关键词：概念验证；科技创新；启示
中图分类号：G321；F124.3文献标识码：A
國家评估中心2019年首次的《中国科技成果转化2019年度报告》显示，我国高校和科研院所科技成果转化遇到的瓶颈之一，是满足转化需求的高质量科技成果不足，且研发脱离市场。据移动新媒体“知识分子”专业文章测算评估，若美国高校科技成果转化效率为50%的话，我国高校仅为6%，发展潜力巨大[1]。
2000年以来，美国、欧盟积极从国家创新战略高度探索科技成果转化新模式，通过在研究型大学等兴建概念验证中心，或实施概念验证计划，大力推动具有应用潜力的基础研究从实验室走向市场，获得显著成效。这些实践对提升我国及北京高校、科研院所科技成果转化供给质量，解决基础研究和产业发展脱节问题，从源头上减少科技和经济“两张皮”现象，具有积极而重要的参考价值。
一、概念验证的内涵
概念验证是将研究人员的创意或成果转化为可初步彰显其潜在商业价值的技术雏形，并对那些不具备商业开发前景的设想加以淘汰[2]，从而增强研究成果对风险资本的吸引力，提高大学科技成果转化效率。例如，微软2019年的研究报告显示，因实施成本太高或市场需求不明确等原因，30%的物联网项目在概念验证阶段即遭淘汰。
就实际操作所需的环节看，概念验证主要包括原理或技术可行性研究、原型制造、性能测试、市场竞争分析、知识产权保护策略等[3]。
从纵向即技术创新链而言，技术创新可至少分为研发（发明）、概念验证、工作样机、工程化及生产线、产品生产5个阶段，而“死亡之谷”包括第2、3、4阶段[4]。显然，概念验证处于基础研究与技术成熟商业化之间比较靠前的环节，它既是技术创新链的一个阶段，又是跨越“死亡谷”的第一步，更是科技成果转化亟须突破的“最初一公里”。
二、美欧概念验证发展概况及效果
（一）美国
为推动概念验证工作，概念验证中心首先在美国研究型大学兴起。加州大学圣迭戈分校于2001年建立全美第一个高校概念验证中心——冯·李比希中心，麻省理工学院在2002年跟进成立德什潘德中心。如今，美国以高校为主已建立了近40家概念验证中心。
高校概念验证中心的发展得到了美国政府的高度重视和大力支持。美国政府于2009年、2011年分别了《美国创新战略：推动可持续增长和高质量就业》和《美国创新战略：确保我们的经济增长与繁荣》，将创建大学概念验证中心，作为加速大学科技成果转化，推动国家经济快速发展的重要路径。2017年9月，美国商务部宣布，向多家非营利组织、高等教育机构和创业集团提供总额超过1700万美元的支持，用于创建和扩大以集群为重点的概念验证和商业化计划，以及早期种子资本基金[5]。
麻省理工学院德什潘德中心是美国高校概念验证中心的突出代表，自2002年成立至2019年底，累计为该校超过125个初期技术项目商业化提供至少1700万美元的资助，为400多名师生和研究人员提供支持，共有100多位“催化剂”导师和其他来自企业或创业团体的人士，无偿为技术研发者提供技术商业化方面的指导和服务。近30%的项目通过成立公司实现了产业化，这些企业累计吸引了8亿美元后续投资，资本放大效应高达47倍[6]。
（二）欧盟
欧盟委员会欧洲研究理事会（以下简称“欧研会”）成立于2007年12月，主要负责实施原始创新计划，支持前沿学科和交叉学科研究，以及新技术和新兴领域的开拓性探索[7]。2011年，欧研会实施了概念验证计划，并设立概念验证基金予以保障。
概念验证计划专门针对研究成果市场化前的初始阶段，不支持基础研究的扩展研究以及商业示范应用项目。每个入选项目资助金额最多15万欧元，执行期限不超过18个月，主要用市场化可行性研究、知识产权布局、成立创业公司初始费用等[7]。
概念验证基金资助列入概念验证计划项目的年度预算，由2011年的1000万欧元，增长至2019年的2500万欧元。截至2019年底，已资助了约1000个项目[8]。2017年12月，欧研会邀请第三方对概念验证基金的实施情况进行评估，评估报告显示：概念验证项目在专利申请、许可协议、研究合作与合同、咨询、新创企业、公共服务、争取其他资助等诸多方面取得了增值。其中，42%的概念验证项目至少完成了1项专利推广，而更多技术则在新创企业或者与中小企业合作中得到应用；获得概念验证基金支持的项目，后续也更加容易得到其他渠道如私人或者风险投资者的研发资助[9]。
三、美国概念验证中心典型运作模式分析
概念验证中心是旨在填平基础研究与产品开发之间“死亡谷”的创新服务机构。美国加州大学圣迭戈分校的冯·李比希中心和麻省理工學院的德什潘德中心的运作模式较具典型性。
（一）资金支持
德什潘德中心的资助对麻省理工学院的所有院系师生开放。中心每年用于支持大学早期科技成果商业化的拨款项目可分为点火资金和创新资金，申请者获得资助的累计金额不超过20万美元。点火资金每笔不超过5万美元，周期为1年，主要用于新点子的实验探索和概念验证；成功后可继续申请创新资金，追加的资助不超过15万美元，以确保经过概念证明的研究成果的商业价值。
（二）创业咨询
冯·李比希中心和德什潘德中心都拥有实力雄厚的创业导师顾问团。这些咨询专家都具有不同技术专业背景和丰富新创公司或风险公司经营经验，多与企业和投资方等保持良好关系。作为学界和商界之间的桥梁，他们参与项目遴选，为受资助的项目提供创业咨询，促进科技成果供需双方建立密切合作关系[10]。
（三）教育培训
概念验证中心常常通过创设教育课程、开展讲座和研讨、举办学术会议或论坛等方式，帮助师生理解、识别和熟悉科技成果转化流程以及可能遇到的风险问题，为可能的初创企业发展做必要准备。例如，“创新团队”是麻省理工学院独特的课程，向学生传授科学和技术商业化的全过程，主要关注如何判断一项处于早期阶段技术的商业潜能，参加课程的投资人也有机会从中选择值得资助的对象[10]。
四、在京高校设立概念验证中心的可行性
从美国实践看，高校概念验证中心的建立和发展需要一定条件，主要包括：技术、人员、资金、设施、“验证”出口等[11]。北京地区高校曾孕育出过紫光、同方、方正、未名生物等一批知名企业，也最有条件和责任在概念验证中心建设和开展概念验证活动中先行探索。
从成果来源看，2019年度国家科学技术奖励中，北京地区高校作为第一完成单位的获奖数量接近全国高校作为第一完成单位数量的40%。2018年，中国高校获国内职务发明专利授权19.4万项[12]，是除企业之外职务发明的最大贡献者；同期北京地区高校职务发明授权量和输出技术合同成交额在全国高校的比重均在5%上下。这说明一方面北京地区有丰富成果或“新概念”可供“验证”，另一方面也表明北京地区高校科技成果转化依然有较大上升空间。
从人员看，2018年，北京地区普通高校研究生在校人数为31.7万人，占全国的11.6%；研发人员数量为8.59万人，占全国的8.7%。此外，北京地区还聚集了全国一流的科学家、企业家、投资人。这为开展概念验证活动提供了丰富的人力资源、智力资源。
从资金看，政府非常重视增加对高校科技的投入。2018年，北京地区高等院校研发经费支出为215.9亿元，占全国高校的比重为14.8%。更重要的是，政府部门已经认识到并愿意为开展验证活动提供经费支持。例如，北京市海淀区已宣布将提供专项资金支持本区高校、科研院所建设概念验证中心及开展概念验证项目。
从实验设施看，北京地区高校拥有国家重点实验室的数量约占全国高校国家重点实验室数量的四分之一。同时，首都科技条件平台囊括了本地区882个部级、市级重点实验室、工程中心等4.65万台套仪器设备，可以向社会开放共享。这些为开展概念验证提供了充足的物质保障。
从“验证”出口看，最直接的方式是就地进入大学科技园或其他孵化器。例如，上海市拟采取具体措施推进大学科技园参与高校科技成果的概念验证和成果熟化。北京拥有部级和市级的大学科技园40多家、孵化器超过100家，10余家高校成立了技术转移办公室。这都为概念验证后的成果提供了众多的接纳通道。
五、启示与建议
近几年，国家先后修订或出台了《中华人民共和国促进科技成果转化法》《实施〈中华人民共和国促进科技成果转法〉若干规定》《促进科技成果转移转化行动方案》，北京市也新颁布了《促进科技成果转化条例》。这些政策法规主要集中在收益分配、价值评估、人员身份等科技成果转化后端，而对科技成果转化前端的关注度不够或效果不佳。美欧对科技创新思想及成果进行概念验证的探索实践，对我国克服科技成果转化“最初一公里”的“短板”问题具有重要借鉴意义。
（一）央地协同开展概念验证探索
一是加强规划引导。国内概念验证中心建设目前尚处于起步阶段，2018年以来，西安、北京、上海先后建立起全国屈指可数的几家。2019年10月，北京市海淀区支持北京航空航天大学建立了全市首家概念验证中心，目前已筛选出一批概念验证项目，并初步打通了概念验证、创业孵化和股权投资的链条，为概念验证活动的可持续发展进行了有益探索。作为全国科技创新中心，北京应尽快形成成熟经验和模式向全国推广。建议国家科技、教育、产业部门和北京市合力统筹谋划，将在京高校、科研院所设立概念验证中心列入“十四五”时期全国科技创新中心建设部（院）市合作规划。北京市应将概念验证纳入《北京市“十四五”时期加强全国科技创新中心功能建设规划》，进行科学合理布局。通过概念验证中心尽可能早地识别出那些具有商业化前景的项目，催生出有助于解决经济社会重大问题的科技成果。同时，既要防止一哄而上，有名无实，也要克服畏难情绪、裹足不前，还要避免重复建设，考虑差异化布局发展。
二是创新支持路径。借鉴国外经验，对概念验证中心建设及实施概念验证的项目资金，前期由政府予以“兜底”保障。建议由科技部和北京市共同设立概念验证专项资金，用于支持开展概念验证活动，同时考虑国家自然科学基金区域创新发展联合基金对“概念验证资助项目”进行支持的可能性。此外，还应积极拓展资金来源渠道，如鼓励本校投入、私人捐赠、民间基金会支持等。
（二）采取灵活多样的组建方式
从国外发展历程来看，概念验证中心首先在研究型大学工学院兴起，随后扩展到研究机构和社会组织。建议结合实际情况，灵活组建概念验证中心：在依托单位上，既可以由某一所大学独立组建，也可以几所大学联合组建，也包括在科研院所和社会组织组建，同时鼓励校企共建；在具体运作上，可支持成立“民非”等实体机构，也可采取资助计划等非实体形式；在功能发挥上，既可由政府主导，也可由高校和科研院所主导；在服务内容上，既可以是综合服务类型，也可以聚焦特定专业领域；在服务范围上，可以面向本校本单位，也可以面向特定区域如优先覆盖“三城一区”或良乡、沙河高教园区等。
（三）培育科技成果转化创新生态
关键词：工程设计，概念设计，创造性思维，创新
1工程领域中的概念设计
现代科技的迅猛发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展，使产品结构发生了革命性的变化，机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势；计算机技术的飞速发展和广泛应用，深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程，并改变着产品的结构和功能；先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。
工程设计是人们运用科技知识和方法，有目标地创造工程产品构思和计划的过程，几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分（8~15%），然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70~80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱，是工业创新的核心环节，也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。
工程设计的全过程就是不断建立各种模型，并不断进行综合和分析的过程，即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类：一类是数值计算型的工作，包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格；另一类是符号推理性的工作，主要是方案设计工作。在设计方法学中，前者称之为细节设计，后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段，把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程，它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料，再经过反复思考、推理和决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
在工程设计领域中存在这样一个误区：设计、构思的原始冲动是三维概念，最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力，成为创新的桎枯。
三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台，设计师们可以直接从三维概念和构思入手，进行概念设计，形成产品的初步框架，然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力，不必拘泥于平面图纸的限制和束缚，而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。
2概念设计与创造性思维和技术创新
2.1创造性思维及其特点
要设计就要有创新，而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维，变换角度，开阔视野，才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维，即通过思维，不仅能揭示事物的本质，而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中，要努力发掘创造性思维的能力，充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一，准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合，善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”，这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。
创造性思维具有如下一些特点：
（1）独创性：创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念，以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑，敢于向传统的陈规旧习挑战，敢于否定自己思想上的“框框”,从新的角度分析问题、认识问题。
（2）连动性：创造性思维又是一种连动思维，它引导人们由已知探索未知，开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考，探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物，从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法，分析其相反的方面，从顺推到逆推，从另一角度探索新的途径。
（3）多向性：创造性思维要求向多个方向发展，寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散；也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。
（4）善于想象：创造性思维要求思维者善于想象，善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象，善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”只有善于想象，才有可能跳出现有事实的圈子，才有可能创新。
（5）突变性：直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断，出现思想的飞跃，突然闪现出一种新设想、新观念，使对问题的思考突破原有的框架，从而使问题得以解决。
2.2概念设计呼唤技术创新
技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想，在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会（用户）的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发，是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格，不局限也不依赖于某种特定的模式，以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤：
（1）多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果；
（2）对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破；
（3）突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术；
（4）新知识与现有知识的合理嫁接；
（5）产品功能上的兼收并蓄和去粗取精；
（6）学科间的交叉、交融和借鉴；
（7）新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用；
（8）科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。
由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法：
l智力激励法：又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智，引起创造性思维的连锁反应；
l提问追溯法：根据研究对象系统地列出有关问题，逐个核对讨论，从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想，或是针对新开发产品的希望点（或缺点），逐点深入分析，寻找解决问题的新途径；
l联想类推法：通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同，从而产生创造性思维和创新的方案；
l反向探求法：采用背离惯常的思考方法，通过逆向思维、转换构思，从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径；
l系统搜索法：从一个初始状态开始，分析影响系统的各个参量，逐步向前搜索，或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解；
l组（综）合创新法：将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化，或者通过已知的东西作媒介，将毫无关联的不同知识要素结合起来，摄取各种产品的长处使之综合在一起，形成具有创新性的设计技术思想或新产品；
l知识链接法：创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流，它包括知识的产生、开发、转移和应用，这四个阶段构成一条“知识供应链”并按照下述原则进行管理：把技术创新过程作为一个集成化的系统，只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起，才能发挥最大作用，这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求，知识转移的特征和形式是什么，最终用户是谁，他们何时需要使用这些知识？涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的，在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈，使信息交换更为有效，知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益，认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。
3工程设计领域中的概念设计技术创新实践
基于上述分析，我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例：
（1）采用先进的控制、驱动和定位系统，由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计；
（2）时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计，既要满足空气动力学性能，又要有美观的外型，三维CAD建模技术和NURBS曲线面理论的应用；
（3）适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计；
（4）反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型（如模具）的三维数据重构，不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理，为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型；
（5）基于电动机——发电机可逆原理的新型电动自行车的设计，把（下坡时）车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池，从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离；
（6）加工中心自动换刀功能的扩展，用于东风4（11）型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计；
（7）把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统——基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计；
（8）虚拟轴机床（并联机床）的概念设计。
这里以铁路机车车身设计为例，对概念设计及创新的过程加以说明。
时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条（京沪）高速铁路。
当我们看到法国TGV（TraindelaGrandeVitesse）实验车速达到515.25公里／小时时，我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速，设计师的头脑中自然应该产生这样的概念：时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性，才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有C2连续，且无奇点。从通俗的概念来理解，即为“光滑顺眼”之意。
由这些概念和构思出发，我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。
铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面：
l具有良好的空气动力学特性，以减少在高速运行时的摩擦阻力。
l具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。
l具有美学曲面的质感和动感，以美化生活和环境。
l尽可能短的设计和制造周期，以尽快地占领市场。
显然满足上述诸要求的车身外型曲面是相当复杂的，非一般常规曲面（如柱面、球面、锥面、环面等）所能表达。再者，若按常规设计、制造方法和过程来完成如此高要求的设计外型，则上述第四项要求更是高不可攀。只有积极谋求技术进步，大力推广应用CAD/CAM技术才是解决车身外型改型频繁、不断创新且满足上述各种要求的关键所在。
近十年来，CAD业界涌现出一批象EDS的UG、PTC的Pro-Engineer、MATRA的EUCLID、IBM的CATIA等等一系列优秀的CAD/CAM软件，为我们提供了一个极好的开发工具和环境。它们的三维实体建模、参数建模及复合（Hybrid）建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征建模（FreeFormFeatureModeling）技术为我们的设计工作提供了强有力的工具。
这里具体地介绍如何使用UG的FreeFormFeature等功能，来实现车身外型的概念设计到细节设计。
UG的FreeFormFeatureModeling模块把实体建模和表面建模技术集成为一个功能十分强大的建模工具组，它支持复杂自由曲面的造型设计。它的复合建模技术，自由型面特征建模，可视化编辑，多组件装配，二维视图自动生成，尤其是伴随最新UGV14.0版本推出的全新概念设计WAVE（What-ifAlternativeValueEngineering）可使不同部门的工程师在设计的早期阶段，站在系统工程的角度，同时针对多种可供选择的方案进行评估，通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去，使工程师十分有效地控制设计变更，而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。
这里以创建流线型机车车身外型为例，具体步骤如下：
（1）根据前节所述模线的来源，本例参考法国TGV和德国ACE机车外型模板，并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。
外形模型基线向等值半径线云图
以这一组模线为基础，采用UG的FreeFormFeature/ThroughCurve来创建曲面；采用Info/Analysis/FaceCurvature功能来观察和分析该曲面的光顺性，图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。
在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”，或者仅凭“感觉”进行判断，创建的曲面不一定能完全满足C2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是：获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。
采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用UG/Photo功能并指定材质，可进行着色、光照、渲染，以得到更为逼真的三维造型图。见图4。
图4机车车身三维造型图5机车车身二维投影图
（5）对机车车身裙部和头部下端，可采用Feature/Curve/Mesh功能分片进行创建。这里充分体现出UG软件对角域曲面的三维造型能力。
（6）机车车身三维造型基本实现之后，还可进一步作局部修改，由于UG软件的“相关”（Associative）能力,这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。
（7）三维造型细节设计完成之后，其各方向二维视图可由应用软件自动生成，设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。
参考文献
[1]齐从谦.汽车覆盖件具CAD/CAM中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18
[2]熊鸣镝.三维设计将CAD应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7
工业设计在现代企业在生产制造过程中占据重要地位，其设计质量高低直接影响到后续企业产品生产质量。相较于国外的工业设计研究，我国起步较晚，无论是在理论层面还是技术方面，均存在很大的不足和劣势，尤其是在工业设计中产品概念设计，代表性的科研成果仍然缺少。由此看来，加强工业设计中产品的概念设计是十分有必要的，有助于赋予产品更为新鲜的元素，提升企业市场竞争力。本文主要就工业设计中产品概念设计进行分析，客观阐述工业设计中产品概念设计要素以及设计方法，以求为后续理论研究和实践工作开展提供参考价值。
关键词：
工业设计；产品概念设计；设计方法；色彩因素；形态因素
现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。
一、工业设计中产品概念设计概述
产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计[1]。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（SET因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求[2]。概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求[3]。
二、工业设计中产品概念设计特性
其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案[4]。其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次[5]。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。
三工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素
（一）工业设计中产品概念设计的一般方法产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察某一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就某种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品[6]。
（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。色彩因素[7]。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产品带来附加值，激发消费者购买欲望，赢得消费者的青睐，提升产品经济效益。
四、工业设计中产品概念设计
（一）概念设计阶段工业设计中产品概念设计主要可以分为三个阶段，其一是概念产生阶段、选择阶段以及实现阶段，其中概念的产生阶段主要是指通过分析趋势、创新技术、经济条件等调研获得产品开发方向，形成模糊的产品设计方向，将所有设计思路梳理清楚，明确有待解决的问题，合适的设计方法。对于其中存在的问题有针对性的提出解决方案，在众多解决方案中选择最优的解决方案，即概念设计方案。其二，概念选择阶段，确立评判标准，从众多概念中选择切实可行的方案，其主要选择方式有外部决策、多数表决以及辩论等，在实际应用中较为切实有效[8]。其三。概念实现阶段，将选择出来的概念设计方案制作出模型或者实际产品，实现概念设计。
（二）概念设计关键点创造性思维。工业设计中产品概念设计中融入创造性思维是必不可少的，同时也是设计的灵魂关键，需要设计人员进行创造性思考，获得创新。所以，应注重强化培养设计人员创造性思维能力，不断完善自身专业设计能力和工作经验，将逻辑思维和形象思维巧妙结合在一起，创造出更为新颖独特的工业产品[9]。技术创新。在工业设计中产品概念设计中，技术创新具有至关重要的作用，其本质就是挖掘新鲜事物，提出更为新颖的设计理念，但是在多数情况下设计的产品无法满足人们日益增长的需求。技术创新是知识的积累和灵感的勃发，单一的技术创新并不具备实际应用价值，只有将创新技术实际应用在产品设计中，这种技术突破性创新才富有实际意义，提升产品经济效益。应用虚拟现实技术。虚拟现实技术应用在工业产品概念设计中，有助于概念设计更好而满足市场需求，趋于市场化发展。为了能够更好地满足市场需求，虚拟现实技术能够为工业产品概念设计带来更大优势，当消费者面对一种虚拟的富有故事情境的产品，能够带给消费者一种直观的互动感受，加强设计师同消费者之间的共鸣，带来别样的感受。此外，这样的产品设计能够大大降低市场风险，为企业决策人提供更好的发展依据，提升市场竞争力。
五、结论
工业设计中产品概念设计并非是针对某一种产品的创新和完善，旨在将全新的生活方式和诉求带给消费者，吸收更多新鲜元素融入其中，促使工业产品更为贴近人们的日常生活。所以，工业产品设计师应敢于创新，借助巧妙的设计方法，更好的迎合市场需要，提升企业市场竞争力，谋求更长远的发展。
参考文献
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现代科技的迅猛发展,尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展,使产品结构发生了革命性的变化,机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势;计算机技术的飞速发展和广泛应用,深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程,并改变着产品的结构和功能;先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。
>！<<P> 工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造工程产品构思和计划的过程,几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分(8 ~ 15%),然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70 ~ 80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱,是工业创新的核心环节,也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。 工程设计的全过程就是不断建立各种模型,并不断进行综合和分析的过程,即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类:一类是数值计算型的工作,包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格;另一类是符号推理性的工作,主要是方案设计工作。在设计方法学中,前者称之为细节设计,后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段,把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架,及它应包括的各主要模块和组件,以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化,确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去,实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程,它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料,再经过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
在工程设计领域中存在这样一个误区:设计、构思的原始冲动是三维概念,最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力,成为创新的桎枯。
三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台,设计师们可以直接从三维概念和构思入手,进行概念设计,形成产品的初步框架,然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力,不必拘泥于平面图纸的限制和束缚,而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。
2 概念设计与创造性思维和技术创新
2.1 创造性思维及其特点
要设计就要有创新,而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维,变换角度,开阔视野,才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维,即通过思维,不仅能揭示事物的本质,而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中,要努力发掘创造性思维的能力,充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一,准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合,善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”,这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。
创造性思维具有如下一些特点:
(1)独创性:创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念,以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑,敢于向传统的陈规旧习挑战,敢于否定自己思想上的“框框”, 从新的角度分析问题、认识问题。
(2)连动性:创造性思维又是一种连动思维,它引导人们由已知探索未知,开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考,探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物,从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法,分析其相反的方面,从顺推到逆推,从另一角度探索新的途径。
(3)多向性:创造性思维要求向多个方向发展,寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散;也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。
(4)善于想象:创造性思维要求思维者善于想象,善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象,善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”只有善于想象,才有可能跳出现有事实的圈子,才有可能创新。
(5)突变性:直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断,出现思想的飞跃,突然闪现出一种新设想、新观念,使对问题的思考突破原有的框架,从而使问题得以解决。
2.2 概念设计呼唤技术创新
技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发,是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格,不局限也不依赖于某种特定的模式,以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤:
(1) 多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果;
(2) 对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破;
(3) 突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术;
(4) 新知识与现有知识的合理嫁接;
(5) 产品功能上的兼收并蓄和去粗取精;
(6) 学科间的交叉、交融和借鉴;
(7) 新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用;
(8) 科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。
由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法:
[摘 要]随着我国企业创新能力的逐步提升，集成创新已成为企业创新的主导模式。集成创新是企业以市场为导向，选择已有的技术和知识，进行创造性的融合，以开发出新产品的过程。其基本过程包括概念建构、技术选择和整合开发等三个核心环节。
[关键词]集成创新 概念建构 技术选择 整合开发
随着我国企业技术创新能力的不断增强，以引进消化吸收再创新为主的技术创新模式，逐渐转向以集成创新为主的技术创新模式。集成创新是企业以市场为导向，选择已有的技术和知识，进行创造性的融合，以开发出新产品的过程。集成创新过程是系统的、一体化的过程，是把技术可行性和市场需求转化为设计、规范和产品相关资料的一系列解决问题的努力过程（Iansiti，1995）。它始于明晰市场需求，进而转化为产品概念，然后通过多种技术的选择和集成，最终实现产品的商业化。因此，真正有效的集成创新，必须要对各种可选的技术方案进行评估与选择，要考虑技术的适用性、匹配性以及新旧技术之间的融合，要重视市场、开发、制造等之间的整合，要进行管理与组织的集成。本研究将集成创新的基本过程概括为概念建构、技术选择和整合开发等三个核心环节。
一、概念建构
概念建构是新产品概念导入的过程。具体内容包括评估客观的客户需求与公司的开发能力，进而判别产品开发之可行性，最后形成新产品公司概念与客户需求相结合的产品初步雏形。Kodama（1992）提出需求明晰化（demand articulation），即把市场需求从模糊状态转换成可明确定义的产品，包括将市场资料转换成产品概念和把产品概念分解成一系列开发项目等两个阶段。
需求明晰是一个十分复杂的转换技能，它把一系列含糊的想法转换成容易定义的产品。在拉丁文中，“articulate”有两层含义：分解成部分，再通过连接整合起来。需求明晰必须具备以下三个前提条件：一是管理层必须对产品开发给予长期的关注，也就是说要为产品开发提供稳定的和充分的资金和人力的支持；二是公司之间的竞争有利于为需求明晰创造迫切性和必要性，促使公司致力于用户的需求并进行不断的尝试；三是需要高水平的技术能力。
集成创新与突破性创新不同的是其开始于对市场需求的新的理解，因此客观地认识企业自身资源优势，准确地把握市场需求信息，找准企业集成创新产品的切入点，是实现企业集成创新的首要前提。当今的企业不仅要理解和满足客户日益增长的普遍要求，而且要致力于满足客户不断变化的个性化需求（Tseng & Piller，2003），因此明晰客户需求就成为产品成功开发的关键影响因素之一，否则将严重影响产品设计、制造的质量、时间和成本。满足客户的需求，首先要有效捕捉、分析和理解客户的真正意图。将客户的需求转化为具体的产品和工程标准是相当困难的，因此，需求分析是一个在客户、市场营销人员和设计者之间进行的冗长而反复的过程。
需求分析是非常困难的（Tseng & Jiao，1998）。因为客户需求常常是定性的、不精确的和模棱两可的，很多情况下是可以转换的，而且相互之间可能会产生冲突，因此适当的权衡是必要的。另外客户、市场人员和设计者表达需求时基于的情景不同，以及语意和术语表达的不同常常会阻碍需求信息从客户到设计者的有效转换。因此产品开发的早期阶段，企业应该努力捕捉市场的真正需求，而不是过多关注技术规范（Yan et al.，2002；Chen et al.，2002）。
二、技术选择
技术选择是指企业在监视外部技术和评估自身已有技术的基础上，对可供选择的技术进行适用性、成本和效益分析，明确新产品开发所需技术的过程。产品开发所需技术可以从企业内部获取，也可以从企业外部获取。在开放式创新条件下，技术知识高度分散化，企业不必也不可能再从头开始形成自己封闭的技术体系，而应该有效整合外部技术资源。
技术选择是一项复杂的、系统的管理实践活动，不仅与企业自身的资源和能力等内在因素有关，而且受到企业所处的社会文化环境，诸如不对称信息、国家或地区的文化理念、技术输出方等外在因素影响。
信息不对称影响技术选择。非对称信息（asymmetric information）是指某些参与人拥有但另外一些参与人不拥有相应的信息。在技术选择过程中，双方对有关技术信息的了解是有差异的，技术输出方往往处于比较有利的地位，而输入方则处于比较不利的地位。信息不对称影响技术选择主要表现为：（1）技术输出方隐匿部分技术性能及特征等的逆向选择风险，这可能导致选择技术的不匹配；（2）企业不可能完全预见使用所选技术必须具备的知识，特别是隐性知识，因而无法预知将来可能发生的学习成本，可能由于知识准备不充分而造成技术应用失败；（3）企业只能在有限的时空范围内选择相对较好的技术来源，亦即“短中取长”，无法真正选择适合自身的技术。
当企业的原有技术体系接受外来技术介入时，必然会有企业内外两类技术的相互渗透与融合。为发挥技术的最大效应，集成创新中的技术选择应遵循技术先进且适用、经济且可靠的原则。
一、电影数字特技设计思维的内涵包括:
1.主动的电影数字特技创作意识
主动的创作意识是指在掌握创作手段和应用规律后,以新技术或观念为指导,在电影创作观念、表现形式、叙事风格等诸多元素的构想中主动地运用新技术,充分运用技术在视觉审美、可实现性、成本控制等方面的优势,同时能够清楚地认识技术的局限性,最大限度地发挥技术优势,完成叙事功能。纵观电影发展历史,就是一部技术与艺术的互动史。只有充分掌握艺术和技术规律的创作者,才能发挥技术的优势,甚至能巧妙转化技术的局限性,达到艺术与技术的完美结合,与此同时,也推进了技术的完善和进步。
詹姆斯·卡梅隆执导的《阿凡达》是目前电影数字特技制作最高水平的代表,从其制作过程可以看出,卡梅隆具有一种主动的电影数字特技创作意识,“用高科技讲故事”的内涵正是以科技进步所提供的新的感知形式和创作意识来完成电影叙事的思想,“对我而言,科幻的美妙其实就是真实感的诱惑,就是创建一个让观众完全沉浸其中的、细腻的,充满质感的真实世界。这些正是我想在《阿凡达》里做到的。”([美]朱迪·邓肯,《真实感的诱惑》,载于《电影艺术》2010年第2期140页)卡梅隆从剧本创作到设备创新,从3D效果到虚拟摄影,数字技术已不单是一种技术性操作,而是卡梅隆的全新的创作意识。在《阿凡达》一片中,卡梅隆的电影数字特技创作意识体现在以下几个方面:
1)“……一个伟大演员的表演和一个优秀动画师的作品是相悖的……”,([美]朱迪·邓肯,《真实感的诱惑》,149页)这的确是一语中的,说出了数字技术在模拟真人表演时的核心问题。纵观以往影片中的数字角色,大多是通过夸张的表演来表情达意,经不起特写镜头中对内心情感的揭示,因为人的表情信息太微妙了。艾伯特·麦拉宾关于人际沟通的研究表明,人们进行语言交流时,7%的信息来自对方的语言,38%来自对方的谈话方式(语气、语调等),55%来自表情。(任悦,《视觉传播概论》,中国人民大学出版社,2008年6月第一版,第4页。)可见人的表情的在传达情感时的意义,却是最难以觉察和把握的,伟大演员的魅力正在于此,也是数字角色通过夸张表演所要掩饰的。卡梅隆为了让数字女主角——纳美人妮特丽成为一名具有“真实”情感的演员,使用了Paul Ekman开发的FAC(脸部运动编码系统),对人类面部表情进行量化并将其数字化;多角度拍摄真人演员的表演和表情,实现对真人表情的模拟。可以说,这是电影史上一个伟大“演员”的诞生,数字角色的表演达到了一个新的高度,这一高度不完全是技术上的,而是艺术创作追求所造就的。
2)工欲善其事,必先利其器,创作手段和方法会改变创作意识。卡梅隆深知这一点,为了让数字镜头达到与实拍一样的镜头感,他完善了虚拟摄影技术,实现了人机一体的操作方式。同时,使得虚拟摄影可以达到实时视觉呈现,这是将人对摄影的自然反映与虚拟视觉有机结合在一起。对于创作者而言,视觉信息的实时反馈是极为重要的,这是进行高效创作时进行信息交流、激发创造力的重要条件。从这一点可以看出,卡梅隆对技术的理解是多么的深刻,敏锐地认识到技术对艺术创作的局限所在和解决方向,并努力去突破。
3)《阿凡达》中所提供的新的视觉感知是全方位的。从3D立体感、令人心仪的妮特丽、自然的数字虚拟摄影镜头,这是最新科技在影像制作领域最高水准的组合,是影视制作的新思维的具体表现,势必会带动整个电影领域内创作者的意识更新,数字技术的应用将朝着更高层次的方向发展。
2.电影数字特技的创作理念
电影数字特技创作理念是新技术条件下,电影影像观念和手段都发生了革新,尤其是技术手段改变的同时带来了创作心理和创作体验乃至影像风格、视觉表现形式、视听语言的改变。影像的完全虚拟制作和拟真效果,带来了影像表现力和表现层次的丰富,影像可以承载更多的叙事指代,影像的语意表达更精准。影像在视觉呈现上要更容易激发观众深层心理的意象,产生更为广泛的共鸣。与之相应的是,创作者在对影像的把握上更注重对人类潜在的心理探寻,充分利用心理意象在审美中的作用,展示更丰富的人类情感世界。
3.电影数字特技的可操作性
电影数字特技是依托于高技术、大投入来实现的,并且在与影片叙事风格的结合上有一定的探索性,只有把握艺术要求、技术实现和预算周期等多方面的平衡点,才能在前期的数字特技设计时根据实际情况进行视觉效果设定和方案规划。
卡梅隆在《阿凡达》的创作中,前后耗时十余年,其中的原因之一就是技术的可操作性无法达到他的期望。为此,卡梅隆进行了长期的实验和研发,并通过拍摄实践来验证其技术的实现程度,积累经验。这说明,如果创作者对技术缺乏了解和实践,不在前期构思阶段考虑技术因素,是不可能有效利用数字特技进行艺术创作的。
4.整体数字特技设计策略
随着数字特技做为一种广泛应用的影像制作技术,在电影的制作中越来越多的镜头需要进行不同类型的数字技术处理,数字特技设计的对象已不再是单一的特技镜头画面设计,而是一整套结合电影叙事风格、摄影、美术等多角度考虑的整体设计及实施方案策略。
在1933年梅里安·C·库珀和欧内斯特·B·舍德萨克执导的《金刚》中,使用了大量传统特技手段,如背景放映、模型、逐格拍摄、绘画接景等。在电影技术不发达的时代,将多种原始复杂的影像制作技术融合在一起,需要前期细致的规划和以叙事为主导的整体技术应用策略。
整体特技设计策略是宏观把握影片中的特技运用,完全从叙事角度来考虑,没有对特技的整体性思考,很难保证技术、视觉和叙事形成有机的整体,这一点在电影特技体系更为复杂化、专业化的今天,显得尤为重要。
二、从概念意象影像
概念意象影像,就是从电影数字特技设计的创作和观影心理过程来考查创作者如何构思特技镜头的画面,在对其心理过程的探究中,找到电影数字特技设计中的思维特征。
1.概念与意象
当知觉形象作用于人的感观后,形象被进行抽象处理,形成概念和意象,这是两种不同的抽象过程。概念源于一般的、逻辑的抽象形式,并进而产生符号,其特征是逻辑的,语言的,可称为“思想的图解”。意象是更为高级的抽象形式,是人的思维中进行高级运算的“筹码”,其总体特征为“总是显得模糊、短暂、破碎和残缺不全,因而几乎不可能加以描绘”,“是包容着理解和情感倾向的复合性心理构成”,“使无数形象的浓缩、积淀”。( [美] 苏珊·朗格 着,《艺术问题》,南京出版社,2006年1月第一版,第146页)意象是人对外界信息进行主观情感性把握的高级形式,也正是视觉思维和艺术思维的运作形式,审美意象正是艺术作品的内在形式,而当这种内在形式被转化为某种外在表现形式时,就是艺术作品。优秀的艺术作品就是通过形象来传达创作者的负载着情感和信息的审美意象,并在观赏者的心中激发审美意象,调动观众的情感,因此艺术作品又被称为“有意味的形式”。( [美] 苏珊·朗格 着,《艺术问题》,第144页)
2.创作意象
德国格式塔心理学家惠特海姆在《创造性思维》一书中对与创造性思维过程有详细的论述。其中,“他提出了艺术和音乐家等创作思维的特征,在艺术创作中,人们似乎并不是首先看到问题情境中的特点和要求,反而是先模糊地感受到想要获得的结果的某些特征,并产生强烈的想要实现这一结果的冲动,……最初当目标非常模糊的时候,艺术家处于一种胶着状态,但结果的形象逐渐变得清晰,并逐步掌握各个组成部分。”(柳沙 编着,《设计艺术心理学》,清华大学出版社,2006年7月第一版,第366页)所谓的“艺术创作对于结果的那种模糊的预见”就是创作者头脑中的一种意象,上述论点说明,在艺术创作中,各种元素——情感、形式、联系、刺激、问题、经验都如同氤氲飘荡的云烟,构成一个变幻的不稳定的意象,这种意象正是艺术家对某种存在的最直接的把握,并以一种切身的情感体验和意象被获知,然后经过不断的努力和尝试,将这种意象所承载的意蕴以具体的艺术形式表现出来。
在影像制作中,创作者根据电影叙事情节的需要,运用独特的视觉思维,在头脑中运用意象进行思维,同时植入各种概念、情感和信息,以视觉形象表现出来。观众也同样是对视听刺激进行感知,并激发产生审美意象。对于数字特技设计而言,首先是通过构建虚拟影像的真实感,进而产生心理真实,充分调动观众内心中的各种视觉积淀和意象,构建虚拟影像空间概念,调动观众情绪,以此为电影叙事服务。
三 电影数字特技设计中的概念化表达
【关键词】科技园区 发展 创新
科学技术水平是衡量一个国家发展的重要标准，所以我国在近几年来对科学技术研究有了更加深刻的认识，加强了对科学研究方面的重视程度。科技园区的发展也是在我国对科学技术重视后开始快速进行的，科技园区的建立对我国进行研究一些专门的科技有重要的促进作用。在科技园区中，一项科学技术的研究能够在较短的时间内进行完成，这就对我国科学技术的发展有着重要的意义。科学技术的发展将进一步的带动我国经济水平的提高，使我国综合国力在未来的发展中有显著的加强。
1 我国科技园区的发展概况
1.1我国科技园区的发展背景
我国发展初期主要是针对国家的工业水平进行提高，工业是我国当时的重点发展项目。随着国家水平的不断提高，我国在国家中的地位也在进行着加强，与国家发展进行逐步的接轨，在这期间，我国认识到了对科学技术进行发展的重要性。国家的进步与发展离不开科学技术的支持，科学技术是对各项发展项目进行支持的重要因素，所以我国国家的建设离不开科学技术的发展。国家对科学技术研究加强重视，其中科技园区的建立是一项重要的发展内容，在科技园区中能够对某项专一的科学技术进行研究，这样能够保证研究的高效性与相关性。科技园区的数量正在逐渐的增多，我国科技园区的研究成果也越来越接近国家化，与世界发展的潮流相互融合，这对我国的未来发展有着重要的作用与意义。
1.2我国科技园区的发展现状
现阶段我国对科技园区的建设正处于积极实行的状态，科技园区在我国的发展时间虽然不长，但是在我国科学技术水平的提高中起到重要的影响作用。我国科技园区的发展初期只是对国际上某些热门的科学研究进行简单的分析，在许多研究的过程中需要借鉴国外的先进研究成果，利用这些成果进行进一步的研究。这种研究方式对我国独立发展十分不利，我国需要有自己的研究能录，对一些国际前沿的科学技术手段我国应该有自己独立的见解，这样我国的科学研究结果才能更有意义。现阶段我国科技园区已经有了显著地进步，在一些新的科学领域中我国正在进行独立的研究，并能有自己的见解与研究成果。但是在发展与进步的同时，我国科技园区的完善过程中仍存在一些有待进一步提高的问题。在发展与创新的过程中，新概念的提出与新框架的构建尤为重要，但是目前我国科技园区的仍然存在一些对创新概念以及发展框架不够重视的现象，这就使得我国科技园区的发展受到限制[1]。在发展与创新的同时，对平价质变体系的建立也尤为重要，我国现阶段在这方面所做的工作也有所欠缺，不能及时的对发展与创新结果进行正确的评价。
1.3我国科技园区发展与创新的必要性
作为发展中国家，我国在国家建设以及各项发展项目的发展过程中都是较为缓慢的，在我国的发展初期国家经济水平十分落后，这致使我国科学技术水平在当时也是处于落后阶段的。科学技术水平的落后使我国在当时的发展速度十分缓慢，这就对我国的发展十分不利。现阶段我国经济水平虽然有了较为显著的提高，但是我国科学技术水平还是处于较低的阶段。我国现阶段正处于较快的发展时期，经济水平也有较好的提高，但是在国家建设的过程中不仅需要经济方面支持，科学技术水平也是十分重要的辅助因素。科学技术是国家的生产力，只有将我国现阶段的科学技术水平进行提高，国家的各项发展项目才能快速有效的进行。科技园区的出现将我国科学技术研究推向了新的发展高度，它能够使我国科学技术研究在更高的水平进行，使我国科学研究更加独立化发展。对我国科技园的发展与创新过程十分必要，在发展与创新的过程中能够使我国科学研究中存在的问题进行解决，提出更符合我国发展现状的科学研究概念，使我国科学研究的发展方向更为清晰，在未来的发展中拥有自己的发展优势。
2 我国科技园区的发展与创新相关概念及框架
2.1我国科技园区的发展与创新概念
我国科技园区的发展与创新概念简单而言就是运用合理的方式，使我国科技园区进行发展原创新，在发展与创新的过程中要对以往存在的问题进行解决，排除发展与创新过程中存在的障碍。科技园区的发展与创新必须要在传统的基础上进行完善与改良，科学技术的发展要有坚实的基础进行支持，在进行发展与创新概念的确定过程中要有合理的规划，首先要对我国现阶段的发展现状以及国际科学技术发展水平进行细致的研究，符合我国基本国情的发展与创新概念是现阶段我国需要的重要动力。
2.2我国科技园区的发展与创新框架
在我国科学研究发展进行的过的过程中，对发展的基本思路确定是重要的步骤，只有将发展的方向以及基本目标进行确立，我国科学技术在未来的发展过程中才能更加快速有效。我国科技园区的发展与创新框架就是科技园区在未来的发展大致规划，在框架中我国科技的重点发展项目以及各项近期研究的科学技术手段将有很清楚的体现，所以科技园区的发展与创新框架能够将我国科学研究引入正确的发展道路上，对我国未来的科学技术发展十分有利。
2.3我国科技园区的发展与创新评价指标体系
在我国每一阶段中，科技园区的发展与创新完成之后，都需要有评价指标体系对完成情况进行很好的评价[2]。建立合理的评价指标体系是我国可续研究发展过程中的一项重要内容，评价指标体系是否有效合理直接影响到我国科学技术的发展正确与否。在进行评价指标体系的建立过程中要对我国科学技术水平的发展现状进行全面的分析，针对我国科学技术的发展特点来制定评级指标体系，这就会是评价指标体系与科技园区的发展与创新相适应。
3 结语
在我国发展的过程中，科学技术的发展是促进我国发展的重要因素，所以在下阶段的发展过程中，对科学技术的研究更是不可缺少的内容。虽然在现阶段我国科技园区的发展与创新仍然存在一些问题，但是相信经过科研相关部门的努力，我国科学技术水平能够有很大程度的提高，科技园区的建设也将更为完善。
参考文献：
关键词概念车发展设计科技文化
科技创业
PIONEERINGWITHSCIENCE&TECHNOLOGYMONTHLY
进入21世纪，为了引领和表现新世纪未来汽车的发展走势，不少国际汽车公司接二连三的在全球各大车展中推出自己的概念车和新型汽车。然而有一个现象必须引起我们关注：作为一个汽车大国，中国却少有汽车企业推出自己开发设计的概念车。其中的主要原因是我国汽车设计理念和方法的缺乏以及对概念车研发的不够重视。可以说，一个没有自主设计和自主开发能力的汽车产业，很难说是一个完整的汽车产业。因而我们必须加大对汽车设计的研究与投入，确立一种积极正确的汽车设计的理念，广泛开展概念汽车的设计。
1“概念车”的定义
所谓“概念车”就是尚未开始进入市场的一种设计独特且具有一定超前意识的新车型。其主要特点就是：它必须是能给人以思考、能引导新观念的汽车。一般在它刚设计出时，人们的审美观念、消费能力甚至于汽车制造工业的水平还难以承受。一般它会以它前卫的外形设计、创新材料的大胆运用、更完美的性能、全新的汽车室内设计等预示着汽车工业的发展方向。
世界一些大汽车公司每年都花费大量的人力、物力设计自己的概念车，并在一些大型汽车博览会上展示。可以说，随着概念车的不断推出，不久的将来就可能会出现具有今天某些概念车的某些特征或功能的汽车。但不一定每一辆概念车都会最终演变为量产车进入市场，大多数的概念车最终只能是个“概念”为人们讨论、研究而已。
2概念车在现实中的意义
2.1概念车反映汽车产品设计开发的发展趋势
2.1.1表现最高科学水平和最成熟技术的概念车
在历届的国际汽车大展之中，各大汽车公司和推出许多概念汽车，这些概念车除去造型优美之外，还更多的融入了大量现代的高新技术及手段，概念汽车的推出成为汽车公司引以自豪的理念，概念汽车的研究与开发往往都伴随着新技术和新材料的使用，带有一定的前瞻性，预示着一个新的发展阶段和开端，因为这个原因，汽车公司对概念汽车的开发都投入极大的人力和物力，以其显示汽车公司的强大发展势头。
各种高科技的应用，使得汽车慢慢地演变为信息、通信、娱乐中心并可与外界进行信息交换，计算机功能及互联网的全方位介入，车载信息，娱乐设备，高级导航设备，实时交通信息功能日趋普及，这些高新技术必然要求汽车设计师们建立起一种超越时空的新的价值体系，各种新技术的出现为汽车设计赋予了更为广阔自由的空间。汽车的功能也进一步扩展，在概念汽车的开发中，汽车逐渐由冰冷的机器变成人类交流的信息平台，如有的概念车有自己表达感情的方式，具备有喜、怒、哀、乐等表情，这些都使得概念汽车高高地超越于量产汽车，成为一个新的时代的象征。概念汽车的设计对汽车产品产生越来越大的影响，它代表了汽车产业的发展方向和基本思路，是汽车公司设计水平和科技水平的象征。
2.1.2人类生理需求和心理需求的最大满足———汽车工程中的人机工程学
人机工程学是20世纪50年代初迅速发展起来的一门新学科，其目的在于研究、解决工程技术设计与人体之间的关系。而汽车车身设计中的人体工程学，则是要以人(驾驶员、乘客)为中心，从人体的生理、心理和人体的运动出发，研究车身设计时，在布置和设备等方面，如何适应人的需要，创造出一个操纵方便、安全可靠、美观舒适的驾驶环境和乘坐环境，即设计一个最佳的人—车—环境系统。
汽车设计中的人机分析首先需要对人体各部尺寸进行测量、统计和分析，在进行室内布置设计时以此为依据，确定车内的有效空间，以及各部件、总成(座椅、仪表板、方向盘等)的布置位置和尺寸关系。通过对人体生理结构的研究，使座椅设计充分符合人体乘坐舒适性要求。根据对人体的操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置的布置位置和作用力大小，使人体操纵时自然、迅速、准确、轻便，以降低操纵疲劳程度。通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验、校核驾驶员的信息系统，以保证驾驶员能获得正确的驾驶信息。根据人体的运动特点，研究汽车碰撞时对人体的合理保护，正确地确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力，研究振动时对乘坐舒适性的影响，研究乘客上下车的方便性，以确定车门的开口部位和尺寸。根据人体的生理要求，合理地确定和布置空调系统。研究人的心理特性和要求，设计一个舒适、美观、轻松的乘坐环境。
2.1.3虚拟产品开发技术的运用
目前，越来越多的汽车设计公司及制造公司开始使用虚拟产品开发技术，采用三维3D技术虚拟实境开发概念车。欧宝汽车即采用3D虚拟实境技术设计开发概念车。设计人员可以亲身体验飘浮在空中的虚拟影像汽车设计和制造，节省了可观的开发费用，并计划推广到其在北美的14座装配厂去。英国的劳斯莱斯、法国雷诺、德国奥迪，以及意大利、瑞典等汽车厂都在积极进行这种虚拟设计、制造。
过去汽车研究开发中心要开发新车或是改型，都是先用油泥塑造车身实物模型，修改极为耗时。现在汽车的研发，尤其是概念车的开发越来越追求最短的开发时间。如果现在引进虚拟产品开发技术，只要在电脑中输入数据，建构出车型数字模型，在实验室中，即可呈现出一辆理想中的汽车影像，工程师们只要戴上目镜，就可看得一清二楚，就有如一辆真的汽车在眼前，经过各位设计工程师的讨论修改后，很快就可设计出理想的新款汽车。定型后，既可利用电脑中的数据，外包试制零部件和试装新车，实现组装零误差，而且开发时效比过去快多了。2.1.4概念车向绿色环保型发展的趋势
进入21世纪以来，世界各国已累计生产约15亿辆汽车，据专家估计，2010年全球的汽车产量将达到7500万辆。人们在感叹汽车工业迅猛发展的同时，也越来越认识到汽车污染给人类自身带来的危害，于是各国纷纷制定有关汽车的环保措施和法规，以保护人类赖以生存的环境，于是汽车环保设计这一汽车设计新概念被摆到了突出重要的位置上。
提高能源的利用率，改进发动机配置，包括电子控制燃油喷射系统、二次空气喷射、热反应器、废气再循环系统、催化净化装置、曲轴箱通风系统、燃油蒸发控制系统。
发展代用燃料，开发研究新的环保能源，包括天然气、液化石油气、快速充电蓄电池、混合动力、氢燃料。
在汽车制造过程中使用绿色材料、绿色包装、绿色制造工艺以及绿色设备与装备。
绿色汽车的回收再制造。
2.2概念车预示道路交通中人类行为方式的演变
2.2.1概念车预示了未来道路交通方式的发展趋势
伴随着汽车的发展，汽车的地位也在慢慢地变化，如今汽车在人们心目中成为一种符号、一种财富的象征和一种地位的体现，然而汽车作为一种道路交通方式的本质却被人们忽略。概念车设计正是基于汽车本质的一种具有预见性的创新设计。在概念车的设计中通过对人类日常生活方式、人类于道路交通中的使用方式、行为方式和生活方式等各方面的预测和分析，设想解决未来道路交通方式中的人与物之间的不和谐因素。当今科技强劲而高速的发展使得交通工具具备了极为广泛的发展空间，越来越多的高新技术不断地在新车中应用。当前世界许多大的汽车公司已经意识到今后汽车发展最大的障碍已经不再是技术上的限制了，而是设计师思维的限制了。
现在各大车展中出现的概念车一般为两种：一种是以现有的最新技术已经可以实现的概念车另外一种是那些提出了某些创新但还处于技术方案研究阶段的概念车。比如能表达自己感情的车,能够随意更换车壳的汽车，能够方便地更改驾驶方式的汽车，能够在水中游的水陆两用车，能够飞的太空汽车，能够变色的汽车。像由丰田和索尼共同研制的“POD”车，就能通过车前灯、后视镜、尾部天线以及座椅向车主表达自己的“感情”。像德国大众旗下西亚特公司在美国国际车展上推出的多功能概念车“Sal?鄄sa”，就有运动型、舒适型和城市型3种驾驶方式可供你选择。
2.2.2概念车表现各国文化的差异
美国作为世界汽车工业的领头羊，在概念车的制造上都是走在世界前列的。因为各种文化在美国交融、碰撞，因此其概念车更多地体现了文化的多样性；又引起是一个高度发达的商业国家，商业设计及实用主义盛行，因此其设计是建立在深厚的美学伦理之上而又真正解决实际问题。与美国车形成鲜明对比的是日本概念车。日本作为世界产量第二的汽车大国，其概念车务实多与想象，技术胜于艺术，更关注解决技术问题，可以说这是日本概念车的设计前提，每一种车型都是为解决一种技术问题而开发的。而日本车造型保持小巧、简洁、经济的风格特征以及和谐的人机关系处理均体现出了日本人作为东方人思维的细腻和折衷解决问题的处事方法。
美国把设计看作商业行动中的一个重要环节，日本把设计看作加速产品淘汰的一个工具，德国把设计看作社会文化的基础，而法国则把设计看作设计师表现的舞台。所以从各个国家的概念车设计风格的不同，我们可以看出不同国度的不同设计理念、以及其不同的设计文化背景。
3结束语
未来汽车设计的发展必然随着汽车技术的进步而日新月异，众多设计师的艺术风格也会更广泛更强烈地体现在汽车设计之中，而给予人们更加广泛的选择。高科技下，个性鲜明、更加人性化的汽车将是21世纪汽车产业发展的必然，因为它符合人类对文化、个性的追求和需要。因此，加大对概念汽车的设计的重视和投入，将对我国汽车产业的发展起到极大的推进作用。
参考文献
1尹定邦．设计学概论［M］．湖南：湖南科学技术出版社，1999
2张洪欣．汽车设计［M］．北京：机械工业出版社，1997
