時(shí)間：2022-06-17 20:17:46
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關(guān)鍵詞：三 三年 禮 中庸 中和
全面考察《論語(yǔ)》中的數(shù)字“三”，首先映入眼簾的，大概要算是“三年”這個(gè)特殊的數(shù)量詞了——縱觀(guān)一部《論語(yǔ)》，它在其中竟先、后曾出現(xiàn)過(guò)14次；而與此形成強(qiáng)烈反差的是，其他以“數(shù)字（數(shù)詞）+年（量詞）”為結(jié)構(gòu)的數(shù)量詞，則僅僅只有所謂“數(shù)年”、“百年”和“七年”三個(gè)。這到底是怎么回事？“三年”，若單純從海德格爾之所謂“存在與時(shí)間”這一理念上看，它很長(zhǎng)么或者說(shuō)很短么？為什么偏偏只是三年而不是一年、兩年或者多年？抑或是它足夠長(zhǎng)或足夠短——增一分太長(zhǎng)，減一分太短？或者，它不長(zhǎng)不短、恰如其分，無(wú)過(guò)不及、恰到好處？其中的問(wèn)題，恐怕不會(huì)有那么簡(jiǎn)單。
子曰：“父在，觀(guān)其志；父沒(méi)，觀(guān)其行。三年無(wú)改于父之道，可謂孝矣”[2]；而在另一處，孔子又重復(fù)和強(qiáng)調(diào)了這句話(huà)：“三年無(wú)改于父之道，可謂孝矣”[3]——這里之所謂的“三年”，若按清代學(xué)者汪中的意見(jiàn)，“三年者，言其久也”[4]；然而，其中的問(wèn)題卻是，為什么“言其久也”就一定是“三年”？為什么不可以是五年、十年或三十年——要知道，《論語(yǔ)》中并不乏五、十、三十這樣的數(shù)字，而且這些個(gè)數(shù)字豈非較“三年”都更為久遠(yuǎn)？由此看來(lái)，這里之所謂的“三年”，似乎并非什么“言其久也”的問(wèn)題——依本文之見(jiàn)，其理解的關(guān)鍵胥在于，所謂 “三年”，乃是《論語(yǔ)》中的一個(gè)十分特殊的數(shù)量詞，而非僅僅只意味著“三”這樣一個(gè)單純的數(shù)字；同時(shí)，似亦在于，這里之所謂“三年”，為其所指稱(chēng)著的，乃是所謂“三年無(wú)改于父之道”中的一個(gè)“道”字。換句話(huà)說(shuō)，“三年無(wú)改”的，必是所謂“父之道”也——也就是說(shuō)，“父之道”本是要求“無(wú)改”的而且這個(gè)“無(wú)改”還必須是“三年”——這一點(diǎn)，在孔子看來(lái)，是定不可疑、十分嚴(yán)格的，似乎沒(méi)有半點(diǎn)兒商量的余地。并且在他看來(lái)，有且只有這樣，才可以謂之曰“孝”、稱(chēng)之為“孝”——而這一點(diǎn)，又正與其當(dāng)年“適周問(wèn)禮”之時(shí)，乃師老子送給他的那一句“為人子者毋以有己”[5]的話(huà)完全一致——其意思則是說(shuō)，“為人子者”既然身為人子，那自然就要“行無(wú)專(zhuān)制，事無(wú)由己”[6]，就要“父在，觀(guān)其志；父沒(méi)，觀(guān)其行”了。但其中的問(wèn)題卻依然是，為什么是“三年”？這無(wú)疑已涉及到原始儒家之所謂“孝道”、涉及到其所謂“居喪之禮”[7]以及涉及到孔子本人在與其弟子宰予之如下一段對(duì)話(huà)里所談到的那個(gè)儒學(xué)中著名的“三年之喪”理論：
宰我問(wèn)：“三年之喪，期已久矣！君子三年不為禮，禮必壞；三年不為樂(lè)，樂(lè)必崩。舊谷既沒(méi)，新谷既升，鉆燧改火，期可已矣?！弊釉唬骸笆撤虻荆路蝈\，于女安乎？”曰：“安?！薄芭矂t為之！夫君子之居喪，食旨不甘，聞樂(lè)不樂(lè)，居處不安，故不為也。今女安，則為之！”宰我出。子曰：“予之不仁也！子生三年，然后免于父母之懷。夫三年之喪，天下之通喪也。予也，有三年之愛(ài)于其父母乎？”[8]
在弟子宰予（子我）看來(lái)，子女要為死去的父母服喪守孝這當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題，但這一守就要三年，是不是太長(zhǎng)了呢？而且若君子三年不為禮的話(huà)，則禮必壞；若三年不為樂(lè)，則樂(lè)必崩。換句話(huà)說(shuō)，“三年之喪”，勢(shì)必將導(dǎo)致“禮壞樂(lè)崩”矣。舊谷業(yè)已用盡、新谷亦已登場(chǎng)，甚至那些用來(lái)取火的木頭更已被更換過(guò)了一遍。人生一世，草木一秋。至于守孝服喪之事，大概有一年左右的時(shí)間就可以了吧，何必非得要三年呢？而在孔子看來(lái)，如果父母死去還不到三年，你就吃那稻米飯、穿那錦緞衣，難道你會(huì)心安么？對(duì)此，宰予似乎不以為然，于是便一言以蔽之地回答道：“安”。這無(wú)疑激怒和惹惱了孔子：如果覺(jué)得心安，那么你就那樣去做吧！一般來(lái)說(shuō)，君子在服喪期間都會(huì)感到食不甘味、夜不能寐，聞樂(lè)不樂(lè)、居處不安，而且他們也都不會(huì)那樣去做的。但現(xiàn)在的你卻感到心安，那你干脆就那樣做好了！非僅如此，甚至在宰予剛走出門(mén)去，孔子便破口大罵起來(lái)：這個(gè)宰予真不是人??！在他看來(lái)，兒女們出生后要經(jīng)過(guò)三年時(shí)間，才可能脫離開(kāi)父母的懷抱；但反過(guò)來(lái)，為父母服喪三年，又有何不可？況且，“夫三年之喪”，乃是“天下之通喪也”，并不是他自己這一家一派的什么別出心裁，領(lǐng)異標(biāo)新。這個(gè)宰予啊，難道你不曾享有過(guò)父母對(duì)你的那份“三年之愛(ài)”么？由此看來(lái)，孔子的確是真生氣了。
與此同時(shí)，當(dāng)?shù)茏幼訌埾蚩鬃诱?qǐng)教《尚書(shū)》中之所謂“高宗諒陰，三年不言”（即殷高宗守孝，三年不問(wèn)于政事）這句話(huà)到底是什么意思時(shí)，孔子曾不假思索地回答他說(shuō)：“何必高宗，古之人皆然。君薨，百官總己以聽(tīng)于冢宰，三年?！盵9]為什么僅僅只是高宗，其實(shí)古時(shí)候的人也都是這樣做的。國(guó)君死了，繼之者從此便三年不問(wèn)于政事而文武百官則聽(tīng)命于宰相。由此可見(jiàn)，所謂“三年之喪”確實(shí)并不是孔子本人及所創(chuàng)立的儒家學(xué)派的什么獨(dú)樹(shù)一幟、獨(dú)出心裁，或者獨(dú)斷專(zhuān)行，而是中華民族古已有之的一種有源有流、源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的基本倫理精神和重要道德傳統(tǒng)；或者說(shuō)，它是一種“禮”，即所謂“喪禮”或者“居喪之禮”，亦即古之所謂“吉禮”、“兇禮”、“軍禮”、“賓禮”、“嘉禮”（即“五禮”）中的“兇禮”。
既然“三年之喪”是一種“禮”，那么它自然就要涉及到祭祀；而當(dāng)是時(shí)也，正是一個(gè)所謂“國(guó)之大事，在祀與戎”[10]的時(shí)代——其中的這個(gè)“祀”/“祭祀”，又是當(dāng)時(shí)社會(huì)正常生活中最重要的事情，其次才是“戎”，才是征戰(zhàn)攻伐的問(wèn)題。據(jù)《史記》載，“孔子為兒嬉戲，常陳俎豆，設(shè)禮容?！盵11]也就是說(shuō)，孔子小時(shí)候經(jīng)常做的就是這個(gè)，長(zhǎng)大后所學(xué)及所從事著的也是這個(gè)；甚至其整個(gè)一生，即其所謂“吾十有五而志于學(xué)，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳順，七十而從心所欲，不逾矩”[12]，似亦不過(guò)如此，概莫能外。對(duì)此，即使孔子本人后來(lái)也并不回避。當(dāng)衛(wèi)靈公問(wèn)他“軍陳行列之法”時(shí)，孔子曾十分明確地回答說(shuō)：“俎豆之事則嘗聞之，軍旅之事未之學(xué)也?！盵13]——這大概并不是其什么謙虛或客套的問(wèn)題。因此若從這個(gè)角度上說(shuō)，“儒家者流”蓋源于祭祀，似亦未為不可。同時(shí)，眾所周知，孔子本人一向是主張“述而不作，信而好古”[14]、“祖述堯舜，文武”[15]的——也就是說(shuō)，所謂“三年之喪”，作為一種“禮”，同樣只是他的一個(gè)“發(fā)現(xiàn)”而非“發(fā)明”；當(dāng)然，更不是他的什么天縱其智、突發(fā)奇想了。
《論語(yǔ)》中曾載有這樣一段生活場(chǎng)景。子貢欲去告朔之餼羊。子曰：“賜也，爾愛(ài)其羊，我愛(ài)其禮?！盵16]弟子子貢（端木賜）欲將每月初一祭祀祖廟用的那只活羊棄之不用?？鬃釉诘弥耸轮?，對(duì)他說(shuō)道，端木賜呀，你愛(ài)惜的是那只羊，而我愛(ài)的卻是那其中的“禮”啊。一只羊，對(duì)于一場(chǎng)一月一度的例行祭祀而言，不過(guò)只是一個(gè)“儀”、一種形式罷了，而“禮”則是其中最重要也最關(guān)鍵的東西——是其中的內(nèi)容。辯證唯物主義告訴我們，沒(méi)有形式的內(nèi)容與沒(méi)有內(nèi)容的形式，同樣是不可想象的。因而孔子在此，才要明確表示，他既“愛(ài)其禮”，又“愛(ài)其羊”——既在意其中的內(nèi)容（禮），又在意其中的形式（羊/儀）。與此同時(shí)，盡管祭祀中包含著“形式/儀”與“內(nèi)容/禮”這兩個(gè)部分，而且盡管前者十分重要，但其根本用意，卻在于“禮”。正如孔子所言“爾愛(ài)其羊，我愛(ài)其禮”；并且，也許正惟如此，女叔齊才明確對(duì)此作出嚴(yán)格的區(qū)分：“是儀也，不可謂禮”。也就是說(shuō)，孔子之所以如此重視所謂“三年之喪”，那是因?yàn)樗恰岸Y”而非“儀”；換句話(huà)說(shuō)，也正是因?yàn)椤叭曛畣省蹦耸恰岸Y”，孔子才會(huì)如此重視和強(qiáng)調(diào)著它、十分固執(zhí)地堅(jiān)守著它，從而也才會(huì)在此極其明確而公開(kāi)地表示說(shuō)：“我愛(ài)其禮”。
孔子的確是十分“愛(ài)禮”的，而且當(dāng)?shù)茏印邦仠Y問(wèn)仁”并“請(qǐng)問(wèn)其目”之時(shí)，他還曾作如是說(shuō)：“非禮勿視，非禮勿聽(tīng)，非禮勿言，非禮勿動(dòng)”[17]。但問(wèn)題是，他又何以要如此“愛(ài)禮”呢？而且《禮記禮器》中不是說(shuō)“禮時(shí)為大，順次之，體次之，宜次之，稱(chēng)次之。堯授舜、舜授禹、湯放桀、武王伐紂，時(shí)也”么——要知道，這個(gè)“禮”原本就是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)、變動(dòng)為居的變量而非常量。既如此，那么宰予要變“三年之喪”、子貢欲去告朔之餼羊又有何不可？問(wèn)題的答案大概并不在于“禮時(shí)為大”本身而在于“禮”的本質(zhì)與核心；而孔子之所以如此愛(ài)“禮”，也并不在于那個(gè)時(shí)代的某一具體、特定的“禮”本身，而是在于其本身所固有的共同的本質(zhì)與核心——這一點(diǎn)，在我們深入考察“禮”的時(shí)候，當(dāng)須臾不可忘記。
那么什么是禮的本質(zhì)與核心呢？《禮記》中有云“中正無(wú)邪，禮之質(zhì)也”[18]，“行修言道，禮之質(zhì)也”[19]——由此可見(jiàn)，禮的本質(zhì)與核心就在于一個(gè)“中”字——不偏不倚、中正無(wú)邪的“中”，不多不少、恰如其分的“中”或者不長(zhǎng)不短、恰到好處的“中”以及“過(guò)猶不及”[20]、無(wú)過(guò)不及的“中”。而其本身，則不過(guò)只是一個(gè)表面上的東西而已，正如《荀子天論》之所云：“禮者，表也?！贝送?，龐樸先生在其所著《儒家辯證法研究》一書(shū)之中，則更說(shuō)得明白：“禮就是中的化身?！币簿褪钦f(shuō)，禮的價(jià)值與意義并不僅僅在于它是“禮”本身，而是在于它的本質(zhì)與核心是“中”；或者說(shuō)，是“中道”、“中庸”與“中和”。老子嘗有言曰“三生萬(wàn)物”，而《中庸》則亦有云“致中和，天地位焉，萬(wàn)物育焉”；換句話(huà)說(shuō)，只有“三”，或只有“中和”，才能使“生萬(wàn)物”，才能使“萬(wàn)物育焉”——其中，“三”與“中和”，在這兩句不同的話(huà)里，卻處于同一邏輯位置；而且在結(jié)果上，也是等效的——即“生萬(wàn)物”，或“萬(wàn)物育”。在此，也許我們還可以更干脆說(shuō)，“中和”就是“三”，而“三”也就是“中和”——這應(yīng)當(dāng)說(shuō)是基本符合邏輯的。
那么，何以才能“致中和”而使“天地位焉，萬(wàn)物育焉”？一言以蔽之曰：“中庸”。這一點(diǎn)，正有如《逸周書(shū)度訓(xùn)》之所謂：“和非中不立。”而其意思，則不過(guò)是說(shuō)，“和”若不是“中”、離開(kāi)了“中”的話(huà)，則勢(shì)必將“立”不起來(lái)的；換句話(huà)說(shuō)，若沒(méi)有“中”，則所謂“和”是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由此看來(lái)，欲至于“和”，必當(dāng)首先致力于“中”。
然而，在“中”與“和”或“中庸”與“中和”之間，到底又有什么分別呢？在朱熹看來(lái)，“變和言庸者”，“以性情言之則曰中和，以德行言之則曰中庸是也。然中庸之中，實(shí)兼中和之義”[21]——按照他的意見(jiàn)，“中庸”這一理念，是完全可以包蘊(yùn)和涵攝著“中和”的；而在《中庸》看來(lái)，“中也者，天下之大本也；和也者，天下之達(dá)道也”——也就是說(shuō)，在“中”與“和”之間還是有所不同的。對(duì)此，朱熹是這樣解釋的：“大本者，天命之性，天下之理皆由此出，道之體也；達(dá)道者，循性之謂，天下古今之所共由，道之用也”[22]——其意思是說(shuō)，“中”乃是“道之體也”而且“天下之理皆由此出”；而“和”，則不過(guò)只是“道之用也”，同時(shí)又是“天下古今之所共由”。由此亦可見(jiàn)，所謂“和”者，無(wú)疑乃是“中”之為“用”也，是“用中”——連續(xù)不停地“用中”、持續(xù)不斷地“用中”；或者可以更直接地說(shuō)，它就是所謂“中庸”。
此外，還是要屬董仲舒說(shuō)過(guò)的這樣一句話(huà)來(lái)得切中肯綮、最為到位：“中者，天下之所終始也；而和者，天地之所生成也。夫德莫大于和，而道莫正于中。”[23]在這段話(huà)中，董子竟將“中”與“和”，分別提升到了“天下”、“天地”這樣一個(gè)登峰造極、無(wú)以復(fù)加的高度，可以說(shuō)是說(shuō)到家了。那么什么是“中”？董子在此說(shuō)得甚為明白：“中者，天下之所終始也”；至于什么是“和”？董子則同樣亦交待得十分清楚：“和者，天地之所生成也”。于是乎，所謂“中”與“和”，便由此而最終被提升到了一個(gè)最終極的本體論的高度；于是乎，在此，董子則更將“中”與“和”分別與所謂“道”與“德”二者有機(jī)結(jié)合、完美統(tǒng)一在一起。并且認(rèn)為，“夫德莫大于和，而道莫正于中”；換言之，所謂“和”，就是“德”而且是其中最“大”的“德”；而所謂“中”，也就是“道”而且是其中最“正”的“道”——他的這一說(shuō)法，應(yīng)當(dāng)說(shuō)是極為精辟的。至此，何以“致中和”這個(gè)問(wèn)題，便完全可以概而言之曰“中庸”——其實(shí)，這也正是先秦儒學(xué)本身所固有的本質(zhì)、核心及其“致廣大”、“極高明”的關(guān)鍵之所在[24]。
同時(shí)，這個(gè)“三”又是如何來(lái)的呢？老子說(shuō)，“道生一，一生二，二生三”；而且，他又說(shuō)，“人法地，地法天，天法道，道法自然”[25]。也就是說(shuō)，這個(gè)“三”乃是由“自然”/“道”這個(gè)“一”，一分為二，派生出諸如天地、乾坤、君臣、父母、夫婦、男女、神明、陰陽(yáng)、剛?cè)?、冷熱、燥濕、盈缺、?nèi)外、上下、遠(yuǎn)近、高低、強(qiáng)弱……等等等等、諸如此類(lèi)所有的兩兩既相對(duì)立、又相反對(duì)的“二”，然后再由這個(gè)“二”，合二為一，化生出“三”，進(jìn)而化生出煌煌宇宙間所有一切、萬(wàn)事萬(wàn)物。同時(shí)，孔子亦云：“吾有知乎哉？無(wú)知也。有鄙夫問(wèn)于我，空空如也，我叩其兩端而竭焉”[26]。在孔子看來(lái)，他本人是“無(wú)知”的，只不過(guò)是叩兩執(zhí)中、執(zhí)兩用中、處處守中、時(shí)時(shí)用中或者說(shuō)是“允執(zhí)厥中”而已。按照老子的意見(jiàn)是“二生三”，而“兩”、“貳”或“二”，從來(lái)都是孔子等原始儒家的重要數(shù)理概念。這正如唐代學(xué)者李觀(guān)之所言，“二為儒之臂”[27]；甚至可以說(shuō)，無(wú)“二”便無(wú)儒——而且即使說(shuō)有，那恐怕也只能是一個(gè)缺失雙臂的“儒”、維納斯雕像式的“儒”——但不知這樣的“儒”，是不是也會(huì)像那尊絕無(wú)僅有的曠世極品那樣卓而不群、艷而不妖，靜謐而又美麗？須知，即使斷臂的維納斯也是唯一的，儒家者流亦然。
由此可見(jiàn)，不必說(shuō)“三年”這個(gè)極具特殊意味的數(shù)量詞，即使是“三”這個(gè)單純的數(shù)詞，便足已叫人語(yǔ)說(shuō)不盡了——據(jù)本文統(tǒng)計(jì)，它在一部《論語(yǔ)》之中，舉凡18篇、60見(jiàn)，竟占有了其中所有數(shù)字份額（189）的近32%，堪稱(chēng)其中出現(xiàn)次數(shù)最高的一個(gè)——據(jù)此以觀(guān)，這無(wú)疑乃是中國(guó)古典文獻(xiàn)學(xué)中的一個(gè)極為罕見(jiàn)的文本現(xiàn)象，而且也應(yīng)當(dāng)說(shuō)是中國(guó)古代文學(xué)史上的一個(gè)十分引人注目的話(huà)語(yǔ)問(wèn)題。也許正因?yàn)椤爸泻汀迸c“三”此二者間存在著上述那種極為特殊的邏輯關(guān)系吧，于是乎，在《論語(yǔ)》中，孔子和他的弟子們才總是要將帶有“中和”之意的話(huà)語(yǔ)數(shù)字化為“三”；于是乎，我們才總是要一不小心就會(huì)在那里碰到這個(gè)俯拾即是的太多的數(shù)字——當(dāng)然這并不奇怪，誰(shuí)教孔子曾是那位主張“三生萬(wàn)物”的老子的弟子呢？至于其上述有關(guān)于“三年之喪”的一番入情入理的解釋?zhuān)绕涑錆M(mǎn)了一種十分濃郁的人世、人間、人生、人心、人道、人情和人性之味道——正所謂人同此心、人同此理，而且在這個(gè)意義上，一部孔學(xué)的確還可以稱(chēng)之為“人學(xué)”。
至于孔子之所謂“三年學(xué)，不至于谷，不易得也”[28]一句話(huà)的字面意思是說(shuō)，到我這里來(lái)付了學(xué)費(fèi)[29]、學(xué)習(xí)了三年卻不想去當(dāng)官的人，恐怕是不容易找到的；而其潛臺(tái)詞、話(huà)外音或言外之意則不過(guò)是說(shuō)，為政治哲人孔子所創(chuàng)立的私學(xué)本是一所政治家學(xué)園。既如此，入了孔門(mén)、學(xué)習(xí)了三年還不想去做官，則所來(lái)何為呢？此外，縱觀(guān)《論語(yǔ)》，尤其是其中弟子們“千萬(wàn)次地問(wèn)”，又哪一句不關(guān)乎于政治？難怪乎宋宰相趙普當(dāng)著太宗皇帝的面兒竟會(huì)如此底氣十足：“臣有《論語(yǔ)》一部，以半部佐太祖定天下，以半部佐陛下致太平”。至于孔子另外一句“茍有用我者，期月而已可也，三年有成”[30]——不知他這么說(shuō)到底有何把握和勝算，但有一點(diǎn)卻可以肯定，至少其絕非虛言。至于在孔子與其弟子子路、曾晰、冉有、公西華之間那段經(jīng)典對(duì)話(huà)中流露出的兩個(gè)“比及三年”[31]，尤其充分地展示了孔門(mén)弟子偉大的政治理想和遠(yuǎn)大的政治抱負(fù)；而且即使是這樣的理想和抱負(fù)，在他們那里，同樣有著與乃師一樣的自信，只需假以時(shí)日，“比及三年”，僅此而已，毋須再多——不多不少、不長(zhǎng)不短，就是“三年”，既十分明確（definition）而又十分確定（determination），甚至是毋庸置疑、不容置辯；或者說(shuō)，是定不可疑的。
為什么是“三年”？這在一部《論語(yǔ)》之中，的確是語(yǔ)說(shuō)不盡的；但在其中，它無(wú)疑又是一個(gè)確數(shù)或定數(shù)——不多不少、不長(zhǎng)不短，十分干脆，只是“三年”。盡管其中還有如子曰“加我數(shù)年，五十以學(xué)易，可以無(wú)大過(guò)矣”[32]之所謂“數(shù)年”、子曰“善人為邦百年，亦可以勝殘去殺矣。誠(chéng)哉！是言也” [33]之所謂“百年”以及子曰“善人教民七年，亦可以即戎矣”[34]之所謂“七年”這樣三個(gè)有關(guān)于“年”的數(shù)量詞，但從內(nèi)涵和包蘊(yùn)著這些數(shù)量詞的整個(gè)語(yǔ)句上看，則無(wú)一不明顯帶有著一種假想、猜測(cè)或推斷的語(yǔ)氣；究其實(shí)，則不過(guò)是他的一種對(duì)未來(lái)的想象，既不明確（indefinition）、也不確定（indetermination），似乎是指向彼岸（the other shore）的——然而，終其一生，孔子似乎卻又很少去作這種無(wú)謂的想象；而且即使曾有過(guò)，他也總是會(huì)有意通過(guò)一種時(shí)間上的特別暗示或者意向——通過(guò)一種既不明確又不確定的象征性的長(zhǎng)時(shí)段概念，明確而又確定地告訴他的弟子：此時(shí)此刻的他，其實(shí)正在想象。那么，在此，在這種語(yǔ)氣之下的“數(shù)年”、“百年”和“七年”這樣的時(shí)段，大概便可以援引前面清人汪中的話(huà)說(shuō)，“言其久也”吧？誰(shuí)知道呢——這一點(diǎn)，至少在孔子那里，并不確知；而且總的來(lái)說(shuō)，對(duì)“三年”以外的那些屬于未來(lái)的事情，他似乎已不再知道些什么。盡管當(dāng)?shù)茏幼訌堅(jiān)儐?wèn)起“十世可知也”時(shí)，孔子回答說(shuō)：“殷因于夏禮，所損益，可知也；周因于殷禮，所損益，可知也。其或繼周者，雖百世可知也?！盵35]——但眾所周知，這里子張之所問(wèn)及孔子之所答的，乃是歷史而非未來(lái)。而且依本文之見(jiàn)，甚至在孔子那里，未來(lái)或者明天的事情，似乎還是難以逆料、不可捉摸的，甚至大有一種只管耕耘、不計(jì)收獲之意。如季路問(wèn)事鬼神。子曰：“未能事人，焉能事鬼？”敢問(wèn)死。曰：“未知生，焉知死？”[36]——相對(duì)于“鬼”和“死”而言，“人”與“生”，無(wú)疑乃是更生動(dòng)、更具體也更“此在”（being）的東西——其言外之意，在本文看來(lái)，則不過(guò)是說(shuō)，從我做起、從現(xiàn)在做起，最重要的，首先是做好自己眼前的事情、手頭上的事情；或者可以一言以蔽之曰：活著，然后才是如何活或怎樣活、不活（死）以及“鬼”的問(wèn)題；若直接用孔子的話(huà)說(shuō)，那就是：先“事人”后“事鬼”，先“知生”后“知死”——“人”之“未能事”，“焉能事鬼”；“生”且不可“知”，“焉知”乎“死”？于是乎，我們注意到，在《論語(yǔ)》之中，有弟子曾通過(guò)追憶，明確而簡(jiǎn)短地記下了這樣一行清晰可辨的文字：“子不語(yǔ)：怪，力，亂，神?！盵37]
英國(guó)大文豪莎士比亞（Shakespeare）最著名的經(jīng)典中的那個(gè)最著名的角色哈姆萊特，曾作如是說(shuō)：“活還是不活，這是一個(gè)問(wèn)題。”此之謂也。對(duì)人而言，這的確是一個(gè)問(wèn)題；但這一問(wèn)題，似乎卻不僅屬于哈姆萊特（毋寧說(shuō)莎士比亞）、屬于蘇格拉底[38]，而且還屬于中國(guó)的孔子（Chinese Confucians）。
“活還是不活”，為其所根本揭示的乃是人之成為人、成為其所是的最基本的囚徒困境與二難選擇——正如魯迅先生的那篇奇文《死火》中所深刻展露出的“是凍滅還是燒完”這個(gè)進(jìn)亦憂(yōu)退亦憂(yōu)的生命本原現(xiàn)象，對(duì)人而言，真是太難了。而且其難就難在：任何人——不管他是誰(shuí)，也不管他是男是女、是老是少，他都必須在“活還是不活”或者“是凍滅還是燒完”間作出一種選擇，二者必居其一；除此以外，他們便不再有其他任何第三條道路可走了——而這豈不是太難了么？好在自古以來(lái)，這種困境與選擇，便僅僅屬于哲學(xué)，僅僅只是屬于哲人的問(wèn)題；而且古今中外，也僅僅只有像蘇格拉底、莎士比亞、孔子和魯迅這樣的詩(shī)性哲人，才會(huì)將這樣的問(wèn)題納入到自己的哲學(xué)視閾，才會(huì)去思考這樣的問(wèn)題，從而也才會(huì)明確提出“三年之喪”、“三年之愛(ài)”等等等等……諸如此類(lèi)根本牽絆著個(gè)體生命的重大問(wèn)題——不管怎么說(shuō)，哲學(xué)總歸是一門(mén)個(gè)人性的學(xué)問(wèn)。而人則既是個(gè)體的生命，同時(shí)又是群體的生命——但在哲學(xué)的諸多分類(lèi)當(dāng)中，只有“政治哲學(xué)”，才關(guān)涉于后者——既關(guān)涉于人的個(gè)體生命，又關(guān)涉于人的群體生命。而蘇格拉底、莎士比亞和孔子，究其實(shí)，也正是這樣的政治哲人。他們的“哲學(xué)”不僅為自己，而且也為別人，乃至于為整個(gè)人類(lèi)這一共同的群體。既如此，我們大概可以理解，為什么孔夫子當(dāng)年面對(duì)弟子宰予的一番質(zhì)疑，竟會(huì)如此的大動(dòng)肝火、大發(fā)雷霆，甚至于破口大罵了。但其中的問(wèn)題是，為什么同為弟子，質(zhì)疑問(wèn)難的宰予偏偏要遭此責(zé)罵，而那位欲訴諸行動(dòng)、“欲去告朔之餼羊”的子貢卻可以得到那般禮遇？可別忘了，子貢其人，乃是孔門(mén)中的“受業(yè)身通之徒”，“言語(yǔ)異能之士”[39]——聰明得很。也許正惟如此，那位“學(xué)而不厭”、“誨人不倦”[40]以及“因材施教”的孔老夫子，當(dāng)是時(shí)也，才不能不考慮：自己多少得給這位弟子留點(diǎn)兒面子吧？
然而孔子如此待人卻是不平等的、不公平的，或至少說(shuō)是存在著一定過(guò)失的。對(duì)此，即使他本人，后來(lái)也曾公開(kāi)承認(rèn)說(shuō)，“吾以言取人，失之宰予；以貌取人，失之子羽?！盵41]——這大概就是“圣人”，一位敢于面對(duì)和坦陳自我過(guò)失的圣人。當(dāng)然，這其中也有宰予個(gè)人方面的問(wèn)題：“宰予之辭，雅而文也，仲尼幾而取之，與處久而智不充其辯”[42]。盡管孔子之辭也有“雅而文”的時(shí)候，但那也只是在他頌習(xí)《詩(shī)》《書(shū)》、演繹禮儀之時(shí)；至于平時(shí)，大概是不常用的[43]。因而對(duì)宰予“雅而文”之辭，他自然要“幾而取之”了。而“與處久而智不充其辯”一句話(huà)，則告訴我們，宰予這個(gè)人之所以說(shuō)起話(huà)來(lái)“雅而文”，很可能是因?yàn)樗€有點(diǎn)兒食古不化、不知而言[44]的毛病——若如此，則長(zhǎng)此以往，便很可能會(huì)給乃師留下一種學(xué)藝不精、無(wú)所取用的印象；既如此，則孔子自然也便不會(huì)喜歡同其論辯了。但事實(shí)卻又證明，“以言取人，失之宰予”——在這一點(diǎn)上，孔子顯然是搞錯(cuò)了。也許正惟如此，《論語(yǔ)》中的孔子才要作如是說(shuō)：“君子欲訥于言，而敏于行”[45]、“巧言令色，鮮矣仁”[46]的吧？如此看來(lái)，盡管宰予一度曾遭遇過(guò)乃師孔子對(duì)他的不公平對(duì)待，但是他最終還是得到了老人家的刮目相看。而這正應(yīng)了一句俗語(yǔ)，“路遙知馬力，日久常人心”。既如此，又怎見(jiàn)得這對(duì)宰予/孔子不是一件好事？
總之，“為什么是三年”這個(gè)問(wèn)題，在某種程度上說(shuō)，似乎與“活還是不活”以及“是凍滅還是燒完”的問(wèn)題，是同質(zhì)的；而且從根本上說(shuō)，它也是雖“有根”，但卻又“無(wú)解”的。正如莊子之所謂“天下有大戒二：其一，命也；其一，義也。子之愛(ài)親，命也，不可解于心；臣之事君，義也，無(wú)適而非君也。無(wú)所逃于天地之間，是之謂大戒?！盵47]——在此，莊子竟將“子之愛(ài)親”稱(chēng)為“不可解于心”的“命也”、將“臣之事君”視作“無(wú)適而非君也”的“義也”并視之為“生（于）天地之間”、“處于天地之間”[48]、亦“無(wú)所逃于天地之間”的人的兩條“大戒”，可謂看透了人之成為人、成為其所是的那種相對(duì)于完美、全面和永久的不完美性、欠缺性和偶在性。于是乎，一種最黑暗、最冷酷也最恐怖的絕望感便油然而生。然而從另一個(gè)角度上說(shuō)，絕望不也證成著一種最深切的體認(rèn)和感悟？有鑒于此，或許可以用佛家的話(huà)說(shuō)，絕望原是一種本己或?qū)偃说模╬ersonal）“大徹大悟”。而且這種“絕望/大徹大悟”并不是什么自怨自艾、自暴自棄，當(dāng)然也不是什么“知其不可為而不為”（周作人先生語(yǔ)）。它是一個(gè)覺(jué)醒的開(kāi)頭、一個(gè)得救的開(kāi)始，是一種俯視或鳥(niǎo)瞰（而非仰視或平視）的目光，更是一種“知其不可為而為之”的反抗絕望、積極進(jìn)取的人生態(tài)度——“海到天邊天作岸，山登絕頂我為峰”；“山窮水盡疑無(wú)路，柳暗花明又一村”。
至此，“活還是不活”、“是凍滅還是燒完”——或者說(shuō)是“坐以待斃”還是“垂死掙扎”？已不再成為囚徒困境和二難選擇。一句話(huà)：只管耕耘，不計(jì)收獲，生如夏花之爛漫，死如秋夜之靜美——這是因?yàn)?，一顆生命的價(jià)值，并不在于其最終結(jié)果而是在于它曾經(jīng)活過(guò)、曾經(jīng)燒過(guò)或曾經(jīng)掙扎過(guò)，甚至就在于它曾經(jīng)活過(guò)、燒過(guò)或掙扎過(guò)的那短短的一瞬?；蛟S在此我們還可以進(jìn)一步或退一步地用哲學(xué)的話(huà)說(shuō)，它既“一分為二”過(guò)，又“合二為一”過(guò)——而這大概也就是老子之所謂“二生三”的“三”或者說(shuō)是“三生萬(wàn)物”的“三”以及孔子之所謂“三年之愛(ài)”、“三年之喪”的“三”吧？
其實(shí)，出世入世，總歸一世；或出或入，理固已然。儒道同源，密不可分。而中國(guó)傳統(tǒng)文化原本就是以儒、道兩家的思想為主流的。因而斷不可蔽于一端、流于一曲，不可顧此而失彼；否則，很可能如莊子之所謂“不幸不見(jiàn)天地之純，古人之大體”甚至還可能將導(dǎo)致“道術(shù)將為天下裂”[49]矣。若如此，則豈不悲夫！這個(gè)世界并非什么“沒(méi)有真理，只有解釋”，但“惟有明白真理的人才最會(huì)看出真理的類(lèi)似”，就像古人說(shuō)的，“觀(guān)其所以微見(jiàn)其意者，皆圣賢相與警戒之義”[50]。否則，大概就要算作是“庸俗”——而有關(guān)于“庸俗”，古希臘人卻有這樣一個(gè)叫做“apeirokalia”的絕妙詞匯，并以之來(lái)“形容缺乏對(duì)美好事物的經(jīng)歷”[51]。
按照《漢書(shū)》作者班固的意見(jiàn)，“《論語(yǔ)》者，孔子應(yīng)答弟子、時(shí)人，及弟子相與言而接聞?dòng)诜蜃又Z(yǔ)也。當(dāng)時(shí)弟子各有所記。夫子既卒，門(mén)人相與輯而論纂，故謂之《論語(yǔ)》?！盵52]也就是說(shuō)，所謂“《論語(yǔ)》者”，本是一部對(duì)話(huà)集或問(wèn)答錄。因此只有通過(guò)子夏之所謂“博學(xué)而篤志，切問(wèn)而近思，仁在其中矣”[53]一句話(huà)中的“博學(xué)”、“篤志”、“切問(wèn)”與“近思”，通過(guò)細(xì)讀、玩味、體認(rèn)和感悟，并且通過(guò)設(shè)身處地地切實(shí)進(jìn)入到當(dāng)時(shí)的對(duì)話(huà)語(yǔ)境和話(huà)語(yǔ)情境之中，才能得其道德宏旨與微言大義。否則，很可能不是五花八門(mén)、不著邊際，便是語(yǔ)焉不詳，不知所云。子張有曰：“執(zhí)德不弘，信道不篤，焉能為有？焉能為亡？”[54]——他的這番話(huà)，應(yīng)當(dāng)說(shuō)是對(duì)的。
注 釋?zhuān)?/p>
[1]《老子四十二章》。
[2][46]《論語(yǔ)學(xué)而》。
[3][43]《論語(yǔ)里仁》。
[4]《論語(yǔ)正義學(xué)而第一》，
[5][11][13]《史記孔子世家》。
[6]《韓詩(shī)外傳》卷七。
[7]有關(guān)于此，《禮記曲禮（上、下）》之中，多有記述，十分龐雜，而且其中更多的卻又是女叔齊之所謂“是儀也，不可謂禮”（《左傳昭公五年》）。因與本文無(wú)涉，故茲不贅述。
[8][45]《論語(yǔ)陽(yáng)貨》。
[9]《論語(yǔ)憲問(wèn)》。
[10]《左傳成公十三年》。
[12][35]《論語(yǔ)為政》。
[14][32][37][40]《論語(yǔ)述而》。
[15]《中庸》。
[16]《論語(yǔ)八佾》。
[17]《論語(yǔ)顏淵》。
[18]《禮記樂(lè)記》。
[19]《禮記曲禮上》。
[20][31][36]《論語(yǔ)先進(jìn)》。
[21][22]《中庸章句》。
[23]《春秋繁露循天之道》。
[24]參見(jiàn)米繼軍，《“和合學(xué)”辨正——與張立文先生商榷》，《學(xué)術(shù)前沿》（香港）2005（7）。
[25]《老子三十五章》。
[26]《論語(yǔ)子罕》。
[27]李觀(guān)，《通儒道說(shuō)》，《全唐文》卷五百三十五，中華書(shū)局1983年影印本。
[28]《論語(yǔ)泰伯》。
[29]據(jù)《論語(yǔ)述而》中之所謂“自行束修（即十條干肉）以上，吾未嘗無(wú)誨焉?！?/p>
[30][33][34]《論語(yǔ)子路》。
[38]據(jù)說(shuō)蘇格拉底臨終之前嘗作如是說(shuō)，“我去死而你們?nèi)セ?，到底誰(shuí)會(huì)更好，只有天知道”。
[39][41]《史記仲尼弟子列傳》。
[42]《韓非子顯學(xué)》。
[43]據(jù)《論語(yǔ)述而》，“子所雅言，《詩(shī)》、《書(shū)》、執(zhí)禮，皆雅言也。”
[44]《韓非子初見(jiàn)秦》，“臣聞不知而言不智”。此句正可解釋其中“智不充其辯”一語(yǔ)。
[47]《莊子人間世》。
[48]《莊子知北游》。
[49]《莊子天下》。
[50]蘇軾，《留侯論》。
[51][美]列奧施特勞斯（Leo Strauss）著，一行譯，《什么是自由教育（What Is Liberal Education）》，《古典傳統(tǒng)與自由教育》，華夏出版社，2005：8。
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北京理工大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告：基于三維模型的工藝對(duì)技術(shù)對(duì)航天制造企業(yè)生產(chǎn)效率的影響
一、學(xué)位論文選題的目的和意義
1.1 選題背景
進(jìn)入21世紀(jì),數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在國(guó)際航空制造業(yè)新產(chǎn)品研制中發(fā)展迅猛,傳統(tǒng)的以模擬量傳遞為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)制造手段，已經(jīng)逐漸被以數(shù)字量傳遞為基礎(chǔ)的數(shù)字化手段所代替,通過(guò)全面采用數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù),極大縮短了機(jī)型研制周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
二、本選題研究領(lǐng)域歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)分析
三、研究方案
四、研究計(jì)劃進(jìn)度表
五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算
六、參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：建模，裝配仿真，干涉檢查
1 引言虛擬制造是實(shí)際制造工程在計(jì)算機(jī)上的映射，船舶建造仿真要求采用三維的模型來(lái)代替實(shí)際的制造工程，將在車(chē)間、船臺(tái)（塢）的工作在虛擬的環(huán)境下先運(yùn)行一遍，從分段裝配、舾裝配合、動(dòng)力學(xué)性能、流體力學(xué)性能等多方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而得出船舶建造的邏輯順序與合理性，并為建造過(guò)程的優(yōu)化準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2 船舶建造數(shù)字建模及裝配仿真要求船舶的建造是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)代造船技術(shù)以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，采用成組技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)，有層次的對(duì)整個(gè)建造工程實(shí)施分解，在不同的階段，對(duì)三維建模有不同的要求。在以進(jìn)行船舶建造作業(yè)計(jì)劃編制為目的，同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要的情況下，對(duì)船舶數(shù)字化建模和裝配仿真技術(shù)的要求是[1,2]：（1）提供編制計(jì)劃所需要的產(chǎn)品特征信息，包括產(chǎn)品的幾何特征、物理特征、工程結(jié)構(gòu)特征等。在實(shí)際建造前根據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與圖形學(xué)映射關(guān)系確定各個(gè)零件的配合情況；（2）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行干涉檢查，確定整個(gè)裝配方案的可行性，在虛擬環(huán)境下消除產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷；（3）通過(guò)裝配仿真，給出產(chǎn)品的裝配信息與約束信息，確定生產(chǎn)計(jì)劃所需要的裝配邏輯順序；（4）以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)仿真，構(gòu)建裝配工藝路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)可行的裝配工藝規(guī)劃；（5）進(jìn)行裝配工藝仿真后處理，給出適合生產(chǎn)實(shí)際的三維模型與工藝文件。
3 數(shù)字化三維模型的建立這里使用的是CATIA V5 軟件進(jìn)行建模裝配仿真與干涉檢查。CATIA V5 是IBM 和達(dá)索系統(tǒng)公司共同推出的CAD/CAE/CAM 軟件，該軟件能夠在windows和Unix 等平臺(tái)上運(yùn)行，具有較強(qiáng)的三維造型功能，還有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)仿真功能模塊。
3.1 造船工程分解與任務(wù)包的確定
進(jìn)行三維數(shù)字化建模，不能單純的為了建模而建模，如果只是將船舶按其二維圖紙做成三維物體，則失去了建模的意義。以生產(chǎn)計(jì)劃編制為目標(biāo)的數(shù)字化建模通過(guò)船舶工程分解，來(lái)分清整個(gè)工藝過(guò)程，確立任務(wù)包，在此基礎(chǔ)之上，為后面的裝配仿真打下信息基礎(chǔ)。
船舶生產(chǎn)的過(guò)程實(shí)際上是制造零部件，即所謂的“中間產(chǎn)品”。免費(fèi)論文。這些中間產(chǎn)品經(jīng)過(guò)幾個(gè)制造級(jí)的逐漸變大變復(fù)雜，終而形成一艘船，即最終產(chǎn)品。免費(fèi)論文。因此從中間產(chǎn)品的角度來(lái)分解船舶的建造任務(wù)是理想的方案，這就是產(chǎn)品導(dǎo)向型分解。產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解的原理是：任何系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是層次分明有序可循的，通過(guò)層層分解可以通過(guò)圖表的形式揭示其有序結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解用于造船時(shí)，首先按照任務(wù)本質(zhì)的不同將造船全過(guò)程分為船體建造、舾裝和涂裝三大類(lèi)，每一大類(lèi)又分為加工和裝配兩種作業(yè)。例如，將船體建造分為零件加工、零件裝配、部件裝配、小分段裝配、分段裝配、大分段裝配和船體合攏7 個(gè)制造級(jí)。
3.2 分段模擬建模
（1）船體外板的建模
本文是在具有船殼曲面型值表的基礎(chǔ)上進(jìn)行船殼曲面的三維建模。由于型值表中的數(shù)據(jù)有間隔，在生成型線(xiàn)后，還進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行了光順。在具體建模過(guò)程中環(huán)境的設(shè)置如下：以X 正方向?yàn)榇挤较颍琘 正方向?yàn)榇蚁戏较?，Z 正方向?yàn)榇叻较?。只需XZ 平面一邊建立一半船殼曲面，另一邊映射即可。在生成所有曲面之后，如果還有局部的地方出現(xiàn)棱角，還可以充分利用CATIA 中的曲面修改功能，對(duì)于有棱角的地方可以把帶有棱角線(xiàn)兩邊的曲面連接（Join）成一大塊，然后在棱角線(xiàn)兩邊分別用兩個(gè)參考面把這塊大面截?cái)啵⊿plit）成兩塊面，去掉中間有棱角線(xiàn)的曲面。再由這兩塊Split面通過(guò)Blent（or Fill）命令連接起來(lái)，Blend（or Fill）命令中有保證曲面光順連接的選項(xiàng)，可以保證曲面的光順連接。對(duì)于凹凸不平的小塊曲面也可以用這種方法來(lái)修改。
（2）零件的建模
零件的建模，其目的是為了在以后的裝配仿真和生產(chǎn)計(jì)劃編制中提供必要的信息。其應(yīng)具備下列基本策略：
（a）特征設(shè)計(jì)與特征提取的綜合利用。特征是產(chǎn)品建模的強(qiáng)有力支持。建模時(shí)應(yīng)將特征設(shè)計(jì)與特征提取結(jié)合起來(lái)，充分利用現(xiàn)有的CAD 系統(tǒng)所提供的特征造型功能，盡量從有關(guān)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)直接提取，同時(shí)要充分的利用人機(jī)交互共功能，通過(guò)交互輸入定義。
（b）面向?qū)ο蟮慕７绞?。面向?qū)ο蟮慕７绞?，具有先粗后精，由抽象到具體的特點(diǎn)，符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的自然思維習(xí)慣，應(yīng)在建模中得到充分應(yīng)用。
（c）模型的層次化組織。免費(fèi)論文。在建模過(guò)程中，應(yīng)該具有大局觀(guān)，不能只盯著一個(gè)構(gòu)件，而是應(yīng)該考慮整體的層次性，在經(jīng)過(guò)詳細(xì)科學(xué)的分解以后，分層有計(jì)劃的建模。
模型不僅要處理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸入信息，還應(yīng)能處理設(shè)計(jì)工程中的中間信息和結(jié)果信息，因此模型的信息應(yīng)隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的推進(jìn)而逐步豐富和完善。
4 裝配仿真與干涉檢查船舶裝配仿真與干涉檢查是在虛擬的環(huán)境下確定船舶的作業(yè)邏輯順序，提供生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)資料，檢驗(yàn)工藝與設(shè)計(jì)的可行性。它是船舶虛擬制造和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的至關(guān)重要的一環(huán)，是進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃的基礎(chǔ)。裝配仿真包括了零件裝配、部件裝配和分段裝配三個(gè)制造級(jí)的任務(wù)包。在進(jìn)行裝配仿真的過(guò)程中，應(yīng)該按照工藝順序依次進(jìn)行虛擬，其作用如下：(1) 擬定裝配方案，優(yōu)化裝配結(jié)構(gòu)。從設(shè)計(jì)和制造工藝出發(fā)，在各種約束中尋求裝配的合理性與最優(yōu)性；(2) 改進(jìn)裝配性能，降低裝配成本。船舶裝配所涉及的零件種類(lèi)繁多，數(shù)量巨大，裝配仿真的任務(wù)首先要確保產(chǎn)品的裝配到位，然后要求裝配能夠比較容易實(shí)現(xiàn)，盡量降低成本；(3) 產(chǎn)品可制造性的基礎(chǔ)。由于目前詳細(xì)設(shè)計(jì)一般還是二維的，必須在虛擬三維環(huán)境下檢查產(chǎn)品的可行性；(4) 為計(jì)劃提供必要的信息數(shù)據(jù)。
4.1 裝配仿真
裝配仿真的覆蓋范圍很廣泛，這里具體來(lái)說(shuō)包括裝配順序、裝配路徑和裝配工藝三個(gè)方面的內(nèi)容，其中裝配順序與裝配路徑是最為核心內(nèi)容。
4.2 干涉檢查
船體分段有很多組件構(gòu)成，肉眼很難發(fā)現(xiàn)可能的干涉情況，利用CATIA 所提供的干涉檢查函數(shù)，可以自動(dòng)的檢查所有的干涉情況。下面通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明。
在構(gòu)件中有一工字梁與角鋼交叉，要進(jìn)行干涉檢查，看兩者是否有接觸而不能裝配，應(yīng)用Compute Clash 命令，將兩個(gè)零件同時(shí)選中，即可分析這兩個(gè)零件的干涉情況。當(dāng)對(duì)話(huà)框Result 出現(xiàn)Clash 表示兩個(gè)組件發(fā)生了干涉，出現(xiàn)Contact 則表示選定的兩個(gè)組件相接觸，如果No interference 則表示沒(méi)有干涉。
5 結(jié)語(yǔ)本文以編制生產(chǎn)計(jì)劃為目的，研究了基于虛擬制造下的三維數(shù)字化建模的方法。在CATIA 環(huán)境下，研究了怎樣通過(guò)對(duì)工藝合理性分析結(jié)合裝配分析，虛擬干涉檢查、產(chǎn)品裝配、生產(chǎn)工藝仿真，最后得到適合生產(chǎn)計(jì)劃編制的數(shù)字化模型。
【關(guān)鍵詞】激光掃描；露天礦；測(cè)量
一、三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)
三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比具有如下一些特點(diǎn)：
（1）非接觸測(cè)量
三維激光掃描技術(shù)采用非接觸掃描目標(biāo)的方式進(jìn)行測(cè)量，無(wú)需反射棱鏡，對(duì)掃描目標(biāo)物體不需進(jìn)行任何表面處理，直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)完全真實(shí)可靠?？梢杂糜诮鉀Q危險(xiǎn)目標(biāo)、環(huán)境（或柔性目標(biāo)）及人員難以企及的情況，具有傳統(tǒng)測(cè)量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
（2）數(shù)據(jù)采樣率高
目前，采用脈沖激光或時(shí)間激光的三維激光掃描儀采樣點(diǎn)速率可達(dá)到數(shù)千點(diǎn)，秒.而采用相位激光方法測(cè)量的三維激光掃描儀甚至可以達(dá)到數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)/秒。可見(jiàn)采樣速率是傳統(tǒng)測(cè)量方式難以比擬的。
（3）主動(dòng)發(fā)射掃描光源
三維激光掃描技術(shù)采用主動(dòng)發(fā)射掃描光源（激光），通過(guò)探測(cè)自身發(fā)射的激光回波信號(hào)來(lái)獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息，因此在掃描過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)不受掃描環(huán)境的時(shí)間和空間的約束。
（4）高分辨率、高精度
三維激光掃描技術(shù)可以快速、高精度獲取海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以對(duì)掃描目標(biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到高分辨率的目的。
（5）數(shù)字化采集，兼容性好
三維激光掃描技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)是直接獲取的數(shù)字信號(hào)，具有全數(shù)字特征，易于后期處理及輸出。用戶(hù)界面友好的后處理軟件能夠與其它常用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及共享。
（6）可與外置數(shù)碼相機(jī)、GPs系統(tǒng)配合使用
這些功能大大擴(kuò)展了三維激光掃描技術(shù)的使用范圍，對(duì)信息的獲取更加全面、準(zhǔn)確。外置數(shù)碼相機(jī)的使用，增強(qiáng)色彩色信息的采集，使掃描獲取的目標(biāo)信息更加全面。GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用，使得三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，與工程的結(jié)合更加緊密。近一步提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
（7）結(jié)構(gòu)緊湊、防護(hù)能力強(qiáng)適合野外使用
日前常用的掃描設(shè)備一般具有體積小、重量輕、防水、防潮，對(duì)使用條件要求不高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，適于野外使用。
二、掃描技術(shù)于金屬礦中的應(yīng)用
1、設(shè)計(jì)掃描方案和獲取數(shù)據(jù)
基于黑色露天炭的反射率只有10～15%，其最大的測(cè)距只有450m，所以要分多站架設(shè)儀器。經(jīng)考察，確定在視野比較開(kāi)闊的6個(gè)地方架立儀器對(duì)礦區(qū)進(jìn)行激光掃描，每個(gè)測(cè)站分別采用近距離標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量和遠(yuǎn)距離精密測(cè)量?jī)煞N模式，標(biāo)準(zhǔn)模式一周用時(shí)4min，精密測(cè)量模式一周用時(shí)12.5min。把整個(gè)礦區(qū)測(cè)完大約只要2.5h，若是兩臺(tái)全站儀則至少需要兩天的時(shí)間才能測(cè)完，可見(jiàn)3D掃描儀的速度有多快。
2、處理數(shù)據(jù)和建立三維模型
（1）平滑掃描數(shù)據(jù)。均勻化點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，使得測(cè)量距離的誤差變?。黄交譃檫B續(xù)和不連續(xù)表面平滑兩種，不連續(xù)的表面是在較遠(yuǎn)的距離上有前景的數(shù)據(jù)和對(duì)象，而連續(xù)的表面是指其所有的點(diǎn)都處于其上面的平面；因此，樹(shù)和燈柱等適合用不連續(xù)平滑，而墻則更適合是連續(xù)平滑。
（2）過(guò)濾數(shù)據(jù)。用孤點(diǎn)過(guò)濾，其中過(guò)濾點(diǎn)的間隔菜單會(huì)有提示，在通常情況下我們都是選取2m，也就是，假如在一個(gè)點(diǎn)的方圓2m之內(nèi)不存在其他的點(diǎn)，則將會(huì)被過(guò)濾掉；接著，進(jìn)行最小間隔的過(guò)濾，在實(shí)際中，考慮到金屬礦上所要求的精度，20cm，則意味著兩點(diǎn)的距離最小要求在20cm。在軟件的過(guò)濾選項(xiàng)中，其實(shí)還有很多的內(nèi)容，我們?cè)诓僮鞯臅r(shí)候，可以根據(jù)實(shí)際的情況和自己的需要進(jìn)行選擇。其后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的修剪，把那些沒(méi)用的點(diǎn)全都刪除掉，最后進(jìn)行孤點(diǎn)的過(guò)濾，形成彩色的點(diǎn)陣圖。
（3）平面三角化點(diǎn)云。在進(jìn)行三角化的時(shí)候，要注意確定三角網(wǎng)的最小角和最大邊，控制TTN 的精度和結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行建立表面模型的時(shí)候，有球面三角化和平面三角化兩種形式，平面三角化就是于X—Y平面中創(chuàng)建三角網(wǎng)，就是用于創(chuàng)建激光掃描點(diǎn)的二維三角網(wǎng)；然而，對(duì)于帶有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單個(gè)掃描數(shù)據(jù)，則采用球面三角化比較適合。上述就是一個(gè)站上模型的建立過(guò)程，多站激光掃描數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)登記和坐標(biāo)糾正后，才能建立多測(cè)站的整個(gè)測(cè)區(qū)的統(tǒng)一模型。
3、坐標(biāo)的登記以及坐標(biāo)的糾正
基于當(dāng)次激光掃描的是指測(cè)站不是在已知點(diǎn)上進(jìn)行的，所以，被掃描出來(lái)的一幅掃描點(diǎn)云圖的坐標(biāo)系是任意的，利用它不能夠直接的建立整個(gè)露天礦測(cè)區(qū)的模型，精確的將多幅點(diǎn)云圖納入到統(tǒng)一的坐標(biāo)系，這樣一種方法我們將它稱(chēng)之為坐標(biāo)的匹配。
坐標(biāo)的糾正，是把點(diǎn)云納入至地面測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的方法。其的操作過(guò)程是，與掃描區(qū)域附近或掃描區(qū)域之中的控制點(diǎn)設(shè)置標(biāo)靶，進(jìn)而使得相鄰的激光掃描點(diǎn)云圖上有3個(gè)以上的控制點(diǎn)標(biāo)靶，通過(guò)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行的強(qiáng)制符合，就可以將相鄰的掃描點(diǎn)云圖統(tǒng)一至相同的一個(gè)特定坐標(biāo)系之中，這被稱(chēng)之為全局方式的坐標(biāo)糾正，這樣可以有效的防止在進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差的積累。而球形標(biāo)靶，則是利用反射率比較高的材料做成的圓球，將其置于控制點(diǎn)之上，其球心可以通過(guò)礦山測(cè)量的坐標(biāo)得到，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，每個(gè)激光掃描站至少要掃描到兩個(gè)以上的標(biāo)靶球，在計(jì)算出標(biāo)靶球的掃描坐標(biāo)之后，按照三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對(duì)其進(jìn)行糾正。
4、挖礦體積的測(cè)量原理
對(duì)礦體的體積量的計(jì)算，其原理非常簡(jiǎn)單。舉個(gè)比較簡(jiǎn)單的例子，有一個(gè)碗壁很薄的碗，我們想知道它的容量，我們先給碗盛滿(mǎn)水，則碗身與水面所圍成的體積就是該碗的容量。這是，一個(gè)人喝了一部分的水，問(wèn)這人喝了多少水？其實(shí)就會(huì)喝水的前后碗體本身和水面圍成的體積。而礦的每月挖方量的原理也是如此，就是本月與前個(gè)月礦體表面圍成的體積。
5、金屬礦開(kāi)采量的計(jì)算的應(yīng)用
為了方便，將修剪、過(guò)濾和平滑統(tǒng)為修剪，而且每一次的測(cè)量全都進(jìn)行了6站激光掃描。經(jīng)過(guò)2種處理方法形成總點(diǎn)云，可以先坐標(biāo)糾正后修剪，也可以先修剪后坐標(biāo)糾正。每一個(gè)模型都可以計(jì)算“表面圍成的體積”，被計(jì)算處理的體積是相對(duì)于基準(zhǔn)面礦體范圍內(nèi)的體積。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，應(yīng)用全數(shù)字三維激光掃描技術(shù)來(lái)開(kāi)展露天礦山測(cè)量工作，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的礦山測(cè)量技術(shù)，為我們提供了可靠、快捷、方便、安全的技術(shù)解決方案，是目前露天礦山地質(zhì)測(cè)量中最有效、最快捷、最經(jīng)濟(jì)、最安全的技術(shù)手段，它必將在露天礦山測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]夏永華，三維激光探測(cè)技術(shù)在采空區(qū)測(cè)量中的應(yīng)用與實(shí)踐[期刊論文]-金屬礦山 ，2009
【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì)；數(shù)字化教學(xué)；腦的延長(zhǎng)
1數(shù)字化教學(xué)課程體系
傳統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)全國(guó)大多數(shù)院?；旧鲜怯?jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的教學(xué),而且教學(xué)內(nèi)容也局限于繪圖命令的教學(xué),因而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)往往被認(rèn)為僅僅計(jì)算機(jī)輔助繪圖,只是一種可以提高工作效率的繪圖工具,也就是人們通常所說(shuō)的“手的延長(zhǎng)”。在教學(xué)改革上,我們的目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)幫助設(shè)計(jì)者提高設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性,真正地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAided Design, CAD),也就是所說(shuō)的“腦的延長(zhǎng)”。
根據(jù)全國(guó)高校建筑學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的《促進(jìn)建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)發(fā)展綱要》,建筑數(shù)字技術(shù)課程改革的思路從三個(gè)方面考慮:改革教學(xué)重點(diǎn),以講授設(shè)計(jì)構(gòu)思方面的軟件為主;增加教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)建筑數(shù)字技術(shù)發(fā)展概貌的介紹;改革教學(xué)方式,逐步將建筑數(shù)字技術(shù)課程與建筑設(shè)計(jì)教學(xué)結(jié)合起來(lái)[3]。結(jié)合專(zhuān)指委的精神和學(xué)院的教學(xué)改革情況,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程,以達(dá)到“腦的延長(zhǎng)”作為教學(xué)改革目標(biāo),制定出如下數(shù)字化課程體系。
2數(shù)字化課程教學(xué)大綱與內(nèi)容
傳統(tǒng)的數(shù)字教學(xué)主要是以講授命令為主,現(xiàn)在的教學(xué)主要是以講授建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思為主,基于此我們對(duì)各門(mén)課程的教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容的制定進(jìn)行了改革和調(diào)整?？紤]在總學(xué)時(shí)總學(xué)分不變的前提下,如何盡可能詳盡地講授各個(gè)數(shù)字化軟件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也是一個(gè)難點(diǎn),為此我們主要集中講授每個(gè)軟件的基礎(chǔ)知識(shí)、建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)需要用到的常用命令及它們的綜合應(yīng)用。
（1）數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)概論
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:建筑學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的入門(mén)性指導(dǎo)課程;深入淺出地介紹建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)的有關(guān)概念和相關(guān)知識(shí)、相關(guān)軟件、相關(guān)技術(shù)和相關(guān)方法;
教學(xué)內(nèi)容:數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)軟件;建筑性能分析;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;建筑設(shè)計(jì)信息集成;協(xié)同設(shè)計(jì);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)智能化;建筑形式的數(shù)字化生成;計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介;
教學(xué)方法:以實(shí)例(動(dòng)畫(huà)、圖像、視頻等)的方式來(lái)講解數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的方方面面,并以專(zhuān)題的方式進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生深入了解數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
考核方法:期中作業(yè)論文+期末筆試。
表1數(shù)字化課程體系課程一覽表
注:某大學(xué)執(zhí)行三學(xué)期制(兩長(zhǎng)一短),第三學(xué)期為短學(xué)期,共5周。
（2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 28學(xué)時(shí)(2學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹AutoCAD繪圖軟件,掌握基本的繪圖命令,能綜合使用各種命令,完成建筑設(shè)計(jì)的平面、立面、剖面圖的繪制及建筑的三維建模。
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)要求,把整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為四個(gè)階段:計(jì)算機(jī)輔助繪圖基本命令、建筑平面的繪制、建筑立面的繪制、建筑三維模型的繪制;同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中把必須掌握的命令在教學(xué)過(guò)程中分步介紹,具體如下:
表2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)安排
考核方法:在規(guī)定的時(shí)間(2小時(shí))內(nèi)完成一份平面圖的制作;
（3）建筑數(shù)字化表現(xiàn)
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹3Dmax/Photoshop兩款軟件在建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方面的基本應(yīng)用:三維建模、三維渲染及效果圖后期處理。
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的效果圖表現(xiàn)要求,結(jié)合AutoCAD的三維建模,教學(xué)內(nèi)容局限于建筑表現(xiàn)所需的命令與方法,具體內(nèi)容安排如下:
表3建筑數(shù)字化表現(xiàn)教學(xué)安排
考核方法:獨(dú)立完成兩份作業(yè):平面彩圖制作、建筑效果圖制作。
（4）草圖大師
學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)
教學(xué)大綱:了解SketchUp軟件的基本使用,能獨(dú)立地使用它完成建筑設(shè)計(jì)的方案構(gòu)思,并生成相應(yīng)的效果圖和漫游動(dòng)畫(huà)。
教學(xué)方法:學(xué)生自學(xué),老師提供各種學(xué)習(xí)資料和相關(guān)的案例,并結(jié)合建筑設(shè)計(jì)課進(jìn)行輔導(dǎo)
（5）建筑信息模型
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 32學(xué)時(shí)(2學(xué)分)
教學(xué)大綱:詳細(xì)介紹Revit的發(fā)展、特點(diǎn)、功能與使用,包括建筑設(shè)計(jì)信息技術(shù)發(fā)展概述、建筑信息模型與Revit概述、基于構(gòu)件的建筑設(shè)計(jì)、自定義簇類(lèi)型、視圖與渲染、明細(xì)表等應(yīng)用;基于BIM的建筑節(jié)能分析(IES);
教學(xué)內(nèi)容:結(jié)合當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽或建筑設(shè)計(jì)作業(yè),講授Revit軟件的使用,讓學(xué)生直接使用軟件來(lái)完成競(jìng)賽或作業(yè),同時(shí)介紹Revit信息模型在建筑性能分析軟件( IES/Ecotect)的應(yīng)用。分六部分來(lái)講述:基礎(chǔ)知識(shí);基于建筑構(gòu)件的各種建模命令的使用和技巧;基于視圖處理的各類(lèi)平、立、剖、三維、詳圖等應(yīng)用;基于建筑表現(xiàn)的的燈光、渲染、漫游等應(yīng)用;基于體量、組、局部設(shè)計(jì)、多方案探討、工程階段、大項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)等高級(jí)應(yīng)用;建筑信息模型的性能分析。
教學(xué)方法:以實(shí)例來(lái)教學(xué);
考核方法:獨(dú)立完成建筑設(shè)計(jì)作業(yè)或建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作業(yè)。
（6）建筑技術(shù)分析
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:以Ecotect或IES軟件為軟件平臺(tái),介紹計(jì)算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)在建筑性能分析中的應(yīng)用,主要包括建筑聲環(huán)境分析、建筑光環(huán)境分析、建筑熱環(huán)境與能耗分析、建筑日照分析、建筑風(fēng)環(huán)境分析等。
教學(xué)方法:以實(shí)例(建筑學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè))為例進(jìn)行教學(xué);
考核方法:能獨(dú)立完成一幢公建的各項(xiàng)建筑性能分析,并以此依據(jù)改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案。
（7）虛擬建筑
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本原理與應(yīng)用;以Quest3D軟件為平臺(tái),介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:介紹Quest3D軟件的基礎(chǔ)知識(shí)和基本命令;結(jié)合建筑設(shè)計(jì)方案,建立三維模型,通過(guò)烘焙導(dǎo)入Quest3D;通過(guò)通道組為虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景編輯環(huán)境、導(dǎo)游線(xiàn)路、菜單制作等,最后完成虛擬展示系統(tǒng)的。
考核方法:獨(dú)立完成一份虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)的制作。
（8）多媒體制作
學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)
教學(xué)大綱:講授常用的多媒體制作軟件,如Flash、Authorware、Dreamweaver等設(shè)計(jì)軟件,對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行多媒體展示,圖、文、聲并茂,完美地表達(dá)建筑設(shè)計(jì)思想和建筑設(shè)計(jì)作品。
教學(xué)方法:選修全校公共課程;舉行專(zhuān)題講座,以實(shí)例介紹軟件的使用。
3數(shù)字化課程教學(xué)方法探討
數(shù)字化教學(xué)課程體系的建設(shè)目的明確,一方面是以建筑設(shè)計(jì)教學(xué)為主線(xiàn),另一方面是以實(shí)現(xiàn)“腦的延長(zhǎng)”為目標(biāo),因而在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中要始終圍繞這兩個(gè)方面展開(kāi),教學(xué)過(guò)程中采用“四結(jié)合”:命令講解與實(shí)例演示相結(jié)合、課堂作業(yè)與設(shè)計(jì)作業(yè)相結(jié)合、數(shù)字化課堂與專(zhuān)業(yè)課堂相結(jié)合、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合,通過(guò)實(shí)踐和總結(jié),有如下的教學(xué)指導(dǎo)思想。
（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合
建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,建筑數(shù)字化技術(shù)課程也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,對(duì)數(shù)字化技術(shù)軟件的掌握程度關(guān)鍵看實(shí)踐,即在設(shè)計(jì)課中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的實(shí)踐。建筑數(shù)字化技術(shù)課程的教學(xué)效果最終通過(guò)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)課中體現(xiàn)出來(lái),否則,也就失去本課程存在的意義,其中最主要的實(shí)踐就是學(xué)生對(duì)建筑方案的構(gòu)思如何通過(guò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行表現(xiàn),并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)方案進(jìn)行推敲、評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),即“腦的延長(zhǎng)”。
（2）走近設(shè)計(jì)
在教學(xué)過(guò)程中“走近設(shè)計(jì)”,結(jié)合建筑學(xué)課程的教學(xué)實(shí)例及不同風(fēng)格、不同特點(diǎn)的建筑設(shè)計(jì)方案來(lái)講解軟件的具體綜合應(yīng)用。在CAD軟件教學(xué)時(shí),我們的教學(xué)實(shí)例盡可能就來(lái)自于學(xué)生學(xué)習(xí)或設(shè)計(jì)中的的建筑平面、立面、剖面,并結(jié)合學(xué)生手工繪制建筑平面的過(guò)程來(lái)講授相關(guān)的CAD命令,這樣學(xué)生能快速地掌握計(jì)算機(jī)輔助繪圖。在教學(xué)SketchUp時(shí),直接讓學(xué)生對(duì)他們?cè)诮ㄖn程作業(yè)的建筑設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行繪制學(xué)習(xí),同時(shí)把最后的成果在建筑數(shù)字化表現(xiàn)課程中作為案例來(lái)練習(xí),也可以作為建筑設(shè)計(jì)的課程作業(yè)來(lái)上交,達(dá)到雙贏的效果。
（3）課程之間即交叉又延續(xù)
我們的改革是基于建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程來(lái)展開(kāi)的,因此在教學(xué)上可以通過(guò)把某個(gè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的不同發(fā)展階段作為主線(xiàn),把所有的課程教學(xué)形成一個(gè)體系,課程之間既有交叉又有延續(xù)。建筑方案草圖階段通過(guò)SketchUp來(lái)繪制,成果可以在3Dmax中渲染使用,同時(shí)3Dmax成品既可以由PS加工成建筑效果圖,又可以導(dǎo)出為VRML文件作為虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)例。建筑方案構(gòu)思完后,根據(jù)草圖模型通過(guò)CAD軟件來(lái)繪制平立剖等圖形,并作為輔助線(xiàn)導(dǎo)入RevitBuilding信息模型軟件中建成BIM模型,最后可以通過(guò)BIM模型生成各類(lèi)施工圖,并進(jìn)行各種建筑性能分析。
4總結(jié)
建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)富有藝術(shù)創(chuàng)造性的綜合性應(yīng)用學(xué)科,建筑設(shè)計(jì)的作品豐富多彩,從而決定了建筑數(shù)字化技術(shù)教學(xué)也必須是靈活多變的.當(dāng)然目前的課程體系還有許多不足之處,如在建筑技術(shù)性能軟件方面,涉及不多,除目前軟件的選擇不多外,作為數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)老師,在建筑技術(shù)方面的知識(shí)掌握也有一定的欠缺,有待提高。本文通過(guò)結(jié)合學(xué)院的教學(xué)條件、師資情況,我們提出的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)課程體系只是一個(gè)嘗試,希望在未來(lái)實(shí)踐中不斷地完善和提高。
參考文獻(xiàn)
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[2]饒金通,張燕來(lái),李立新.基于“腦的延長(zhǎng)”的建筑數(shù)字化技術(shù)教學(xué)改革,廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(哲社版), 2008年教學(xué)研究增刊: 53~57
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí) 礦冶文化 保護(hù)
我國(guó)擁有三千五百多年的冶煉史,是最早進(jìn)行礦石冶煉的國(guó)家之一,礦冶文化十分豐富,礦冶遺址遍布各地。進(jìn)入21世紀(jì),數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)使得信息傳播的方式發(fā)生了巨大的變化,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已成為數(shù)字時(shí)代最具代表的三種關(guān)鍵技術(shù)。黃石市(地區(qū))要將礦冶文化作為發(fā)展特色文化的重點(diǎn)來(lái)抓,使之成為全省乃至全國(guó)礦冶文化研究和保護(hù)的前沿,就必須學(xué)會(huì)利用新技術(shù),善于開(kāi)拓新思路。
一、古代遺址的數(shù)字化三維復(fù)原與虛擬場(chǎng)景漫游
近年來(lái),隨著硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)高效的3D運(yùn)算能力的提升,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維虛擬場(chǎng)景方面的應(yīng)用逐漸變?yōu)榭赡堋Ｓ捎谔摂M現(xiàn)實(shí)展示技術(shù)能突破平面的限制,而不僅僅局限于二維空間的文字、圖片及影像,從而很好地解決了一般圖片和文字展示中缺乏真實(shí)感的局限性問(wèn)題。可以重點(diǎn)選擇黃石地區(qū)的一些具有代表性的青銅冶煉古跡進(jìn)行數(shù)字化三維復(fù)原,包括古代遺址的數(shù)字化三維復(fù)原與虛擬場(chǎng)景漫游。如大冶銅綠山古銅礦遺址博物館可以采用虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模的方式,也可以采用全景圖片建模的方式構(gòu)建一個(gè)虛擬的三維仿真環(huán)境,用戶(hù)通過(guò)多種傳感器和多維信息環(huán)境的交互作用可以從任意角度,觀(guān)看虛擬物體的三維效果,得到感性和理性的認(rèn)識(shí)。對(duì)礦冶遺址進(jìn)行數(shù)字化三維復(fù)原和虛擬場(chǎng)景漫游是一個(gè)全新的展示設(shè)計(jì)表現(xiàn)概念,它讓觀(guān)眾從單純觀(guān)測(cè)計(jì)算結(jié)果中解脫出來(lái),轉(zhuǎn)變?yōu)槌两接?jì)算機(jī)創(chuàng)造的環(huán)境中,提供了其它傳統(tǒng)展示方式所無(wú)法比擬的、嶄新的信息交流界面。
二、古代青銅冶煉過(guò)程的數(shù)字化虛擬仿真
大冶銅綠山古代冶煉技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平,古銅礦遺址的發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘,初步回答了我國(guó)青銅時(shí)代銅是怎樣開(kāi)采、冶煉這一重要?dú)v史課題,為研究我國(guó)礦冶技術(shù)發(fā)展史提供了一批珍貴的實(shí)物資料,它有力地說(shuō)明,我國(guó)古代采冶技術(shù)有一套獨(dú)立發(fā)展的體系。采用淺井探礦和利用淘砂盤(pán)進(jìn)行重砂測(cè)量是古代開(kāi)發(fā)銅綠山礦區(qū)的重要探礦方法,當(dāng)?shù)氐墓糯V冶遺址均分布于富礦帶上的事實(shí)也說(shuō)明了其科學(xué)性。采冶結(jié)合是銅綠山古銅礦的又一特點(diǎn),在春秋早期即已采用鼓風(fēng)爐煉銅,此外,在采礦方法、礦井提升、通風(fēng)、排水以及工具的制作等方面也有不少創(chuàng)造。這些先進(jìn)的技術(shù)都是我國(guó)礦冶文化的珍貴遺產(chǎn),我們完全可以采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)再現(xiàn)這些青銅冶煉的技術(shù)過(guò)程,如冶煉工序、冶煉方式等方面的虛擬再現(xiàn)。這也是將中國(guó)傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)相結(jié)合,是先進(jìn)生產(chǎn)力的具體體現(xiàn),是傳播先進(jìn)文化的有力工具,能夠更有效地滿(mǎn)足人民群眾日益增長(zhǎng)的文化生活需要,在文化建設(shè)領(lǐng)域體現(xiàn)廣大人民群眾的根本利益。
三、建立黃石虛擬數(shù)字化博物館
虛擬數(shù)字化博物館是指利用數(shù)字技術(shù),對(duì)文物(包括可移動(dòng)文物和不可移動(dòng)文物)信息進(jìn)行全方位和多形式采集、標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)和加工,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接和一系列相關(guān)規(guī)定、協(xié)議,實(shí)現(xiàn)文物信息的資源共享、有效利用和科學(xué)管理,為不同用戶(hù)提供數(shù)字化的輔助決策、科學(xué)研究、展覽展示、文化交流、教育培訓(xùn)和游戲娛樂(lè)等服務(wù)的綜合信息系統(tǒng)。黃石地區(qū)的礦冶遺址和文物十分豐富,從1981年以來(lái),通過(guò)考古發(fā)掘、遺址采集、流散收集、廢品揀選,已收集銅鐵器文物二千余件。其中,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的“青銅砝碼”全套13件;戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的楚國(guó)貨貝“良金一朱”、“良金四朱”;商代“提梁”;戰(zhàn)國(guó)時(shí)期采礦工具“銅斧”等33件文物被國(guó)家文物鑒定組定為一級(jí)文物。另外,古礦井中發(fā)掘出土有大量的生產(chǎn)工具和生活用具,如銅斧、銅錛、本鏟、船形木斗、木瓢、竹簍、繩索、陶器碎片、竹藍(lán)等。所有這些文物,我們可以采用數(shù)字化三維掃描的方式進(jìn)行文物的保存和陳列,建立黃石虛擬數(shù)字化陳列館。也可以將現(xiàn)有的博物館進(jìn)行虛擬數(shù)字化,把館藏文物用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化復(fù)制。借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將其為網(wǎng)絡(luò)虛擬博物館,采取館藏薈萃、虛擬陳設(shè)等方式,讓更多的人更及時(shí)地了解和認(rèn)識(shí)黃石地區(qū)的礦冶文化,從而進(jìn)一步推動(dòng)黃石地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展。
四、結(jié) 語(yǔ)
隨著數(shù)字時(shí)代的來(lái)臨,利用數(shù)字技術(shù)整合民族文化資源,發(fā)展“信息內(nèi)容產(chǎn)業(yè)”,攫取政治、經(jīng)濟(jì)、文化各方面的利益,成為世界各國(guó)在21世紀(jì)的重要戰(zhàn)略之一。黃石市大冶地區(qū)具有豐富的礦冶文化資源,由于文物保護(hù)和展示條件的局限性,這些礦冶文化資源并沒(méi)有得到充分利用,有的正在逐步走向沒(méi)落或消亡。長(zhǎng)期以來(lái),由于展陳條件的限制,黃石地區(qū)的許多文物保護(hù)單位難于充分發(fā)揮社會(huì)教育和文化服務(wù)的功能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在黃石地區(qū)礦冶文化保護(hù)中的運(yùn)用,將極大地促進(jìn)傳統(tǒng)文化資源的全社會(huì)共享,對(duì)于弘揚(yáng)先進(jìn)文化,建立學(xué)習(xí)型社會(huì),全面提高國(guó)民素質(zhì),提供黃石所能提供的精神動(dòng)力和智力支持。同時(shí)也將使黃石市在進(jìn)一步提高文化知名度,創(chuàng)建青銅文化、山水園林城市的生態(tài)和文化旅游中起到重要作用。
[本論文是黃石理工學(xué)院青年基金項(xiàng)目“黃石礦冶遺址三維虛擬仿真”的階段性成果。項(xiàng)目編號(hào):09yjr61Q.]
參考文獻(xiàn):
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1數(shù)字化技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展概況
1．1數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)涵美國(guó)是數(shù)字化技術(shù)研究的發(fā)源地。1965年美國(guó)麻省理工學(xué)院博士研究生Sutherland在《終極的顯示》論文中首次提出了包括具有交互圖形顯示、回饋設(shè)備以及聲音提示的數(shù)字化系統(tǒng)的基本設(shè)想，從此，正式開(kāi)始了關(guān)于數(shù)字化系統(tǒng)的研究與探索的歷程［9］。20世紀(jì)80年代初JaronLanier正式提出了數(shù)字化概念，從而引起了人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛關(guān)注［10］。20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)與軟件系統(tǒng)迅速發(fā)展、不斷改進(jìn)，使得大型數(shù)據(jù)集合的聲音和圖像的實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)制作成為可能，為數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)［11］。數(shù)字化技術(shù)就是運(yùn)用數(shù)字化的手段和工具，將園林設(shè)計(jì)的方案用靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)影像以及可交互的虛擬現(xiàn)實(shí)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，使用數(shù)字化技術(shù)可以將園林設(shè)計(jì)的方案準(zhǔn)確的表現(xiàn)出來(lái)。在園林設(shè)計(jì)中使用數(shù)字化技術(shù)是手段的創(chuàng)新，在園林設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，不僅對(duì)建筑空間和形體塑造進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，而且對(duì)于各種智能化管理、生態(tài)控制等方面的作用也越來(lái)越明顯。
1．2數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在園林設(shè)計(jì)中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)計(jì)師減少了重復(fù)勞動(dòng)，提高了工作效率，最大限度地減少錯(cuò)誤的發(fā)生以及降低設(shè)計(jì)成本，最實(shí)際的就是設(shè)計(jì)的圖紙更利于保留和存檔。例如，在園林綠化裝飾的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于道路景觀(guān)亭、消防設(shè)備的安裝等導(dǎo)致空間高度與現(xiàn)場(chǎng)情況不符的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)師就要根據(jù)實(shí)際情況去修改和調(diào)整設(shè)計(jì)方案。遇到此類(lèi)問(wèn)題，如果沿用傳統(tǒng)的手繪效果圖，設(shè)計(jì)師需要重新繪制設(shè)計(jì)圖，無(wú)形中增加了設(shè)計(jì)的工作量，并且耽擱了大量的勞動(dòng)時(shí)間［12］。而運(yùn)用數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)繪制效果圖，就可以避免以上情形的發(fā)生。設(shè)計(jì)師只需要回溯到建模流程中對(duì)空間高度數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和調(diào)整，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)重新進(jìn)行一次渲染計(jì)算就可以出圖，不僅節(jié)省了大量的人力物力，而且能夠方便快捷地完成所要修改的設(shè)計(jì)圖紙。大多數(shù)的客戶(hù)并非專(zhuān)業(yè)人士，面對(duì)傳統(tǒng)的手繪設(shè)計(jì)效果圖，可能大多數(shù)客戶(hù)看不明白，在交流過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)分歧。但是使用數(shù)字化的表現(xiàn)技術(shù)，就可以幫助客戶(hù)和施工方更直觀(guān)地理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，當(dāng)雙方產(chǎn)生矛盾的時(shí)候也便于雙方及時(shí)的溝通和解決。這樣不僅能夠在有效的時(shí)間內(nèi)將設(shè)計(jì)方案最直接的表達(dá)，而且避免了各個(gè)工種之間由于溝通不暢而導(dǎo)致工作銜接出錯(cuò)的情況。數(shù)字化技術(shù)表現(xiàn)方式的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)師和客戶(hù)、施工方之間的溝通交流更為有效和便捷，不僅如此，數(shù)字化技術(shù)還能為園林綠化裝飾工程項(xiàng)目的預(yù)算、造價(jià)及實(shí)施提供高度可靠、集成、實(shí)時(shí)的信息。
1．3數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)城市綠化建設(shè)已經(jīng)越來(lái)越受到各省市的廣泛重視。“進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和綠化建設(shè)，改善城市生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)持污染防治和生態(tài)建設(shè)并重，走可持續(xù)發(fā)展之路”已成為許多城市建設(shè)的目標(biāo)。隨著城市建設(shè)和綠化建設(shè)的推進(jìn)，城市環(huán)境和綠地資源分布情況不斷地發(fā)生變化［13］。如何實(shí)時(shí)了解城市現(xiàn)有的綠地資源總量和分布情況，如何制定適合城市市情的綠地規(guī)劃，如何進(jìn)行城市綠化的科學(xué)化管理等，這些都對(duì)數(shù)字化園林技術(shù)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。數(shù)字化軟件經(jīng)過(guò)近20a的發(fā)展，已經(jīng)延伸出越來(lái)越多的功能，并且表現(xiàn)形式和語(yǔ)言也日趨多樣化，數(shù)字化表現(xiàn)技術(shù)出現(xiàn)了從靜態(tài)圖像向動(dòng)態(tài)和交互的三維場(chǎng)景發(fā)展的趨勢(shì)。如2008年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館工程和上海世博會(huì)場(chǎng)館工程，其設(shè)計(jì)方案的展現(xiàn)所運(yùn)用的就是三維虛擬表現(xiàn)技術(shù)。伴隨計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)限制的突破，三維虛擬表現(xiàn)技術(shù)很可能會(huì)全面覆蓋園林設(shè)計(jì)表現(xiàn)領(lǐng)域［14］。
2數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于園林設(shè)計(jì)的意義
2．1有利于國(guó)家重要文化資源的保存與利用將園林設(shè)計(jì)的各種規(guī)劃圖紙進(jìn)行數(shù)字化，然后分專(zhuān)題、分層次建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于園林部門(mén)保存設(shè)計(jì)方案，同時(shí)便于工作人員查詢(xún)和檢索。將年代已久、瀕臨破損的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)舊圖紙數(shù)字化，取代和保存了原件，從而防止國(guó)家重要文化遺產(chǎn)的流失。
2．2便于用戶(hù)和網(wǎng)民游覽和欣賞園林實(shí)景將園林實(shí)景進(jìn)行三維仿真模擬，制成網(wǎng)頁(yè)，建立網(wǎng)站，用戶(hù)和網(wǎng)友只需點(diǎn)擊網(wǎng)址，便可全方位、多層面地在線(xiàn)游覽園內(nèi)各景點(diǎn)，使整個(gè)園林景觀(guān)盡收眼底。
2．3有利于園林部門(mén)對(duì)園林信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理園林部門(mén)可通過(guò)數(shù)字化園林虛擬變現(xiàn)形式，能夠比較容易地探究和獲取管理園林的大量信息，研究與建立全國(guó)風(fēng)景名勝和公園、動(dòng)物園、植物園、游樂(lè)園等信息系統(tǒng)，并根據(jù)動(dòng)、植物園信息建立生物多樣性研究中心，可對(duì)園林信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，例如英國(guó)皇家植物公園、美國(guó)密蘇里植物園等。
2．4實(shí)現(xiàn)資源共享通過(guò)把已建有的不同類(lèi)型的風(fēng)景名勝、森林公園、自然保護(hù)區(qū)、動(dòng)物園、小游園、專(zhuān)用綠地、城市道路廣場(chǎng)綠化、主題公園等實(shí)際項(xiàng)目的有關(guān)園林規(guī)劃設(shè)計(jì)案例上傳到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)資源共享，可使園林專(zhuān)業(yè)的學(xué)生及園林系統(tǒng)廣大同仁從一些優(yōu)秀的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)案例中得到借鑒和啟發(fā)，以便相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而創(chuàng)造出更新、更富有特色的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)作品。
3數(shù)字化技術(shù)在上海市陸家嘴花園洋房園林綠化項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用
3．1設(shè)計(jì)創(chuàng)意分析前文討論和分析了數(shù)字化技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，現(xiàn)就上海市陸家嘴花園洋房園林綠化項(xiàng)目進(jìn)行具體的探討和分析。在園林設(shè)計(jì)時(shí)，尤其注重讓入住者感受城市和諧這一主題，以打造“生態(tài)小區(qū)、科技小區(qū)、人文小區(qū)”為目標(biāo)。設(shè)計(jì)的創(chuàng)意定位，是讓人們用心去探索生活中的藝術(shù);是借助當(dāng)代的藝術(shù)觀(guān)念和技術(shù)手段，從空間展示和視覺(jué)穿透力等方面，幫助客戶(hù)更直觀(guān)地去感悟小區(qū)的園林綠化項(xiàng)目。數(shù)字化的表現(xiàn)技術(shù)不再是說(shuō)教式的被動(dòng)展示，而是形成一個(gè)可以讓客戶(hù)身臨其境地去體驗(yàn)園林設(shè)計(jì)精神和文化藝術(shù)品的空間藝術(shù)場(chǎng)。在園林設(shè)計(jì)的創(chuàng)意方面，主要考慮了將園林綠化裝修的檔次定位在中高層次上，小區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境會(huì)更加注重以人為本理念的滲透;在選材和用料方面，更注重自然環(huán)保，多選用易于提升整體效果但價(jià)格不高、施工快捷的材料，如木材、石材及相應(yīng)的施工材料等;在營(yíng)造小區(qū)植被方面，多選用較為名貴的樹(shù)種和草皮;在空間布局定位上，充分利用園林綠化空間，并將其作為建筑空間的延續(xù)，讓客戶(hù)充分體驗(yàn)到建筑與綠化的完美融合。
3．2小區(qū)燈光數(shù)字化小區(qū)燈光采用數(shù)字化技術(shù)。數(shù)字化燈光與傳統(tǒng)燈光的色溫理論是一致的，但數(shù)字燈光的色溫是無(wú)極可調(diào)的，可以在任何時(shí)間、場(chǎng)合保持恒定的色溫。如果需要，數(shù)字燈光又可設(shè)定為象霓虹燈一樣，隨著時(shí)間任意改變色溫，使小區(qū)場(chǎng)景變幻莫測(cè)。小水池周邊使用燈帶進(jìn)行重點(diǎn)照明，更加突出空間光色引導(dǎo)的效果。小區(qū)數(shù)字化燈光照明的色彩組合更加注重人們的心理感受，主要采用和自然相協(xié)調(diào)的色彩組合方式，不僅給人以溫暖感，更使人對(duì)空間產(chǎn)生一種舒逸感，使得住戶(hù)在小區(qū)里也能感受到大自然的綠化氛圍。
3．3小區(qū)植物條碼化管理花園小區(qū)的園林?jǐn)?shù)字化管理不僅體現(xiàn)在創(chuàng)意設(shè)計(jì)與鋪裝，而且還把小區(qū)里的植物都帶上了“身份證”，小區(qū)居民可在手機(jī)或其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中安裝一個(gè)“QuickMark”軟件，對(duì)著“身份證”拍照便可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)直接讀取其中的信息，真正實(shí)現(xiàn)了“生態(tài)小區(qū)、科技小區(qū)、人文小區(qū)”的目標(biāo)，讓人們更多地了解小區(qū)里的綠化植物，增強(qiáng)了愛(ài)綠、護(hù)綠、共享綠色的意識(shí)［17］。小區(qū)植物條碼化管理系統(tǒng)有2種形式，一是一維條形碼，主要用于行道樹(shù)和道旁散樹(shù)的管理，記錄植株的品種、科屬、養(yǎng)護(hù)人員等基本信息，可以實(shí)現(xiàn)移栽、砍伐等數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新;二是二維條形碼，主要用于小區(qū)公共綠地的樹(shù)木管理，不僅包含樹(shù)木基本信息還有養(yǎng)護(hù)情況，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。
3．4小區(qū)實(shí)景數(shù)字化小區(qū)實(shí)景數(shù)字化就是小區(qū)實(shí)景三維模擬圖像，將小區(qū)園林實(shí)景以圖像化、圖形化的方式展現(xiàn)出來(lái)。利用小區(qū)的攝像頭結(jié)合定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)將復(fù)雜的自然景觀(guān)圖形化。通過(guò)Internet、Web的集成，鏈接聲音、照片、遙感影像、視屏動(dòng)畫(huà)等，使人們?cè)谌S虛擬的小區(qū)中看到多視角、全方位、多層面的小區(qū)景觀(guān)，具有身臨其境的感覺(jué)。另外，利用Photoshop等軟件支持多種Web使用文件格式及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Homepage的功能，園林設(shè)計(jì)師可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，把設(shè)計(jì)完成的作品傳輸?shù)绞澜绺鞯剡M(jìn)行交流，還可實(shí)現(xiàn)不受地域影響的異地合作設(shè)計(jì)，將園林綠化效果圖設(shè)計(jì)與數(shù)字技術(shù)更科學(xué)合理地交互運(yùn)用［18－19］。
4數(shù)字化技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向
4．1數(shù)字化技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用人們需要增加對(duì)設(shè)計(jì)效果的可預(yù)見(jiàn)性，需要大量的設(shè)計(jì)圖和信息化資料來(lái)表達(dá)園林設(shè)計(jì)的意圖。利用已有的各種規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行數(shù)字化，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù);應(yīng)用繪圖軟件進(jìn)行園林設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)園林設(shè)計(jì)真正意義的數(shù)字化。在園林設(shè)計(jì)的同時(shí)制作三維模擬園林，以全面、詳細(xì)地描述園林整體的美學(xué)特征和環(huán)境氛圍。數(shù)字化技術(shù)可在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)、建立數(shù)據(jù)庫(kù)、三維建模、顯示立體效果、設(shè)計(jì)反饋確定空間關(guān)系、材質(zhì)設(shè)定、增強(qiáng)藝術(shù)感染力、以及最后處理，即應(yīng)用PhotoShop軟件，進(jìn)行圖像后期處理等方面得到充分的運(yùn)用。
4．2有效利用數(shù)字化技術(shù)園林設(shè)計(jì)師如何能有效地利用數(shù)字化技術(shù)，成為今后廣泛關(guān)注的問(wèn)題。在景觀(guān)園林設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師不能只停留在設(shè)計(jì)制作的表層工作，單純地為了完成工作任務(wù)而制作［20］，更不能為了單個(gè)小區(qū)的美觀(guān)而破壞整體生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要實(shí)地考察小區(qū)周邊的環(huán)境和地形地貌，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)選擇“天人合一”的設(shè)計(jì)立意。此外，還要不斷地去嘗試開(kāi)發(fā)利用新技術(shù)、新產(chǎn)品，不要停留在舊有的思維定式中，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的主觀(guān)能動(dòng)性，創(chuàng)造科學(xué)合理、有效可行的數(shù)字化園林設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式［21－22］。園林設(shè)計(jì)數(shù)字化要在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，不斷充實(shí)和完善數(shù)據(jù)庫(kù)，以便在以后遇到相似的園林設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)時(shí)，可作多方案比較，取其精華去其糟粕，優(yōu)中選優(yōu)，避免過(guò)去的不足在今后的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)。
5結(jié)語(yǔ)
論文關(guān)鍵詞：曲面,測(cè)量,規(guī)劃
正文
一、數(shù)字化測(cè)量方法分類(lèi)
數(shù)字化測(cè)量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。
1、接觸式測(cè)量方法
接觸式數(shù)據(jù)采集方法是通過(guò)機(jī)械探頭接觸被測(cè)表面，由機(jī)械臂關(guān)節(jié)處的傳感器確定相對(duì)坐標(biāo)位置。該方法穩(wěn)定，即偽劣點(diǎn)少、精度高、重復(fù)精度高，缺點(diǎn)是測(cè)量速度慢。接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括基于力觸發(fā)原理的觸發(fā)式采集和連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集。
（1）觸發(fā)式數(shù)據(jù)測(cè)量
觸發(fā)式數(shù)據(jù)測(cè)量原理為采樣測(cè)頭的探針剛接觸到樣件表面時(shí)，探針尖端因受力而產(chǎn)生微小變形，觸發(fā)采樣開(kāi)關(guān)，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針尖的坐標(biāo)值，逐點(diǎn)移動(dòng)到所需測(cè)量的點(diǎn)，便可以采集到樣件表面輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在采集過(guò)程中，由于探針需要偏移某個(gè)固定數(shù)值才會(huì)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，而且一旦接觸到樣件表面后，探針需要法向退出以免過(guò)量而折斷，因此數(shù)據(jù)采集速度較低。
（2）連續(xù)式數(shù)據(jù)測(cè)量方法
連續(xù)式數(shù)據(jù)測(cè)量采用模擬量開(kāi)關(guān)采樣頭。原理是利用懸掛在三維彈簧系統(tǒng)中的探針的位置偏移所產(chǎn)生的電感或者電容的變化，進(jìn)行機(jī)-電模擬量轉(zhuǎn)換。當(dāng)采樣頭的探針沿著樣件表面以某一切向速度移動(dòng)時(shí)，就發(fā)出對(duì)應(yīng)各坐標(biāo)位置偏移量的電流或電壓信號(hào)。最常見(jiàn)的接觸式數(shù)據(jù)采集方法是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。
2、非接觸式測(cè)量方法
依據(jù)光學(xué)原理發(fā)展起來(lái)的非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要有激光三角測(cè)量法、光干涉法、結(jié)構(gòu)光學(xué)法、超聲波、圖像分析法以及工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像法等。
（1）超聲波法
超聲波法原理是當(dāng)超聲波脈沖到達(dá)被測(cè)物體時(shí)，在被測(cè)物體的兩種介質(zhì)邊界表面會(huì)發(fā)生回波反射，通過(guò)測(cè)量回波與零點(diǎn)脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出各面到零點(diǎn)的距離。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但測(cè)速較慢，測(cè)量精度不穩(wěn)定，目前主要用于物體的無(wú)損檢測(cè)和壁厚測(cè)量。
（2）全息干涉法
利用光的相干性原理，測(cè)量分辨率可達(dá)光波長(zhǎng)的幾百分之一。但需要干涉性好的激光光源和精確的干涉光路，測(cè)量范圍較小，在以?xún)?nèi)。
（3）立體視覺(jué)法
是一種仿效人眼觀(guān)察物體的方法。通常情況下，測(cè)量精度不高，分辨率在毫米數(shù)量級(jí)。優(yōu)點(diǎn)是能快速獲取被測(cè)物信息，并可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量。主要應(yīng)用于地形地貌測(cè)量、機(jī)器人視覺(jué)、物體特征識(shí)別以及三維物象分析等場(chǎng)合。
（4）工業(yè)層析法
最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前工業(yè)領(lǐng)域已可對(duì)工件內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、壁厚等進(jìn)行測(cè)量，是目前極具發(fā)展前景的一種非接觸式斷層測(cè)量方法，可用于工業(yè)產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)和探傷。缺點(diǎn)是空間分辨率較低、獲得數(shù)據(jù)需要較長(zhǎng)的積分時(shí)間、重建圖像計(jì)算量大、造價(jià)高，只能獲得一定厚度截面的平均輪廓。
（5）核磁共振圖像法
核磁共振斷層成像法是世紀(jì)年代末發(fā)展起來(lái)的一種新式醫(yī)療診斷影像技術(shù)。具有深入物體內(nèi)部且不破壞被測(cè)物的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)生物體無(wú)損害，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的前景。不足之處是不適用非生物材料的工業(yè)產(chǎn)品，空間分辨率不及層析法，且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備昂貴。
（6）結(jié)構(gòu)光法
結(jié)構(gòu)光法是基于三角測(cè)量原理的非接觸三維物體測(cè)量方法，又稱(chēng)為投影光柵法，是將具有一定模式的光源，如柵狀光條投射到被測(cè)樣件表面，用兩個(gè)鏡頭從不同角度獲取表面反射的圖像，通過(guò)圖像處理的方法得到整幅圖像上像素的三維坐標(biāo)，即對(duì)圖像進(jìn)行分析以確定表面上數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)。這種方法具有非接觸、測(cè)量速度快、精度高、算法相對(duì)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，己成為逆向工程三維數(shù)字化領(lǐng)域的最重要的三維形貌測(cè)量手段。
（7）激光三角法
激光三角法的原理是采用激光作為光源，照射到被測(cè)物體上，利用CCD（ChargeCoup1edDevice）接受漫射光成像點(diǎn)，根據(jù)光源物體表面反射點(diǎn)、成像點(diǎn)之間的三角關(guān)系計(jì)算出表面反射點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這種方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，并已廣泛使用。
表1接觸式與非接觸式測(cè)量系統(tǒng)比較
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
接觸式測(cè)量系統(tǒng)
1、 因?yàn)闄C(jī)電技術(shù)的成熟，有較高的準(zhǔn)確性和可靠性
2、 與工件表面反射特性無(wú)關(guān)，與顏色曲率關(guān)系不大
3、 適合基本幾何形狀的測(cè)量
1、 有時(shí)需要特殊夾具，使測(cè)量成本增加
2、 需要經(jīng)常校正探頭直徑
3、 操作不當(dāng)容易損傷表面精度和探頭
4、 逐點(diǎn)進(jìn)出方式測(cè)量，速度較慢
5、 需要對(duì)探頭進(jìn)行半徑補(bǔ)償，會(huì)導(dǎo)致修正誤差的問(wèn)題
非接觸式測(cè)量系統(tǒng)
1、 不必作探頭半徑補(bǔ)償
2、 測(cè)量速度快
3、 軟、薄、不可接觸的工件可以直接測(cè)量
1、 測(cè)量精度較差
