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FreeForm 触觉式设计系统
触觉设计是所有形态作品创作的要素之一。而触觉式计算机辅助设计则是所有三维造型设计师和工艺美术家们一直以来梦寐以求的设计境界，今天，一种基于计算机触觉技术的三维模型设计制作系统——FreeForm 引入了计算机3D模型设计与制作的触感，彻底改造人机交互接口和设计界面，允许设计师在形态与功能之间制作充满智慧和富有创意的作品，而无需受任何传统三维模型制作工具的限制。 |
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FreeForm 是目前全世界第一套能够让设计者在电脑上利用触觉就能完成3D 模型设计与建构的计算机辅助设计系统，就好像通过触觉去雕刻黏土一样，可以雕刻设计任何形态的三维造型，再结合电脑CAD 的功能，让使用者能够快速且随心所欲地创造出自己想要的模型。Freeform 完全摆脱了一般3D 设计软件的限制，设计师不需要继续在复杂的电脑程序－数学方程式、鼠标与键盘指令、程序化的方法等阻碍下工作，系统提供了我们与真实世界互动的最基本方式－触觉，你可以通过触感，与您的模型进行直接和自然的互动。例如，一个象恐龙一样复杂的三维数字模型，设计师30 分钟就可以解决问题，大大缩短了传统3D 设计软件的自作周期，这样，您将拥有更多的时间和精力投身于真正的挑战，将您更多的创意转变为高品质的产品或工艺作品。同时，它也将实体功能带入了数字领域，这样一来，您即可以通过一个自然、类比的互动过程获得一个珍贵的数字化的三维模型。简单、直接的触觉互动；精确、细微的触觉控制，这一切都让你随心所欲的将你的设计理念和美感赋予您充满智慧和富有创意的精品之作，世界各地的设计家已渐渐开始发现FreeForm 系统在这些行业所能够带来的好处，从工业产品、玩具与游戏、礼品与鞋子，到消费电器、用具，以及汽车内部设计，无不受用无穷，使设计过程变的十分方便。
何为触觉式设计系统
触觉式设计系统，亦称为3D Touch 系统，是一种力回馈技术。例如，通过手握着一支笔去旋转移动，电脑画面里的雕刻刀便跟着旋转移动；当雕刻刀接触到模型时，会有力量回馈到握笔的手，让使用者感受到接触时的力量，在雕刻时也可以设定模型的软硬度，进而决定雕刻所需的力量。
3D 概念设计
FreeForm 系统对于设计师而言，是一项突破性的人机接口，它是一种自然、直观和容易使用的数字化表达界面，进而消除设计师们的电脑恐惧症，并且带来设计自动化的好处－缩短开发时程、增加设计自由度和无限的创意。
产品开发/制造
使用鼠标或键盘来进行CAD/CAM 模型的开创性工程设计或制造分析是非常困难的，然而依靠3D Touch 技术所完成的数字设计，工程师们能很快地完成数字产品的设计，并将其付诸工程制造，由于所有的资料都是3D 的STL 数据或是NURBS 曲面，所以可以直接跟分析软件、CAM 软件及RP 机器兼容。
消除2D 绘图与3D 产品设计间的鸿沟
FreeForm 完全符合现代产品设计理念和制造流程。它消除了“2D绘图”与“3D 产品设计”间的鸿沟；它补充了实体模型的不足，甚至取代了实体模型；它可以让设计师自由的在3D
的环境里挥洒、创意，就如同他们用纸和笔在2D 的平面上设计一般，同样也可以直接在输入的sketch、2D 工程图、扫描的点集数据或是3D 工程图上进行设计。迅速且方便地画
出概略的模型及设计思路，接着再对模型做细部的设计。您完全可以用一种自然、直观的方式操作，而不需要浪费时间去联系难以使用且不容易记得的抽象的电脑模型制作程序。
FreeForm 的好处
a) 突破学习曲线
透过数码笔直接和三维模型的进行互动，学习不需像一般3D 软件要花上很长时间才能精通其功能和操作方式；你也不需要通过不断的练习来维持对软件的熟悉度，因为它就像您平时拿着一支笔那样容易使用，使用者通过自然的方式便可完成他们的数字模型。
b) 百分百表现出设计
就像黏土易于表现设计，而且不用担心模型会被破坏那样，大胆的去设计，就算是有失误，复位键随时可以派上用场，这是很多以前电脑做不到的，现在都可以百分百表现出来，并且可以精确地定义尺寸大小。
c) 加速开发流程
设计阶段就已是3D 的数据了，这样可以减少设计师和工程师之间沟通障碍，可以完全发挥数字资料的优点，加速下游工程的进行。
FreeForm 产品家族包括FreeForm Modeling Plus 和FreeFormModeling Plus base 两种，系统包含了PHANTOM Desktop 触觉设备和freeform 软件平台，能够运行于Windows XP 和
Windows 2000 系统。FreeForm 模型系统是第一个可以让雕刻家和设计家运用他们的触觉在电脑上制作模型的工具。它是一个直觉性高且又可以尽情发挥的工具，就好比采用黏土或泡沫材料进行实体的模型制作一样，此外，它还完全具有数码工具的所有生产力优势。FreeForm 系统工具使用人们熟悉的实体比拟，例如：造型以及金属丝琢磨，以直接和明确的方式获得事半功倍的效果。通过触觉来控制这些工具可以让使用者与他们的模型之间建立一种绝无仅有的联系。
“意念”会直接融入成数码形式，并且任何类型的细微动作或手势都可以完整确切的被撷取。除了具有黏土的灵活性和易于表达的特性外，直接制作模型所代来的互动与熟悉的工具
也免去了掌控3D模型软件通常所需的漫长学习弯路。如此一来，就可以将众口皆碑之数字模型制作的生产力利益，套用于电脑软件功能之前所不能胜任的许多挑战工作上。
FreeForm modeling Plus 模型制作添加了准确、功能性图形的创建，并且蜕变至FreeForm 系统。这些模型制作技术的附加功能可以帮助设计师产生平顺调和的特色，同时确保符
合设计标准，在形态与功能之间建立完美无暇的协调。
FreeForm 模型制作：
以灵活简便的功能取代令人头疼的复杂电脑程序.开启计算机与设计师之间的设计理念的交流之门.使用实体、类比介面来创建一个直观、可调度的数字模型.允许设计师获得形态与功能的理想调和.激励探索与反复思考创建难以数字化描述的理想作品。
3D TOUCH 技术
什么是 3D TOUCH 技术3D TOUCH 技术是彻底改变人们在3D 计算机绘图的工作方式，这项技术允许人们在真实的世界中，直接使用精确的数字数据─利用接触的感觉。设计师和艺术家可以利用数字黏土雕刻出他们想要的模型，工程师可以修改和评估复杂的3D 数据，医生可以练习在现实环境中不可能施行的外科手术。
CAD问题点
目前桌上型计算机执行功能强大的3D 专业软件，常发现一个问题，就是使用者无法充分使用这些软件，因为使用者被限制在这些有20 年历史之久的鼠标和窗口接口，而这些接口应用在传统的2D 文书处理上，或许是非常合适的，而对于3D 应用则显得不足；所以过去我们一直被强迫使用这些接口来创造出我们的产品，然而现在我们可以使用一种全新的接口，并利用接触的感觉来突破这些瓶颈。
3D touch解决之道
3D Touch 技术使得3D 工作是较自然、有效和直觉的，它让使用者能利用这项技术而达到连续、双向的互动；Touch 是〝全双工〞的感觉，它能够同时传送和接受讯息，3D Touch 技术提供直接编修模型的能力，这意谓着我们能以最少的时间做最多的工作。而以这项技术发展出的专业3D 软件，也可以缩短我们的学习时间，因为我们接触的感觉原本就是3D 的；这意谓着我们将可摆脱过去窗口的2D按钮和滚动条控制，进而以3D Touch 的方法去完成我们的模型。
3D touch系统
3D Touch 技术是由3种元素所构成，屡获大奖的〝PHANTOM 〞硬件接口提供精确的坐标输入和精准的力馈输出，中介软件〝GHOST 〞就像是〝触觉〞引擎一般，它可以做出复杂的计算，并且能够处理简单到高阶的触觉运算，例如位置、摩擦力和硬度等，最后3D TOUCH 的应用软件将带给使用者更有效、更精确以及更有趣的工作体验。
应用范围应用范围- 3D模型概念设计
现今设计师被强迫使用不适合的电脑输入设备来完成它们的设计，当它们在设计自由造型时，特别痛恨使用电脑键盘输入来完成它们的设计工作；而鼠标、轨迹球或数字板则利用〝手部动作〞的输入方式，来模拟出较自然的设计方法；对于早期的概念设计，设计师们宁可使用旧式的方法─徒手绘制草图或制作外观模型，而要将这些手制的外观模型转换成数字的CAD 数据，进而让工程师来使用并且生产，这是非常困难的。
〝PHANTOM 〞系统对于设计师而言，是一项突破性的电脑接口，它是第一个使用3D Touch 技术的装置，对于3D 模型师和设计师而言，它是自然、直觉和容易使用的数字表达接口，靠着整合PHANTOM 和GHOST 发展而来的应用软件，这将消除设计师们的恐惧症，而这也将带来设计自动化的好处─缩短开发时程、增加设计自由度和无限的创意等。
产品开发与制造
使用鼠标或键盘来进行CAD/CAM 模型的关键性工程设计或制造分析是非常困难的，然而依靠3D Touch 技术所完成的数字设计，工程师们能很快地完成数字产品设计，并且付诸工程制造，这一切都是在真实的世界中，工程师在电脑上使用快速和触觉的方式所完成的。
使用GHOST 软件开发套件的CAD/CAM 软件制造商，均能够在他们的应用程序中增加3D Touch 的功能，这让软件使用者能够使用自然的方式，去完成他们的数字模型，而利用电脑〝感觉〞的这种方式，我们将可感受到3D 模型外表的复杂变化；使用PHANTOM 系统后，工程师能够很快地完成模型设计，并且付诸生产，而这些优点包括缩短产品开发时程、容易察觉设计问题以及容易上手等。
3D Touch 技术于CAD/CAM 有以下的应用方式：虚拟模型─用于人因工程分析，如开关、按钮等。装配仿真─评估对象外观、设计工作流程、生产分析和训练。设计评估─评估对象外观、运动分析。
3D Touch 技术于CAD/CAM的应用方式：
虚拟模型：用于人因工程分析，如开关、按钮等。
装配模拟：评估对象外观、设计工作流程、生产分析和训练。
设计评估：评估对象外观、运动分析。
医学应用触觉对于医学应用是非常重要的，今日电脑已被广泛应用在医学领域中，这包括诊断、手术室管理和提供训练等，然而却未包含医学应用上非常重要的〝触觉〞。
目前第一代的外科手术模拟设备仍然是不真实的，一种新的使用者接口是被迫切需要的，在PHANTOM 系统上这种需求已经实现了，而在外科应用上，PHANTOM 提供了物体表面真实的感觉，它允许外科医生和医学系学生，能够在外科练习手术上〝感觉〞虚拟病人，以缩短学习时间并提高手术成功率。
使用3D Touch 接口，可以帮助操作者完成断层扫描、X 光或超音波的复杂诊断，这是为了精确了解人体3D 构造的特殊应用，利用PHANTOM 装置的控制，我们可以将显微手术的部位放大，并且做非常精确的手术模拟。
Phantom界面于医学的应用方式
诊断：数字化的触诊和虚拟内视镜检查。
外科手术模拟：用于外科手术训练。
增加灵巧度：用于显微手术训练。
复健：模拟运动环境。
电脑动画
使用鼠标、键盘或数字板来制作3D 动画，是困难且浪费时间的，过去对于动画的动作编辑、数字着色或模型铸造等，都缺乏简单的方法，且这些处理程序是冗长和困难的；使用GHOST 软件开发套件后，动画软件公司将可使用3D Touch 技术来加强他们的应用软件，并为软件使用者提供一个较自然和直接的接口，以改善生产力和动画处理流程。
使用触觉的界面─这种最自然的方法，将让使用者用手创造出想要的数字模型，利用这种方式，也可应用在计算机辅助雕刻、仿真对象运动以及3D 模型的上彩和贴图，这种3D Touch 界面的优点有：缩短动画软件的学习时间、缩短动画模型发展的时程、以及增加真实性和发挥无限的创意。
数据分析/摇控设备
过去使用目视的方法来做数据分析，对于现在已不适用了，取而代之的是用接触的方式，提供全新且有用的方法进行数据分析可应用于：地球物理分析。
精确地操作机械手臂应用于以下领域：处理危险物品/ 遥控载运工具。
FreeForm Modeling or Modeling Plus – 32位操作系統
CPU：Dual XeonR or Pentium 2.4GHz 或更高
RAM：2 GB
显卡：nVIDIA Quadro FX 1100 128MB或更高硬盘空间
操作系統：Windows XP Professional SP2 (32 bit edition)屏幕分辨率1280 x 960或更高
硬盘接口(串口) Omni：A FireWire port IEEE - 1394a*(1394卡)
Desktop：An EPP or ECP compatible parallel port(同印表机连接口)
硬盘驱动 PHANTOM Device Driver v4.2.73或更新(FreeForm软件附带)
FreeForm and FreeForm Plus Systems
Fast 3D touch-enabled modeling with precision for product design
Use your sense of touch with virtual clay to work in 3D faster than ever before
Model the most complex, organic shapes in record time
Easily create multiple design variations
Rapidly clean up, modify, and stylize scan data
Create detailed textures for prototyping, evaluation, and manufacturing
Accurately identify draft problems
Replace manual mold processes
Combine with other 2D & 3D tools, RP machines, and scanners
Expand existing CAD/CAM workflows
Output for RP or milling and CAD/CAM
The FreeForm systems are unique touch-enabled solutions for fast 3D modeling of complex, highly-detailed, organic shapes for manufacturing.
The FreeForm system offers a fast and cost effective way for designers and modelers to create original models or modify and stylize scan data, and then output to RP systems for prototyping or milling. The system includes a comprehensive set of modeling and detailing tools, dimensional control, and import of polygon data for reference and modeling. Parting line evaluation is also included, enabling users to avoid costly production mistakes through adjustment of their models early in the design process.
If your work requires CAD part interoperability and preparing models for manufacturing, the FreeForm Plus system has all the capability of the FreeForm system and also includes NURBS surfacing and solids tools, CAD part interoperability, and moldable part and mold insert functionality.
Fast and Versatile Design & Modeling
Both the FreeForm and FreeForm Plus systems include a comprehensive set of modeling and detailing tools. Which system is right for you depends on your specific modeling and workflow requirements.
PHANTOM Haptic Devices
The PHANTOM Desktop and PHANTOM Omni haptic devices are true 3D interfaces with force feedback that enable designers and modelers to use their sense of touch to model with virtual clay just like real clay. Of the two devices, the PHANTOM Desktop delivers higher fidelity, stronger forces, and lower friction. The FreeForm system is available with either the PHANTOM Desktop device or PHANTOM Omni device. The FreeForm Plus system is only available with the PHANTOM Desktop device.
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