反向工程的概念精选(九篇)

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第1篇：反向工程的概念范文

【关键词】计算机软件 反向工程

一、计算机软件反向工程的概念

计算机软件是由特定的程序语言编写成的。目前绝大部分的软件是由于程序语言编写出功能模块，再对功能模块组合构成一款软件。他人在使用这块软件时，有时会想对这款软件的思路流程、语言用法进行研究，因此会用一种特别的技巧通过对软件的反向解析找出软件的源代码，对软件的源代码进行分析和研究，然后根据自己的需要创造出一个新的计算机软件产品。从这个过程可以看到，反向工程的步骤有三个：找出源代码，对源代码进行分析和理解，创作出另一款新的产品。只有完成以上三个步骤，才算完成计算机软件的反向工程。如果用计算机软件反向工程重新研制出一款软件那只是个人的事情，然而如果将计算机软件的反向工程作品散布出去，则会引起一系列的问题。

二、进行计算机软件反向工程的目的

计算机软件具有艺术价值，一个很好的软件会做到功能和谐、界面和谐、设计和谐，达成一种艺术的效果，比如电子游戏软件就被人称作第九艺术；具有科学价值，计算机软件是由各种程序代码写成，这些程序代码之间有严密的逻辑关系，如果研究计算机软件，将获得很大的科学价值；具有商业价值，计算机软件的商业价值具有一次性投入多，然而却可以用少量成本获得极大商业利润的特点。由于诈算机软件有以上的特点，所以很多人热衷于计算机软件反向工程。总体来说，通常人们进行计算机软件反向工作的目的如下：

（一）优化软件的目的

1.排除运行故障

计算机软件在设计时，往往会存在各式各样运行的漏洞，这些软件在开发时也许没有得到彻底的检验，而软件流向市场后，由于大范围的被使用，软件的运行漏洞也得到反馈。如果有些计算机软件程序员要优化计算机软件，可以通过计算机软件的反向工程了解程序代码的编写思想，通过优化的方法减少软件的运行漏洞。

2.减少安全漏洞

从法律的角度上来说，计算机软件的创作者只需要对软件的性能负责，而不需要对安全故障负责，所以很多计算机软件设计者会忽视安全漏洞的问题。实际上计算机软件的安全漏洞也是衡量软件性能的一个方面。如果一款软件安全故障太多，则软件在计算机中运行，很容易出现安全隐患。有些程序设计员为了改善软件的安全漏洞而实行计算机软件反向工程。

（二）改变软件的功能

一款计算机软件的功能可能是综合的，可能是单一的。它的功能不一定适合所有用户的需要。有些软件程序员认为该款软件的功能不适合用户的需要，可能通过计算机软件反向工程对软件的功能重新进行调整。有时程序员会精减一些软件的功能，只保留软件的基本功能；有时程序员会阅读软件的程序代码，将它的功能组合在另一款软件上。比如说著名的平面制图软件Photoshop，它官方的软件功能非常齐备。有一些民间软件程序员将它实行反向工程，提炼出绿色精减的版本，满足一些用户基本的功能需求；有一些软件程序员则提供组合版本，他们将大量的功能插件直接组合在程序上，人们只需要安装一款软件就不需要额外寻找插件，这种组合版给人们带来很大的便利。

（三）商业开发的目的

要开发一款计算机软件，它的成本投入主要在计算机软件研发上，此时开发者需要投入大量的人力才力对软件进行开发和测试，然而一旦开发结束，那么软件投入市场后，需要投入的宣传成本、生产生本则很有限。因为软件具有无限复制的特性，有些商家瞅准一些软件潜在的商机，想研发近似的软件投入市场进行竞争，却不愿意花费大量的研发成本，因此可能用反向工程的方法窃取他人的劳动成果，达到自己的商业目的。

三、计算机软件反向工程对计算机软件开发市场的危害

计算机软件反向工程虽然能提高软件质量、加强程序员之间的交流，然而由于计算机软件本身的特点，如果软件反向工程被滥用，则会引起种种危害。这些危害包括：

（一）侵犯原创者的利益

一款计算机软件研发出来，需要耗费原创者很多成本。这些成本包括人力、物力、财力，如果有人用计算机软件反向工程重新制作软件，则有可能危害软件研发者的利益。比如以Photoshop为例，Photoshop是一款商业软件，它是需要将软件投放市场赢得利润，如果利用计算机软件反向工程将软件的验证密码破译，并且随意更改软件的功能，那么软件制作公司的商业利益则受到侵犯。

（二）引起不当的竞争

由于计算机软件的特点，如果有人通过计算机软件反向工程将软件的功能模块提取并且修改，作为另一款商业软件投放市场，那么由于反向工程并不需要投入太多的研发成本，它需要花费的成本极少。以这种方式进入市场竞争，是对软件原创者的不公平。比如360软件开发出软件医生，腾讯软件也紧随着开发功能几乎完全一致的软件医生，它将这样的软件与QQ软件捆绑投入市场，该种竞争行为属于性质恶劣的不当竞争。

（三）扼杀软件的创造力

如果计算机软件反向工程的作品投放在市场上，它能给软件原创者巨大的冲击。它不仅会削弱原创软件的竞争力，还会使软件设计者受到极大的经济损失。如果反向工程不能得到必要的限制，那么长此下去，很多计算机程序员都会热衷于用软件反向工程获得经济利润而不愿意做创造软件这种吃力不讨好的事情。因此，反向工程可能会极大挫创软件设计者的创造性，使市场上很难再有创新的软件。

四、约束计算机软件反向工程的困境

知识产权是指公民、法人、组织在科学技术或文化艺术等领域内，用脑力劳动创造出的成果享有专有的权力。如果侵犯知识产权，将要承担法律责任。知识产权的构成要件有以下四个：行为人要构成对原创者造成损害的事实；行为人要构成违反法律的事情；行为人因为主观的原因给原创者造成损害；因为行为人的行为对原创者造成损害。根据知识产权的界定，计算机软件的创作属于知识产权的保护范围。

然而在实际的法律界定中，计算机软件反向工程是否构成侵犯知识产权又往往存在很多问题。其中存在的问题如下：

（一）评估软件相似度指标的问题

在知识产权的判定中如果判断侵犯知识产权，将要承担法律责任。在知识产权的判断中，构思不作为知识产权保护的对像，只有出现侵犯知识产权的事实，才能构成构成侵犯知识产权。如果在普通的文艺作品中，可以根据相似的文字、相似的情节来作为判断是否侵犯知识产权的指标，那么计算机软件反向工程又以什么指标还判断是否侵犯知识产权？软件的代码通常是用相似的语言格式写成，那么不能以相似度作为判断标准。就目前来说，以软件的相似度作为评体标准似乎比较合理。

（二）软件反向工程盈利的问题

如果行为人将一款软件进行反向工程创作出另一款软件，并且投入商业盈利中，那么可以判定为不当竞争，并且要承担法律责任。然而部分行为人创造出软件反向工程仅仅只为了完善软件的功能，他们主观上传播软件是为了非盈利的目的，然而却给软件创造者造成了实际的商经济利益侵害，如果以知识产权的标准，他们的行为为非主观侵害，那么很难依侵犯知识产权的法律对该种行为进行约束；部分行为人将反向工程的软件绑捆在另一款软件中，通过捆绑的方式加大自己软件的价值，该种行为也是非盈利行为，然而也对软件创造者造成利益侵犯，那么如何用现有的知识产权对软件反向工程的行为进行定义？目前认为，如果软件通过指标判定，确属反向工程，那么应以传播的数量来论定是否造成伤害会比较合理。

（三）激励软件原创的问题

如果软件反向工程能够获得巨大的利润，而软件的原创者耗费巨大的成本却难以得到利润回报，如果软件创造人员的积极性长期被挫伤，这个软件市场一定是畸型的。在这片市场下孕育出的商品也一定没有创造力。为了激励原创软件作品，让原创软件作品有盈利的空间，就需要对软件反向工程不当盈利追究法律责任，而要用法律的方法对计算机软件反向工程进行约束则需要细化知识产权的内容。它要求知识产权制订的细节能适当信息时代的需要。如果不能在立法上保护软件创造者的利益、在执法上对投机取巧的行为人给于严厉的打击，那么将无法形成良好的软件创造环境，就会造成计算机软件创造的危机。

五、总结

计算机软件反向工程并不是一件应当受到指责的事情，它是软件程序员研究程序、交流程序、造福用户的一种方法，然而如果不能对软件反向工程有效的界定，这种行为将会造成极严重的危害。因此，制定知识产权法律的人员和与之相关的人员应当重视计算机软件反向工程的问题，给计算机软件创造一个良好的环境。

参考文献：

[1].中华人民共和国著作权法.

第2篇：反向工程的概念范文

关键词：逆向工程技术；数据采集；数据预处理；曲面重构；工业产业；产品生产 文献标识码：A

中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）25-0050-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.023

在现代社会中，市场产品的变化非常快，能不能找到一个合适产品是现代企业发展下去的关键。但由于很多产品在市场中只能找到简单的模型，因此无法得到图纸以及产品的数据，因此也就无法将产品数据尺寸进行正确的把握，给后续的制造技术发展带来了影响。在当前来说，亟需利用先进的技术对于实体进行处理，从而得到模型。逆向工程技术就是这样的一种技术方式，对现代产业发展具有重要作用。下面将对逆向工程技术以及其应用进行详细的分析。

1 逆向工程技术概述

逆向工程技术是反向工程，它主要是根据一个实物的产品，通过三维数字分析和扫描的方式来快速地对实物进行测量，然后通过三维方式将曲面进行重新修建，最后再传递给一般的CAD系统。通过CAM编出刀具程序传递给CNC加工设备，从而得到相同的模型。也就是说逆向工程是通过现有的产品进行解剖和深化，从而从反向的角度来对产品进行设计。逆向工程主要包含了以下三个类型：实物反向、软件反向和影像反向。实物反向主要指的是对实物进行测量分析和再生产，它具有性能逆向、功能逆向和结构逆向等不同的功能，而且这种功能的主要目标可以是一个整体，同时也可以是一个零部件，都能实现逆向设计。软件反向技术主要是将产品样本的设计图以及使用手册等来进行的反向设计，主要分为三类：实物和技术软件、只有技术软件以及只有实物的。影像反向这种逆向技术的存在指的是即便没有实物和技术软件，只需要从产品广告和参考图片等方面就能根据资料进行反向的构思和设计，这种方式就叫做影像反向。

2 逆向工程的关键技术

2.1 数据采集

数据的采集首先是采用特殊的采集设备和方法来获得产品外观的轮廓坐标，然后再对产品的集合外形变成数字化内容。这种方式主要通过测量将产品的三维坐标进行扫描，得到精确的数据内容，然后根据所得的数据再进行进一步的处理，从而形成各个不同的组成元素，例如圆和长方体等。通过数字方式来计算出外观的形态以及位置等。当前进行数据采取主要有两种方式：一种是通过接触方式直接采取数据；另一种是通过非接触的方式来获取数据。接触式数据获取方式通过采用三坐标丈量机对实物进行测量，并且明确测量点数以及其分布的区域，同时要进一步明确进行测量的路径，必要的情况下会采取碰撞检查方式。这种接触式的检测方式速度比较慢，同时测量的数据量也比较少，无法真正地实现实物外形还原。而在非接触数据采集的过程中，主要通过光学原理进行数据的分析。这种方式具有高精确度和速度快的优点，能避免出现误差，同时测头产生的光斑也可以做到很小，能探测到内部比较难测量的部分，从而实现对测量产品的真实轮廓展现。

2.2 数据预处理

由于测量设备上的缺陷或者测量方式上的问题等，会导致测量的最终结果受到影响，从而产生误差，尤其是一些边缘部分或者是尖锐的部分，测量中尤其容易出现失误。通过数据的预处理方式能将原始数据进行二次处理，从而减少误差的出现。预处理当中包括了去除误差的点、精简数据以及提取特征等。

去除误差点，误差点也是失真点，主要是由于测量设备参数或者其他的外部因素而导致的误差出现。如果采取人工的方式进行操作，那么所产生的误差点更加明显。因此在数据的预处理过程中最为重要的一部分就是将数据的误差点找出来。在同一个截面扫描当中，如果一点与它的临近点之间有着明显的偏差问题，那么这个点就可以看作是误差点。对误差点进行判断的过程中可以通过直观的观看法或者角度判断等方式进行检查。

数据精简也是数据预处理当中的重要部分。通过测量仪器而测量获得的数据是十分复杂的，当中有着很多数据内容，但这些数据并不能直接地全部拿来进行曲面构造。同时较长的数据会导致在运算过程中浪费大量的时间，从而导致整体的建模时间有所延长。通过精简数据方式，也就是将单重原始的内容和一些没有实际用处的数据进行清理。

在反向工程技术中，有时需要测量的产品尺寸是比较大，已经超出了实际的测量范围，因此在对这种产品进行测量的过程中就需要通过多个不同视角共同测量的方式来获得更多的数据内容，以此作为数据支持。多视角测量方式逐渐将实物通过不同的测量点进行测量，从而获得表面的数据。因为在测量过程中的点都是不同的，因此测量所产生的数据所反应的部分也都有所不同。我们将这种数据对其的方式称作为多视点云对齐。

此外，在数据预处理过程中还包含了数据的提取以及数据分块部分。数据提取是测量数据当中比较重要的一部分，通过提取的方式才能获得到更多有用的点，从而利用这些点就能获得一个面。将不同的数据分布成为不同类型的区域，从而得到各个不同类型的数据区域。

2.3 曲面重构

曲面重构当中主要根据数据采取的信息来恢复产品的模型，是反向工程当中的重要组成部分。在曲面重构中包含了基于曲线的曲面重构以及基于测量点的直线重构。基于直线的曲面重建主要是以数据分割为基础在用测量点的坐标拟合出画面的网络样条曲线，从而通过CAD等系统方式来对这些样条进行混合和重组，从而形成一个曲面模型。最后利用过渡和剪裁等方式来将曲面进行结合，最终形成完整的模型。而基于测量点的直接拟合，这种方式是通过重构测量的集合或者插值曲面。通过这种方式主要将曲面逼近和曲面插值，单重曲面逼近是在构建曲面条件下的最为接近的数据点，曲面插值则是构建一个顺序通过测量点集的曲面。

3 逆向工程技术的应用

逆向工程当前在社会中已经得到了广泛的应用，工艺设计中需要先利用精密仪器对实物进行扫描，并将数据输入到电脑当中去，从而生成模型。然后经工作人员的修改以后就能形成数据加工的程序，从而实现与加工中心之间的合理配合。

3.1 数字化扫描

所谓数字扫描主要是通过接触或者非接触的激光方式来对模型的表面进行扫描，以便能获得相应的模型坐标信息，并将信息资料转存到电脑中。这个流程也是逆向工程技术最终实现的关键所在。逆向工程技术本身是一个推理性的过程，通过反向思维的推理方式逐渐地找到各个坐标的具体数据，因此可以说在整个过程中每一个步骤都是十分关键的，当中任何小的失误和误差都将被无限放大。因此，扫描过程的数据采集将直接的关系到未来产品的最终质量。当前阶段我国主要利用传感器技术来进行扫描，为数据的精准度提升创造了良好的条件。在进行产品的数据扫描过程中一定要秉承严谨认真的态度，只有这样才能促使整个数据收集顺利进行。

3.2 产品建模

产品建模是通过计算机方式来对数据进行实践设计，从而形成CAD模型，这个过程中就会实现初步的模型设计。在CAD模型设计过程中由于过程比较复杂，因此不能只依靠单一的数据点进行设计，因为这样会导致设计的效果下降。对此，当前最为常见的方式是通过多个数据和不同区域数据来进行曲面拟合，从而通过不同曲面的连接方式最终形成一个完整的整体。在产品的建模过程中不仅仅需要有数据的支持，还要有专业软件和高素质的技术人员作为主要的支持，从而为产品建模的科学性和合理性提供保障。

3.3 数控加工

对产品的加工过程需要根据零件的加工内容以及设备的工序等进行，同时需要按照先粗糙后精致的原则逐步地进行，从而促使整个加工过程能得到控制，避免误差的出现。此外，为了能减少重复定位而导致的误差出现，需要提升孔系的同轴度，然后再进行其他坐标位置孔的加工工作。

4 结语

逆向工程是一项实用性强，同时又有着开阔性和创新性的重要技术。通过对逆向工程技术的应用能给产品的设计提供更多的帮助，不仅能缩短设计周期，同时也能提高整体的精度。随着社会的发展和科学的进步，未来逆向工程技术将得到更加广泛的应用，为产品的设计和社会发展提供源源不断的动力。

参考文献

[1] 林胜，梁金玲，朱向丽，张方磊.逆向工程技术在车

门设计中的应用[J].轻工科技，2016，（4）.

[2] 吴旭初.逆向工程技术在汽车雾灯灯罩设计中的应用

[J].信息技术与信息化，2016，（4）.

[3] 向国玲.浅谈逆向工程技术[J].科技创新导报，

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[4] 祖文明.逆向工程技术的应用及国内外研究的现状及

发展趋势[J].价值工程，2011，（21）.

[5] 崔亚新，丁凤娥.基于三坐标测量机的逆向工程技术

概述[J].吉林工程技术师范学院学报，2012，（9）.

[6] 陈志杨.逆向工程技术――应用及软件[J].CAD/

CAM与制造业信息化，2014，（7）.

[7] 宫文峰，黄美发.逆向工程技术的应用与研究[J].机

械设计与制造，2013，（1）.

[8] 周锋，韩立洋.基于校企合作的逆向工程技术应用教

第3篇：反向工程的概念范文

【关键词】微小的间隙 接触电阻 接触电动势 单向导电

1 前言

提起PN结，大家都知道它具有正向导通、反向截止的特性，但PN结为何具有单向导性呢？这个问题就复杂了，现在比较流行的是引入一个“空间电荷区”的概念来解释的，这就需要从PN结的构造说起。

2 PN结的单向导电性

半导体具有掺杂性，P型和N型半导体就是利用在本征半导体也就是纯净的半导体中掺入不同价位的杂质元素而形成的。P型也叫空穴型半导体，它是在硅、锗等4价元素中掺入3价的硼、铝等受主杂质，在其共价键结构中缺少1个电子而形成空穴（见图1）。N型半导体则在硅、锗等4价元素中掺入5价的施主杂质磷、锑等，这时就会在共价键中多出一个电子而形成自由电子（见图2），因此半导体就具有了两种载流子――电子和空穴对。在P型半导体中空穴是多子、电子是少子；N型半导体则相反，电子是多子、空穴是少子。

如果通过光刻和杂质扩散等方法就能将一块半导体分成P型半导体和N型半导体两部分，它们之间就是一个PN结。它是构成半导体器件的基础，其实一个二极管就是一个PN结。那么PN结是怎么具有单向导电性的呢？

通常的说法是在不加外电压时，这个PN结中P区的多子是空穴，N区的多子是电子（通常只考虑多子），因为浓度差，载流子必然向浓度低的方向扩散。在扩散前，P区与N区的正负电荷是相等的，呈电中性。当P区空穴向N区移动时，就在PN结边界处留下了不能移动的负离子，用带蓝圈的负电荷表示； 当N区自由电子向P区移动时， 就在PN结边界处留下了不能移动的正离子，用带红圈的正电荷表示，这样就在空间电荷区内产生了一个内建电场Upn，电场的方向是由N区指向P区的。在扩散作用下随着Upn增大，载流子受到电场力Upn的作用而做漂移运动，它的方向与扩散运动相反，最终使载流子扩散与漂移达到动态平衡，形成了空间电荷区，如图3所示。

当外加正向偏压时，电源E提供大量的空穴和电子，E的电场方向与Upn的电场方向相反，空间电荷区被两种载流子复合而消弱变窄，载流子容易通过扩散加强，呈现低阻状态。

当外加反向偏压时，它的电场方向与Upn的电场方向一致，空间电荷区被增厚变宽，载流子不易通过扩散减弱，呈现高阻状态。此时仅有两侧的少子，也就是N区的空穴和P区的电子在Upn电场力作用下做漂移运动，形成较小的反向饱和电流IS，直至击穿为止，其电流按二极管方程规律变化，这就是PN结的单向导电性原理。

在“空间电荷区”的概念里认为空穴和电子是可以自由移动的， PN结两侧的正负离子是不能移动的，“空间电荷区”的厚度决定了通过PN结电流的大小。但如果把“空间电荷区”看作是一个“微小的间隙”，即把它等效为一个接触电阻，可能就更容易理解，更能反映PN结的单向导电性实质了。我们知道当电源E一定时，电流I的大小主要取决于导线电阻中能够参与导电的载流子的多少，而在整个回路中PN结相对于其它导体原件能够参与导电的载流子最少，也就像一道闸门，它的微小间距也就是它的接触电阻决定了回路主要电流的大小。当PN结间隙小时接触紧密，接触电阻小；当PN结间隙大时接触不紧密，接触电阻大，因此PN结边界处的接触电阻是PN结导电的关键。

那么，PN结边界处的接触电阻又与谁有关呢？我们知道由于掺杂的原因，P区产生的空穴与N区产生的电子一定会相互吸引，它们必然向PN结边界聚集，形成如图4所示的接触电动势Epn。

当没有外加电压时，载流子要想通过PN结，就必须获得足够的能量，因此只有少部分高能的载流子才能够穿过PN结与之复合，不能复合的空穴和电子就形成了一个由P区指向N区的接触电动势，其实质就是一个具有电源性质的接触电动势Epn，它与Upn方向相反。接触电动势Epn的存在是载流子扩散运动的结果。

当外加正向电压时，电源E与接触电动势Epn方向相同，相互叠加。电源正极发出的正电荷与N区的自由电子相互吸引，电源负极发出的负电荷与P区的空穴相互吸引，PN结之间接触更加紧密，它们之间的“微小的间隙”变窄，从而接触电阻减小，PN结对外呈现低阻性。

当外加反向电压时，电源E与接触电动势Epn方向相反，相互抵消。电源负极发出的负电荷与N区的电子相互排斥，电源正极发出的正电荷与P区的空穴相互排斥，PN结之间接触不再紧密，它们之间的“微小的间隙”变宽了，从而接触电阻增大，PN结对外呈现高阻性。

实际上，PN结由于各种材料的不同，它们的正反向电特性也即接触电阻就会不完全对称，这种材料的不对称就造成了PN结正反向电阻值的差异，它会在一定的电压范围内呈现出较为明显的不对称性，也就是PN结的“单向导电性”。

3 总结

以上就是我对PN结单向导电性内部导电的原理分析，但对于“空间电荷区”的概念也有许多不同的理解，尽管关于PN结的那些推倒式也是基于导体内粒子的数学模型建立起来的，但对于那些令人匪夷所思的推倒式还是仁者见仁，智者见智。有人不认同“空穴”的存在，认为它是虚无缥缈的东西，是人为制造的名词。有人认为既然只有半导体含有“电子空穴对”、导体只有自由电子，那金属导线怎么传输空穴呢？只在半导体内部激发再复合吗？还是……等等。尽管更多的人认为半导体中空穴不能移动，只是电子在导电，但这并不能否定空穴的存在，从物理学角度出发，电子应该与空穴是同时存在的，只是空穴就是一个空位，不能移动而已。因此，如果把空间电荷区看作是一个“微小的间隙”，引入一个接触电阻或接触电动势的概念就能很好的解释半导体PN结的单向导电性了。

以上就是我对PN结的单向导电性原理的分析与理解，由于水平有限，难免有认识上的错误，请同志们提出宝贵意见，共同探讨。

参考文献

[1]张肃文主编.低频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]清华大学电子工程、工业自动化系编.晶体管电路[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]谢嘉奎，宣月清，谢洪编.电子线路-线性部分[M].北京：高等教育出版社，2009.

第4篇：反向工程的概念范文

[关键词] AMP； 赛博格； 3DS； 金属外骨骼技术； 反向运动力学； 布尔计算

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

[作者简介] 李志河（1974—），男，甘肃环县人。副教授，硕士生导师，主要从事信息技术教育、教育软件工程与职业技术教育等方面的研究。E-mail：。

当前的影视剧大量使用现代新技术进行角色塑造、画面造型和场景渲染。《阿凡达》影片是新技术应用的完美体现者，片中不仅展示了一个全新的外星球世界、宏大的山脉、巨型灵魂树、奇异生物和惟妙惟肖的纳美人，而且使用了多种金属外骨骼AMP 3D（Amplified Mobility Platform，扩增式移动平台）。这种金属外骨骼机器不仅可以进行战斗，还可搬运重型货物，这实际上恰好反映了人类借助外部金属部件实现某些功能的理想。本文将赛博格、反向运动学理论、3D建模、实景技术和造型过程等多个方面知识有机地结合起来，通过逆向分析机甲骨骼模型AMP 3D角色的设计思路，并利用3DSMAX和MAYA模型造型技术创建了一个机甲模型角色。这对于高职院校的影视编导、动画设计、模具设计与制造等开设三维造型课程的专业学生的专业素养和综合应用能力提升具有一定的理论与实践价值。

一、赛博格

赛博格源于控制论思想，最早是美国航空和航天局的两个科学家曼弗雷德·克林斯和内森·克兰在20世纪60年代提出的。[1][2]他们从Cybernet、ICOrganism两个词各取前三个字母构造了一个新词： Cyborg，并认为运用药物和外科手术的方法可以使人类在外层严酷的环境条件下生存，以此希望通过技术手段对空间旅行人员的身体性能进行增强。[3]Cyborg后来被定义为一个人的身体机能经由机械拓展进而超越人体的限制的新身体。[4]美国哲学家唐娜·哈拉维（Donna Haraway）在1985年发表了著名的论文《赛博格宣言：20世纪晚期的科学、技术与社会主义女性主义》。她认为赛博格是一个控制有机体，一个机器与生物体的杂合体，一个社会现实的创造物，同时也是一个虚构的创造物。[5]在当代科幻电影中， 赛博格既是动物又是机器的生物体， 居住在自然与人类社会之间的模棱两可的世界中，其中，《阿凡达》电影中基于赛博格的金属外壳机甲模型表现尤为突出。

简而言之， 赛博格就是依据和运用一定的科学技术，包括电脑对人的身体机能进行的控制与改造，例如安装了假肢、义齿、心脏起搏器，就可使人获得或者增强身体的某些功能。而运用更先进的电子、生物技术，则有可能超越自然人体原本的限度，创造在机能上更加强大的新的人的身体。[6]

二、现实中的金属外骨骼

技术发展与实景画面

作为一种将人体和机器整合在一起的技术，金属外骨骼技术是基于赛博格技术（神经电子技术）而发展起来的。近年来，随着人体电子芯片植入技术的逐渐成熟和网络技术的飞速发展，金属外骨骼的研究与制作早已从概念与构想阶段向现实阶段迈进。图1所示为日本NHK科教纪录片《改变人类的赛博格技术》中的赛博格技术的原理图，描述了人类神经系统与外界辅助机械的关联关系。[7]

图2是松下充气式外骨骼，主要用于帮助瘫痪患者。它的肘部和腕部装有传感器，手臂可以控制8块人造肌肉，该骨骼模型的人造肌肉内装有压缩空气，用于挤压瘫痪部位，从而达到理疗和辅助运动的目的。

可见，通过人机接口将人与装备、网络零时刻连接起来从而实现真正意义上的人机整合将是未来发展的一大趋势，而此项技术将导致人类自身对“自我”的定义在哲学层面被重新诠释。

三、金属外骨骼技术在

《阿凡达》影片中的应用

《阿凡达》影片中，人类已掌握了成熟的电子神经技术，甚至已经可以进行灵魂转移，然而该技术最为成熟的应用莫过于AMP 3D机甲。美国马萨诸塞州工程中心负责研发XOS机械装甲的大卫·奥德特说：《阿凡达》影片中的机械装甲具有未来发展的可行性的条件，并暗示着未来机械装甲存在的重要性。[8] AMP装甲全称为Amplified Mobility Platform（移动扩增平台），是一种单人驾驶操作的移动轻型装甲。这种装甲模仿人体构造，在技术精湛的驾驶员手中，能如同驾驶员的身体一般灵活。据《潘多拉百科全书》[9]介绍，AMP高4.205m，宽2.83m，重约1700kg，使用燃气动力涡轮发动机工作，中等功率运行长达8h。它配备有火力极猛的GAU-90三十毫米炮，也可配备火焰喷射器、陶瓷刀等，在战场上是地面部队有效的作战武器。从影片中可以看出AMP一步约为3m，依照1min110步计算，该机甲的巡航速度约为20km/h，依照10h的可用时间可推断其最大步行距离约为200km。在影片中，人类保安部队的地面分队并未装备班用机枪、迫击炮一类的面压制火器，单兵基本装备的是突击步枪和冲锋枪及枪榴弹。考虑到人类有大量的空中力量，火力支援任务主要由武装直升机担任，而地面的面压制一类的火力支撑点则由AMP扮演。正是由于AMP的强大火力支援，由AMP、枪榴弹、突击步枪构成了一个层次合理、分布均匀的防卫体系，该体系中的核心就是AMP战斗机甲。

四、设计思路

依据《阿凡达》电影中的AMP，本文创建的是一款以反装甲、反预设工事为主要任务的重型AMP机甲模型角色，其体型类似于影片中AMP，手臂加强使它可以单手配备有火力极猛的三十毫米火神炮，也可配备火焰喷射器，坦克导弹发射器等，并具有很好的适应性。驾驶室有全球定位系统、前视红外面板、动作搜索雷达等，用于导航和定位，还有与驾驶员声音匹配的语音控制系统。图3为AMP建模效果图。特别说明的是，在AMP胳膊、手臂等关键部位建模过程中需要用到反向运动学与布尔运算等关键技术。

反向运动学是一种与正向运动学正好相反的运动学系统，它主要操纵层次中的子物体，从而影响整个层次。反向运动学建立在层次链接的基础之上，要理解IK的工作原理，必须首先理解层次链接以及正向运动学的规则。另外，在反向运动学中出现了一个新的概念，即“IK解算器”。“IK解算器”是一个特殊的控制器，它用于处理IK方式，自动计算出IK的关键帧动画。例如一个人体手臂的链接结构，如果使用正向运动学系统，那么需要首先旋转大臂，然后旋转小臂，接着是手腕、手等，我们需要为每个子物体设置旋转的关键帧。图4就是反向运动学在骨骼系统上的应用。

在骨骼系统上的应用

在数学里，术语“布尔”意味着两个集合之间的比较。在3DSMAX中，则意味着两个几何体之间的比较。可以根据两个已经存在的几何体创建一个布尔组合对象来完成布尔运算，所用的两个物体称为“运算对象”，其运算结果则是布尔物体。这种运算有两种结果，即A-B或B-A。

五、角色的建模过程

（一）收集资料和设计模型

一位优秀的3D工程师一定是一个优秀的模型制作者，为了设计和造型某些特定的系统和角色，3D工程师都需要进行相关造型设计，这些设计一般是图片或者是模型。在早期的电影特效里都使用模型拍摄，直到现在，模型在电影拍摄中依然占有不可替代的地位，如泰坦尼克号模型、唐山大地震景象模型。在AMP造型的过程中，我们需要搜集相关的文档和图片资料，并借助模型造型，以便于全面和细致地掌握所要建模的对象。

（二）模型的建造

《阿凡达》中的AMP模型的构建过程过于复杂，而机甲胯部陀螺平衡系统既是一个平衡器，也是建模系统的协调器，具有一定的代表性，为此本文选取胯部陀螺平衡器这一部分的建模为例分析其建模过程。

1. 绘制线形图及图片分析

一般地，为了使后期的建模过程变得明确，建模师都要绘制效果图和创建对象。本建模对象选取了已有的AMP树脂模型，所以，本文的主要工作是对图片和模型进行分析，并利用3D工具设计出AMP轮廓。首先将图5中的物体用不同的颜色线条将不同零件的轮廓大体上勾勒出来，以便在建模时对物品的边、面的数量心中有数。我们不难看出，胯部陀螺平衡器的主体部分为一个多面体，其他零件也可用多面体修改。

2. 构建模型框架

模型框架建构是模型设计的重要步骤，需要依据实体模型和实际需要将物品的大体形态准确地构造出来，特别是在比例和大小上要准确把握。图6为模型框架的建模成品四个透视面示意图。

3. 刻画细节

3D的建模过程即为实体模型的虚拟化。当模型框架等结构形态完成后，接下来就需要依据模型和实际刻画细节，从线条到曲面，甚至细化到每一个铆钉的形状。这个过程主要包括框架结构设计、材质确定、灯光渲染、摄像机机位设定等多个环节。值得注意的是，蒙皮效果虽则简洁和方便，但是蒙皮的细节有很多局限性，所以，一般表现较为复杂的对象都不会采用蒙皮的方式进行。当以上关键工序完成后，对象的建模过程也就基本上完成了。图7是完成品模型与模型框架的对比。

（三）骨骼的绑定

骨架是一个模型对象的灵魂，骨骼系统在3D中是动画与模型间的桥梁，特别是对那些有关节链接和运动倾向的角色对象而言。为此，我们要切实注重分析和构建合理的AMP骨骼骨架及其关节运动。

1. 物体的运动方式分析

以角色手指创建为例，本角色的手指是五段体而非常见的三段体，如图8所示。所谓五段体是指每个手指相邻的两节之间再加上一个短节（图8红线处），使之运行更加流畅。

2. 创建骨骼

该环节要求依据人体结构和骨骼关节的特点，依据赛博格关于骨架支撑方法创建骨骼及其肌肉组成（如图9所示）。

这一步只要调整好尺寸与位置即可，并无太大难度。但也应注意骨骼间的联结点要靠近关节转动的中心位置（图9黑圈中的中心点），以达到关节灵活、运动自如的效果。

3. 创建IK解算器

IK（Inverse Kinematics）反向运动是使用计算父物体的位移和运动方向，从而将所得信息继承给其子物体的一种物理运动方式。与反向运动对应的是正向运动，正向运动学使用自上而下的方法，它在定位和旋转父对象的地方开始，然后向下进行到定位和旋转每个子对象的层次。正向运动学的基本原则包括：按照父层次到子层次的链接顺序进行层次链接，轴点在对象之间定义关节，子对象继承父对象的变换。由于手指是多段体而非简单的两段体，所以不必担心在创建IK链接后会出现移动幅度过大导致不符合常理的现象。图10为IK链接后的效果图。

4. 将骨骼绑定在相应的物体上

由于本模型中的零部件都是刚性的，其膨胀、弯曲和形变的能力有限。为此，一般我们可以考虑直接将物体绑定在骨骼上，而不需要添加任何蒙皮修改器，如图11所示。如果我们面对的是柔性比较强的模型，那么就应该注意使用蒙皮效果。

（四）手部动画的制作

AMP机器人模型手部动画制作主要包括以下三个步骤：（1）确定起始关键帧与结束关键帧；（2）按照关键帧，调整模型动作；（3）导出AVI格式文件。由于文章篇幅问题，在这里不再赘述。

六、总 结

我们不难看出，赛博格理念和方法已经得到全面应用，人类也越来越依赖技术，希望通过与技术的结合扩展人类功能，从而实现其目标。本文以赛博格理念和挑战回应力学为基础，通过分析技术与人类基本功能的有机结合，不仅提示我们认识自我及其功能，而且也说明一个优秀的三维角色模型创建决不单单是角色的创建，而是需要依赖一定的理论和方法，创建一个完整的、科学的和严谨的建模体系。《阿凡达》电影金属外骨架AMP造型分析和模型构建过程不仅体现在三维建模技术上，而且通过具体分解影片《阿凡达》AMP技术特性和模型构造，在无形中大大提升了三维造型技术的人文特性和教学实践应用性。这对于改变当前高职院校3D相关技术课程重视实践操作、忽视与相关理论和实际相结合的现状具有一定的借鉴意义，并对提升高职学生专业素养和职业综合应用能力具有一定的实际意义。

[参考文献]

[1] Harry Scarbrough.Know Ledge as Work： Conflicts in the Management of Know ledge Workers[J].Technology Analysi s & Strategic Management，1999，（1）：6～77.

[2] [英]布里恩·温斯顿.媒介的产生——技术决定论亦或文化决定论[J].江西财经大学学报，2001，（1）：66～70.

[3] Uwe Borghoff ， Remo Pareschi.Information Technology for Knowledge Management.Springer[J].Verlag Berlin Hei deberg，1998，（10）：26.

[4] 费多益.“进化”的文化选择[J].自然辩证法通讯，2009，（2）：1～6.

[5] Ruth Burch.The Cyborg Woman Meets the Dog （Another Companion Species）： Significant Otherness[J].Partial Connections and Virtuality in Donna Haraway，2003，（8）：2～10.

[6] John Glad.Redesigning Humans： Our Inevitable Genetic Future[J].Mankind Quarterly，2003，（44）：11.

[7] 立花隆.改变人类的赛博格技术[N].NHK，2005.

第5篇：反向工程的概念范文

关键词：DCS；控制系统；水泥余热发电

我国是世界水泥生产和消费的大国，近年来新型干法水泥生产发展迅速，技术、设备、管理等方面日渐成熟。目前国内已建成运行了大量 2000t/d 以上熟料生产线，新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低，但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲，因此，新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用，一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少，再者，国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾，刺激了煤电项目的增长，一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗，另一方面煤电生产产生大量的尔二氧化碳等温室气体，加剧了对大气的环境污染。因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。此外，为了提高企业的市场竞争力，扩大产品的盈利空间，国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时，也纷纷规划实施余热发电项目。水泥余热发电项目充分利用熟料煅烧生产时排放的大量废气进行回收发电，既可降低水泥熟料的生产成本，提高企业经济效益，又能保护环境，创造良好的社会效益，成为新的经济增长点。水泥窑纯低温余热发电完全符合国家的相关产业政策，是 21 世纪的新技术产业，推广应用的前景十分广阔；水泥窑纯低温余热发电在我国水泥行业推广应用，对提高我国的能源利用水平，保护环境起到积极的促进作用。电力系统在水泥余热发电有着举足轻重的作用，当前主要采用的是DCS控制系统，本文详细介绍了DCS控制系统在水泥余热发电中的应用。

1 DCS 的基本概念与特点

DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS的核心结构基本上是一致的，即“三点一线”式结构。其中计算机网络是整个DCS系统的骨架，作为“三点一线”其中的一线，“三点”则是指的操作员站、工程师站、现场I/O 控制站，其中操作员站面对的是操作人员，工程师站面对的是监控管理的人员，现场I/O 控制站是工业现场中面向控制现场的。操作员站、工程师站、现场I/O 控制站通过网络进行传输信息，是DCS系统的不可或缺的重要组成部分。

有以上论述，经过分析，DCS呈现以下趋势：

1） 开放性。集散控制系统中所使用的设备现在都正在通用化， 专一化的产品越来越少，计算机和网络通用化更高。高性能的工控机、工作站等设备大量采用，专用网络产品逐渐被淘汰，通用网络产品正在盛行。网络通信规约逐渐向标准靠拢， 系统集成方式构成的应用系统方法越来越多的瘦到应用。

2） 分散化和智能化。现在被大量采用的主要是智能仪表、智能电子设备及现场总线技术将， DCS的体系逐步的分散，数字控制已经成为其中的重点，DCS逐步朝着智能化的方向发展。

3） 系统的构成的多种多样。目前，集散控制系统已经成了广义的概念，不再单纯的指传统的DCS，新一代的集散控制系统，其构成根据应用领域的不同而不同。

4） 自动化的综合性高。集散控制系统正大阔步的朝着综合的自动化方向发展，系统的相互关联与影响是未来发展的趋势。

2余热发电的工艺流程概述

由于热力系统的的不同，水泥纯低温余热发电在工艺上也将不同。余热发电利用较多的是双压补汽式余热发电热力系统，双压补汽式的汽轮机是由两股蒸汽从不同的部位进入汽轮机做功，参数较高的主蒸汽从汽轮机前端经过主汽门、调节汽阀进入汽轮机做功；参数较低的蒸汽经过补汽阀，从汽轮机补汽口进入渐缩式蜗壳补汽缸，与该处的主蒸汽充分混合后一起做功。从窑头熟料冷却机废气出口出来的废气，温度大约在400℃左右，将从AQC炉的顶部进入AQC炉，同时自下而上的流动的水将于废气进行反向热交换，AQC炉的水吸取热量后会产生两种蒸汽。此时出AQC炉的烟气，烟气温度大约是在90℃左右，然后经过电除尘器，最后排入大气。出窑尾预热器的废气，废气温度大约在350℃左右，将会从SP炉的顶部进入SP炉炉膛，和自下而上流动的水工质进行反向热交换，水工质吸热后产生压力比较大、温度比较高的主蒸汽，该主蒸汽进入汽轮机之前先与AQC产生的主蒸汽在中压集汽缸混合，最后一起进入汽机房的主蒸汽母管。补充蒸汽和主蒸气作为做功介质进入汽轮机做功，做完功的乏汽，然后进入凝汽器进行冷却，被凝结成水，然后凝结水经凝结泵被送入到真空除氧器，经过除氧 并加热的工质由给水泵送入AQC炉省煤器，在省煤器被加热至饱和状态后，分别进入到AQC炉的高、低压汽包和SP炉的高压汽包。

3 DCS 在余热发电中的应用

余热锅炉系统的组成包括烟气、锅炉本体、除氧供水、加药等部分。若仅仅依靠单元组合仪表进行控制，实时数据无法记录，如果长时间处于手动运行状态，锅炉的超温超压缺水满水等异常将状况无从查实，因此锅炉工艺的控制要求将无法满足。一个完善的仪表系统应是集参数检测、自动调节、连锁保护、顺序控制、显示、报警、历史记录、趋势曲线、报表设置、监控管理等为一体的控制系统。锅炉检测仪表的不完善将会对锅炉的安全运行造成威胁。

集散控制系统主要由工程师站、操作员站、通讯站、现场控制站（I/O 站）构成。现场控制站包括主控单元设备和 I/O 单元设备。工程师站和操作员站运行相应的组态管理程序，实现人机通讯，对整个系统进行集中控制和管理。余热发电的 DCS 控制重点是锅炉汽包水位的控制环节、汽轮机保护控制、凝汽器热水井及除氧器水位控制和除氧器温度、压力及阀门控制四个环节。

参考文献：

[1] 俞捷.水泥窑纯低温余热发电系统发电能力之我见[J].水泥工程，2009（5）： 83-84.

[2] 倪申举.水泥线纯低温余热发电安装项目市场分析[J].结构与设备安装，2009（12）：18.

第6篇：反向工程的概念范文

一、 运用比较培养思维的灵活性。小学数学应用题有些数量关系是极其相似的，因而也具有相类似的解题思维方法。在教学中对同一解题思路和解题规律，设计不同的问题情景，运用比较的方法引导学生分析思考，不仅能使学生弄清题中的数量关系，掌握解题规律，而且有利于培养学生思维的灵活性。

如，教学工程应用题之后，让学生做以下几道练习：

1. 一项工程，由甲工程队修建，需12天，由乙工程队修需要20天，两队共同修建需要多少天？

2. 客车和货车同时分别从两地相向开出，客车行完全程要10小时，货车行完全程要15小时，经过几小时后两车相遇？

3. 学校有一笔钱用来买办公桌椅，单买办公桌可以买10张，单买办公椅可以买40把。如果买办公桌椅同样多，可以买多少套？

学生分析题以后便可以得出以下数量关系，教师可以引导学生作如下比较：

路 程÷速 度 和=相遇时间

工作总量÷工作效率和=工作时间

总 钱 数÷单 价 和=购买的数量

通过比较学生看到了虽然上述几道题的创设情境不同，但解题思路相同，都可以借用工程问题的解题方法来解答。

二、 运用比较培养思维的多向性。很多应用题的解题方法不是唯一的。教师应引导学生从多角度、多侧面去思考问题，列出不同的算式，让学生进行比较，找出解决问题的最佳途径。

如，一艘客轮从A港开往B港，已经航行了165千米，正好航行了A、B两港路程的5／9，这艘客轮离B港还有多少千米？

这是一道难度不太大的分数应用题，可以循着顺向思维用分数除法，可得解法1：

165÷5／9—165或165÷5／9（1—5／9）

可以从“求一个数的几分之几是多少，用乘法”的思路去考虑，可得解法2：

165×[（1－5／9）÷5／9]

受到上面解法的启发，又可以循着航行的路程是离B港的几倍的思路探索，得出解法3：

165÷[5／9÷（1—5／9）]

还可以从归一法思考，得出解法4：

165÷5×（9—5）

如果循着反向思维，从返回归一考虑，学生又可以得出解法5：

（1—5／9）÷（5／9÷165）

由于教学精心设计，虽然学生练的只是一道题，但这道题的知识覆盖面却很广，学生在解答时是需要选择头脑中储存的多种信息，并进行比较，找到解题的途径和方法。这样不仅有利于知识的沟通，而且有利于培养学生思维的多向性。

三、 运用比较培养思维的深刻性。对数学概念、定律、性质、公式、结论的教学，如果只停留在表面上，学生理解是不会深刻的；若能将有关的基础知识进行比较，分析其内在的各种特征，可以防止知识泛化和混淆，提高认识能力。

如在教学比时，就需要将除法、分数和比这三个数学概念进行比较找到它们的相同点和不同点，尤其是要通过比较找到它们的不同点。比同除法、分数虽然有些联系，但是它们的意义是有区别的。比是指两个数相除，表示两个数的倍数关系；除法是一种运算方法；分数则是一种数的表达形式。

又如，比例教学中，学生常对下面这组题不易搞清：

（1） 一种药水是用药粉和水按1∶100配成的，要配制8080克药水，需要药粉多少克？

第7篇：反向工程的概念范文

关键词: 通用设计现有模式再认识反向思考

一、通用设计的现有模式

通用设计(Universal Design)的概念由美国学者Ron Mace首先提出,他认为设计师的考虑对象不应仅局限于特定族群,即不应仅考虑行动不便的身体障碍者,而应在产品设计之初即以“全体大众”为出发点,考虑到所有的人,让设计的环境、空间与设备产品能适合所有人使用,这就是通用化设计的基础精神。

通用设计的演进始于上世纪50年代,当时人们开始注意残障问题。在日本、美国和欧洲,无障碍空间为身体障碍者除去了环境中的各种障碍。到了70年代,欧洲和美国开始采用“广泛设计”(accessible design),它针对在身体障碍者在生活环境上的需求,而不是针对产品。70年代,美国建筑师Miclael Bednar首次提出:撤除了环境中的障碍后,每个人的官能都可获得提升。他认为建立一个超越“广泛设计”且更广泛、全面的新观念是必要的。1987年,美国学者Ron Mace开始使用“通用设计”一词,并设法将它与“广泛设计”的关系作定义。他表示,通用设计不是一项新的学科或风格,或是有何独到之处。它需要的只是对需求及市场的认知,以及以清楚易懂的方法,让我们设计和生产的每一件物品都能在最大的限度上被每个人使用。他认为“通用”(universal)一词并不理想,并指出,“全民设计”是一种设计方向,设计师应努力在每项设计中加入各种特点,让它们能被更多人使用。

我们见证了过去20年来对于什么是通用设计这一思想的演变。我们的设计会随着我们对于设计面向的人群越来越了解而改变与提高。在设计过程中用户的输入和参与能够提供最好的设计。这让我们有了一个必然的结论――通用设计不是静止的,而是不断改变,模仿随着不同时间和地点变化的用户的需求而变化,正如1990年芝加哥的通用设计与2008年奈罗比的通用设计不同。

二、对通用设计的再认识与反向思考

尽管目前通用设计已在工业设计及建筑设计等学术领域受到极大的重视,但是目前的状况看来,“一个设计不可能解决所有问题”。正如需求的愿望是不可能、也不应该被无条件和无限度地满足一样,人总是首先选择满足最迫切的需要。既然如此,又为什么要刻意地去要求每一件产品都可以针对多种人群、满足许多功能,在一个设计中将所有问题都一一解决呢?这种人为拔高的期望值就是“泛设计”的典型代表,它让人在设计中找不到切入点和突破口,从而面对一大堆问题理不清头绪。我们对设计中的问题不能回避,也不能一概而论,只要将问题作归纳和简化,我们才会有明确的设计方向。“目标问题”的确立是以市场和需求调研、信息和资讯分析为背景的,“目标问题”的定位应该是以解决相对单一的问题来设定的。

一位教授曾经用“食”的比喻去向他的学生讲授确定单一目标问题的重要性,他说:一个人饿了就需要进食,这就相当于市场的需求;进食地点有家庭、食堂或饭馆,而你只能选择一个进食地点,这就相当于让你确定设计方向;用餐前点主食和菜品时,你不可能点菜单上的所有主食和菜品,这就需要选择主食和菜品,相当于确定你的设计的“目标问题”。这都是你在“食”之前必须确定的事,那么在你动手设计之前将面对的问题简化到“目标问题”也就成为了必然。菜品越少时你吃得就越快(就像快餐一样),你的选择就越容易完成。这个例子很恰当地说明了确立“单一目标问题”的好处。同“食”一样,适可而止才不会造成浪费,设计目标单纯才更易于找出问题,也更利于解决问题。当“目标问题”明确之时,我们在设计方向上就有了一个正确的开端,而不会像在确立通用设计目标当中那样,需要解决多种消费者不同的目标问题。

工业设计博大精深,通用设计的出发点固然是好的,但也不用故作深奥和神秘。我认为工业设计之道就在于Simple & True――简单而真实。所谓“简单”,是指设计必须有明确的目标,解决相对单一的问题;让设计语言清晰明了,让造型形态单纯。所谓“真实”,是指理性的设计观和设计态度,以及设计本身的可操作性。设计不是“泛设计”,需要有针对性地确立“目标问题”。设计中罗列出的问题就是我们将要捕捉的设计目标,在众多的问题中需要区分主要和次要问题,其中最符合设计要求和最能体现设计思想,又可以旁及其它问题的某一个或几个对象,就是“目标问题”。针对明确的“目标问题”去分析和研究解决的办法,我们的设计才有方向,针对性才强,指向的受众才明确,设计和需求才能达成平衡。

通用设计的初衷是要考虑到更多数的使用者,包括一些弱势或少数使用族群的需求。然而,我们在专注于如何满足多数使用族群的需要时却往往没有发现其实某些多数的使用者也有可能成为少数,占多数的使用者也有可能变成少数使用族群的其中一个。一些好的通用设计无不是在设计之初对少数消费族群进行更加明确的设计定位,来同时达到更好的“通用”目的。

因此,我们在做一些对于通用设计考量的时候,或是事务的流程规划与服务时,应更多地关注少数使用受众的需求,如此或许可以在同时满足更多数使用受众的要求,从而更符合通用设计的要求。

为了达到“通用”而出现过度设计,势必会把简单的问题复杂化,造成浪费。所谓“通用”,其实是“盛名之下,其实难副”。通用设计的初衷只是要最大限度地封装变化,最大限度地预测某些未来可能的变化,提供某些系统扩展和变化的可能性,从而减低未来变化的成本,为客户创造价值。正所谓“大巧若拙,大道至简”,有时候目标越明确反而越容易实现,而且越接近设计真理,越最终体会到简单的精妙设计之美。这应该才是设计的最高境界。

三、结语

当我们限制自己仅仅使用一个或者两个以上的方式的时候,我们的解决方案对于部分用户来说通常并不是很适用,或者比较昂贵。通过打破常规思维,混合以上几种不同的方法,我们可以提供既划算又满足广泛用户群的通用设计。在我看来,通用设计更应该是一个进化的方法,一种设计观念,它的提出只是希望人们可以考虑到更多的使用者。所以,我们在刚开始从事通用设计的时候,或许应该只注重某两三个使用族群,之后再进行使用族群的扩大,根据时间和地点的不同而变化,以迎合用户的实际需求,进而使设计具有更好的包容力。所以通用设计更应是一个过程,而不是最终的产品。

因此,真正的通用设计其实是一种观念,它应随着社会与文化的变化而变化。这是通用设计惊人的潜能。

参考文献:

[1]杨为渝.大艺术.哈尔滨:黑龙江美术出版社,2000.

[2]王受之.世界现代设计史.北京:中国青年出版社,2001.

第8篇：反向工程的概念范文

在西斯廷礼拜堂大厅的著作画作《创世纪》中，当耶稣创造了万物之后，接下来最重要事情的便是创造具有生命的人，寓意人类世纪即将开启。本案设计师以此为灵感，将“新生”概念泛化成抽象的设计美学，以两根拥有特别曲线的木干从两端延伸，在楼梯的屋顶上汇聚，象征着新的办公室与新的开始。

青铜制成的玻璃门把手，在入口前首先让人感受到重金属的力度。为了营造出远离都市、回归自然的意象，入口楼梯间使用了大量的天然素材，让人有穿越原始隧道的感觉。首层使用了粗犷的文化石，上面借助铁丝网铺就长炭、卵石等元素，营造了极具原始气息的氛围。

传统的办公空间喜爱将大空间作为员工座位区块，而本案设计师则反向操作，随着楼梯而上所见到的是宽广的公共空间，中央摆放两张洽谈桌，为来访客户营造了轻松的氛围。刻意延伸的细刻纹文化石墙与欧风的镂空书柜产生了密实感中带着光影的穿透性，显示出绝佳的层次感。书柜对面的主墙是设计师对于公司理念的体现。墙上鲜艳的装置艺术由不同颜色的麻布织结而成，黄、绿、紫三色分别代表公司内三个部门，红色代表公司全体员工，最后麻布缠绕成在数字中代表无限的“∞”，象征每个部门的力量都将成为坚强团队的重要一环，团队的力量无限延展。背墙架构的素材延袭了楼梯所使用的天然材料，拉开的动线促使风格连贯自然。

玻璃屋内是宽敞的会议室和吧台空间，圆弧型的玻璃让空间更有穿透的力量。在会议桌前坐下，会惊喜地发现会议桌竟采用门片压上透明的玻璃，而用来会谈的主墙则选用一组电动的梧桐木门片来遮掩电信装置，镶嵌着复杂颜色镜面的开放柜内放置许多设计师的收藏品，灯光从金色木纹丝线材质中透出，散发出逼人的艺术气息。在角落的天花悬挂别具风味的鸟笼，通过光影的投射将鸟笼的线条投影在墙上，赋予会议室温馨的氛围。天花是由一支支七个不同尺寸的实木条拼组而成。由于讲究线条的利落感，工程必须从某一基线依序动工，不可在各个区域各自施工。凹凸不同的实木条由初始点延伸到最底端，当点线面的概念拼组架构完成后，便成了气势浩大的穹顶。

从施工到完工，设计师仅利用了两个月的时间，略显匆促。团队人员特别将一开始的拆屋、施工等进度中的照片，以黑白输出挂置在一面墙上，与所有人分享完工的过程与感动。“看着这面墙，让我想起与所有人一起为这间办公室努力的时光，这是一面有温度、有时间记忆的墙，办公室也是个让人感受温暖的地方。”本案设计师如是说。

第9篇：反向工程的概念范文

关键词：电平;分配器;分支器;插入损耗;分支损耗

中图分类号：I235.2文献标识码： A 文章编号：

在小区住宅的电视系统设计中，我们通常会运用到分支分配器，其运用是否合理直接影响用户的体验。对于电视信号的评判可分为信号强度（dBµV）和信号质量两个方面，在本文中我们主要讨论信号强度。

一、信号强度

信号强度是用电平来度量的。电平可用来表示系统中的一个功率（或电压），系统中某一点的电平是指该点的功率（或电压）对某一基准功率（或电压）的分贝比:10 lg( P / P0 ) = 20 lg( U / U0 ) 。它是用来表示任意两个同类物理量或两个数值比值的对比，不能用来表示一个确定的物理量。如果分贝比是正的表示两者之间有增益，如果分贝比是负的则表示两者之间的衰减。

电平不仅可以表示功率，也可用来表示电压，二者可以相互转换。在有线电视系统中，电平(dBµV)常用来表示放大器的输入、输出以及系统输出口等信号电压的大小，而在分支分配器中则通常采用功率电平来表示相应的分支衰减和插入损耗。

dBµV总是表示75欧姆上测得的任意一个较小或较大的微伏数相对于75欧姆上的1µV之比值。任何一个比1μV小的量便记作―µV，任何一个比1µV大的量便计作+dBµV。

用户终端信号电平通常在(66±6)dBµV之间，效果较好；信号电平偏低时,电视屏幕出现雪花点或杂乱的干扰条纹,信号电平偏高时,电视屏幕出现扭曲或浮雕状画面。

二、分支分配器

电视信号分配网络中，电视下行信号经延长线路进入放大器的输入端,并由分配放大器放大至适宜电平后,经分支分配器,同轴电缆传送到每个终端用户。

分支分配器的运用对用户终端是否能获取优异的信号强度起着非常重要的作用。

1.分支器

分支器是从主路上取出少部分信号送到分支口的高频无源功率电平分配器件，且对端口的设备起到阻抗匹配作用。

它主要由定向耦合器或定向耦合器再加一个分配器组成。既有相互隔离作用,又有反向隔离作用。在理想情况下,分支输出端对主输出端几乎无影响,对主输入端的影响也可忽略不计,因此,它具有单向传输的特点。

某个分支输出端开路或短路,对输入端阻抗和各信号输出影响不大，但其主输出端对主输入端的影响却很大,因此,主输出端必须带上标准负载或用75Ω电阻终接。

主路的输出/输入口分别用OUT和IN表示，支路的分支口用BR表示，输出口和分支口输出信号不相等。分支器的插入损耗相较于分支衰减较小，以目前市面上某产品的108分支器为例，其中分配器型号的第一位数字表示一分支器，后两位数字表示分支口衰减8dB，而插入损耗仅为1.7dB。

2.分配器

分配器是输入信号同等分配到输出口的高频无源功率电平分配器件，且对端口的设备起到阻抗匹配作用。

它由阻抗匹配变压器、功率分配变压器和隔离电阻组成,只有相互隔离作用,没有反向隔离作用,输出端对输入端的影响很大,因此,输出端不可开路和短路,它可反向当作混合器使用。

输出/输入口分别用OUT和IN表示，每个OUT口出来的信号都是相等的。根据分配器产品型号的命名规则，以204为例，其中分配器型号的第一位数字分别表示二分配器，后两位数字表示分配损耗（即插入损耗）为4dB。分配器的一般型号为二分配器：204；三分配器：306；四分配器：408。

三、合理运用的技巧

为了让用户信号强度在合适的区间内，我们需要合理选择放大器增益，并且合理搭配分支器和分配器，尽可能让整个线路中用户处信号电平强度在标准区间内趋于均衡。灵活运用电视器件需注意以下几点：

1.在分支分配器的选用上应选用有较高隔离度,较低的插入损耗,稳定的分支衰减量等技术指标优于国标要求的分支分配器件。

2.分支器的OUT输出口衰减（即插入损耗）很小，适合作为干路的分支设备，使后串线路的电视信号衰减减小。分支器分支损耗越大,其插入损耗就越小,相反,分支损耗越小,其插入损耗就越大。对于分支损耗相同的不同类型分支器来说,其插入损耗随分支数的增大而增大，而同样输出端子的分支器有多种不同的分支损耗,这也有利于在工程设计时根据具体情况灵活选用。

3.分支器具有很好的隔离性，只要在主输出口接有标准阻抗的同轴电缆或终端匹配电阻，分支口开路或短路对输入口的网络影响不大，有线电视网络运用这个特性来连接用户终端IN口。

4.分配器的分配损耗随输出端子的增加而增加,输出端子相同的分配器其分配损耗都是相同的。

5.分配器的每个OUT输出口，不可以空载，否则会由于阻抗不匹配的原因造成重影，一般都要求加上阻抗匹配器。

6.考虑到分配器无反向隔离作用,而普通家庭用户具有很大的随意性,因此,在工程设计中,一般应避免分配器直接分配入户,以防止用户拔插用户线时使输出端口开路,引起强烈的信号反射,造成用户信号质量下降。

7.对高层楼房进行分配时,应先考虑以下几点：

1) 户外分配放大器的输出电平应根据设计的需要量送到楼房的中心位置，减小由于电缆衰减引起的损耗；

2) 根据楼房的外型与住户的需要,选择合适的位置用来安装分支分配器件；

3) 灵活运用顺算法与倒算法,对整幢大楼进行满负荷设计,计算所需的总电平,避免不必要的浪费；

4) 根据设计与计算所需总电平进行合理的分配。

在实际的工程设计中，设计者会遇到种类繁多的建筑类型。多关注不同的产品型号，充分了解各项指标，熟记各型号分支器的插入损耗和分支损耗,对系统进行顺算和反算，优化调整分支分配器的使用，使得系统更臻完善，为用户带来更好的视觉体验。

参考文献:

[1]陈华.无源器件对CATV网络系统的影响[J].中国有线电,2001,(22):96.

[2]樊碚.分配器分支器异同浅析[J].中国有线电视,2003,(19/20):23-24.

[3]王春.CATV系统用户分配网的设计技巧[J].电视技术,1997,(12):50-54.