反向工程的概念精選(九篇)
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第1篇：反向工程的概念范文
一、計算機軟件反向工程的概念
計算機軟件是由特定的程序語言編寫成的。目前絕大部分的軟件是由于程序語言編寫出功能模塊，再對功能模塊組合構成一款軟件。他人在使用這塊軟件時，有時會想對這款軟件的思路流程、語言用法進行研究，因此會用一種特別的技巧通過對軟件的反向解析找出軟件的源代碼，對軟件的源代碼進行分析和研究，然后根據自己的需要創造出一個新的計算機軟件產品。從這個過程可以看到，反向工程的步驟有三個：找出源代碼，對源代碼進行分析和理解，創作出另一款新的產品。只有完成以上三個步驟，才算完成計算機軟件的反向工程。如果用計算機軟件反向工程重新研制出一款軟件那只是個人的事情，然而如果將計算機軟件的反向工程作品散布出去，則會引起一系列的問題。
二、進行計算機軟件反向工程的目的
計算機軟件具有藝術價值，一個很好的軟件會做到功能和諧、界面和諧、設計和諧，達成一種藝術的效果，比如電子游戲軟件就被人稱作第九藝術；具有科學價值，計算機軟件是由各種程序代碼寫成，這些程序代碼之間有嚴密的邏輯關系，如果研究計算機軟件，將獲得很大的科學價值；具有商業價值，計算機軟件的商業價值具有一次性投入多，然而卻可以用少量成本獲得極大商業利潤的特點。由于詐算機軟件有以上的特點，所以很多人熱衷于計算機軟件反向工程。總體來說，通常人們進行計算機軟件反向工作的目的如下：
（一）優化軟件的目的
1.排除運行故障
計算機軟件在設計時，往往會存在各式各樣運行的漏洞，這些軟件在開發時也許沒有得到徹底的檢驗，而軟件流向市場后，由于大范圍的被使用，軟件的運行漏洞也得到反饋。如果有些計算機軟件程序員要優化計算機軟件，可以通過計算機軟件的反向工程了解程序代碼的編寫思想，通過優化的方法減少軟件的運行漏洞。
2.減少安全漏洞
從法律的角度上來說，計算機軟件的創作者只需要對軟件的性能負責，而不需要對安全故障負責，所以很多計算機軟件設計者會忽視安全漏洞的問題。實際上計算機軟件的安全漏洞也是衡量軟件性能的一個方面。如果一款軟件安全故障太多，則軟件在計算機中運行，很容易出現安全隱患。有些程序設計員為了改善軟件的安全漏洞而實行計算機軟件反向工程。
（二）改變軟件的功能
一款計算機軟件的功能可能是綜合的，可能是單一的。它的功能不一定適合所有用戶的需要。有些軟件程序員認為該款軟件的功能不適合用戶的需要，可能通過計算機軟件反向工程對軟件的功能重新進行調整。有時程序員會精減一些軟件的功能，只保留軟件的基本功能；有時程序員會閱讀軟件的程序代碼，將它的功能組合在另一款軟件上。比如說著名的平面制圖軟件Photoshop，它官方的軟件功能非常齊備。有一些民間軟件程序員將它實行反向工程，提煉出綠色精減的版本，滿足一些用戶基本的功能需求；有一些軟件程序員則提供組合版本，他們將大量的功能插件直接組合在程序上，人們只需要安裝一款軟件就不需要額外尋找插件，這種組合版給人們帶來很大的便利。
（三）商業開發的目的
要開發一款計算機軟件，它的成本投入主要在計算機軟件研發上，此時開發者需要投入大量的人力才力對軟件進行開發和測試，然而一旦開發結束，那么軟件投入市場后，需要投入的宣傳成本、生產生本則很有限。因為軟件具有無限復制的特性，有些商家瞅準一些軟件潛在的商機，想研發近似的軟件投入市場進行競爭，卻不愿意花費大量的研發成本，因此可能用反向工程的方法竊取他人的勞動成果，達到自己的商業目的。
三、計算機軟件反向工程對計算機軟件開發市場的危害
計算機軟件反向工程雖然能提高軟件質量、加強程序員之間的交流，然而由于計算機軟件本身的特點，如果軟件反向工程被濫用，則會引起種種危害。這些危害包括：
（一）侵犯原創者的利益
一款計算機軟件研發出來，需要耗費原創者很多成本。這些成本包括人力、物力、財力，如果有人用計算機軟件反向工程重新制作軟件，則有可能危害軟件研發者的利益。比如以Photoshop為例，Photoshop是一款商業軟件，它是需要將軟件投放市場贏得利潤，如果利用計算機軟件反向工程將軟件的驗證密碼破譯，并且隨意更改軟件的功能，那么軟件制作公司的商業利益則受到侵犯。
（二）引起不當的競爭
由于計算機軟件的特點，如果有人通過計算機軟件反向工程將軟件的功能模塊提取并且修改，作為另一款商業軟件投放市場，那么由于反向工程并不需要投入太多的研發成本，它需要花費的成本極少。以這種方式進入市場競爭，是對軟件原創者的不公平。比如360軟件開發出軟件醫生，騰訊軟件也緊隨著開發功能幾乎完全一致的軟件醫生，它將這樣的軟件與QQ軟件捆綁投入市場，該種競爭行為屬于性質惡劣的不當競爭。
（三）扼殺軟件的創造力
如果計算機軟件反向工程的作品投放在市場上，它能給軟件原創者巨大的沖擊。它不僅會削弱原創軟件的競爭力，還會使軟件設計者受到極大的經濟損失。如果反向工程不能得到必要的限制，那么長此下去，很多計算機程序員都會熱衷于用軟件反向工程獲得經濟利潤而不愿意做創造軟件這種吃力不討好的事情。因此，反向工程可能會極大挫創軟件設計者的創造性，使市場上很難再有創新的軟件。
四、約束計算機軟件反向工程的困境
知識產權是指公民、法人、組織在科學技術或文化藝術等領域內，用腦力勞動創造出的成果享有專有的權力。如果侵犯知識產權，將要承擔法律責任。知識產權的構成要件有以下四個：行為人要構成對原創者造成損害的事實；行為人要構成違反法律的事情；行為人因為主觀的原因給原創者造成損害；因為行為人的行為對原創者造成損害。根據知識產權的界定，計算機軟件的創作屬于知識產權的保護范圍。
然而在實際的法律界定中，計算機軟件反向工程是否構成侵犯知識產權又往往存在很多問題。其中存在的問題如下：
（一）評估軟件相似度指標的問題
在知識產權的判定中如果判斷侵犯知識產權，將要承擔法律責任。在知識產權的判斷中，構思不作為知識產權保護的對像，只有出現侵犯知識產權的事實，才能構成構成侵犯知識產權。如果在普通的文藝作品中，可以根據相似的文字、相似的情節來作為判斷是否侵犯知識產權的指標，那么計算機軟件反向工程又以什么指標還判斷是否侵犯知識產權？軟件的代碼通常是用相似的語言格式寫成，那么不能以相似度作為判斷標準。就目前來說，以軟件的相似度作為評體標準似乎比較合理。
（二）軟件反向工程盈利的問題
如果行為人將一款軟件進行反向工程創作出另一款軟件，并且投入商業盈利中，那么可以判定為不當競爭，并且要承擔法律責任。然而部分行為人創造出軟件反向工程僅僅只為了完善軟件的功能，他們主觀上傳播軟件是為了非盈利的目的，然而卻給軟件創造者造成了實際的商經濟利益侵害，如果以知識產權的標準，他們的行為為非主觀侵害，那么很難依侵犯知識產權的法律對該種行為進行約束；部分行為人將反向工程的軟件綁捆在另一款軟件中，通過捆綁的方式加大自己軟件的價值，該種行為也是非盈利行為，然而也對軟件創造者造成利益侵犯，那么如何用現有的知識產權對軟件反向工程的行為進行定義？目前認為，如果軟件通過指標判定，確屬反向工程，那么應以傳播的數量來論定是否造成傷害會比較合理。
（三）激勵軟件原創的問題
如果軟件反向工程能夠獲得巨大的利潤，而軟件的原創者耗費巨大的成本卻難以得到利潤回報，如果軟件創造人員的積極性長期被挫傷，這個軟件市場一定是畸型的。在這片市場下孕育出的商品也一定沒有創造力。為了激勵原創軟件作品，讓原創軟件作品有盈利的空間，就需要對軟件反向工程不當盈利追究法律責任，而要用法律的方法對計算機軟件反向工程進行約束則需要細化知識產權的內容。它要求知識產權制訂的細節能適當信息時代的需要。如果不能在立法上保護軟件創造者的利益、在執法上對投機取巧的行為人給于嚴厲的打擊，那么將無法形成良好的軟件創造環境，就會造成計算機軟件創造的危機。
五、總結
計算機軟件反向工程并不是一件應當受到指責的事情，它是軟件程序員研究程序、交流程序、造福用戶的一種方法，然而如果不能對軟件反向工程有效的界定，這種行為將會造成極嚴重的危害。因此，制定知識產權法律的人員和與之相關的人員應當重視計算機軟件反向工程的問題，給計算機軟件創造一個良好的環境。
參考文獻：
[1].中華人民共和國著作權法.
第2篇：反向工程的概念范文
關鍵詞：逆向工程技術；數據采集；數據預處理；曲面重構；工業產業；產品生產 文獻標識碼：A
中圖分類號：TP391 文章編號：1009-2374（2016）25-0050-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.023
在現代社會中，市場產品的變化非常快，能不能找到一個合適產品是現代企業發展下去的關鍵。但由于很多產品在市場中只能找到簡單的模型，因此無法得到圖紙以及產品的數據，因此也就無法將產品數據尺寸進行正確的把握，給后續的制造技術發展帶來了影響。在當前來說，亟需利用先進的技術對于實體進行處理，從而得到模型。逆向工程技術就是這樣的一種技術方式，對現代產業發展具有重要作用。下面將對逆向工程技術以及其應用進行詳細的分析。
1 逆向工程技術概述
逆向工程技術是反向工程，它主要是根據一個實物的產品，通過三維數字分析和掃描的方式來快速地對實物進行測量，然后通過三維方式將曲面進行重新修建，最后再傳遞給一般的CAD系統。通過CAM編出刀具程序傳遞給CNC加工設備，從而得到相同的模型。也就是說逆向工程是通過現有的產品進行解剖和深化，從而從反向的角度來對產品進行設計。逆向工程主要包含了以下三個類型：實物反向、軟件反向和影像反向。實物反向主要指的是對實物進行測量分析和再生產，它具有性能逆向、功能逆向和結構逆向等不同的功能，而且這種功能的主要目標可以是一個整體，同時也可以是一個零部件，都能實現逆向設計。軟件反向技術主要是將產品樣本的設計圖以及使用手冊等來進行的反向設計，主要分為三類：實物和技術軟件、只有技術軟件以及只有實物的。影像反向這種逆向技術的存在指的是即便沒有實物和技術軟件，只需要從產品廣告和參考圖片等方面就能根據資料進行反向的構思和設計，這種方式就叫做影像反向。
2 逆向工程的關鍵技術
2.1 數據采集
數據的采集首先是采用特殊的采集設備和方法來獲得產品外觀的輪廓坐標，然后再對產品的集合外形變成數字化內容。這種方式主要通過測量將產品的三維坐標進行掃描，得到精確的數據內容，然后根據所得的數據再進行進一步的處理，從而形成各個不同的組成元素，例如圓和長方體等。通過數字方式來計算出外觀的形態以及位置等。當前進行數據采取主要有兩種方式：一種是通過接觸方式直接采取數據；另一種是通過非接觸的方式來獲取數據。接觸式數據獲取方式通過采用三坐標丈量機對實物進行測量，并且明確測量點數以及其分布的區域，同時要進一步明確進行測量的路徑，必要的情況下會采取碰撞檢查方式。這種接觸式的檢測方式速度比較慢，同時測量的數據量也比較少，無法真正地實現實物外形還原。而在非接觸數據采集的過程中，主要通過光學原理進行數據的分析。這種方式具有高精確度和速度快的優點，能避免出現誤差，同時測頭產生的光斑也可以做到很小，能探測到內部比較難測量的部分，從而實現對測量產品的真實輪廓展現。
2.2 數據預處理
由于測量設備上的缺陷或者測量方式上的問題等，會導致測量的最終結果受到影響，從而產生誤差，尤其是一些邊緣部分或者是尖銳的部分，測量中尤其容易出現失誤。通過數據的預處理方式能將原始數據進行二次處理，從而減少誤差的出現。預處理當中包括了去除誤差的點、精簡數據以及提取特征等。
去除誤差點，誤差點也是失真點，主要是由于測量設備參數或者其他的外部因素而導致的誤差出現。如果采取人工的方式進行操作，那么所產生的誤差點更加明顯。因此在數據的預處理過程中最為重要的一部分就是將數據的誤差點找出來。在同一個截面掃描當中，如果一點與它的臨近點之間有著明顯的偏差問題，那么這個點就可以看作是誤差點。對誤差點進行判斷的過程中可以通過直觀的觀看法或者角度判斷等方式進行檢查。
數據精簡也是數據預處理當中的重要部分。通過測量儀器而測量獲得的數據是十分復雜的，當中有著很多數據內容，但這些數據并不能直接地全部拿來進行曲面構造。同時較長的數據會導致在運算過程中浪費大量的時間，從而導致整體的建模時間有所延長。通過精簡數據方式，也就是將單重原始的內容和一些沒有實際用處的數據進行清理。
在反向工程技術中，有時需要測量的產品尺寸是比較大，已經超出了實際的測量范圍，因此在對這種產品進行測量的過程中就需要通過多個不同視角共同測量的方式來獲得更多的數據內容，以此作為數據支持。多視角測量方式逐漸將實物通過不同的測量點進行測量，從而獲得表面的數據。因為在測量過程中的點都是不同的，因此測量所產生的數據所反應的部分也都有所不同。我們將這種數據對其的方式稱作為多視點云對齊。
此外，在數據預處理過程中還包含了數據的提取以及數據分塊部分。數據提取是測量數據當中比較重要的一部分，通過提取的方式才能獲得到更多有用的點，從而利用這些點就能獲得一個面。將不同的數據分布成為不同類型的區域，從而得到各個不同類型的數據區域。
2.3 曲面重構
曲面重構當中主要根據數據采取的信息來恢復產品的模型，是反向工程當中的重要組成部分。在曲面重構中包含了基于曲線的曲面重構以及基于測量點的直線重構。基于直線的曲面重建主要是以數據分割為基礎在用測量點的坐標擬合出畫面的網絡樣條曲線，從而通過CAD等系統方式來對這些樣條進行混合和重組，從而形成一個曲面模型。最后利用過渡和剪裁等方式來將曲面進行結合，最終形成完整的模型。而基于測量點的直接擬合，這種方式是通過重構測量的集合或者插值曲面。通過這種方式主要將曲面逼近和曲面插值，單重曲面逼近是在構建曲面條件下的最為接近的數據點，曲面插值則是構建一個順序通過測量點集的曲面。
3 逆向工程技術的應用
逆向工程當前在社會中已經得到了廣泛的應用，工藝設計中需要先利用精密儀器對實物進行掃描，并將數據輸入到電腦當中去，從而生成模型。然后經工作人員的修改以后就能形成數據加工的程序，從而實現與加工中心之間的合理配合。
3.1 數字化掃描
所謂數字掃描主要是通過接觸或者非接觸的激光方式來對模型的表面進行掃描，以便能獲得相應的模型坐標信息，并將信息資料轉存到電腦中。這個流程也是逆向工程技術最終實現的關鍵所在。逆向工程技術本身是一個推理性的過程，通過反向思維的推理方式逐漸地找到各個坐標的具體數據，因此可以說在整個過程中每一個步驟都是十分關鍵的，當中任何小的失誤和誤差都將被無限放大。因此，掃描過程的數據采集將直接的關系到未來產品的最終質量。當前階段我國主要利用傳感器技術來進行掃描，為數據的精準度提升創造了良好的條件。在進行產品的數據掃描過程中一定要秉承嚴謹認真的態度，只有這樣才能促使整個數據收集順利進行。
3.2 產品建模
產品建模是通過計算機方式來對數據進行實踐設計，從而形成CAD模型，這個過程中就會實現初步的模型設計。在CAD模型設計過程中由于過程比較復雜，因此不能只依靠單一的數據點進行設計，因為這樣會導致設計的效果下降。對此，當前最為常見的方式是通過多個數據和不同區域數據來進行曲面擬合，從而通過不同曲面的連接方式最終形成一個完整的整體。在產品的建模過程中不僅僅需要有數據的支持，還要有專業軟件和高素質的技術人員作為主要的支持，從而為產品建模的科學性和合理性提供保障。
3.3 數控加工
對產品的加工過程需要根據零件的加工內容以及設備的工序等進行，同時需要按照先粗糙后精致的原則逐步地進行，從而促使整個加工過程能得到控制，避免誤差的出現。此外，為了能減少重復定位而導致的誤差出現，需要提升孔系的同軸度，然后再進行其他坐標位置孔的加工工作。
4 結語
逆向工程是一項實用性強，同時又有著開闊性和創新性的重要技術。通過對逆向工程技術的應用能給產品的設計提供更多的幫助，不僅能縮短設計周期，同時也能提高整體的精度。隨著社會的發展和科學的進步，未來逆向工程技術將得到更加廣泛的應用，為產品的設計和社會發展提供源源不斷的動力。
參考文獻
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第3篇：反向工程的概念范文
【關鍵詞】微小的間隙 接觸電阻 接觸電動勢 單向導電
1 前言
提起PN結，大家都知道它具有正向導通、反向截止的特性，但PN結為何具有單向導性呢？這個問題就復雜了，現在比較流行的是引入一個“空間電荷區”的概念來解釋的，這就需要從PN結的構造說起。
2 PN結的單向導電性
半導體具有摻雜性，P型和N型半導體就是利用在本征半導體也就是純凈的半導體中摻入不同價位的雜質元素而形成的。P型也叫空穴型半導體，它是在硅、鍺等4價元素中摻入3價的硼、鋁等受主雜質，在其共價鍵結構中缺少1個電子而形成空穴（見圖1）。N型半導體則在硅、鍺等4價元素中摻入5價的施主雜質磷、銻等，這時就會在共價鍵中多出一個電子而形成自由電子（見圖2），因此半導體就具有了兩種載流子――電子和空穴對。在P型半導體中空穴是多子、電子是少子；N型半導體則相反，電子是多子、空穴是少子。
如果通過光刻和雜質擴散等方法就能將一塊半導體分成P型半導體和N型半導體兩部分，它們之間就是一個PN結。它是構成半導體器件的基礎，其實一個二極管就是一個PN結。那么PN結是怎么具有單向導電性的呢？
通常的說法是在不加外電壓時，這個PN結中P區的多子是空穴，N區的多子是電子（通常只考慮多子），因為濃度差，載流子必然向濃度低的方向擴散。在擴散前，P區與N區的正負電荷是相等的，呈電中性。當P區空穴向N區移動時，就在PN結邊界處留下了不能移動的負離子，用帶藍圈的負電荷表示； 當N區自由電子向P區移動時， 就在PN結邊界處留下了不能移動的正離子，用帶紅圈的正電荷表示，這樣就在空間電荷區內產生了一個內建電場Upn，電場的方向是由N區指向P區的。在擴散作用下隨著Upn增大，載流子受到電場力Upn的作用而做漂移運動，它的方向與擴散運動相反，最終使載流子擴散與漂移達到動態平衡，形成了空間電荷區，如圖3所示。
當外加正向偏壓時，電源E提供大量的空穴和電子，E的電場方向與Upn的電場方向相反，空間電荷區被兩種載流子復合而消弱變窄，載流子容易通過擴散加強，呈現低阻狀態。
當外加反向偏壓時，它的電場方向與Upn的電場方向一致，空間電荷區被增厚變寬，載流子不易通過擴散減弱，呈現高阻狀態。此時僅有兩側的少子，也就是N區的空穴和P區的電子在Upn電場力作用下做漂移運動，形成較小的反向飽和電流IS，直至擊穿為止，其電流按二極管方程規律變化，這就是PN結的單向導電性原理。
在“空間電荷區”的概念里認為空穴和電子是可以自由移動的， PN結兩側的正負離子是不能移動的，“空間電荷區”的厚度決定了通過PN結電流的大小。但如果把“空間電荷區”看作是一個“微小的間隙”，即把它等效為一個接觸電阻，可能就更容易理解，更能反映PN結的單向導電性實質了。我們知道當電源E一定時，電流I的大小主要取決于導線電阻中能夠參與導電的載流子的多少，而在整個回路中PN結相對于其它導體原件能夠參與導電的載流子最少，也就像一道閘門，它的微小間距也就是它的接觸電阻決定了回路主要電流的大小。當PN結間隙小時接觸緊密，接觸電阻小；當PN結間隙大時接觸不緊密，接觸電阻大，因此PN結邊界處的接觸電阻是PN結導電的關鍵。
那么，PN結邊界處的接觸電阻又與誰有關呢？我們知道由于摻雜的原因，P區產生的空穴與N區產生的電子一定會相互吸引，它們必然向PN結邊界聚集，形成如圖4所示的接觸電動勢Epn。
當沒有外加電壓時，載流子要想通過PN結，就必須獲得足夠的能量，因此只有少部分高能的載流子才能夠穿過PN結與之復合，不能復合的空穴和電子就形成了一個由P區指向N區的接觸電動勢，其實質就是一個具有電源性質的接觸電動勢Epn，它與Upn方向相反。接觸電動勢Epn的存在是載流子擴散運動的結果。
當外加正向電壓時，電源E與接觸電動勢Epn方向相同，相互疊加。電源正極發出的正電荷與N區的自由電子相互吸引，電源負極發出的負電荷與P區的空穴相互吸引，PN結之間接觸更加緊密，它們之間的“微小的間隙”變窄，從而接觸電阻減小，PN結對外呈現低阻性。
當外加反向電壓時，電源E與接觸電動勢Epn方向相反，相互抵消。電源負極發出的負電荷與N區的電子相互排斥，電源正極發出的正電荷與P區的空穴相互排斥，PN結之間接觸不再緊密，它們之間的“微小的間隙”變寬了，從而接觸電阻增大，PN結對外呈現高阻性。
實際上，PN結由于各種材料的不同，它們的正反向電特性也即接觸電阻就會不完全對稱，這種材料的不對稱就造成了PN結正反向電阻值的差異，它會在一定的電壓范圍內呈現出較為明顯的不對稱性，也就是PN結的“單向導電性”。
3 總結
以上就是我對PN結單向導電性內部導電的原理分析，但對于“空間電荷區”的概念也有許多不同的理解，盡管關于PN結的那些推倒式也是基于導體內粒子的數學模型建立起來的，但對于那些令人匪夷所思的推倒式還是仁者見仁，智者見智。有人不認同“空穴”的存在，認為它是虛無縹緲的東西，是人為制造的名詞。有人認為既然只有半導體含有“電子空穴對”、導體只有自由電子，那金屬導線怎么傳輸空穴呢？只在半導體內部激發再復合嗎？還是……等等。盡管更多的人認為半導體中空穴不能移動，只是電子在導電，但這并不能否定空穴的存在，從物理學角度出發，電子應該與空穴是同時存在的，只是空穴就是一個空位，不能移動而已。因此，如果把空間電荷區看作是一個“微小的間隙”，引入一個接觸電阻或接觸電動勢的概念就能很好的解釋半導體PN結的單向導電性了。
以上就是我對PN結的單向導電性原理的分析與理解，由于水平有限，難免有認識上的錯誤，請同志們提出寶貴意見，共同探討。
參考文獻
[1]張肅文主編.低頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]清華大學電子工程、工業自動化系編.晶體管電路[M].北京：高等教育出版社，2013.
[3]謝嘉奎，宣月清，謝洪編.電子線路-線性部分[M].北京：高等教育出版社，2009.
第4篇：反向工程的概念范文
[關鍵詞] AMP； 賽博格； 3DS； 金屬外骨骼技術； 反向運動力學； 布爾計算
[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A
[作者簡介] 李志河（1974—），男，甘肅環縣人。副教授，碩士生導師，主要從事信息技術教育、教育軟件工程與職業技術教育等方面的研究。E-mail：。
當前的影視劇大量使用現代新技術進行角色塑造、畫面造型和場景渲染。《阿凡達》影片是新技術應用的完美體現者，片中不僅展示了一個全新的外星球世界、宏大的山脈、巨型靈魂樹、奇異生物和惟妙惟肖的納美人，而且使用了多種金屬外骨骼AMP 3D（Amplified Mobility Platform，擴增式移動平臺）。這種金屬外骨骼機器不僅可以進行戰斗，還可搬運重型貨物，這實際上恰好反映了人類借助外部金屬部件實現某些功能的理想。本文將賽博格、反向運動學理論、3D建模、實景技術和造型過程等多個方面知識有機地結合起來，通過逆向分析機甲骨骼模型AMP 3D角色的設計思路，并利用3DSMAX和MAYA模型造型技術創建了一個機甲模型角色。這對于高職院校的影視編導、動畫設計、模具設計與制造等開設三維造型課程的專業學生的專業素養和綜合應用能力提升具有一定的理論與實踐價值。
一、賽博格
賽博格源于控制論思想，最早是美國航空和航天局的兩個科學家曼弗雷德·克林斯和內森·克蘭在20世紀60年代提出的。[1][2]他們從Cybernet、ICOrganism兩個詞各取前三個字母構造了一個新詞： Cyborg，并認為運用藥物和外科手術的方法可以使人類在外層嚴酷的環境條件下生存，以此希望通過技術手段對空間旅行人員的身體性能進行增強。[3]Cyborg后來被定義為一個人的身體機能經由機械拓展進而超越人體的限制的新身體。[4]美國哲學家唐娜·哈拉維（Donna Haraway）在1985年發表了著名的論文《賽博格宣言：20世紀晚期的科學、技術與社會主義女性主義》。她認為賽博格是一個控制有機體，一個機器與生物體的雜合體，一個社會現實的創造物，同時也是一個虛構的創造物。[5]在當代科幻電影中， 賽博格既是動物又是機器的生物體， 居住在自然與人類社會之間的模棱兩可的世界中，其中，《阿凡達》電影中基于賽博格的金屬外殼機甲模型表現尤為突出。
簡而言之， 賽博格就是依據和運用一定的科學技術，包括電腦對人的身體機能進行的控制與改造，例如安裝了假肢、義齒、心臟起搏器，就可使人獲得或者增強身體的某些功能。而運用更先進的電子、生物技術，則有可能超越自然人體原本的限度，創造在機能上更加強大的新的人的身體。[6]
二、現實中的金屬外骨骼
技術發展與實景畫面
作為一種將人體和機器整合在一起的技術，金屬外骨骼技術是基于賽博格技術（神經電子技術）而發展起來的。近年來，隨著人體電子芯片植入技術的逐漸成熟和網絡技術的飛速發展，金屬外骨骼的研究與制作早已從概念與構想階段向現實階段邁進。圖1所示為日本NHK科教紀錄片《改變人類的賽博格技術》中的賽博格技術的原理圖，描述了人類神經系統與外界輔助機械的關聯關系。[7]
圖2是松下充氣式外骨骼，主要用于幫助癱瘓患者。它的肘部和腕部裝有傳感器，手臂可以控制8塊人造肌肉，該骨骼模型的人造肌肉內裝有壓縮空氣，用于擠壓癱瘓部位，從而達到理療和輔助運動的目的。
可見，通過人機接口將人與裝備、網絡零時刻連接起來從而實現真正意義上的人機整合將是未來發展的一大趨勢，而此項技術將導致人類自身對“自我”的定義在哲學層面被重新詮釋。
三、金屬外骨骼技術在
《阿凡達》影片中的應用
《阿凡達》影片中，人類已掌握了成熟的電子神經技術，甚至已經可以進行靈魂轉移，然而該技術最為成熟的應用莫過于AMP 3D機甲。美國馬薩諸塞州工程中心負責研發XOS機械裝甲的大衛·奧德特說：《阿凡達》影片中的機械裝甲具有未來發展的可行性的條件，并暗示著未來機械裝甲存在的重要性。[8] AMP裝甲全稱為Amplified Mobility Platform（移動擴增平臺），是一種單人駕駛操作的移動輕型裝甲。這種裝甲模仿人體構造，在技術精湛的駕駛員手中，能如同駕駛員的身體一般靈活。據《潘多拉百科全書》[9]介紹，AMP高4.205m，寬2.83m，重約1700kg，使用燃氣動力渦輪發動機工作，中等功率運行長達8h。它配備有火力極猛的GAU-90三十毫米炮，也可配備火焰噴射器、陶瓷刀等，在戰場上是地面部隊有效的作戰武器。從影片中可以看出AMP一步約為3m，依照1min110步計算，該機甲的巡航速度約為20km/h，依照10h的可用時間可推斷其最大步行距離約為200km。在影片中，人類保安部隊的地面分隊并未裝備班用機槍、迫擊炮一類的面壓制火器，單兵基本裝備的是突擊步槍和沖鋒槍及槍榴彈。考慮到人類有大量的空中力量，火力支援任務主要由武裝直升機擔任，而地面的面壓制一類的火力支撐點則由AMP扮演。正是由于AMP的強大火力支援，由AMP、槍榴彈、突擊步槍構成了一個層次合理、分布均勻的防衛體系，該體系中的核心就是AMP戰斗機甲。
四、設計思路
依據《阿凡達》電影中的AMP，本文創建的是一款以反裝甲、反預設工事為主要任務的重型AMP機甲模型角色，其體型類似于影片中AMP，手臂加強使它可以單手配備有火力極猛的三十毫米火神炮，也可配備火焰噴射器，坦克導彈發射器等，并具有很好的適應性。駕駛室有全球定位系統、前視紅外面板、動作搜索雷達等，用于導航和定位，還有與駕駛員聲音匹配的語音控制系統。圖3為AMP建模效果圖。特別說明的是，在AMP胳膊、手臂等關鍵部位建模過程中需要用到反向運動學與布爾運算等關鍵技術。
反向運動學是一種與正向運動學正好相反的運動學系統，它主要操縱層次中的子物體，從而影響整個層次。反向運動學建立在層次鏈接的基礎之上，要理解IK的工作原理，必須首先理解層次鏈接以及正向運動學的規則。另外，在反向運動學中出現了一個新的概念，即“IK解算器”。“IK解算器”是一個特殊的控制器，它用于處理IK方式，自動計算出IK的關鍵幀動畫。例如一個人體手臂的鏈接結構，如果使用正向運動學系統，那么需要首先旋轉大臂，然后旋轉小臂，接著是手腕、手等，我們需要為每個子物體設置旋轉的關鍵幀。圖4就是反向運動學在骨骼系統上的應用。
在骨骼系統上的應用
在數學里，術語“布爾”意味著兩個集合之間的比較。在3DSMAX中，則意味著兩個幾何體之間的比較。可以根據兩個已經存在的幾何體創建一個布爾組合對象來完成布爾運算，所用的兩個物體稱為“運算對象”，其運算結果則是布爾物體。這種運算有兩種結果，即A-B或B-A。
五、角色的建模過程
（一）收集資料和設計模型
一位優秀的3D工程師一定是一個優秀的模型制作者，為了設計和造型某些特定的系統和角色，3D工程師都需要進行相關造型設計，這些設計一般是圖片或者是模型。在早期的電影特效里都使用模型拍攝，直到現在，模型在電影拍攝中依然占有不可替代的地位，如泰坦尼克號模型、唐山大地震景象模型。在AMP造型的過程中，我們需要搜集相關的文檔和圖片資料，并借助模型造型，以便于全面和細致地掌握所要建模的對象。
（二）模型的建造
《阿凡達》中的AMP模型的構建過程過于復雜，而機甲胯部陀螺平衡系統既是一個平衡器，也是建模系統的協調器，具有一定的代表性，為此本文選取胯部陀螺平衡器這一部分的建模為例分析其建模過程。
1. 繪制線形圖及圖片分析
一般地，為了使后期的建模過程變得明確，建模師都要繪制效果圖和創建對象。本建模對象選取了已有的AMP樹脂模型，所以，本文的主要工作是對圖片和模型進行分析，并利用3D工具設計出AMP輪廓。首先將圖5中的物體用不同的顏色線條將不同零件的輪廓大體上勾勒出來，以便在建模時對物品的邊、面的數量心中有數。我們不難看出，胯部陀螺平衡器的主體部分為一個多面體，其他零件也可用多面體修改。
2. 構建模型框架
模型框架建構是模型設計的重要步驟，需要依據實體模型和實際需要將物品的大體形態準確地構造出來，特別是在比例和大小上要準確把握。圖6為模型框架的建模成品四個透視面示意圖。
3. 刻畫細節
3D的建模過程即為實體模型的虛擬化。當模型框架等結構形態完成后，接下來就需要依據模型和實際刻畫細節，從線條到曲面，甚至細化到每一個鉚釘的形狀。這個過程主要包括框架結構設計、材質確定、燈光渲染、攝像機機位設定等多個環節。值得注意的是，蒙皮效果雖則簡潔和方便，但是蒙皮的細節有很多局限性，所以，一般表現較為復雜的對象都不會采用蒙皮的方式進行。當以上關鍵工序完成后，對象的建模過程也就基本上完成了。圖7是完成品模型與模型框架的對比。
（三）骨骼的綁定
骨架是一個模型對象的靈魂，骨骼系統在3D中是動畫與模型間的橋梁，特別是對那些有關節鏈接和運動傾向的角色對象而言。為此，我們要切實注重分析和構建合理的AMP骨骼骨架及其關節運動。
1. 物體的運動方式分析
以角色手指創建為例，本角色的手指是五段體而非常見的三段體，如圖8所示。所謂五段體是指每個手指相鄰的兩節之間再加上一個短節（圖8紅線處），使之運行更加流暢。
2. 創建骨骼
該環節要求依據人體結構和骨骼關節的特點，依據賽博格關于骨架支撐方法創建骨骼及其肌肉組成（如圖9所示）。
這一步只要調整好尺寸與位置即可，并無太大難度。但也應注意骨骼間的聯結點要靠近關節轉動的中心位置（圖9黑圈中的中心點），以達到關節靈活、運動自如的效果。
3. 創建IK解算器
IK（Inverse Kinematics）反向運動是使用計算父物體的位移和運動方向，從而將所得信息繼承給其子物體的一種物理運動方式。與反向運動對應的是正向運動，正向運動學使用自上而下的方法，它在定位和旋轉父對象的地方開始，然后向下進行到定位和旋轉每個子對象的層次。正向運動學的基本原則包括：按照父層次到子層次的鏈接順序進行層次鏈接，軸點在對象之間定義關節，子對象繼承父對象的變換。由于手指是多段體而非簡單的兩段體，所以不必擔心在創建IK鏈接后會出現移動幅度過大導致不符合常理的現象。圖10為IK鏈接后的效果圖。
4. 將骨骼綁定在相應的物體上
由于本模型中的零部件都是剛性的，其膨脹、彎曲和形變的能力有限。為此，一般我們可以考慮直接將物體綁定在骨骼上，而不需要添加任何蒙皮修改器，如圖11所示。如果我們面對的是柔性比較強的模型，那么就應該注意使用蒙皮效果。
（四）手部動畫的制作
AMP機器人模型手部動畫制作主要包括以下三個步驟：（1）確定起始關鍵幀與結束關鍵幀；（2）按照關鍵幀，調整模型動作；（3）導出AVI格式文件。由于文章篇幅問題，在這里不再贅述。
六、總 結
我們不難看出，賽博格理念和方法已經得到全面應用，人類也越來越依賴技術，希望通過與技術的結合擴展人類功能，從而實現其目標。本文以賽博格理念和挑戰回應力學為基礎，通過分析技術與人類基本功能的有機結合，不僅提示我們認識自我及其功能，而且也說明一個優秀的三維角色模型創建決不單單是角色的創建，而是需要依賴一定的理論和方法，創建一個完整的、科學的和嚴謹的建模體系。《阿凡達》電影金屬外骨架AMP造型分析和模型構建過程不僅體現在三維建模技術上，而且通過具體分解影片《阿凡達》AMP技術特性和模型構造，在無形中大大提升了三維造型技術的人文特性和教學實踐應用性。這對于改變當前高職院校3D相關技術課程重視實踐操作、忽視與相關理論和實際相結合的現狀具有一定的借鑒意義，并對提升高職學生專業素養和職業綜合應用能力具有一定的實際意義。
[參考文獻]
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[7] 立花隆.改變人類的賽博格技術[N].NHK，2005.
第5篇：反向工程的概念范文
關鍵詞：DCS；控制系統；水泥余熱發電
我國是世界水泥生產和消費的大國，近年來新型干法水泥生產發展迅速，技術、設備、管理等方面日漸成熟。目前國內已建成運行了大量 2000t/d 以上熟料生產線，新型干法生產線與其他窯型相比在熱耗方面有顯著的降低，但新型干法水泥生產對電能的消耗和依賴依然強勁，因此，新型干法水泥總量的增長對水泥工業用電總量的增長起到了推動作用，一定程度上加劇了電能的供應緊張局面。而目前國內運行的新型干法水泥熟料生產線采用余熱發電技術來節能降耗的企業極少，再者，國內由于經濟潛力增長加劇了電力短缺的矛盾，刺激了煤電項目的增長，一方面煤電的發展會加速煤炭這種有限資源的開采、消耗，另一方面煤電生產產生大量的爾二氧化碳等溫室氣體，加劇了對大氣的環境污染。因此在水泥業發展余熱發電項目是行業及國家經濟發展的必然。此外，為了提高企業的市場競爭力，擴大產品的盈利空間，國內的許多水泥生產企業在建設熟料生產線的同時，也紛紛規劃實施余熱發電項目。水泥余熱發電項目充分利用熟料煅燒生產時排放的大量廢氣進行回收發電，既可降低水泥熟料的生產成本，提高企業經濟效益，又能保護環境，創造良好的社會效益，成為新的經濟增長點。水泥窯純低溫余熱發電完全符合國家的相關產業政策，是 21 世紀的新技術產業，推廣應用的前景十分廣闊；水泥窯純低溫余熱發電在我國水泥行業推廣應用，對提高我國的能源利用水平，保護環境起到積極的促進作用。電力系統在水泥余熱發電有著舉足輕重的作用，當前主要采用的是DCS控制系統，本文詳細介紹了DCS控制系統在水泥余熱發電中的應用。
1 DCS 的基本概念與特點
DCS，即所謂的分布式控制系統，或在有些資料中稱之為集散系統，是相對于集中式控制系統而言的一種新型計算機控制系統，它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。DCS的核心結構基本上是一致的，即“三點一線”式結構。其中計算機網絡是整個DCS系統的骨架，作為“三點一線”其中的一線，“三點”則是指的操作員站、工程師站、現場I/O 控制站，其中操作員站面對的是操作人員，工程師站面對的是監控管理的人員，現場I/O 控制站是工業現場中面向控制現場的。操作員站、工程師站、現場I/O 控制站通過網絡進行傳輸信息，是DCS系統的不可或缺的重要組成部分。
有以上論述，經過分析，DCS呈現以下趨勢：
1） 開放性。集散控制系統中所使用的設備現在都正在通用化， 專一化的產品越來越少，計算機和網絡通用化更高。高性能的工控機、工作站等設備大量采用，專用網絡產品逐漸被淘汰，通用網絡產品正在盛行。網絡通信規約逐漸向標準靠攏， 系統集成方式構成的應用系統方法越來越多的瘦到應用。
2） 分散化和智能化。現在被大量采用的主要是智能儀表、智能電子設備及現場總線技術將， DCS的體系逐步的分散，數字控制已經成為其中的重點，DCS逐步朝著智能化的方向發展。
3） 系統的構成的多種多樣。目前，集散控制系統已經成了廣義的概念，不再單純的指傳統的DCS，新一代的集散控制系統，其構成根據應用領域的不同而不同。
4） 自動化的綜合性高。集散控制系統正大闊步的朝著綜合的自動化方向發展，系統的相互關聯與影響是未來發展的趨勢。
2余熱發電的工藝流程概述
由于熱力系統的的不同，水泥純低溫余熱發電在工藝上也將不同。余熱發電利用較多的是雙壓補汽式余熱發電熱力系統，雙壓補汽式的汽輪機是由兩股蒸汽從不同的部位進入汽輪機做功，參數較高的主蒸汽從汽輪機前端經過主汽門、調節汽閥進入汽輪機做功；參數較低的蒸汽經過補汽閥，從汽輪機補汽口進入漸縮式蝸殼補汽缸，與該處的主蒸汽充分混合后一起做功。從窯頭熟料冷卻機廢氣出口出來的廢氣，溫度大約在400℃左右，將從AQC爐的頂部進入AQC爐，同時自下而上的流動的水將于廢氣進行反向熱交換，AQC爐的水吸取熱量后會產生兩種蒸汽。此時出AQC爐的煙氣，煙氣溫度大約是在90℃左右，然后經過電除塵器，最后排入大氣。出窯尾預熱器的廢氣，廢氣溫度大約在350℃左右，將會從SP爐的頂部進入SP爐爐膛，和自下而上流動的水工質進行反向熱交換，水工質吸熱后產生壓力比較大、溫度比較高的主蒸汽，該主蒸汽進入汽輪機之前先與AQC產生的主蒸汽在中壓集汽缸混合，最后一起進入汽機房的主蒸汽母管。補充蒸汽和主蒸氣作為做功介質進入汽輪機做功，做完功的乏汽，然后進入凝汽器進行冷卻，被凝結成水，然后凝結水經凝結泵被送入到真空除氧器，經過除氧 并加熱的工質由給水泵送入AQC爐省煤器，在省煤器被加熱至飽和狀態后，分別進入到AQC爐的高、低壓汽包和SP爐的高壓汽包。
3 DCS 在余熱發電中的應用
余熱鍋爐系統的組成包括煙氣、鍋爐本體、除氧供水、加藥等部分。若僅僅依靠單元組合儀表進行控制，實時數據無法記錄，如果長時間處于手動運行狀態，鍋爐的超溫超壓缺水滿水等異常將狀況無從查實，因此鍋爐工藝的控制要求將無法滿足。一個完善的儀表系統應是集參數檢測、自動調節、連鎖保護、順序控制、顯示、報警、歷史記錄、趨勢曲線、報表設置、監控管理等為一體的控制系統。鍋爐檢測儀表的不完善將會對鍋爐的安全運行造成威脅。
集散控制系統主要由工程師站、操作員站、通訊站、現場控制站（I/O 站）構成。現場控制站包括主控單元設備和 I/O 單元設備。工程師站和操作員站運行相應的組態管理程序，實現人機通訊，對整個系統進行集中控制和管理。余熱發電的 DCS 控制重點是鍋爐汽包水位的控制環節、汽輪機保護控制、凝汽器熱水井及除氧器水位控制和除氧器溫度、壓力及閥門控制四個環節。
參考文獻：
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第6篇：反向工程的概念范文
一、 運用比較培養思維的靈活性。小學數學應用題有些數量關系是極其相似的，因而也具有相類似的解題思維方法。在教學中對同一解題思路和解題規律，設計不同的問題情景，運用比較的方法引導學生分析思考，不僅能使學生弄清題中的數量關系，掌握解題規律，而且有利于培養學生思維的靈活性。
如，教學工程應用題之后，讓學生做以下幾道練習：
1. 一項工程，由甲工程隊修建，需12天，由乙工程隊修需要20天，兩隊共同修建需要多少天？
2. 客車和貨車同時分別從兩地相向開出，客車行完全程要10小時，貨車行完全程要15小時，經過幾小時后兩車相遇？
3. 學校有一筆錢用來買辦公桌椅，單買辦公桌可以買10張，單買辦公椅可以買40把。如果買辦公桌椅同樣多，可以買多少套？
學生分析題以后便可以得出以下數量關系，教師可以引導學生作如下比較：
路 程÷速 度 和=相遇時間
工作總量÷工作效率和=工作時間
總 錢 數÷單 價 和=購買的數量
通過比較學生看到了雖然上述幾道題的創設情境不同，但解題思路相同，都可以借用工程問題的解題方法來解答。
二、 運用比較培養思維的多向性。很多應用題的解題方法不是唯一的。教師應引導學生從多角度、多側面去思考問題，列出不同的算式，讓學生進行比較，找出解決問題的最佳途徑。
如，一艘客輪從A港開往B港，已經航行了165千米，正好航行了A、B兩港路程的5／9，這艘客輪離B港還有多少千米？
這是一道難度不太大的分數應用題，可以循著順向思維用分數除法，可得解法1：
165÷5／9—165或165÷5／9（1—5／9）
可以從“求一個數的幾分之幾是多少，用乘法”的思路去考慮，可得解法2：
165×[（1－5／9）÷5／9]
受到上面解法的啟發，又可以循著航行的路程是離B港的幾倍的思路探索，得出解法3：
165÷[5／9÷（1—5／9）]
還可以從歸一法思考，得出解法4：
165÷5×（9—5）
如果循著反向思維，從返回歸一考慮，學生又可以得出解法5：
（1—5／9）÷（5／9÷165）
由于教學精心設計，雖然學生練的只是一道題，但這道題的知識覆蓋面卻很廣，學生在解答時是需要選擇頭腦中儲存的多種信息，并進行比較，找到解題的途徑和方法。這樣不僅有利于知識的溝通，而且有利于培養學生思維的多向性。
三、 運用比較培養思維的深刻性。對數學概念、定律、性質、公式、結論的教學，如果只停留在表面上，學生理解是不會深刻的；若能將有關的基礎知識進行比較，分析其內在的各種特征，可以防止知識泛化和混淆，提高認識能力。
如在教學比時，就需要將除法、分數和比這三個數學概念進行比較找到它們的相同點和不同點，尤其是要通過比較找到它們的不同點。比同除法、分數雖然有些聯系，但是它們的意義是有區別的。比是指兩個數相除，表示兩個數的倍數關系；除法是一種運算方法；分數則是一種數的表達形式。
又如，比例教學中，學生常對下面這組題不易搞清：
（1） 一種藥水是用藥粉和水按1∶100配成的，要配制8080克藥水，需要藥粉多少克？
第7篇：反向工程的概念范文
關鍵詞: 通用設計現有模式再認識反向思考
一、通用設計的現有模式
通用設計(Universal Design)的概念由美國學者Ron Mace首先提出,他認為設計師的考慮對象不應僅局限于特定族群,即不應僅考慮行動不便的身體障礙者,而應在產品設計之初即以“全體大眾”為出發點,考慮到所有的人,讓設計的環境、空間與設備產品能適合所有人使用,這就是通用化設計的基礎精神。
通用設計的演進始于上世紀50年代,當時人們開始注意殘障問題。在日本、美國和歐洲,無障礙空間為身體障礙者除去了環境中的各種障礙。到了70年代,歐洲和美國開始采用“廣泛設計”(accessible design),它針對在身體障礙者在生活環境上的需求,而不是針對產品。70年代,美國建筑師Miclael Bednar首次提出:撤除了環境中的障礙后,每個人的官能都可獲得提升。他認為建立一個超越“廣泛設計”且更廣泛、全面的新觀念是必要的。1987年,美國學者Ron Mace開始使用“通用設計”一詞,并設法將它與“廣泛設計”的關系作定義。他表示,通用設計不是一項新的學科或風格,或是有何獨到之處。它需要的只是對需求及市場的認知,以及以清楚易懂的方法,讓我們設計和生產的每一件物品都能在最大的限度上被每個人使用。他認為“通用”(universal)一詞并不理想,并指出,“全民設計”是一種設計方向,設計師應努力在每項設計中加入各種特點,讓它們能被更多人使用。
我們見證了過去20年來對于什么是通用設計這一思想的演變。我們的設計會隨著我們對于設計面向的人群越來越了解而改變與提高。在設計過程中用戶的輸入和參與能夠提供最好的設計。這讓我們有了一個必然的結論――通用設計不是靜止的,而是不斷改變,模仿隨著不同時間和地點變化的用戶的需求而變化,正如1990年芝加哥的通用設計與2008年奈羅比的通用設計不同。
二、對通用設計的再認識與反向思考
盡管目前通用設計已在工業設計及建筑設計等學術領域受到極大的重視,但是目前的狀況看來,“一個設計不可能解決所有問題”。正如需求的愿望是不可能、也不應該被無條件和無限度地滿足一樣,人總是首先選擇滿足最迫切的需要。既然如此,又為什么要刻意地去要求每一件產品都可以針對多種人群、滿足許多功能,在一個設計中將所有問題都一一解決呢?這種人為拔高的期望值就是“泛設計”的典型代表,它讓人在設計中找不到切入點和突破口,從而面對一大堆問題理不清頭緒。我們對設計中的問題不能回避,也不能一概而論,只要將問題作歸納和簡化,我們才會有明確的設計方向。“目標問題”的確立是以市場和需求調研、信息和資訊分析為背景的,“目標問題”的定位應該是以解決相對單一的問題來設定的。
一位教授曾經用“食”的比喻去向他的學生講授確定單一目標問題的重要性,他說:一個人餓了就需要進食,這就相當于市場的需求;進食地點有家庭、食堂或飯館,而你只能選擇一個進食地點,這就相當于讓你確定設計方向;用餐前點主食和菜品時,你不可能點菜單上的所有主食和菜品,這就需要選擇主食和菜品,相當于確定你的設計的“目標問題”。這都是你在“食”之前必須確定的事,那么在你動手設計之前將面對的問題簡化到“目標問題”也就成為了必然。菜品越少時你吃得就越快(就像快餐一樣),你的選擇就越容易完成。這個例子很恰當地說明了確立“單一目標問題”的好處。同“食”一樣,適可而止才不會造成浪費,設計目標單純才更易于找出問題,也更利于解決問題。當“目標問題”明確之時,我們在設計方向上就有了一個正確的開端,而不會像在確立通用設計目標當中那樣,需要解決多種消費者不同的目標問題。
工業設計博大精深,通用設計的出發點固然是好的,但也不用故作深奧和神秘。我認為工業設計之道就在于Simple & True――簡單而真實。所謂“簡單”,是指設計必須有明確的目標,解決相對單一的問題;讓設計語言清晰明了,讓造型形態單純。所謂“真實”,是指理性的設計觀和設計態度,以及設計本身的可操作性。設計不是“泛設計”,需要有針對性地確立“目標問題”。設計中羅列出的問題就是我們將要捕捉的設計目標,在眾多的問題中需要區分主要和次要問題,其中最符合設計要求和最能體現設計思想,又可以旁及其它問題的某一個或幾個對象,就是“目標問題”。針對明確的“目標問題”去分析和研究解決的辦法,我們的設計才有方向,針對性才強,指向的受眾才明確,設計和需求才能達成平衡。
通用設計的初衷是要考慮到更多數的使用者,包括一些弱勢或少數使用族群的需求。然而,我們在專注于如何滿足多數使用族群的需要時卻往往沒有發現其實某些多數的使用者也有可能成為少數,占多數的使用者也有可能變成少數使用族群的其中一個。一些好的通用設計無不是在設計之初對少數消費族群進行更加明確的設計定位,來同時達到更好的“通用”目的。
因此,我們在做一些對于通用設計考量的時候,或是事務的流程規劃與服務時,應更多地關注少數使用受眾的需求,如此或許可以在同時滿足更多數使用受眾的要求,從而更符合通用設計的要求。
為了達到“通用”而出現過度設計,勢必會把簡單的問題復雜化,造成浪費。所謂“通用”,其實是“盛名之下,其實難副”。通用設計的初衷只是要最大限度地封裝變化,最大限度地預測某些未來可能的變化,提供某些系統擴展和變化的可能性,從而減低未來變化的成本,為客戶創造價值。正所謂“大巧若拙,大道至簡”,有時候目標越明確反而越容易實現,而且越接近設計真理,越最終體會到簡單的精妙設計之美。這應該才是設計的最高境界。
三、結語
當我們限制自己僅僅使用一個或者兩個以上的方式的時候,我們的解決方案對于部分用戶來說通常并不是很適用,或者比較昂貴。通過打破常規思維,混合以上幾種不同的方法,我們可以提供既劃算又滿足廣泛用戶群的通用設計。在我看來,通用設計更應該是一個進化的方法,一種設計觀念,它的提出只是希望人們可以考慮到更多的使用者。所以,我們在剛開始從事通用設計的時候,或許應該只注重某兩三個使用族群,之后再進行使用族群的擴大,根據時間和地點的不同而變化,以迎合用戶的實際需求,進而使設計具有更好的包容力。所以通用設計更應是一個過程,而不是最終的產品。
因此,真正的通用設計其實是一種觀念,它應隨著社會與文化的變化而變化。這是通用設計驚人的潛能。
參考文獻:
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第8篇：反向工程的概念范文
在西斯廷禮拜堂大廳的著作畫作《創世紀》中，當耶穌創造了萬物之后，接下來最重要事情的便是創造具有生命的人，寓意人類世紀即將開啟。本案設計師以此為靈感，將“新生”概念泛化成抽象的設計美學，以兩根擁有特別曲線的木干從兩端延伸，在樓梯的屋頂上匯聚，象征著新的辦公室與新的開始。
青銅制成的玻璃門把手，在入口前首先讓人感受到重金屬的力度。為了營造出遠離都市、回歸自然的意象，入口樓梯間使用了大量的天然素材，讓人有穿越原始隧道的感覺。首層使用了粗獷的文化石，上面借助鐵絲網鋪就長炭、卵石等元素，營造了極具原始氣息的氛圍。
傳統的辦公空間喜愛將大空間作為員工座位區塊，而本案設計師則反向操作，隨著樓梯而上所見到的是寬廣的公共空間，中央擺放兩張洽談桌，為來訪客戶營造了輕松的氛圍。刻意延伸的細刻紋文化石墻與歐風的鏤空書柜產生了密實感中帶著光影的穿透性，顯示出絕佳的層次感。書柜對面的主墻是設計師對于公司理念的體現。墻上鮮艷的裝置藝術由不同顏色的麻布織結而成，黃、綠、紫三色分別代表公司內三個部門，紅色代表公司全體員工，最后麻布纏繞成在數字中代表無限的“∞”，象征每個部門的力量都將成為堅強團隊的重要一環，團隊的力量無限延展。背墻架構的素材延襲了樓梯所使用的天然材料，拉開的動線促使風格連貫自然。
玻璃屋內是寬敞的會議室和吧臺空間，圓弧型的玻璃讓空間更有穿透的力量。在會議桌前坐下，會驚喜地發現會議桌竟采用門片壓上透明的玻璃，而用來會談的主墻則選用一組電動的梧桐木門片來遮掩電信裝置，鑲嵌著復雜顏色鏡面的開放柜內放置許多設計師的收藏品，燈光從金色木紋絲線材質中透出，散發出逼人的藝術氣息。在角落的天花懸掛別具風味的鳥籠，通過光影的投射將鳥籠的線條投影在墻上，賦予會議室溫馨的氛圍。天花是由一支支七個不同尺寸的實木條拼組而成。由于講究線條的利落感，工程必須從某一基線依序動工，不可在各個區域各自施工。凹凸不同的實木條由初始點延伸到最底端，當點線面的概念拼組架構完成后，便成了氣勢浩大的穹頂。
從施工到完工，設計師僅利用了兩個月的時間，略顯匆促。團隊人員特別將一開始的拆屋、施工等進度中的照片，以黑白輸出掛置在一面墻上，與所有人分享完工的過程與感動。“看著這面墻，讓我想起與所有人一起為這間辦公室努力的時光，這是一面有溫度、有時間記憶的墻，辦公室也是個讓人感受溫暖的地方。”本案設計師如是說。
第9篇：反向工程的概念范文
關鍵詞：電平;分配器;分支器;插入損耗;分支損耗
中圖分類號：I235.2文獻標識碼： A 文章編號：
在小區住宅的電視系統設計中，我們通常會運用到分支分配器，其運用是否合理直接影響用戶的體驗。對于電視信號的評判可分為信號強度（dBµV）和信號質量兩個方面，在本文中我們主要討論信號強度。
一、信號強度
信號強度是用電平來度量的。電平可用來表示系統中的一個功率（或電壓），系統中某一點的電平是指該點的功率（或電壓）對某一基準功率（或電壓）的分貝比:10 lg( P / P0 ) = 20 lg( U / U0 ) 。它是用來表示任意兩個同類物理量或兩個數值比值的對比，不能用來表示一個確定的物理量。如果分貝比是正的表示兩者之間有增益，如果分貝比是負的則表示兩者之間的衰減。
電平不僅可以表示功率，也可用來表示電壓，二者可以相互轉換。在有線電視系統中，電平(dBµV)常用來表示放大器的輸入、輸出以及系統輸出口等信號電壓的大小，而在分支分配器中則通常采用功率電平來表示相應的分支衰減和插入損耗。
dBµV總是表示75歐姆上測得的任意一個較小或較大的微伏數相對于75歐姆上的1µV之比值。任何一個比1μV小的量便記作―µV，任何一個比1µV大的量便計作+dBµV。
用戶終端信號電平通常在(66±6)dBµV之間，效果較好；信號電平偏低時,電視屏幕出現雪花點或雜亂的干擾條紋,信號電平偏高時,電視屏幕出現扭曲或浮雕狀畫面。
二、分支分配器
電視信號分配網絡中，電視下行信號經延長線路進入放大器的輸入端,并由分配放大器放大至適宜電平后,經分支分配器,同軸電纜傳送到每個終端用戶。
分支分配器的運用對用戶終端是否能獲取優異的信號強度起著非常重要的作用。
1.分支器
分支器是從主路上取出少部分信號送到分支口的高頻無源功率電平分配器件，且對端口的設備起到阻抗匹配作用。
它主要由定向耦合器或定向耦合器再加一個分配器組成。既有相互隔離作用,又有反向隔離作用。在理想情況下,分支輸出端對主輸出端幾乎無影響,對主輸入端的影響也可忽略不計,因此,它具有單向傳輸的特點。
某個分支輸出端開路或短路,對輸入端阻抗和各信號輸出影響不大，但其主輸出端對主輸入端的影響卻很大,因此,主輸出端必須帶上標準負載或用75Ω電阻終接。
主路的輸出/輸入口分別用OUT和IN表示，支路的分支口用BR表示，輸出口和分支口輸出信號不相等。分支器的插入損耗相較于分支衰減較小，以目前市面上某產品的108分支器為例，其中分配器型號的第一位數字表示一分支器，后兩位數字表示分支口衰減8dB，而插入損耗僅為1.7dB。
2.分配器
分配器是輸入信號同等分配到輸出口的高頻無源功率電平分配器件，且對端口的設備起到阻抗匹配作用。
它由阻抗匹配變壓器、功率分配變壓器和隔離電阻組成,只有相互隔離作用,沒有反向隔離作用,輸出端對輸入端的影響很大,因此,輸出端不可開路和短路,它可反向當作混合器使用。
輸出/輸入口分別用OUT和IN表示，每個OUT口出來的信號都是相等的。根據分配器產品型號的命名規則，以204為例，其中分配器型號的第一位數字分別表示二分配器，后兩位數字表示分配損耗（即插入損耗）為4dB。分配器的一般型號為二分配器：204；三分配器：306；四分配器：408。
三、合理運用的技巧
為了讓用戶信號強度在合適的區間內，我們需要合理選擇放大器增益，并且合理搭配分支器和分配器，盡可能讓整個線路中用戶處信號電平強度在標準區間內趨于均衡。靈活運用電視器件需注意以下幾點：
1.在分支分配器的選用上應選用有較高隔離度,較低的插入損耗,穩定的分支衰減量等技術指標優于國標要求的分支分配器件。
2.分支器的OUT輸出口衰減（即插入損耗）很小，適合作為干路的分支設備，使后串線路的電視信號衰減減小。分支器分支損耗越大,其插入損耗就越小,相反,分支損耗越小,其插入損耗就越大。對于分支損耗相同的不同類型分支器來說,其插入損耗隨分支數的增大而增大，而同樣輸出端子的分支器有多種不同的分支損耗,這也有利于在工程設計時根據具體情況靈活選用。
3.分支器具有很好的隔離性，只要在主輸出口接有標準阻抗的同軸電纜或終端匹配電阻，分支口開路或短路對輸入口的網絡影響不大，有線電視網絡運用這個特性來連接用戶終端IN口。
4.分配器的分配損耗隨輸出端子的增加而增加,輸出端子相同的分配器其分配損耗都是相同的。
5.分配器的每個OUT輸出口，不可以空載，否則會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.考慮到分配器無反向隔離作用,而普通家庭用戶具有很大的隨意性,因此,在工程設計中,一般應避免分配器直接分配入戶,以防止用戶拔插用戶線時使輸出端口開路,引起強烈的信號反射,造成用戶信號質量下降。
7.對高層樓房進行分配時,應先考慮以下幾點：
1) 戶外分配放大器的輸出電平應根據設計的需要量送到樓房的中心位置，減小由于電纜衰減引起的損耗；
2) 根據樓房的外型與住戶的需要,選擇合適的位置用來安裝分支分配器件；
3) 靈活運用順算法與倒算法,對整幢大樓進行滿負荷設計,計算所需的總電平,避免不必要的浪費；
4) 根據設計與計算所需總電平進行合理的分配。
在實際的工程設計中，設計者會遇到種類繁多的建筑類型。多關注不同的產品型號，充分了解各項指標，熟記各型號分支器的插入損耗和分支損耗,對系統進行順算和反算，優化調整分支分配器的使用，使得系統更臻完善，為用戶帶來更好的視覺體驗。
參考文獻:
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