关于矩阵变换在家具设计中的应用论文[5篇范例]

第一篇：关于矩阵变换在家具设计中的应用论文

1矩阵变换与家具设计

1.1矩阵变换与家具造型形式美的关系

和谐是家具造型设计所遵循的基本要求，是形式美的根本出发点。和谐可概括为变化统一：变化的各部分统一在整体之中，而统一在各变化中作为共性提取，变化和统一相互依存。为了在探讨分析中便于分类将形式美规律的形式法则分为均衡对称和节奏韵律，前者突出整体统一性，后者体现变化多样性。由于家具造型的形式美体现在序列、尺度、比例的关系中，矩阵变换就可通过用数学量化的关系手段在造型设计上创造均衡与韵律的形式美特征。

1.2矩阵变换理论概述

在数学中，矩阵对图形的描述是以点作为最基本要素，点的运动轨迹构成线，线组成面，体是在三维空间中若干平面的构成。任何一个形状的二维图形、三维形体都可以用一个坐标中点的集合表示。因此，进行诸如对称、旋转、比例、平移等变换只须通过对点的变换就可以实现对图形的变换。对点集通过相应的矩阵运算来实现，即：旧点（集）×变换矩阵=新点（集）。

2家具造型设计中的矩阵变换

2.1矩阵变换基础类型运算与应用

（1）均衡对称

在视觉艺术中，均衡是指视觉中点两侧的视觉感具有平衡关系，是一种普遍存在的形式美规律，着重体现于形式的统一性、稳定性。矩阵变换通过对称变换实现形式的均衡，对称是均衡的一个特例，对称轴或对称点两侧完全等量，具有最强的视觉均衡感，称为绝对均衡形式。矩阵变换对称式分为反射对称变换和旋转对称变换。反射对称变换，表现为对象沿对称轴呈镜像分布。家具造型中垂直对称的形式稳定感不仅是功能实用上的要求，还成为人们审美知觉上的需求。

（2）节奏韵律

节奏是体现形式美规律变化差异特征的主要形式，韵律是节奏在空间中的表现，表现为有规律的重复与交替连续性发展的形式特征，给人以韵味无穷的律动感。重复是产生韵律美的首要形式手段。渐变韵律的形式表现为在连续重复基础上对象按一定规律逐渐发生变化差异。矩阵变换通过平移变换实现形式的重复排列，应用相似比例变换实现渐变的秩序形式。

2.2矩阵变换的组合应用

在家具造型设计中，创造出一个美观的家具造型通常需要应用不只一次变换，而是多次多种变换的组合。上一章节分析了矩阵变换的基本形式变化应用，下面将探究矩阵变换的组合方式在家具造型中的应用。

（1）单级变换组合单级变换组合是对同一对象运用多种变换的组合。在数学运算上其组合变换矩阵等于各部分变换矩阵的乘积，例如：对一个二维图形V应用S比例变换、R旋转变换和M平移变换的组合，则变换矩阵=SRM，即三个部分变换矩阵相乘，变换后二维图形V，=（SRM）×V。

（2）多级变换组合多级变换组合是包含有两级以上变换单元的组合，元对象在一级变换组合中形成一级单元，一级单元在二级变换组合中作为自身形体结构不变的矩阵变换对象。同级内矩阵变换之间是共同作用于变换对象的关系，而在多级组合中的矩阵变换具有不同作用关系：在本级变换中作为形式手段，在下一级变换中作为变换的对象。如表2所示，是应用矩阵多级变换组合设计的一款契合式书柜，一级变换的形式结果在二级变换中成为变换对象。通过应用多级的变换组合后可使家具的造型呈现形式丰富并且具有韵律特征的和谐美。

2.3矩阵变换阶次参数的对比与调和

家具设计中对称均衡的造型常给人刻板的感觉。在不影响家具造型整体均衡的前提下，某个细节要素与整体的强烈对比能产生一种张力，凸显力与美的动感。调和则相反，用于处理造型要素之间对比过于强烈的不协调感，通过增加对立要素之间的过度来缓和它们带来的视觉冲突。因此，对比与调和是家具造型中达到形式美“和谐标准”的重要造型法则。在矩阵变换中，合理应用变换阶次参数值也能达到对比或调和的效果。所谓阶次参数，指矩阵变换动态过程轨迹中，按阶有序分布的变换对象次数。是一个正方图形分别应用一阶次和五阶次的矩阵变换的示图，一阶次变换图形具有较强烈的对比效果，体现简洁张力视觉感。而五阶次变换图形形成有序的整体形象，呈现出渐变的节奏美感。意大利设计师JoeColumbo于1969年设计的圆管椅，采用4个可以相互套叠的圆管组合，是体现家具造型对比统一形式美和谐准则的典范。圆管椅的横向三阶次渐变与纵向一阶次突变的变换对比形成了椅子整体的和谐形式美感。

第二篇：品牌设计在家具企业中的应用

品牌设计在家具企业中的应用

来源：宝马会 http://www.xiexiebang.com

在产品的价格、质量和功能都类似的情况下，设计成了唯一影响消费者选择的因素，当设计在产品的竞争中占了优势，那么消费者就将选择优秀的产品，长期下来必然导致没有个性的设计产品以降低价格因素来取得在市场竞争中的地位。可见品牌设计已是企业生存的一种保证，是消费者认识企业和产品的一种依据，也是其质量和信誉的保证。品牌既属于企业，更属于消费者。当消费者放弃你的品牌，企业也就失去了苦心经营的市场。为此，品牌关系到企业的生存和发展，更关系到企业在市场竞争中能否长盛不衰，屹立不倒的大问题。正如美市场营销专家菜瑞·赖特所说：“拥有市场比拥有工厂重要，而拥有市场唯一的办法是拥有占市场主导地位的品牌”。那么，企业如何才能拥有占市场主导地位的品牌呢？那就要全力锻造品牌的竞争力。（这是品牌在市场竞争中的作用）一 企业形象竞争力

对于家具业而言，家具的设计不仅为了满足人们的物质生活需要，而且 还担负着提高人们的生活质量，改善人们的生活环境的任务。人们在选择家具的时候注重功能和质量的同时更注重家具的文化内涵了。可见企业形象品牌的设计在企业的发展中也是不可缺少的一环。它的价值在于使企业在竞争中立于不败之地，它的形式将通过产品的销售服务、企业组织结构、企业形象的提高而得到实现。因此，企业的形象品牌，决定着企业的兴衰成败，不断地改进产品，发展品牌，打造企业文化，满足市场个性化的需求成为了中国家具企业的当务之急。企业要想跟上社会发展，首要任务就是要不断的对市场进行调查与研究，对企业进行改革分析，保持企业与市场信息的互动。中国改革开放以来诞生的绝大多数产品设计和生产都是建立在“引进技术”基础上，多数由国外原产品改良而来，典型特征是A产品引自德国B产品引自日本C产品引自意大利等等，各自都有自己因工业标准不同而形成的产品特征，很难形成系统。受惯性思维的影响，企业从管理角度尚未产生“重建”自己品牌形象的强烈愿望。目前国内部分有潜力创建设计形象的大型企业在对设计开发的运行模式还存在严重的认识障碍。这些企业虽已着手进行一些初步的工业设计，但终究起步晚同时对设计管理工作重视不够，最终导致工业设计停滞在单存产品形式变化上。这些原因必然导致产品在市场中失去竞争力，家具企业面对中国的消费市场就必须以实际情况出发，以本土文化和国内的消费趋向进行调研，在合理吸各种信息的同时做出符合人们生活习性的设计。产品开发必须密切注意国内市场的动向，掌握市场需求情况，研究消费趋向。企业“CI”战略理论的引入，必将给企业带来新的生机。结合国内实际情况同企业自身的情况做出企业自己的CI系统，在实践中形成自己的风格，并最终使它成为企业经营战略的一部分。“CI”系统的引入可以将现代工业设计的观念与企业管理系统的理论作为整体进行运作，通过刻画群体个性，力争达到突出群体精神、提高企业形象、鼓舞职员士气、改善经营体制的目的，使公众对家具企业“CI”所标志的群体产生深刻的认同感、信任感和归属感，只有这样，开发工作才能做到有的放矢，企业才能在人们心中确立企业品牌，才能获取更好的经济效益。家具企业应该在产品设计的同时就应该考虑到将来品牌对市场销售的作用，充分利用精湛的工艺和技术条件，开发品牌产品，打造企业在社会中的地位。品牌设计中除了强调产品基本功能之外，还要在质量上和售后服务上加大力度，把售后服务也融入企业品牌设计之中，提升售后服务的“文化价值”、“企业品牌价值”等。

二、品牌形象竞争力 品牌的形象更有利与市场的销售和市场秩序，增大人们对产品质量的信心，增加购买欲。品牌形象是社会公众及消费者长期了解产品的基础上形成的对品牌的认知与评价。品牌形象按照表现形式可分为内在形象和外在形象。其内在形象主要包括产品形象和品牌质量、品牌服务及品牌文化所表现的形象；外在形象包括品牌在市场、消费者中表现的信誉形象和品牌标识系统形象。

产品形象是品牌形象的基础。潜在消费者对品牌的评价和认知，首先是对其产品功能的评价和认知来体现的。当某一产品能满足潜在消费者的物质的或心理需求时，就会得到很高的评价。当产生较好的信赖时，他们会把这种信赖转到抽象的品牌上，对其产品品牌产生较高的评价，从而形成良好的品牌形象。

品牌信誉形象是社会公众及消费者对一个品牌信任度的认知和评价，其实质来源于产品信誉。品牌信誉的建立需要企业各方面的共同努力，需要贯穿于整个品牌经营活动之一，它包含了丰富的内容，即：质量信誉、服务信誉、合同信誉、包装信誉、三包三保信誉、首选信誉等，这些一样也不能少。品牌信誉是维护顾客品牌忠诚度的前提，也是品牌维持其魅力的法宝。

品牌外观的标识系统形象的好坏，是直接影响消费者购买使用产品的视觉系统，它与品牌定位有关。品牌定位就是建立（或重塑）一个与目标市场有关的品牌形象的过程与结果。为自己的产品塑造一个最能打动潜在消费者心理的形象，以区别同类竞争产品。

值得注意的是，品牌形象不能简单的视同于品牌标识系统形象，即品牌形象≠品牌标识系统形象。品牌标识系统形象是品牌形象的一部分。品牌持久的魅力来自于坚实的产品质量与服务、企业文化和不断随市场变化而进行调整和创新的经营思想。形象是一种整体的综合的感觉，像人一样所具有的一种气质风度，是一种精神、风格、气氛的体现。

企业如何塑造良好的品牌形象呢？正如周朝琦、候龙文先生指出的：在塑造品牌形象时要坚持特色原则；品牌形象必须坚持品牌战略的原则，要与品牌战略相一致；民族化原则，只有民族的，才是世界的。其次，按照科学的程序塑造品牌形象。即加强市场调查，诊断品牌形象。开展诊断分析，进行品牌形象重新定位。再次，根据形象定位，确定品牌形象策略。最后，在品牌经营战略指导下，强化产品形象塑造，注意广告宣传，不断完善品牌形象，设计出具有鲜明特色的品牌形象。品牌形象的塑造，离不开品牌管理。三 品牌和质量在人们心中形成的一种互信

质量是品牌的本质，也是品牌的生命。没有质量，品牌就失去了立足之本。品牌质量是其产品质量和消费者心中感受的质量的有机结合的体现。在不同品牌产品质量大体相同的情况下，品牌体现的质量，就起到关键性的作用，故而出现有的品牌受到消费者青睐，有的品牌却被消费者冷落。这说明在提高产品质量的同时，必须注重提高品牌体现的质量，并把产品的内在质量（即产品的实用价值－产品的功能、性能、规格、材料）外化为消费者能“发现”质量，使自己的产品同竞争者区别开来，达到最佳的质量水平，不断满足消费者对产品质量的需求，使企业获利最高。

服务是品牌“体现”质量的组成部分，也是品牌构成中不可缺少的重要部分。超值服务是品牌生命之魂，是用发自内心的爱心、诚心、耐心向顾客提越其心理期望值的超常规的全方位（即售前售中售后）服务。在产品同质化的今天，服务的差异化已成为市场竞争的焦点。这就要求企业要树立顾客为导向的企业文化。优质的顾客服务，不仅仅是为外部顾客提供服务，而且代表着企业组织内部（如：部门之间、上下道工序、上下级及员工之间）的内部顾客关系，像对待外部顾客一样提供优质服务，以此来加强企业内部的合作与协调。

管理就是服务，管理对象就是服务对象，两者间是顾客关系与服务关系。企业只有实现了内部顾客满意，才能保证外部顾客满意，从而才有可能提高工作效率并能降低生产和管理成本，使品牌更具有竞争力，以优质服务保品牌。提高企业的服务质量应从增强员工的品牌质量意识，（即没有质量就没有效益的观念）。树立以质量求生存，以质量求发展，以质量求效益的思想，强化员工“预防第一”的意识，贯彻“预防为主”的方针。和服务意识（即以顾客为中心的观念。主动满足顾客需求，保证顾客满意）上下功夫，并以制度化为保证，不断提高服务水平，形成企业的服务文化。

四、品牌文化竞争力（产品印象）

品牌是企业文化的标志，具有丰富的文化内涵，是品牌价值的核心。品牌经营离不开企业文化的依托。企业文化塑造了企业形象个性，并通过形象识别影响着消费者，从而满足消费者的心理需求来推动物质消费。麦当劳提出“我们不是餐饮业，我们是娱乐业”，并以优质、卫生、快捷的服务和欢笑吸引着消费者；法国香水店说：“我们不卖香水，我们卖的是文化”；海尔人的“急顾客所急，想顾客所想”的精神和“真诚”的经营理念；可口可乐讲：“可口可乐并不是饮料，它是一位朋友”。这些企业均给自己的品牌赋予了文化情感的内涵，给自己的产品增加了附加值。麦当劳、海尔、可口可乐等成功的公司之所以家喻户晓，除了他们的企业形象策略外，他还赋予了其企业及产品、品牌极高的文化内涵。并借助媒体宣传了“我们卖的不是商品，我们卖的是一种文化，是一种民族精神”。从而产品在人们心目中形成一种产品的好印象，借品牌激起了消费者的情感，用品牌推动了消费。所以说，当今的市场竞争是品牌的竞争，品牌的竞争是品牌文化的竞争。正是由于品牌质量、品牌服务和品牌文化力综合作用的结果，树立了品牌形象力。

五、品牌管理竞争力（产品销售）

品牌管理是品牌创造过程中的一部分工作，但它是最关键的工作，它承担着对品牌创造活动进行计划、组织协调和控制的职能。其目的是合力品牌的全部竞争力，积极有效地培植消费者对品牌的忠诚度，适度进行品牌延伸与扩张，充分利用品牌的资源优势，实现企业获利的最大化。

实践证明，对于企业来说，创造一个品牌容易，但要造就一个百年金字品牌却是一个长期而又艰难的历程。例如，有些品牌企业发展到一定的阶段，怎么努力也摆不了徘徊不前的局面；有的企业，看似发展势头很猛，却不重视品牌的建设，不懂得品牌核心价值的定位，管理和制度跟不上去，或没有创新能力，这定会给企业的成长留下隐患。也就是说，没有品牌管理不可能使品牌成长壮大并常胜不衰。中国众多的昙花品牌的悲哀，就是一个个鲜活的例证。

管理，离不开适应企业发展的组织制度和管理理念及管理方法。从某种意义上讲，“人十制度十创新”的管理模式，才是企业成功的保证。在品牌经营管理过程中，还要有效地利用广告宣传和公共关系活动来提高品牌的良好形象和增强品牌的竞争力。

更好的管理就是为了更好的打造品牌，最大的赢得经济利益。赢得经济利益的是最主手段要的就是产品销售。在产品销售的管理中也会更充分的体现。

六、品牌广告与公共关系竞争力（品牌对售后宣传的作用）广告宣传与公共关系活动是品牌推广的主要传播工具。有人比拟广告与公关是品牌的左膀右臂，像火箭的两个推动器，带动品牌冉冉上升。在激烈的市场竞争中，品牌的成长与维护都离不开巨大的广告与公关宣传，能使消费者牢记品牌与相关产品，从而维系消费者对品牌的忠诚度和品牌自身的资产价值。品牌在消费者中形成口碑，更容易促进产品的宣传，加大产品在人们心中的地位。

广告宣传要抓住消费者的心智，并在品牌生命周期的不同阶段采用不同的市场营销战略和广告策略。品牌到了成长期，应考虑为品牌注入情感之内容。有效地掌握好广告宣传的投入时机、投入方法及费用，才能使广告的宣传作用达到事半功倍的效果。

企业要不失时机的处理好与社会公众、消费者、政府和新闻部相关的公共关系活动，以塑造良好的企业形象。目前，中国的家具设计需要大量的高水平、高素质的设计师。这不仅要求高校进行对人才培养，更要求企业对人才的再培养，对设计过程中的构思、意念、技法、心得、体会和经验进行总结，形成企业的技术文化，提高企业在社会中的竞争力。设计管理的实施是势在必行。消费者更加严格要求产品的设计，并在设计中充分体现产品与人的最加结合和产品的风格以及企业的品牌形象，等等。中国加入WTO后，中国家具企业在逐渐进入世界市场、参与国际市场竞争的同时，必须要具备整体的计划和长远的品牌战略，树立起现代工业设计的观念。重视现代工业设计的更新与开发，对家具企业整个体制的完善及长远的发展都有一定的指导与促进作用，这也是企业再市场竞争中后来居上的重要途径之一。

第三篇：浅谈图形计算器在图形变换教学中的应用

例谈图形计算器在图形变换教学中的应用

哈尔滨市第十八中学

师赫阳

摘要：随着信息技术高速发展，其已经渗透到数学教学中。借助新技术不仅可以简化很多传统的数学计算，更为重要的是有助于学生深刻理解数学知识。作为信息技术时代产物的图形计算器有着强大的符号运算系统和图形运算系统，这一技术可以广泛应用于解决图形变换问题、深刻认识曲线平移的几何意义。关键词：图形计算器；图形变换；曲线平移

一、引言

电子信息技术在教学中的应用对数学课程内容、教学和学习等方面产生了深刻的影响。其优势在计算功能、图形呈现与制作功能、处理功能、提供交互式的学习和研究环境等方面均有出色的表现。因此，在教学中，合理地使用电子信息技术，发挥其在创建情境、探究交流、动态演示、展现过程、数据信息的收集处理和教学方式的丰富更新等诸多方面的优势，帮助学生更好地认识和理解数学，激发学生对数学学习的兴趣，改善学生的学习方式。CASIO图形计算器正是上述现代信息技术在数学学习教育领域的工具性、技术性、方法性、实践性、简谐性的典范。学习和运用现代信息技术，培养和发展学生科学探究的愿望和能力已成为当今数学教学的先进工具。

遵循新课标中将图形计算器列入高中理科教学仪器配备标准的新理念，结合教材内容特点笔者设计了《平移》的一节课：借助CASIO图形计算器，让学生动手操作图形计算器，观察、尝试、发现、归纳、再试验。整个教学过程，均是在“做”、“思”、“辩”、“表”、“析”、“展”的相互作用和相互转化中不断深入和逐渐完成的，真正让学生领略了知识发生、发展的动态过程，加深了理解与记忆。课后调查显示，学生对这种教学模式十分满意，教学效果颇佳。以下就谈谈笔者对本课的教学设计及思考。

二、体验探究过程

探究1：（用计算器）画出以下yfx函数图像，并说明下列各组两个图像间的位置关系：

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(1)y2x y2x11(2)ylgx ylgx21

总结以往学过的函数平移规律(a0,b0)

yfxyfxa 向左平移a个单位yfxyfxa 向右平移a个单位 yfxyfx+b 向上平移b个单位yfxyfxb 向下平移b个单位口诀：上加下减、左加右减。

探究2：（用计算器）画出以下fx,y0方程的图像，并说明下列各组两个图像间的位置关系：

(1)x2y24(x2)2(y2)24x2(2)4x2(3)2y2(x1)2(y2)2 1 1343y2(x2)2(y1)21 1222以上探究过程让学生通过观察点与坐标、坐标与位置、图形平移变化方向与坐标的过程，进一步培养学生的转化意识及识图能力，感受数形结合思想的微妙。通过借助图形计算器经历“形”动“数”变、“数”变“形”动有趣的实验和探究过程，激发学生的学习兴趣，让学生学习有条理的思考与表达，培养其认真观察、思考、总结的习惯，体验成功的喜悦。

借助 CASIO 图形计算器的画图操作，让学生积极参与观察、讨论、猜想和归纳，使学生深刻理解方程和函数的平移规律：

（1）

（2）

（横向平移h，纵向平移k）。

建构主义教学强调要努力创造一个适宜的学习环境，使学生在教师的帮助下，通过自身的经历和图式，积极主动地构建自己的知识。此时，图形计算器等电子信息技术就为数学教学提供了一个很好的学习环境，极大拓展了师生的实践活动空间，使学生有机会在一种真实的、体现数学发明与证明过程的环境中接受

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挑战性的学习任务，进行实验、探究和发现。

教师在教学中可通过教学情境、协作共享、对话交流和意义建构，在实践活动中逐渐丰富、提高学生的知识、智慧和思维能力，使学生把思维和实践活动有机地结合起来，达到发展学生思维的目的。

三、培养探知能力

现代教育观认为，教学的目的不仅是要让学生掌握知识、了解世界、更重要的是让学生学会分析问题、解决问题，提高其根据自身经验去建构有关知识的意义的能力。为了让学生对所学知识更好的理解，笔者在探究

1、探究2后分别增设了弹性教学内容，让不同学生收获不同的数学体验、感受与知识。

应用1：函数yf(2x1)是偶函数，则函数yf(2x)的对称轴。分析：，图像总体向左平移个单位

应用2：求方程|x+2|+|y+3|=1确定的图形所围成的面积。

分析：|x+2|+|y+3|=1可看做由|x|+|y|=1平移得到，因此只需求出|x|+|y|=1所围成的图形面积即可。

x>0,y>0

x+y=1 x>0,y<0

x-y=1 x<0,y>0

-x+y=1 x<0,y<0

-x-y=1 解决以上问题，传统教学通常是借助数形结合的思想方法在黑板上画示意图进行，而图形计算器的优势在于可呈现每个时刻图形变化过程、曲线扫过的图形形状、大小等，学生只需设置相应的参数、不必进行烦琐计算就可得出结果。同时图形计算器对该课教学难点的突破起了显著作用。

通过对以上应用的讲解，让学生经历了一个由特殊到一般再到特殊的变化过程，掌握了不仅从图形的平移可以得出曲线方程的变化，还可以从曲线方程的某种变化，得出该方程对应的图形进行了怎样的平移。

通过 CASIO 图形计算器让学生认识图形生成、变化、找到图形中的关键点，使学生进一步了解图形平移的特点，建立数形结合思想，从有形到无形，揭示数

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学本质，完成学生对图形平移变换的初步认识，逐步培养以不变应万变的解题思维能力。

四、与教学相结合

1、注重情境创设

教学设计要注重情境创设，要能够从“旧知”引出“新知”。我国传统的教学设计，通常有五个环节，即组织教学、引入新课、讲解新课、巩固新课和布置作业。其中，“引入新课”往往是数学教师最为精心设计的部分。它符合人的认识规律，也与现代认知主义理论和建构主义思想相一致。教师设计了一串问题，让学生在对新知识相关的已知内容的“温故”之中，水到渠成地学习新知识，这是一种较高水平的教学艺术。情境创设中是否需要利用图形计算器，要视情况而定。

2、注重建构知识

引导学生用探索法和发现法去建构知识的意义。在建构意义的过程中要求学生主动去搜集和分析有关的信息资料，对所学的问题提出各种假设并努力加以验证。使学生善于把当前学习内容尽量与自己已有的知识经验联系起来，并对这种联系加以认真思考。通过教学工具（如图形计算器），使学生将意义建构与协商过程结合起来，以达到最佳的教学效果。

五、结束语

本节课从学科角度出发，根据教学目标，突出重点，突破难点，注重数学思想方法的渗透，注重在活动中表达数学的体验感受。本节课突出活动设计、突出探究、突出学科性，突出方法性的不断深入和展开，注重各环节之间相互关联，注重每个环节的衔接。注重方法上、内容上的衔接，思维度的衔接，整节课设计流畅、自然，符合学生思维习惯和学习方式。在几个环节中特别突出了对探究过程性的内容的思考，以期达到深刻理解平移的实质。从教学环节上注重数学几种语言的转换，特别是数形结合，注重教学的效率，总结升华，练习巩固，注重梯度，最大限度地达到预期目的。

学生借助 CASIO 图形计算器，对平面直角坐标系下图形的平移与坐标变化的规律进行探索，使学生更深入体会到平面直角坐标系的作用，体现了数学活动充满创造与探索的魅力，增加了课堂教学的全效性，同时把听教师讲解演变成了

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一节有趣的动手实践课，使课堂教学更生动活泼，教学效果更好。

CASIO图形计算器的使用不受时空的限制，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教学环境和有利的学习工具，图形计算器的积极作用毋庸质疑。然而也给我们带来新的困惑，如部分学生过度依赖图形计算器而降低了计算力；部分学生只注重图形计算器的结果而忽视知识形成过程，造成两极分化进程的加速等问题。如何克服这些问题，充分发挥信息技术的优势，有效优化课堂教学，是今后我们要深入思考的问题。

参考文献

1王芝平．图形技术支持下的数学探索．数学通报，2004，2：33~36。2王江东．对中学数学实验教学的认识与思考．教改探索，2007年第三期。3王尚志．数学教学研究与案例．高等教育出版社，2006年12月。4张奠宙等．数学教学学导论．高等教育出版社，2003.4。

5刘静，宋乃庆．图形计算器支持下的数学学习．西南师范大学学报，2002.8。

6叶立军．关于图形计算器与高等数学教学改革的若干思考．宁波教育学院学报，2003.6。

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第四篇：PT2262PT2272编解码IC在视频切换矩阵中的应用

PT2262/PT2272编解码IC在视频切换矩阵中的应用

摘要：提出了一种用PT2262/PT2272编解码IC制作的16×16视频切换矩阵的设计方案，给出了具体的电路图，同时在对其原理进行分析的基础上，指出了用该方案派生其它规格视频切换矩阵的基本思路。

关键词：电视监控 编码器 解码器 视频切换矩阵 PT2262 PT2272

随着电子技术的飞速发展，视频切换器已被广泛的应用到闭路电视监控系统、电视演播系统、电视会议系统、微格教学系统、多媒体教学系统等多种领域。多路输入视频切换矩阵更是大型闭路电视监控系统不可缺少的重要设备，但是这种设备的价格都比较高。本文基于计算机控制的设计思想，选用廉价的遥控解码集成电路（PT2262/PT2262）和多路模拟开关芯片（CD4067），采用积木式结构设计了一种16×16视频切换矩阵，从而实现了遥控视频的切换的功能。PT2262/PT2262的特性

PT2262、PT2272是采用18脚双列直插式封装的编解码IC，它们具有很强的抗干扰性能。其中PT2262是一种编码器，它能将数据和地址编译成代码的波形。它最大有12位三态地址，共有531441种地址代码。它最大有12位三态地址，共有531441种地址代码。PT2272是一种与PT2262配对的解码器，它也具有12位三态地址，共有531441种地址代码。PT2262、PT2272都是CMOS电路，因而具有功耗低、工作电压范围宽（3～15V）等特点。

1.1 PT2262的引脚功能

PT2262的引脚功能如下：

A0～A5（1～6）：地址引脚，这些引脚均有三种状态：“0”、“1”和“浮”；

A6/D0～A11/D5（7、8、10～13）：这六个引脚既可以作为地址码引脚，也可以作为数据码引脚；当作为地址码引脚时，可置成“0”、“1”或“浮”；而作为数据码引脚时，只能置成“0”、“1”。

TE（14）：发送使能端，低电平有效。当其为低电平时，PT2262输出编码波形；

DOUT（17）：数据码输出引脚； OSC1、OSC2（16、15）：振荡器引脚；

VSS（18）：电源正极；

VSS（9）：电源负极。

1.2 PT2272的引脚功能

PT2272的引脚功能如下：

A0～A5（1～6）、A8/D0～A11～D3（7、8、10～13）：这些引脚的功能与PT2262相同；

DIN（14）：数据输入引脚；

VT（17）：有效传输引脚，高电平有效。当PT2272接收到有效编码波形信号时，VT变为高电平；

OSC1、OSC2（16、15）：振荡器引脚；

VCC（18）：电源正极；

VSS（9）：电源负极。

图1 视频切换电路原理图

PT2272的数据输出有“暂存”和“锁存”两种，“暂存”是当输入端信号消失时，PT2272对应的数据位输出变成低电平；“锁存”是当输入端信号消失时，PT2272的数据位输出保持原有状态，直到接收到地址码相同的新输入。

PT2272的数据输出有4、6位之分，具体可用后缓来区分：M代表“暂存”，L代表“锁存”（例如PT2272 L4表示数据位输出为4位，锁存输出）。当编码电路PT2262将数据连同地址码从17脚串行发送出去后，便可经过双线传输到解码器PT2272的14脚（数据输入端），此时若解码器的地址A0～A7与编码器的地址A0～A7相同，解码器将接收发送来的数据，且并行呈现在数据输出端D0～D3端并锁存，同时在VT端输出个脉冲信号。16×16视频切换矩阵的组成

16×16视频切换矩阵由16块16选1视频切换电路板和一块主板组成。16块视频切换电路板依次通过板插座插在主板上，主板上有16个视频输入插座和一个九针插座。16个视频插座可供16路视频输入。九针插座则用于与电脑打印口的9位数据线相连，以供主板上主要由PT2262组成的编码电路进行编码。但是，无论是16路视频、编码信号、直流电源和地，它们均可通过电路板插座给16块视频切换电路板提供接口。

每块视频切换电路板均包括解码电路、16路模拟开关电路和视频放大电路。电路板的后面有一个视频插座输出。图1所示是16选1视频切换电路图。其原理图框如图2所示。

在图1中，编码信号从IC1（PT2272L4）的数据输入引脚（14）输入后，如果它的地址码（由四位编码开关SW1预置）与编码地址相同，电路系统将从数据输出脚（10～13）输出锁定的数据（如03H）。当16路模拟开关IC2（CD4067）的数据输入口（10～14）接收到03H数据后，第3号模拟开关被接通，这样，第7脚输入的第3路视频信号将从I/O口第1脚输出，并经R4、C1输入到共极晶体管（T1）放大电路的发射极，最终由集电极输出放大的视频信号。此视频信号再经射极跟随器（T2）后将输出阻抗为75Ω的1Vp-p视频信号进行输出，此时便完成了16选1的视频切换过程。R4用于调整输出幅度的大小，阻值大约在1kΩ左右；C1是高频补偿电容，约100pF。该电路十分简单，因此，整个切换矩阵的成本也很低。16块视频切换电路板的地址可分别设置为0H～FH。编码电路

图3是由PT2262编码器组成的编码电路原理图，利用该电路可以在电脑打印口输入9位数据。其中最高一位是控制数据，其余8位中的高4位是地址码，低4位是数据码。一般情况下，高4位输入到编码器IC（PT2262）的1～4脚，低4位输入到数据位10～13脚。当有数据输入时，最高一位控控数据输出为高电平，从而使倒相器T的集电极输出低电平，以使PT2262的使能端（14脚）有效，最后在其编码输出端（17脚）输出串行的编码信号。软件编程

4.1 控制界面的设计

控制界面的设计有两种方案，第一种为16行，每行16个铵键。每行的按键都是互锁。第二种方案是一共两行，每行16个按键。第一行是切换器的选择键，第二行是视频输出选择键，两行的按键也是互锁的。

在上述两种方案中，第一方案只需按一个按键便可切换图像；而第二方案则要按两个键，第一次先选切换器，第二次才切换出图像。

4.2 数据结构

采用VB或Delphi语言编写控制软件可在打印口输出9位数据，以控制电脑分二次分送数据，第一次是低8位，第二次是最高一位。在低8位中，高4位为地址码0H-FH，可用于表示第1至16行视频切换器的地址，低4位为每行16选1的数据码。当在界面上点按按键时，按下时输出数据，放开时数据复零。所有需锁存的数据均由硬件来实现。

在第一种方案中，按每一个按键，打印口都输出数据；而第二种方案只有按第二行时才输出数据，而且同一个按键有16个地址，这要视第一行按键选取哪一个键来定。

结束语

视频切换矩阵一般用于比较大型的闭路电路监控系统，本文介绍的16×16视频切换矩阵的成本很低，而且稍作改动，就可变成16×8、16×4、16×2的产品。如果在几路视频输出中不要求重复出现，就可以方便地将其改变成256路视频输入/16路视频输出、128路视频输入/8路视频输出、64路视频输入/4路视频输出等规格的产品。

由于控制电脑不需要对图像进行处理，所以对计算机的配置要求不高，用486以上计算机就可以了。如果不用电脑控制，也可以改为键盘控制。实现时，可选用两行键盘，每行16个按键的结构形式，这样成本可以进一步降低，控制键盘的电路也十分简单，本文不作详细介绍。

第五篇：数字化设计在家具专业教学中的应用

数字化设计在家具专业教学中的应用

内容摘要：数字化设计能够为家具专业的师生提供必要的工具手段，它具有便于创建和修改的优点，使设计创意得以快速准确的呈现，方便设计人员的观察和改进，更能将相关数据导入制造设备，实现家具的快速生产;数字化设计还能为家具专业提供专业的展示功能，使学生对家具结构有直观的了解。

关键词：家具专业 生产制造 NURBS建模 数字化仿真

一.家具专业中的数字化设计

近年来，消费者的审美需求随着生活水平的提高不断攀升，而市场的消费需求又决定了其必须满足工业批量生产的要求。因此，传统的设计方法和手绘施工图的做法已经不能完全满足行业需求。在这样的前提下，数字化设计作为一个新兴而有效率的手段越来越受到业内人士的关注。其主要包括计算机辅助设计、制造、工艺设计、工程分析、产品数据管理等内容。纵观如今国内大多数的家具专业教学，计算机的应用已日益普及，各高校相关专业均陆续开始计算机辅助设计课程。数字化设计课程则被泛指利用计算机及其相关数字化设备进行设计的学习课程。

二.数字化软件建模在家具设计教学中的应用

在国外现代家具设计中，广泛采用的电脑绘图与加工方式有两种：其一是，采用3Dmax建模及渲染制作效果图。其二，利用基于AutoCAD平台上的绘图软件进行立体建模。

3Dmax的常用思路是多边形建模，即首先将设计创意通过工具创建成可编辑的多边形对象，然后其进行编辑和修改和曲面化转换。这种建模方法可以完成许多非常复杂的曲面模式，因此被广泛应用于游戏和电影等CG行业。然而，这种多边形建模思路的模糊性却可能导致其尺寸上的不精确，这对家具设计可算一大弊端。当然，也可以先由AutoCAD进行平面尺寸图的绘制，再导入3Dmax进行尺寸上的约束，然而这样一来势必延长设计师的操作时间。同时，3Dmax并不具备精确的工程图出图手段，一旦在3Dmax中建模完毕还要再次导入AutoCAD等软件再次进行平面图的绘制。因此，尽管多边形建模思路能够适应非常复杂的立体模型创建，却并不是家具设计等行业的首选。

此时不得不提起目前市场上另一款常用建模软件Rhino，与3Dmax不同，Rhino使用的是NURBS的建模思路。就是由曲线组成曲面，再有曲面组成立体模型，曲线有控制点可以控制曲线曲率、方向、长短。

三.数字化展示在家具设计教学中的应用

家具设计有别于纯然艺术品的展示，不但需要从审美角度满足消费者的需要，还要从人机尺寸出发，使产品符合工程力学和基本的标准化结构原理。因此，也要求专业从业人员对家具结构有基本了解。

传统的家具设计培养方式是师徒作坊式，学徒在长期的实践和观察中掌握家具设计和生产的基本原理。到了近现代，学校教育将理论与实践相结合，力图培养能制作会设计的家具专业从业人才。然而，受诸多客观条件所限，家具专业教学中往往存在实物资源不足的问题。以中国传统明式家具为例，光常用榫卯结构就有三十三种之多。学校教学中，若以图文释义为教学手段，十分考验教师的描述能力和学生的空间想象力，且效果也不理想。

因此，可以考虑将数字模型和仿真动画导入教学。所谓数字模型即指，按实物大小等比创建的三维软件虚拟模型，学生可以根据自己的需要局部放大、旋转各处细节，观察其组合方式、结构特点。为了实现该种展示手段，教师则必须选择合理的软件进行制作。软件的选择也必须符合几个基本条件。首先，创建模型必须能够保证尺寸精准。其次，能够保证单体文件在多个图档中转换自由，缩放精准。第三，在生成仿真轨迹时，也要能够精确控制其路径尺寸、角度以及旋转方式。第四，修改、编辑方便。

四.数字化设计在家具专业软件教学的实践意义和总结

基础的夯实离不开基本工具的掌握，家具专业应用软件的选择应该能够体现其在设计、制造的实际环节所体现的便捷性。通过对多种应用软件的研究，能够从实践角度提炼家具专业不同小方向的特殊性要求。对其应用软件的选择过程正是对专业方向的再思考，不同的地域特色和小专业方向都会对应用软件提出不一样的要求，从而使学生的设计思维、设计手段更符合特定点专业技能要求。倡导教学与实际设计生产相结合、以开发实际产品为目的的课程设计，能够有效使课程服务于实践，使数字化设计应用于设计和生产。而数字化的展示手段能够将家具结构分解为几何建模与功能约束、概念设计、刚度强度设计、工艺与造型设计四部分，将复杂系统的家具结构的一般规律化整为零，将关键部位的功能进行细节分解和展示，从而为专业的家具设计提供概念模型和理论依据。

本文为2013苏州工艺美术职业技术学院教育教学研究课题（立项编号：1326）

（作者单位：苏州市工艺美术职业技术学院）