发布时间：2023-09-28 10:31:05
绪论：一篇引人入胜的优化设计与优化方法，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2013）05-0239-01
设计素描与传统素描不同，其涵盖内容十分广泛，如表现设计素描、结构设计素描、具象设计素描、意象设计素描、抽象设计素描等。设计素描是设计类课程的基础，强调对学生构思能力、表现能力、创造能力的训练和培养，通过科学的结构剖析、透视训练和理性推理，使学生创作出兼具审美性和功用性的设计素描作品。由于设计素描的教学质量与设计类学科学生的专业能力培养息息相关，所以探讨其教学方法和教学手段的优化具有重要的现实意义。
一、设计素描含义
设计素描是以设计概念为先导的素描造型形式，是以设计为教学目的而进行的各种素描实践活动。它以比例尺、透视规律、事物形体的内部构造剖析、三维空间观念及手法等方面的技巧，来表现新的视觉传达与造型手法。设计素描充分结合了现代设计学科的特点，强调造型能力的培养、观察能力的训练以及设计意图的表达，适用于所有设计专业，是一门专业基础课。设计素描在追求完美图形效果的同时，更侧重于追求设计的适用性和实用功能，表达设计者的独特设计意图。
设计素描不同于绘画素描，两者在本质上有着极大的区别。绘画素描强调绘画创作中的写实能力和表现能力，力求使艺术造型生动、富有感染力，体现造型的审美作用，成为陶冶情操的精神产品；设计素描是在基本造型的基础上，成为表达设计创意、交流设计方法的语言和手段，强调绘画中创造性思维和设计意识的体现，使设计素描为设计服务，关注功能性价值的实现，而不是单纯的艺术信息传达。所以，设计素描以实用性为主，精神内涵为辅。
二、当前设计素描教学存在的问题
（一）教学改革滞后
在设计素描教学中，许多教师对素描的写实主义风格盲目崇拜，久而久之形成了单一的教学模式。现阶段，国内许多知名院校对设计专业的素描基础课均进行了改革与创新，取得了良好的教学成效。然而，我国大部分院校的设计素描课程仍然延续传统的素描理念，以传授绘画经验、技法、指导与训练为主，强调对客观事物的模仿和再现，严重制约了学生想象力和创造力的提高，致使设计素描的教学改革严重滞后于设计学科类专业的发展。
（二）教学模式单一
大部分院校的设计素描教学以结构训练为主要教学模式，甚至有些院校直接将设计素描视为结构素描，没有考虑到不同类型设计专业的实际教学需要。在服装设计、工业设计、动画设计、环境艺术设计等设计专业中，设计素描将结构训练模式贯穿于始终，忽视了设计学科不同专业的指向性。同时，单一的教学模式仅仅关注于学生描绘能力、塑造能力、结构分析能力的培养，而不重视学生设计意念、逻辑思维、想象能力、表现手法的提高，使得设计素描的基础训练与设计专业需求相背离。
（三）教学方法和手段守旧
部分院校的设计素描教学理念落后，在教学内容上仍以静物写生、人像写生、石膏几何形体写生、圆雕写生为主。课堂实践中，教师的教学活动过于僵硬、死板，一般为教师先讲解相关基础知识，再以国外作业为范例，最后进入训练阶段，这种守旧的教学方法和手段容易使学生形成思维定式，影响学生创造力的发挥。
三、优化设计素描教学方法与手段
（一）改进传统常规的教学方法
设计素描的传统常规教学方法在一定程度上限制了学生思维能力和创新能力的发展，使课堂教学因循守旧，难以激发学生的学习兴趣，所以必须对传统常规的教学方法进行改进和创新。首先，打破传统静物组合方式和选择方式。传统物体组合方式包括高差异体量组合、体量类似物组合、关联性事物组合、质感差异组合等，教师应转变这些固定的物体组合方式，通过倒挂、包扎、悬挂、垒积等方式对物体进行随机性摆放，也可以让学生参与物体的选择，以此提高学生学习的主动性，活跃学生的思维；其次，让学生尝试多种素描手法和素描工具。教师可让学生掌握设计素描的不同表现手法，如擦、抹、涂、贴、印等，让学生体会不同表现手法所产生的视觉美感。教师也可让学生尝试使用多种绘画工具和各种有色纸张进行设计素描，以激发学生的学习兴趣，开阔学生的眼界，培养学生的审美能力和创新意识；再次，突破透视法则和常规构图的限制，让学生明确透视不是衡量画面美的唯一标准。教师可让学生对画面物体进行夸张化、平面化、扭曲的形象处理，在构图上采取求偏、求险、求满、求局部、求空等形式格局，拓展学生的想象思维和创造思维，提高审美标准。
（二）强化创造能力训练
在设计素描教学中，教师应当结合设计学科的专业特点，运用循序渐进的教学方法，在准确性训练、结构理解性训练以及质感和材料写真训练等素描技巧训练之后，强化学生创造能力训练。教师要在学生全面了解空间、形体、结构、材料等基本特征的基础上，引导学生从视觉效果、视觉特征、视觉传达的感受认知中探寻自己的造型思路，让学生捕捉新颖的意象。在创造能力训练中，教师要强调学生自主捕捉物象的审美点和特征点，并融入自己的感受，运用多种表现形式和手法进行创作设计，展现具有个人特质的审美追求。教师应让学生明确设计素描并不仅限于物象的模拟，而是一种更深层次的观察和发现，从而更准确的把握自然物象形体的本质特征，探寻更新颖和丰富的意象，潜移默化地提高学生的想象能力和创造能力。
（三）将现代元素融入教学
设计素描教学要重视教学方法的创新，使教学方法能够满足现代艺术设计和设计学科专业的需求，积极探寻将现代元素融入教学中的途径。首先，教师可利用多媒体教学手段实施情景教学，运用先进的多媒体设备展示经典设计，对其进行细致讲解，使学生能够全方位地研究和剖析作品，主动发掘作品的思路，进而拓展学生的设计思维，增强学生的创作意识；其次，学校可组织设计素描作品大赛、学术交流活动等，为学生提供相互交流、相互学习的平台，在实践中不断提高学生创作的综合素质。通过多样化的实践活动，使学生明确设计素描是一种创造性的思维活动，需要积累丰富的基础知识和审美素养，而不是简单的模仿性活动，必须发挥思维能动性力求创新和突破；再次，运用理论与实践的专题训练方式，使学生勇于尝试新的创作手法，如可让学生借鉴传统绘画的手法设计作品，也可让学生尝试不同地质纹理在设计中的运用效果，以拓宽学生的设计思路。
（四）开展针对性的创作训练
在传统的设计素描教学中，教师沿袭绘画性素描的教学方法，通过观察训练和写生练习来培养学生的造型能力，限制了学生创作思维的拓展，使学生陷入了设计素描就是物体临摹的误区。所以，教师必须根据设计素描的教学目的，开展针对性的创作训练，使学生从物象的内外构造关系入手认知事物本质，进而在物象中抽象出有价值的意象元素。在基本功教学方面，可划分为结构形态、明暗形态、质感形态等几个专题进行教学。在学生具备一定的造型能力之后，再开展主题素描教学培养学生的综合能力。如，以某种常见物品为主题，向学生提出特定的设计诉求，让学生根据诉求充分发挥想象力和创造力，创作出不同的设计方案。这种教学方法能够让学生将掌握的基本造型技能，通过想象和设计思维，运用到实践中去，通过设计手法和艺术语言阐释自己的意图。此外，设计方案完成后，让其他学生和专业教师评价学生的作品，在学生虚心接受别人建议的过程中，进一步思考作品在实用和审美方面存在的不足，进而使学生在创作实践中不断提高自己的设计能力。
四、结论
总而言之，教师要在设计素描教学中坚持以设计观念为指导，对传统的素描教学模式进行改革和创新，使设计素描教学模式与设计学科专业发展相适应，为学生不断提高设计专业能力奠定基础。设计素描要强调为设计服务，教师在教学过程中要使学生明确设计素描是兼具实用和审美功能的表现形式，充分发挥学生的想象能力和创造能力，培养学生创新思维、审美素养和造型能力，实现设计素描的教学目标。
参考文献：
引言：
众所周知，不论在什么行业中，追求追优化的配置和设计是每一个行业从业者追求的目标。所谓的最优化设计，就是在诸多被选择的项目中根据自身的特点以及条件找到一种比较合理的，最节约成本以及实现利益最大化的设计方式与方法。
立足于工程结构的设计中，我们在最优化设计的过程中致力于将技术以及力学的相应概念做到最好的融合。在设计要求的基础上形成一些可以操作的，具有可行性的方案。进而通过科学的数学计算找到客观的，可以应用于实际的优化方案。在诸多工程结构设计的优化方案中，我们在选择了最佳方案的同时也就同时节约了成本，使得爱同样的时间内创造了巨大的效应，更加使得这些工程的工期变短，工程质量变的十分优良，是一种降低工程成本，提高质量的最佳选择则途径。
一、工程结构优化设计演变历史概述
对于工程结构设计，最开始是将直觉的准则法，如满应力准则法，满应变准则法等作为优化设计的基础性选择，在很长的一段时间中得到了很好的应用和成本的节约。一般来说，准则法的应用是为了主要提升单步设计变量修改幅度使之变得越来越大，并且在收敛速度上也有着显著的提升，但是这些不会改变结构的大小，也不会因为结构的复杂而改变。随着时间的推移，我们的研究者逐渐的将拓宽了优化设计的范围，从而数学规划法出现了。这就使得我们要针对一些特殊的工程进行很好的研究，因为这个时候的准则法已经不适用有所有具有个性的工程优化设计中了，主要是因为没有一些科学的，客观的理论准绳。与其相反，数学规划方法，站在比较科学的角度，对于结构设计有着严谨的研究，这样的算法能够有着科学性的展现。但是实际的工程结构优化设计一般都是有约束、非线性和隐式的优化问题.这两种方式都不是用于现代工程的发展和诉求。随之而来的就是模拟退火算法的出现.接着，到了二十一世纪，随着计算机的普遍应用，信息化以及全球化时代的到来，我们的研究方式与方法就随之而来了，在工程结构优化设计上有着很好的发展，诸多实用性方式出现，下面我们将做详细的研究。
一、 工程优化设计研究
1.为何设计---工程中结构不确定性的存在
在工程施工之前，对于其结构进行深入的分析和研究，并完成良好的设计是因为在工程设计以及进行的过程中，有着很多不确定性的存在。基于不确定性理论的工程结构优化设计主要考虑变量。但是出于安全性以及可靠性的角度考虑，先前的优化设计有些过时，我们要站在更新的角度上发展，所以之前的缺陷我们要有着很好的认识。主要分为以下几点。
第一， 缺乏结构可靠性的设计，不能保证稳定，安全。
第二， 没有对材料的可变性做出预算，不能真实的反映材料的参数。所以没有科学的数学建模可以支撑，难以形成最佳的方案。
第三， 在工程中存在着一些很复杂的施工情况，之前的设计不能很好的给予判断以及确定，这就使得我们的施工情况不能符合实际，没有真正意义上的达到最优。
2.工程优化设计方案研究
第一，形状优化。可以说，这种优化设计方案是当下比较流行的，主要是通过调整工程结构内外边界形状来改善结构性能和降低工程结构造价，其主要用来发掘工程系统构件的合理内外边界形状。具体上讲，这种优化也是将一些离散变量以及块体、板、壳类的连续变量包含在内。
第二，模拟退火算法。也就是通常所说的SA方式放大，也就是在施工的设计中进行固体加热，使之到达了一定的温度，进而在科学的作用下使之渐渐的变冷下来。因为在升温的时候，固体的内部结构法身了很大的变化，随着热能的增多内能变大，其中固体中组成部分也就是内部的元素也会随之变大。但是随着热胀冷缩原理的深入，当这个固体的整体变得冷却的时候，所有的元素变回到之前的一种有序的排列状态。也就是说，在固体中，元素因为在每一个趋近于平衡温度的时候都有着自己的平衡状态出现，最重要的是在常温的时候内能处于最小化状态，也就是我们所说的基态。这就是模拟退火算法.这种方法有着自身的好处，那就是：适用于离散型、连续型及混合型变量；鲁棒性、全局收敛性、隐含并行性较强，并且可以得到很广泛的应用。
第四， 粒子群优化算法。该种算法是近几年来比较流行的一种应
应用广泛，并有着实际用途的设计计算方式与方法。这个算法的研究十分奇怪，主要是来源于整个鸟群，从鸟群捕捉食物中找到灵感，这个算法是开始于随机解，并通过迭代寻找最优解，在设计的过程中不断的寻找一种适应度来找寻解的品质。这样的算法是比较方便以及会计的的，没有一些复杂的计算以及冗长的分析。是比较得到现代设计者以及施工方的喜爱的，效果也是比较明显的。
第五， 变密度法假设优化设计。可以说，变密度法假设优化设计
的主要设计对象是那些密度可以变更的材料，这就使得我们的设计具有一定的局限性。在设计的过程中我们要假定材料物理参数与密度间存在某种数学关系，并将所设计的材料的密度作为一种变量，致力于寻找到一种目标函数，这种目标函数以材料的最优质分配为主要目标。并且，我们在这种工程优化设计中可以找到一些优势或者是特色，具体来说，该种方式可以很好的展现出拓扑优化的本质特征，并且在实现的过程中显得比较简便，有利于操；同时这种程序的设计计算成功率比较高，但是精准度确实是不高，总而言之，这种方式的最大他点就是计算方法简单易行，但是适用范围十分受到局限，需要特定的材料以及特定的环境。
第六， 相对差商法和混沌优化相结合。该种范式是一种导出求解
离散变量桁架结构拓扑优化设计的混合算法，这种优化设计的计算方式和方法，将设计的体积最小最为最终目的。从而有力的实现了一种
拱坝的体形优化的设计和分析，在应用的过程中得到了很好的设计效果，节省了成本提升了利润。
最后，多目标优化。一般来说，多种目标优化方案就像字面上所述，不是一种单一的目标实现方式，而是在设计中考包含了多方面的设计方式以及方法，这样在计算的过程中，在实施的过程中保证了设计的安全性以及稳定性，更大的程度上实现了一种可靠性。在安全性的实现上，这种多元化的实施方案就要不断的加大结构的截面面积但是要取得最少重量的目标，在设计上就要使得截面面积变小。所以我们知道，这就不可能在全局上实现一种面面俱到的设计方案，所以，我们的设计管理者以及决定人，要在多方面分析只会走找到一个比好合适的方案做一个决定，并实施。可以说，这种多目标的优化设计对于工程系统决策是很重要，并有着很好的应用。
参考文献
1. 蔡新，郭兴文，张旭明.工程结构优化设计[M].北京：中国水利水电出版社，2003.
2. 张炳华，侯昶.土建结构优化设计[M].2版.上海：同济大学出版社，1998.
3. 刘齐茂，燕柳斌，邓朗妮.桁架形状优化的一种改进模拟退火算法研究[J].计算机工程与应用，2007
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
目前，工程控制网主要应用于城市控制测量、军事工程测量、形变监测、矿山、公路、铁路控制网测量等等，随着GPS技术的发展，其应用也越来越广泛。近十年来的实践证明，GPS测量在工程控制网的布设中具有效率高、费用低、工期短、精度高等优越性。
GPS工程控制网的优化设计
1.GPS网精度的评定
对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度，精度指标通常是以相邻点间弦长的标准差来表示，即
式中 ——GPS基线向量的弦长中误差，mm；
——GPS接收机标称精度中的固定误差，mm；
——GPS接收机标称精度中的比例误差系数，ppm；
——GPS定位网中相邻点间距离，km。
用于城市或工程的GPS控制网可根据相邻点的平均距离和精度参照《全球定位系统城市测量规程》中二、三、四等和一、二级要求，见下表。
GPS网的主要技术要求
2．GPS网的图形设计
1）.点连式
点连式是指相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接，所构成的网形抗粗差定位能力差，网的几何强度也较弱。如图2-1所示。
图2-1 点连接示意图
2）.边连式
边连式是指相邻同步图形之间通过2个公共点相连，即同步图形由1条公共基线连接，用边连式布网方式布设的GPS网的几何强度较高，具有良好的自检能力，能够有效发现测量中的粗差，具有较高的可靠性。如图2-2所示。
图2-2 边连接示意图
3）.网连式
所谓网连式布网方法，是指相邻同步图形之间有两个以上公共点相连接，相邻同步图形之间存在相互重叠的部分，即某一同步图形的一部分
是另一同步图形中的一部分。网连式作业强度很高，但作业效率低。
4）.边点混合连接式
边点混合连接式是指把点连式与边连式有机
地结合起来，组成GPS网以保证网的几何强度，提高网的可靠指标，它实际上是点连式、边连式和网连式的一个综合应用。这样既减少了外业工作量，又降低了成本，是一种较为理想的布网方法。
图2-3 边点混合连接示意图
3.GPS网的基准设计
GPS网的基准设计，一般主要是指确定网的位置基准问题。确定网的位置基准，通常可根据情况，选取以下方法：
1）选取网中一点的坐标值并加以固定，或给以适当的权；
2）网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差，确定网的位置基准；
3）在网中选若干点的坐标值并加以固定；
4）选网中若干点（直至全部点）的坐标值并给以适当的权。
二、GPS控制工程网的布设方法
1.点位分布
当测区范围较大时(几百平方公里)，为保证控制网点的整体精度，应使用经典大地测量方法布设控制网，控制网点要与高等级控制点构成图形，并且控制网点与点之间也要构成图形，如精度要求较高时，点与点之间应构成直接边。当布设的点位不均匀时，即点间距离差别较大时，在施测过程和数据处理中应分别进行。无论测区是面状还是线状，都应首先根据点位分布情况选择若干点做一骨架网，然后再利用该网进行工程网的布设，也就是分成二级控制。由于许多工程完成后需要用常规测量进行测量，因此布点时根据需要确定点位的位置，并考虑其图形结构。
2.基线长度对点位坐标精度的影响
边长对点位精度的影响基本上随着边长越长其影响越大的趋势，当边长超过40公里时，其误差明显有增大的趋势，在高程方向趋势更为明显。分析其原因，一是电离层的影响，随着基线长度的增长，电离层影响增大。二是没有进行网平差，缺少了网的控制，致使X, Y方向误差增大。
在布设GPS工程网时，若采用随机处理软件、广播星历，不能对电离层影响进行修正时，网的边长不易超过40公里。
3.已知点分布对控制点精度的影响
在GPS控制网的布设中，已知点的选择是非常重要的，己知点的选择不同，其控制网点的精度也不一样:一个工程网的已知点应选3-4个高等级控制点，高等级控制点应布设在控制网的周围，尽可能形成等边三角形，只有这样才能保证整个控制网点精度的统一。已知点的选择应避免成直线状，其点间距离应大于工程网点与点间的最大距离。如果整个控制网没有己知点，做自由网平差时其固定点的选择应选在整个网的中心点或选择网的质心(即所有点X, Y方向的平均值)。
4.坐标系统转换
用GPS测量布设工程控制网时，获得的是WGS-84坐标系统，这就需要将GPS测量的WGS-84坐标转换成地方坐标。 坐标系统转换的方法一般根据测区范围的大小和精度要求而定。
1）空间强制符合法
例如测区内已知点坐标为“北京五四坐标系”，平差前首先将这些点的大地坐标转换成直角坐标，平差时以这些已知点作为固定点，与GPS观测值一起平差。这样在平差过程中，同时完成了WGS-84空间直角坐标系向“五四坐标系”的转换。然后，将平差后的大地坐标投影到高斯平面上。
此种方法只使用于小面积的测区。
2）空间平差空间转换法
本方法是首先将GPS观测量在空间坐标系下进行平差，求出已知大地点上的空间直角坐标，然后利用己知大地点上的两种坐标(WGS-84和北京54)，用转换模型求出空间转换参数，而后利用转换参数求解其它点的北京54坐标，这样就将平差后的结果转换到了北京54坐标系上，最后将此结果投影到高斯平面上。
GPSG工程控制网的优化设计对整个测量工程施工有着非常重要的影响，不同精度、不同面积的控制网有不同的布设方法，在GPS控制网布设中其方法不同，作业效率不同，费用也不同。采用正确的布网方法，能够提高作业效率，降低作业成本。
参考文献
[1] 彭先进.测量控制网的优化设计[M].武汉测绘科技大学出版社，1991.
[2] 卓健成.工程控制测量建网理论[M].成都：西南交通大学出版社，1996.
