模型上完成修復體的計算機蠟型。CAD研究較成熟的冠的設計，包括外表面、內表面及內外表面結合部分的設計。大多數系統帶有標準牙數據庫，并以此為依據進行外表面的設計。4.1.1生物再造根據剩余牙體組織的外形、鄰牙外形和設計軟件數據庫來獲得修復體的外形。其特點是簡單易行，能獲得較好的修復體外形，但受基牙剩余牙體組織的形態輪廓、鄰牙形態和位置的影響，形態個性化程度較低，多用于后牙修復體形態的設計。4.1.2鏡像復制將同一牙弓對側同名牙的形態鏡像復制來獲取修復體的形態。相對于生物再造來說，其具有更好的個性化特征，但需要對側同名牙形態完整、排列基本對稱，可用于前、后牙修復體的形態輔助設計。4.1.3復制模式通過復制牙體預備前的形態或診斷蠟型來獲得修復體的形態，其形態的個性化程度高，設計靈活，但是需要基牙牙體預備前形態完好或者事先制作診斷蠟型，可用于前、后牙修復體的形態輔助設計。

4.2計算機輔助制造

將計算機蠟型轉換成修復體，替代包埋鑄造或裝盒充填熱處理等工序。目前的CAD/CAM系統大多采用3.5～5.0自由度的精密數控機床，可銑削陶瓷或合金，加工嵌體、瓷貼面、全冠、固定橋等修復體。

5CAD/CAM全瓷修復技術的臨床應用

5.1應用步驟

（1）數據采集（直接數字化印模或間接印模，模型掃描）；（2）對數據進行三維軟件設計；（3）輸出設計好的數據，并進行CAM加工。

5.2CAD/CAM全瓷修復適應證

可針對牙體缺損、牙列缺損、牙列缺失、前牙美觀修復的患者。

5.3可制作的修復體種類

嵌體、高嵌體、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、貼面、帶有解剖形態的多單位聚合樹脂橋體、二氧化鋯瓷橋、蠟型等。

5.4CAD/CAM不同材料的適應證

（1）陶瓷類的適合做嵌體、高嵌體、貼面、全冠、部分冠、樁冠聯合修復。（2）樹脂類的適合做暫時多單位樹脂橋體、樹脂蠟型。（3）氧化鋯、氧化鋁類的適合做氧化鋯全冠、內冠、精密附著體、種植個性化基臺。

6數字化牙科的展望

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產品設計是一個創造性的綜合信息處理過程，通過線條、符號、數字、色彩等把產品顯現人們面前。它將人的某種目的或需要轉換為一個具體的物理形式或工具，把一種計劃、規劃設想、問題解決的方法，通過具體的載體，以美的形式表達出來。近年來，隨著計算機的廣泛應用，沒有任何一件產品不是通過計算機輔助設計技術來實現的。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等各項工作。如今，主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術在內的計算機輔助設計已在建筑設計、電子和電氣、科學研究、機械設計 、軟件開發、機器人、服裝業、出版業、工廠自動化、土木建筑、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。

本書是對產品設計、創新方法、工具的發展成就和研究領域的一個概述，對涵蓋了各種涉及到產品開發和創新研究課題的許多不同領域里專家的貢獻做了展示。產品生命周期管理、知識管理、產品定制、拓撲優化、產品的虛擬化、制度創新、虛擬人、設計、工程和快速原型是本書重點研究領域。本書亦對工業企業發展的成功案例做了詳細介紹。

本書共分9章：1.產品設計數字化工具的演變；2.從計算機輔助（詳細）設計到自動拓撲和形狀生成；3.產品開發中實現知識共享的方法和工具；4.機械設計自動化和工程知識管理演變；5.工業設計的造型特征；6.計算機輔助設計的角色演變：一個航空結構設計實例；7.產品虛擬化：一個新產品概念設計評價的有效方法；8.產品開發過程的數字化人體模型；9.計算機輔助設計和物理對象的快速構建。

本書寫給學術研究人員、研究生和對了解新的方法論和技術怎么使產品開發過程更有效感興趣的產品開發學科的專業人士。

本書第一編者Monica Bordegoni自2004年12月開始在米蘭理工大學工業設計系任教授，她任教工業設計系的工業產品虛擬建模和虛擬樣機技術課程以及工業工程學院的虛擬樣機課程。本書第二編者Caterina Rizzi自2001年11月在貝加莫大學工程學院任教授，她任教工程學院的技術作圖、虛擬樣機技術和產品生命周期的方法和工具課程。

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一、CAD/CAM的重要性

在當今的市場競爭中,誰能滿足用戶的要求,誰就能占有優勢。人們對產品的質量,更新換代的速度,以及產品從設計、制造到投入市場的周期要求越來越高。為滿足消費者多樣化、個性化和中小批量化的要求,軟件必須設計周期短,生產更柔性。傳統的設計及批量生產方式面臨著嚴峻的挑戰。CAD/CAM技術就是為了滿足這些需求而采用的一種新方法。CAD/CAM的發展必將有利于發揮設計人員的創造性,提高企業的設計、生產及管理的水平,提高企業的市場競爭力。

計算機輔助設計及計算機輔助制造是計算機技術在機械加工領域中的主要兩個方面。它的出現使人們在產品的設計和產品生產中大大節省了時間,提高了效率,使產品的設計和制造實現了自動化,人們通過整個系統(CAD/CAM)實現了對產品的設計、制造全過程的信息進行處理。具體來說,CAD/CAM可以實現零件造型、計算分析、工程繪圖、結構分析、優化設計、計算機輔助工藝規程設計、計算機輔助編程、模擬仿真、工程數據管理、信息傳輸與交換、特征造型等。

二、CAD/CAM的發展過程和應用現狀

二十世紀四五十年代計算機的出現為CAD/CAM的發展奠定了物質基礎。六十年代美國人提出了人機交流、計算機圖形及交互技術等理論,從而為CAD/CAM技術的發展奠定了理論基礎。七十年代,交互計算機圖形學及計算機繪圖技術日趨成熟,并得到廣泛發展,面向中小企業的CAD/CAM開始出現。在制造領域,美國辛辛那提公司研制出了一種柔性制造系統(FMS),但由于計算機技術的限制,其所能解決的問題只是一些簡單的產品設計制造問題。八十年代由于各種新的技術發展,在制造領域出現了產品設計過程相關的輔助軟件,如計算機輔助工藝規劃(CAPP)、計算機輔助質量控制(CAQ)等。特別值得一提的是,在這些輔助技術的基礎上,八十年代后期出現了計算機集成制造系統(CIMS),它將CAD/CAM技術推向了一個更高的層次。到了九十年代,CAD/CAM已經走出了它的初級階段,進一步向標準化、集成化、智能化發展。到了二十一世紀,CAD/CAM已經發展并應用于各行各業,其銷售收入也節節攀升,僅2002年其全球銷售額就達近100億美元,并且以每年10%左右的速度增長。綜上所述,我們不難發現CAD/CAM系統的社會需求量非常大,發展應用的前景也十分廣闊。

三、CAD/CAM在我國發展的情況

我國早在二十世紀七十年代就已經開展了CAD/CAM技術的研究。在八十年代,我國進行了大規模的CAD/CAM技術研究和開發。在“九五”計劃期間,國家科委將CAD應用作為四大工程之一(先進制造技術、先進信息工程、CIMS工程、CAD應用工程)。

四、CAD/CAM技術在工業中的應用

隨著科學技術的發展,CAD/CAM技術日益成熟,已經廣泛應用于工程技術、機械制造等領域,成為一個技術含量密集的產業,特別是在機械、農業、化工、航天、航空、軍事、汽車、電力、船舶、建筑等行業中的應用已經較為普遍。

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計算機的發展及應用，使人們的生活日新月異。計算機輔助設計源于計算機圖形技術的產生，計算機輔助設計的研究構想發端于1950年，但使用計算機繪圖的最早記錄是在1963年，美國麻省理工學院的研究人員伊凡·蘇澤蘭在美國計算機聯合會會議上發表了名為《畫板》的博士論文，從而開始了計算機輔助設計的發展歷程。他從1950年開始著手開發通過圖形技術來處理人與電腦交互對話的操作系統。1963年，這套以電腦主機、顯示屏、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統得到實現。這套圖形畫線系統開發和引進了許多計算機繪圖的基本思想和技術，使用戶可以運用電腦畫出直線、復雜曲線以及簡單的標準部件。

最初CAD被解釋為“計算機輔助繪圖”，由于當時計算機在設計上的作用是替代傳統手工繪圖的一種新工具，但隨著后來信息技術的飛速發展，計算機技術在各領域的廣泛應用，CAD的含義也在不斷變化擴展，隨著20世紀70年代像素的產生、80年代三維曲面造型系統的開發等，使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形，從而使CAD的含義也發展成現在人們比較熟知的計算機輔助設計這個概念了。1970年的威尼斯雙年展首次接納了計算機繪畫作品，這也標志著新的視覺藝術形式的誕生得到了社會的承認。

我國的計算機輔助設計起源于20世紀70年代。與國外計算機輔助設計發展的軌跡相似，國內計算機輔助設計的研究與應用基本上是從各高等院校發展起來的。20世紀90年代初，隨著我國現代化進程的迅速發展以及計算機的進一步普及，在環境藝術設計和創作領域，計算機技術應用的價值，逐漸得到人們的重視。

二、我國計算機輔助環境藝術設計的現狀

計算機作為信息時代重要的技術工具，在環境藝術設計領域得到普遍應用。在20世紀90年代前，國內對環境藝術設計效果的表現是使用手工繪制的方法，到了20世紀90年代初期，計算機輔助設計技術開始在我國建筑業應用。計算機輔助設計技術在建筑設計表現領域以不可逆轉的潮流迅速發展。尤其是到了20世紀末，計算機輔助設計逐漸成為建筑效果表現的主流。起初，設計師主要運用AutoCAD軟件進行施工圖的繪制，在方案階段還以手繪為主。但隨著相關專業軟硬件的更新和進步，它自身的強大優勢得以顯示，同時對傳統手繪表現產生了越來越大的沖擊。

隨著近十幾年來我國計算機輔助環境藝術設計的發展，計算機建筑效果表現的類型己經有了很細致的劃分，可以分為：計算機建筑效果圖、計算機建筑漫游動畫和計算機建筑效果虛擬現實。計算機建筑效果圖主要是通過3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計算機軟件制作的靜態的效果圖。通過計算機三維軟件從平面、立面數據中得到透視圖，透視點位置及視點角度均可變換，然后再渲染出二維圖像，這種方式是目前社會上應用最廣泛的。計算機漫游動畫是利用3DSMAX軟件的三維動畫功能，在建筑物的室內或室外的設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建筑物所處的地理環境、建筑物外貌和各種附屬設施以及建筑物內部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。

三、計算機輔助環境藝術設計的發展趨勢

當前，隨著計算機軟硬件技術的迅猛發展，計算機輔助設計在環境藝術設計領域受到了廣泛的重視和應用，比如各種方案的匯報、投標以及招商廣告中隨處可見，從而出現了大量的繪圖軟件的教程以及在教學上更加重視計算機繪圖軟件的教學課程。人們更多的關注計算機技術，想方設法掌握各種繪圖軟件，在模型、材質、燈光以及各種渲染技法上花費大量的時間，而忽略了最終的效果圖的藝術性。計算機輔助設計是科學與藝術以及計算機與藝術設計相結合的邊緣學科。計算機輔助設計在視覺藝術創造規律、形式法則和審美方法與傳統的藝術設計是相同的。所謂視覺藝術，是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。一些美學研究者認為，從審美主體的角度來看，藝術離不開創造者和欣賞者兩個方面，而這兩個方面都要通過一定的感官和相應的感性物質媒介，前者創造出審美對象，后者達到審美愉悅。所以說，作為視覺藝術的計算機輔助設計作品既要真實的描繪場景，又要使欣賞者達到審美偷悅。不可否認，人們的欣賞水平在不斷提高，求新、求異的視覺口味也越來越高。這源于技術的發展、審美的進步，計算機技術的發展對于社會和藝術創造產生了重大的推動作用。

在計算機輔助環境藝術設計發展的初級階段，設計師的目標是使效果圖具有真實感，能夠模擬未來場景的真實效果，具有一定的實用性。目前的計算機建筑效果圖的風格單一，已經不能滿足大眾的不斷提高的視覺口味。計算機建筑效果圖既是表現的技術同時它又是視覺藝術。設計師創造出審美對象，筑物內部空間的效果，使人們能夠在未來的建筑物中漫游，因而成為建筑設計方案及裝修效果展示、建筑方案投標、論證、評審的有力工具。使用的軟件有Creator系列三維建模工具及Vega場景管理軟件。計算機建筑效果虛擬現實技術強調的是一種身臨其境的感覺，采用的是人與人之間自然的交互方式。它可以實現逼真的、純三維的場景，可以全方位、多角度、完全由用戶自由控制在場景中漫游。作為建筑師可以從多個角度觀察建筑方案，所以說虛擬現實技術不僅可以使用于建筑表現，而且也是一種推敲方案的有利手段。VR技術在我國的環境藝術設計領域中有著廣泛的應用前景，將給環境藝術設計帶來革命性的改變。

設計師創造出審美對象，要使欣賞者達到審美愉悅而不是審美疲勞。為此，根據目前我國計算機輔助環境藝術的發展情況，未來計算機建筑效果圖應呈現藝術化、人情化和多樣化趨勢。

參考文獻：

[1]鄧慶堯.環境藝術設計[M].濟南：山東美術出版社.

[2]張綺曼.中央工藝美術學院環境藝術設計系—室內設計的風格樣式與流派[M].北京：中國建筑工業出版社.

[3]張綺受.中央工藝美術學院一環境藝術設計與理論[M].北京：中國建筑工業出版社.

[4]李小藝.環境藝術設計的新視界閱.北京：中國人民大學出版社.

[5]李硯祖.環境藝術設計.北京：中國人民大學出版社.

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只有以嫻熟的手工制圖為基礎，對圖中尺度觀念、素描概念、環境氣氛和色彩概念有良好的認識，才會用計算機制圖創造優質的園林作品。在計算機輔助設計之前設計師都是以手工繪圖為主要設計手段的，手工能更準確的表達設計師的創作意境，而計算機的出現使設計工作更加便捷，同時也提高了設計的準確性。計算機制圖是使用圖形軟件進行繪圖的一種技術，可以有效的解決繁重復雜的手工制圖。利用計算機制圖可以解決很多方面問題，例如：繪制一棵樹的圖例用手工完成，其工作量是很大的，但如果使用計算機設計，就變得輕而易舉了，極大地提高了制圖的速度和效率，并且使用計算機制圖還有效解決了手工制圖不易保存、交流困難和難修改的缺陷。

伴隨我國科學技術、社會經濟的發展計算機輔助園林設計也隨之發展，多種學科的相互交叉相互融合是未來發展的趨勢。計算機軟件中強大的編輯和制圖功能可以充分的表達出設計師的設計理念，設計者不在受到顏料、墨、紙張和筆的困惑，進而可以把更多精力放在設計理念和思想的表達。在園林設計規劃中設計了眾多要素例如植物、地形、園林和山石等，雖然功能和形式各不相同，但可以使用繪圖工具生動完整的描繪出園林的立面圖、施工圖、平面圖和剖面圖等園林圖。計算機園林設計輔助設計的最終目標是為了完成高標準的預期效果，可以更直觀的看清整個工程完成后的效果，而不是像從前一樣通過手工繪制圖想象出工程完成后的效果。計算機輔助園林設計與傳統方法相比具有無法比擬的優越性，它可以縮短設計的周期，提高設計的質量。在使用計算機進行園林設計的過程中，充分利用了計算機和人的長處獲得最優的整體設計效果。

利用計算機技術產生的人為虛擬環境稱之為虛擬現實技術，這種虛擬環境可以通過人的視覺、聽覺和觸覺感知，客戶可以通過自己視點多角度、全面的觀察環境，產生交互的作用，使人和計算機完美的融為一體，使人產生一種身臨其境的感覺。將虛擬現實技術運用到園林設計中，可以使設計對象更加的直觀。在虛擬現實環境中，設計者處于一個真實的虛擬空間，使園林設計可以突破立面、平面、剖面等常規的模式，讓設計者可以從多個角度實時互動并很真實的觀察到設計對象，身臨其境的掌握著周邊的環境和理解設計師的設計理念，更深入的研究環境中各設計要素間的比例和關系，設計出更加人性化的園林作品。由于在園林設計中植物配比占據了很大比例，虛擬現實要與植物配比完美結合還有很多問題需要解決。利用現在已有的軟件設備可制作出部分園林設計的虛擬作品，雖然還沒有達到真正意義的虛擬現實，但是相信隨著我國計算機技術的快速發展和園林設計者的積極參與，虛擬現實技術在園林景觀設計中的應用會不斷的發展下去。

綜上所述，隨著我國計算機行業的快速發展，計算機已經在多個領域中發揮著重要的作用，園林設計更趨向于舒適化、視覺化和人性化，傳統的設計方案已經無法滿足設計的需求。因此，計算機輔助設計走向了最前沿，為園林設計注入了新鮮的血液，為園林設計提供了更多的方向和選擇，在設計過程中能夠提供更高效、更便捷、更全面的方案，最大化的提高了使用效率，最大程度的減少損失，計算機輔助技術在園林設計中在各個領域都是必不可少的，已經成為我們生活中必要的工具。

作者：李佳琦 李赫 單位：河北旅游職業學院

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關鍵詞：景觀設計；傳統設計方法；3s技術；計算機3維模型；漫游動畫；虛擬現實技術

信息時代的到來對傳統設計方法提出新的挑戰，計算機輔助設計如cad、sketchup、3d MAX等已經成為不可或缺的重要技術手段。因為其更有利于設計者全面而準確地體現設計意圖而得到廣泛的推廣和發展， 相比較傳統設計方法，它不僅有利于圖形修改、復制及設計圖紙的歸檔管理，而且，利用計算機繪制圖形還能更有效地利用已有的圖形資源，協調小組的分工合作，從而顯著提高了工作效率。

1 前期分析和規劃設計階段

1.1 場地分析

調查分析是規劃設計的基礎，它要求對地形、地貌、地質、水文、植被、社會經濟狀況、交通狀況等多個角度進行全面的調查分析。而傳統的場地分析無法避免地存在缺乏足夠的定量分析、過分主觀、大量數據信息處理困難等問題。

“3S”技術，即地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS等技術，是對城市的基礎設施、用地現狀進行自動采集、監測和輔助決策的技術系統。

“3S”技術的應用可以實現設計所需信息的高效采集、處理和分析。如GIS可以將場地內的地形、地貌、水文、植被等進行數字化處理，建立數字地圖，通過這些數字地圖，可以使人方便地查詢地區內任何地段的各種發展狀況，為合理的景觀設計結果提供可靠依據。

1.2 規劃設計

在傳統的規劃設計階段，設計人員表達設計意圖主要依靠手繪平面圖，但平面的圖紙很難準確地傳達出設計者的意圖；在規劃設計的整個階段，設計人員需要根據甲方的意見進行不斷的調整和修改，以符合甲方的要求。這樣就造成大量復雜、繁復的重復性勞動。

GIS采集到的數據資料以數據形式輸人計算機，運用OpenGL可以得到三維視圖，地形、地貌可以得到真實地展現。這種技術極大地方便了設計人員，在三維層面開拓了設計人員的思維空間，激發了設計師的靈感，同時減少了大量重復勞動，設計的合理性與科學性更有了科學的保障，縮短了設計周期。

相對于“3s”技術，SketchUp更加受廣大設計師的歡迎，它是最易于使用的3D設計軟件，官方網站將它比喻作電子設計中的“鉛筆”。它最大的特點就是使用簡便，幾乎人人都可以快速上手而不僅僅局限于設計專業人員。它可以直接面向設計方案創作過程，其創作過程不僅能夠充分表達設計師的思想而且完全滿足與客戶即時交流的需要，它使得設計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構思。并且用戶可以將使用SketchUp創建的3D模型直接輸出至Google Earth里，同時以非常方便的方式提供資源共享。與之類似的軟件還有3D Studio Max簡稱3Dmax，它在模擬自然陽光等方面具有更高的準確性和真實感，但是在易用性方面較差，所以它更多應用在展示設計效果方面，這稍后將在本文中提到。

2 展示設計效果階段

3D MAX是Autodesk 公司推出的功能強大的三維制作軟件， 廣泛應用于影視、廣告、軍事、建筑等領域。它在景觀中常用于規劃設計的場景建模、渲染工作，光線自然， 場景真實， 通過視圖及攝像機的切換可生成平、立、剖、透視和鳥瞰等多個視角 ， 可以準確表達設計者的創作意圖。三維效果圖可以像照片一樣以其直觀生動的形象和逼真的三維形態給人強烈的空間感受， 因而受到歡迎。近年來，max效果圖發展十分迅速，并取得了很好的實踐效果， 在景觀設計過程中起到了不可替代的作用。

虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR） 也稱人工環境，是利用計算機技術虛擬出的一種多維環境，這種環境可以通過視覺、聽覺甚至是觸覺來多角度感知，操作者可以通過自己的視角對環境進行很真實的體驗，給人一種身臨其境的感覺。這種技術給設計師、決策者和使用者帶來全新的體驗，不僅使我們更加直觀地面對設計對象，并且可以與環境形成交互式的交流。

相比傳統手段，它具有3個方面的特征 ：

（1）沉浸感，是指用戶作為主角可以身臨其境地存在于虛擬環境中。（2）交互性，是指用戶對虛擬環境內的物體的可操作程度和從環境得 到反饋的自然程度 （ 包括實時性 ） 。（3）想象力， 是指用戶沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識。發揮主觀能動性，尋求解答，形成新的概念。

參考文獻

1 王曉俊.風景園林設計.南京：江蘇科學技術出版社，1993

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關鍵詞：計算機輔助教育 計算機輔助設計 環境藝術設計專業

計算機輔助設計是指運用計算機軟件制作并模擬實物設計，展現新開發項目的外型、結構、色彩、質感等特色的過程。隨著技術的不斷發展計算機輔助設計不僅適用于工業，還被廣泛運用于環境藝術設計等諸多領域。專業人員更為環境藝術設計開發有專業的設計軟件，如：CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape、Photoshop等軟件。在環境藝術設計中園林景觀設計、室內空間設計、家具陳設等大都也都是利用計算機輔助軟件設計方案。計算機輔助設計軟件幫助設計者將作品設計的意圖充分表現，更運用這種先進技術使受大眾達到審美愉悅，增加對未來項目的了解與認可。

一、計算機輔助設計教育對環境藝術設計專業教學推的動作用

在舊式的教學模式下環境藝術設計的效果圖主要以手繪單個角度靜態為主，以零碎的小場景做輔助，來了解設計個體之間的關系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒有身臨其境的感受。計算機輔助設計教育的出現，可以讓學生利用先進的計算機軟件（主要是通過CAD、3DSMAX、Vary/Lightscape等計算機軟件）創建出設計方案，不僅可以制作出模擬事物及場景的整體外觀造型效果，還可以將建筑物內部空間布置、家具陳設的效果讓觀賞者清晰明了，更能讓人們能夠在即將設計出的未來建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動畫功能），讓觀賞者如臨其境一般。在這里計算機輔助軟件制作的效果圖以模擬現實場景的技術實現了逼真的三維或三維動態場景。可以全方位、多角度的在場景中漫游，更讓教師與學生可以從多個角度研究推敲設計方案，得到最客觀的結果。從環境藝術設計效果圖的最終效果而言，計算機輔助設計幫助學生將設計意圖以最精確和最美視覺效果的方式呈現在教師和眾多同學面前。而在設計過程中，在環境藝術設計中室內外的設計從模型外觀就能以可視的、動態的方式全方位展示設計實體所處的地理環境、實體外觀和各種附屬設施以及實體內部空間分布的效果。運用計算機輔助設計最終轉化為設計方案及裝修效果圖展示，成為教師對學生設計作品優劣的有力評價工具。計算機輔助設計教育對環境藝術設計專業教學模式改變起到重要作用。

通過計算機輔助教育方式能創設良好的學習環境，激發學生的學習興趣，現代教學觀念是強調學生的共同參與互動，以學生為主體、教師為輔助，而這一目的的實現主要在于提高學生對學習的興趣。計算機輔助軟件能把圖像、文字、聲音直觀形象地展示，溶知識性、趣味性于一體，直接刺激學生的視覺和聽覺，給學生一種新穎、醒目的感覺，操作性強、練習量大則使學生的注意力被牢牢吸引住。立體形象的圖面，能把教師用語言和模型演示難以解決的問題進行形象地處理，使學生能體會到學習內容的本質。學生對學習產生了興趣，情緒處于高度的興奮狀態，通過自己的觀察分析，處理各種信息，最大限度地發揮自己的才智來獲取知識，真正成為學習的主人。把學習作為一種樂趣去追求和探索。

環境藝術設計專業學習的內容影響學生日后的就業，高校在此專業中設立計算機輔助軟件教學，這些學校的辦學方法和觀念獨具現代化，市場所需意識強烈，專業學習內容與市場需求相適應。大學生所學專業知識符合市場需求，出現了供需的良好結構。這說明計算機輔助教育在環境藝術設計專業發揮了很大的積極作用，建立在校學生的學習信心 ，更增強畢業生就業的優勢化。

二、計算機輔助設計教育對環境藝術設計專業教學的制約作用

然而，計算機輔助教育做為一種新興的教育形式，由于其技術的不成熟也難免會給學生帶來一些負面的影響。在計算機輔助教學中，信息的傳遞經常會伴隨著各種干擾，從而影響信息傳遞效果，不利于實現教育目的。由于一些教師認識的誤區和操作的偏差，計算機輔助教學有時會加重對學生學習的干擾。

計算機輔助設計課程順序性操作誘導學生跟著機器走。有些教師缺乏足夠的計算機知識，擔心操作失誤或為圖方便，就讓計算機教師將課件設計成PPT課件形式，上課時課件只按順序播放圖片。這樣的課便淪為了一堂照搬書本模式的課程，教師總要想方設法將學生的思路引到電腦的既定流程上，干擾了學生根據自己的想法進行設計制圖，同時也影響了教師的教學質量。

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關鍵詞： 計算機；輔助；工業設計；發展；趨勢

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）22-0223-020 引言

工業設計的發展方向逐漸趨近于機電一體化以及信息電子類產品，其技術含量越來越高，同時，社會的經濟狀況越來越好，人們的消費觀念越來越不同，消費者所關注的已不僅僅是產品的功能以及質量，越來越多的人們開始重視產品的外觀造型、創新度、環保性等等，這就給工業技術帶來更高的難度。

正是因為人們的要求不斷提高，工業設計的需求也越來越高。近年來，許多國內外學者對工業設計的關注越來越密切。隨著計算機技術的不斷發展，各種各樣的軟硬件被人們所開發，各種日新月異的技術更是吸引著工業設計的人才們。

1 計算機輔助工業設計

1.1 CAID CAID即計算機輔助工業設計，它是在計算機與一些相關的輔工業設計系統相結合的前提下，在工業設計的相關領域內，進行各種創造與設計。這種設計完全以計算機為中心，徹底擺脫了傳統的設計模式，CAID無論是在設計的過程中，還是方法上，甚至是質量上，與傳統的設計相比，它都發生了飛越性的變化，這是一種質的變化。

CAID同時也涉及到許多其他方面的技術，如CAD技術、多媒體技術，以及人工智能技術、優化技術等等。從廣義上來看，CAID其實是CAD的一個“孿生兄弟”，在技術與方法上，都可以借鑒甚至引用CAD領域的內容。

1.2 CAID與創新 在各種設計領域，創新都是其靈魂，當然，在工業設計領域中也不例外。在二十一世紀初期，全球各大制造業都以知識為基礎，對產品進行創新性創造，這便是當時競爭的核心。對于產品來說，不管是它們的功能、外形，還是材質、工藝，只要對任何一個方面進行創新性的改變，其市場競爭力都會受到很大的影響，甚至會直接影響到產品的質量。

2 計算機輔助工業設計的發展

目前，不管是國內還是國外，對于CAID的研究還僅僅局限于計算機輔助造型技術，智能技術，新興技術以及人機交互技術等方面。下面，將對這四種技術一一進行詳細的介紹，并對目前世面上一些比較有名的商品化軟件進行簡單的介紹。

2.1 計算機輔助造型技術 對于CAID技術來說，計算機輔助造型的主要設計研究由兩方面體現出來，一是自由曲面設計，二是草圖設計。

首先，來熟悉下自由曲面設計，在CAID的研究中，對于產品外形上的自由曲面設計，是一個非常重要的內容。而其中，對于曲面特征方面的應用，在自由曲面的設計中，是一個重要的發展步驟。由三個部分構成了曲面特征的設計，即基本表面，串通圖形，以及移動特征。

然后要熟悉的是草圖的設計，隨著產品在造型上所需要的技術不斷的提高，同時，為了能夠使專業設計師的手繪習慣得到滿足，逐漸逐漸地，便有了草圖。草圖設計能夠有效地將工業設計與CAD技術之間的鴻溝進行填補。這種技術的重點部分有兩個，第一，人機交互，即設計手繪怎樣才能被設計系統有效地模擬出來；第二，草圖重建。

2.2 智能技術 到目前為止，我國智能技術的發展已經有了一定的實力。智能技術能夠對整個設計過程提供一個計算機的一體化支持。對于工業設計來說，在設計過程中常常需要涉及到一些人機交互以及一些創造性思維的技術，因此，在這樣的領域中更需要用到人工智能技術。

首先，是對創造性思維的介紹。所謂設計，說到底就是一個創造性的過程，在整個設計的過程中，相關設計人員用草圖的方式把他們的構思迅速記錄下來，將思維轉換成草圖其實是一項非常復雜的工藝。這一階段的所有過程即被稱作觀念作用階段，這是一個相當重要的階段。

然后，是設計方法的介紹。所謂設計文法，即從設計方法上下手，對廣該物體進行一系列外形上的特點進行觀察，然后將其生成的原理以及要素進行加工，形成一個形式化的描述。想要實現計算機輔助設計，這一技術是基礎。

最后，是對創新設計的介紹。創新設計是一個相當重要的過程，在這一過程中，相關設計人員在設計方面的經驗、思維，以及知識必須非常豐富。因此，針對人工智能技術的角度，有許多學者會對產品的新技術進行研究。

2.3 CAID中的高新技術 目前，市場上開始流行起新興技術，如虛擬現實、遺傳算法等等，如何才能將這些技術很好運用于CAID領域？這就要與傳統的一些技術進行有效的結合，從而來進行CAID的相關研究。

面向協同、并行的設計。該技術是現在技術的主要發展方向之一。對于工業設計事業來說，產品的設計感非常重要，對于產品的功能、原理、外形等方面都必須進行詳細的研究。許多學者在該技術的一些不同的角度對一些并行環境下的多種內容進行了觀察，并深入其中，進行相關了解與探討。

有部分學者的思考的出發點在于CSCW的角度，對協同設計中的各種情況進行了詳細的分析，對工程以及工業的設計進行的工作模型上的探討，同時對人在該設計下有何用處這一問題進行了詳細的分析。

另外一種設計方式是基于VR的，目前為止，對于虛擬設計以及敏捷設計，我國已有了較熟練的技術，在這類技術上，我們得到了很大的發展與提高。對于產品的設計來說，眾多學者同樣也非常歡迎的一種技術便是現實的技術，那些對于開狀以及結構的設計，人們都用到了VR技術，同時，對基于VR的許多設計系統進行了相應的開發。

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論文摘要：藝術設計領域計算機輔助設計應運而生，計算機輔助藝術設計對現代教育教學即產生了巨大的推動作用，這便促使高校將計算機輔助設計提高到一個重要的位置。但高科技的介入也從另一方面阻礙并制約了現在藝術設計教育教學的發展。

當今社會，隨著計算機各項技術的發展，計算機輔助設計得到了社會各界廣泛的重視和運用。在藝術設計領域計算機輔助設計也應運而生。所謂視覺藝術，是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。計算機輔助設計軟件幫助設計者將作品意圖得到充分表現，同樣也使用這種先進手段使受眾達到精神的審美愉悅。隨著人們的生活物質水平的提高，人們的精神水平也在不斷提高，視覺品味也隨之升高。這都得益于計算機技術的發展推動了人們審美觀念的進步，所以計算機技術的發展對于社會和藝術設計產生了不可低估的強大作用。例如在平面設計中標志設計、招貼設計、版式設計、字體設計使用電腦制圖輔助設計比比皆是。在環境藝術設計中室內空間設計、景觀設計、家具陳設等大都也都是利用計算機設計方案。

1 計算機輔助設計對現代藝術教育教學的推動

計算機輔助設計是計算機技術與藝術設計相結合的邊緣學科。它在設計的藝術創造規律、形式美法則等方面與先前傳統的藝術設計是一樣的。只是在完成途徑與傳統教學大不相同。并且得到的作品效果較從前的傳統教學相比大有提高，教學效果從理解專業課程的角度來講，效果較從前要好。

以三大構成學科為例，在三大構成設計中：①平面構成的訓練基本可以分為重復、近似、發射、漸變、特異、密集、肌理等幾個大類。以重復和特異為典型例子，大量相同單元形的重復出現可以體現出整體感、秩序感、節奏感和韻律感，從而制造出強烈的視覺效果。在傳統的基礎訓練中，手繪是唯一辦法。但耗時不短，以有作用骨骼和絕對重復為基本條件，以基本可以形成規模的單元形數量來訓練，想要達到理想效果并突顯其構成特點，一般要花上好幾個小時。而這只是平面構成中一個小的單元，所以考慮到學生的手繪能力與程度，一般在作業中省去幾個單元，只挑選相對重點的單元進行手繪練習。在練習過程中很多學生有畏難情緒，很多好的想法被復雜的形式所打斷，不再考慮。②再有就是在色彩構成明度訓練中的九調訓練。九個調子要分別調色組合表達以達到某一種效果，從而理解色彩之間的關系和實際應用效果。在這個訓練中，幾種顏色的分階段漸變以及畫面中的平涂效果都將會影響學生對色彩關系的理解。顏料脫膠、調配、繪畫功底都將在很大程度上制約著畫面質量，從而影響學生的理解程度。③在立體構成訓練中，點線面體塊的練習必不可少。材料的尋找以及制作對于高職學生有一定的難度。這也阻礙了學生在形式上的發揮，影響作業效果，也影響對立體構成設計的的理解。

計算機輔助設計介入到三大構成教育教學中后，上述情況得以改觀。首先，作業可以較從前多布置一些草圖，讓學生多幾種想法，在很多種設計方案中選取幾幅作為作業。這樣可以得到最好的設計結果，使學生從大量的手工作業中擺脫出來，而且不用再考慮手繪功底給作業帶來的影響。其次，使學生將重點放在設計想法上，用更多的時間來拓寬自己的設計思路，鍛煉自己的設計思維。最后，在修改作業方面，用計算機軟件制作的構成作業也體現出巨大的優越性。隨時可以修改畫面效果，其靈活性可塑性都是手繪作業所不能比擬的。

再以建筑環境藝術設計為例。第一、手繪的室內外空間設計效果單一，真實感差，與設計出的實體有很大的差距，而設計師的目標正是使效果圖具有和最終場景相同或接近的真實感，能夠模擬和演示即將成型的空間設計的最后效果，具有非常高的參考價值。在實際教學中就是學生要以效果圖來表達自己的想法和多種設計方案，要將設計方案表現的淋漓盡致來提升自己設計理念與目的，從而完成教師布置的作業。由于繪畫基礎和表現技法以及工具的制約會使學生的設計效果大打折扣，也使自己的設計意圖暗淡無光。第二、手繪效果圖在速度上同使用計算機軟件設計效果圖也有很大差距。手繪效果圖占用了大量時間，使學生將豐富多樣的富有實際意義的想法因為時間原因而被擱淺。所以在教學中也不能滿足學生提交多種方案的速度要求。第三、用手繪效果圖由于數據的誤差較大，作為實體的參考依據已不能滿足現代社會對設計表現的要求。

從前在教學中手繪的建筑環藝的效果圖主要以靜態為主，以很多各個角度的場景做輔助，來了解設計單體之間的關系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒有身臨其境的感受。而學生則可以利用先進的計算機軟件（主要是通過3DSMAX，Lightscape，Photoshop等計算機軟件）創造出審美對象、設計方案，不僅可以制作出事物及場景的外觀效果，還可以將筑物內部空間的效果讓人一覽無余，而且還可以讓人們能夠在即將設計出的未來建筑物中漫游（利用3DSMAX軟件的三維動畫功能）。在這里計算機軟件制作的效果圖以虛擬現實的技術實現了真是的三維的場景。這樣便可以全方位、多角度的在場景中漫游，也使教師與學生可以從多個角度研究推敲設計方案，得到最客觀的結果。

從環境藝術設計效果圖的最終效果而言，計算機輔助設計幫助學生將圖紙以最精美和最精確的一種方式呈現在教師和眾多同學面前。而在設計過程中，在環境藝術的室內或室外的設計從一開始就能以可視的、動態的方式全方位展示設計實體所處的地理環境、實體外貌和各種附屬設施以及實體內部空間的效果。計算機輔助設計最終成為設計方案及裝修效果展示、教師對作品評價的有力工具。

2 計算機輔助藝術設計對現代教學的制約

現代藝術設計經過近百年的歷程，雖然與計算機技術的相結合，得到了從內容到形式上的變化和發展，但是目前一些設計似乎走進了一個誤區，好像電腦畫面效果越精美就越能吸引人，越能體現其設計水平。很多學生在做平面設計類作業時忽略原創想法，只想借助高科技手段將美輪美奐的精美圖片進行簡單拼湊，以求得在設計視覺上的沖擊，以此掩蓋設計理念想法上的空洞，卻不知這種片面追求畫面效果不但是舍本逐末，而且近于無的放矢。將應該關注的內容放在了一邊，以高科技為借口將設計想法掩埋在美麗的視覺效果下。學生正確方式應該將原本要學習內容理解消化，然后借助計算機輔助設計表達出自己的想法。因為一切技巧必須從內容出發，目的是為了傳達設計所要表達的信息，技巧不過是一種比較先進的手段，是用來輔助制作最終效果的。

計算機輔助設計進入到設計教育領域，減少了一些由于小的誤差而出現了多種設計方案的可能性。做過設計的人都知道，手繪草圖雖然費時而且不太精準，但是正是由于這些原因也會為原本已經僵化的設計思路打開一條很偶然的通道。手繪的人為因素比較多，多種畫筆的應用，會帶來多種肌理效果，突然畫歪的一個線條有可能就可以演變成另一個設計方案。在教育教學中，對于正在學習設計的學生來講，這無疑可以為他們的設計思路多一種可能性而埋下伏筆。從而緩解腸思枯竭的學生們“憋不出”設計方案的狀態。計算機輔助設計的出現加快了設計想法“成型”的速度，過程相對簡單，這也不利于教學中學生對教學內容的理解。而手繪作業在繪制過程中可以控制其消化理解的節奏，在學生將設計想法付諸實現的過程中把課上所學的概念內容逐步消化理解。

在教育的大的指導方向上有很多高校似乎也進入到了一個誤區。有很多設計課程被簡單的加入到計算機專業中去，或是將藝術專業與計算機專業合并共同培養人才。這些都是高科技出現的弊端。社會對新型人才的需求，使高校中新的學科和課程急劇增設。例如：電腦廣告設計、動漫設計、網頁制做、數碼影像設計等數碼藝術課，但在增加的同時也要符合教育的內在規律。藝術教育教學由此走到了了一個模棱兩可的地步，是培養計算機人才還是培養藝術人才？然而計算機的軟件制作與藝術設計并不矛盾，只是要在藝術的前提下，利用先進手段提高設計的表現力。

3 總結

計算機輔助設計的出現推動了現代設計的教育教學，使學生在設計學習中進入到了一個非常先進的領域。計算機輔助設計的出現提高了學生的設計思維，拓寬了學生的設計思路，但同時也在很大程度上制約了藝術設計教育教學。所以，高科技的介入要在某個前提下有度的實施。但無論如何，計算機輔助設計最終會進入藝術設計教育領域，這無疑是歷史的進步、藝術的拓展和教育革命的成果。我們在教育教學中更應不斷地更新觀念，接受新的高科技手段來服務于教育教學。

參考文獻：

[1]電腦在平面設計中帶來的革命《世界現代平面設計史》王受之.

[2]對數碼技術的理性思考《數碼設計》2001/3.

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【關鍵詞】CAD/CAM；口腔修復；數字化

烤瓷熔附金屬全冠（porcelain fused to metal，PFM）及其固定橋是目前臨床應用較為廣泛的針對牙體缺損、牙列缺損病患的修復體，但當前烤瓷熔附金屬全冠在臨床應用過程中存在許多問題，如瓷崩裂、齦染色、牙齦紅腫、美觀性差、基牙損傷等。隨著高強度陶瓷的發展，全瓷冠（all ceramic crowns）克服了PFM在材料等方面的缺陷，以極佳的生物相容性與良好的美學性能在臨床上得到了逐步的推廣[1]。近年來出現的計算機輔助設計與制作（CAD/CAM）技術，以其精確的設計與制作及工作效率高等優點，備受口腔臨床醫生的青睞。現將其技術路徑與操作系統簡單介紹如下：

1 CAD/CAM技術路徑

CAD/CAM一般由以下三個部分構成

1.1 數據獲取裝置（數字化印模）

CAD/CAM系統利用光電原理和數字化處理系統對預備體形態、鄰牙情況、對頜牙等信息進行攝取[2]。

1.2 修復體設計部分（CAD）

使用先進的設計軟件對掃描數據進行處理，同時設計出義齒數據模型。

1.3 修復體的制作部分（CAM）

醫生將數據通過互聯網傳送到義齒加工中心，經CAD/CAM全瓷修復系統的自動加工設備加工出義齒胚體，經燒結、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM系統

2.1 CEREC系統

1985年，M■rmann創始了第一個椅旁系統――CEREC1系統，之后Sirona公司陸續推出了CEREC2、CEREC3和CEREC In-lab系統。隨著硬件和軟件技術的逐步提升，于2009年該公司又推出最新的第4代椅旁系統――CEREC AC Bluecam系統[3]。CEREC系統憑借CEREC模擬控制器和CEREC藍牙相機系統在CAD/CAM技術中制定了更高的標準。口內掃描可以迅速、清晰、精確地進行三維定位。全頜骨的成像擴寬了適應證的范圍，使用虛擬的模型可以使診室與研究室一起工作而不受印模的限制。CEREC AC的核心部分是藍牙相機。藍牙相機通過二極管發出的是短波藍光，而不是紅外光。而且，鏡頭的結構是新的：非球面鏡將光束匯聚，再將其平行射向感光板，光的敏感性增強，圖像獲得的時間縮短了50%，圖像的排序也被加快了。通過使用切削設備CEREC MC XL，新的3D軟件和CEREC連接設備，CEREC AC已在牙科修復治療中建立了新的標準，為口腔臨床操作提供了持續、省時的工作流程。

2.2 E4D Dentist系統

E4DDentist系統是由位于美國德克薩斯州理查森市的E4D Technologies公司于2008推出的，由E4D科技公司發明的它是除CEREC系統之外僅有的另一椅旁系統。在常規的牙體預備之后，臨床醫生可根據需要在牙齒表面噴粉，而后進行口內取像，E4D系統的取像原理是基于光學相干斷層成像和共焦顯微技術，通過控制腳踏開關逐一獲得多張圖像后利用系統軟件形成3D圖像[4]。該系統通過利用紅激光與每秒震動2萬次的微鏡單元，在不需要噴粉的情況下，可以得到口腔內部軟組織、硬組織及預備體的咬合關系圖像，同時能夠迅速生成三維模型。在圖像獲取的過程中，操作者可以根據需要選擇手動啟動或腳踏開關啟動。啟動后之，系統可以自動在對焦準確時獲取圖像的數據。

2.3 Lava C.O.S.系統

該系統創始于美國肯塔基州列克星敦市的Brontes科技公司，于2006年由3M公司收購，并在2008年由美國3M ESPE公司推出了Lava椅旁口內印模掃描儀（Lava chairside oral scanner，Lava C.O.S.）系統。該系統獲取圖像原理是激活波前采樣技術，Lava C.O.S.系統中的圖像處理程序和可視化的實時三維模型重建功能，對于移動三維取像的概念是革命性的。通過這個系統獲得數字印模的速度比其他系統要快該系統的取像單元的尖端約13.2mm寬，幾乎是當前所有數字印模取像單元中最小的，故可快速獲得口內清晰影像。

2.4 iTero系統

iTero系統是由美國Cadent公司通過5年的深入研究于2007年推出的首個數字化印模系統。該系統是基于平行共焦成像的原理獲取數字化印模，與其他系統不同的是，其無需在取像前對牙齒表面進行噴粉，這大大提高了患者就診的舒適性。掃描得到的圖像信息經過無線傳輸到Cadent技工中心進行加工處理，處理之后的數字信息再送到Cadent公司切削出模型，而后技工中心根據模型完成最終高精度修復體的制作[5]。

2.5 Procera系統

Procera系統是由瑞典Nobel Biocare公司推出的。Procera掃描儀通過接觸式掃描方式讀取石膏代型表面的數據，經過Procera軟件處理后形成數字化的代型，技工人員利用計算機對基底冠的外形進行三維設計，并將設計后的數據傳輸到Procera工作站進行計算機輔助制作。該系統的CAD部分有個重要的功能，它可以將數字化代型和底層冠放大12%～20%，以補償氧化鋁15%～20%的燒結收縮[6]。

2.6 Cercon系統

Cercon系統是美國Dentsply公司在2001年推出的。該系統是先人工制作蠟冠，然后通過激光掃描系統收集在口內或代型上的蠟型表面外形數據，并傳遞到數控銑床同步制作修復體，所以它并非真正意義上的CAD/CAM系統。切銑完成之后再放入專用的燒結爐中燒結形成最終的修復體。

總之，CAD/CAM數字化口腔技術，是基于計算機網絡及多媒體技術的發展，應用先進、科學的數字智能技術與高端設備達成無縫對接，減少傳統口腔產業中人流、物流傳遞及依靠經驗的制作工藝，從而達到自動、快捷、標準、精準制作精密修復體的現代先進工藝技術。

【參考文獻】

[1]Zarone F，Russo S，Sorrentino R.From porcelain-fused-to-metal to zirconia：clinical and experimental considerations[J].Dent Mater，2011，27（1）：83-96.

[2]吳琳.可摘局部義齒支架計算機輔助設計與制作的初步研究[D].中國醫科大學，2006：84-90.

[3]Fasbinder DJ.The CEREC system：25years of chairside CAD/CAM dentistry[J]. J Am Dent Assoc，2010，141（Suppl2）：3S-4S.

[4]蘇庭舒，孫健.口內數字化印模技術[J].中華臨床醫師雜志：電子版，2012，6（19）：5780-5782.