浅析汽车造型设计中的CAS
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计算机造型设计和前期概念外表面数模的对比计算机造型设计前期概念外表面数模英文名称computeraidedstylingconceptasurface简称cascas使用范围所有产品主要指汽车主要功能体现造型意图体现造型意图和工程校核3cas设计阶段的Байду номын сангаас车设计流程cas设计在汽车设计中发挥举足轻重的作用cas设计在汽车设计流程中属于关键路径
轻型汽车技术 2011（10）总 266
技术纵横 29
分后就产生了计算机造型设计，主要是针对造型设 计方面，包括所有产品的计算机辅助造型设计。
在汽车设计中，由于汽车的设计和制作的高精 度要求，需要高质量的曲面，对这种高质量的曲面称 为 A 面，A 面一般定义为满足工程要求、准确表达 造型意图的高精度的高级曲面。在制作 A 面以前， 一般有数模为之铺垫，称之为前期概念外表面数模， 前期概念外表面数模可以理解为 A 面的预想数模。
1 前言
有汽车就有汽车设计，有汽车设计就有设计流 程，接下来先了解一下汽车传统设计流程：制作效果 图，评审通过后，根据效果图制作油泥模型，在油泥 模型上不断的修改调整直至造型认可，评审通过后， 将油泥模型逆向，然后进行结构设计。汽车设计的传 统设计流程如图 1 所示：
图 1 汽车传统设计流程
在传统的流程中，前期工程的分析较少，后期开 发风险较大，开发周期长。这与在较短时间内推出新 车型的市场要求产生了巨大的矛盾，计算机技术引 入汽车设计较好地化解了这一矛盾。
计算机技术的发展推动三维设计软件的发展， 在三维设计软件中可以快速地表达较为复杂形态， 从而优化流程，提高效率，缩短开发周期，特别是大 量的工程介入，降低了后期开发的风险。
2 CAS 概念描述
2.1 CAS 的定义 CAS 的全称是 Concept A Surface，中文名称是 前期外表面数模，指在汽车设计中用于表达造型意 图且体现一定工程信息的三维数字模型。 2.2 CAS 数据制作质量要求 CAS 一般用于体现造型意图、洗削模型、工程 可行性分析、后续 A 面制作等。体现造型意图，一般 只要视觉感受良好即可，对面的质量没有具体要 求；洗削模型，一般要求点连续 0.1 以下相切 0.5 度 以下即可，在适当的时候可以放宽到点连续 0.2 以 下相切 1 度以下；工程可行性分析对面的质量没有 特殊要求；后续 A 面制作基本要求 CAS 面的质量越 高越好，对后期制作有较大好处，考虑到时间成本 等因素，可以放宽要求。 一般来说，CAS 数据的质量要求为点连续 0.1 以下相切 0.5 度以下。 2.3 Computer Aided Styling 与 Computer Aided Design的区别 计算机引入设计以后，就产生了计算机辅助设 计（Computer Aided Design），简称 CAD，指利用计 算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，细
4.1 CAS 和效果图的关系 效果图是制作 CAS 的必要条件，不是制作 CAS 的充分条件。制作 CAS 要求：效果图、工程可行性分 析、造型策略等支持文件。效果图一般定义为项目 组选定的方案。在汽车开发过程中，有些人没有搞 清楚这个问题，认为只要有效果图就可以制作 CAS。仅仅通过效果图制作的 CAS，因为背后没有工 程支撑，其价值大打折扣，最多只能算是概念数模。 CAS 也可以支持效果图的设计，不少项目中， 在 CAS 上截取某一视角的截图，然后造型师在该截
图 2 CAS 阶段的汽车设计一般流程
流程描述为：先制作效果图，通过评审后，制作 CAS、实物模型，在 CAS 和实物模型上不断修改直 至造型认可，通过评审后，制作 A 面，同时进行工程 可行性分析。制作 CAS 不是一步完成的，一般没有 具体的规定需要做几轮，理论来说，做的越多，项目 就越深入，项目后期风险也会越小。由于时间成本等 因素控制，需要找到一个平衡点。一般来说做三轮， 分别为 CAS0、CAS1、CAS2。分别完成项目的阶段性
CAS 的发展是伴随计算机技术而发展起来的， 将来可能出现更加有效率的算法，更加强大的计算 机配置，更加便利的计算机命令，这些都会提高 CAS 的制作效率， CAS 制作效率的提高必将提升 CAS 在汽车设计中的地位和重要性。
一般来说在 CAS 阶段,对称面是按照 A 面的标 准进行制作的，对称面需达到 G3 连续，大的基本面 也需达到 G3 连续，有些时候根据项目状态，大的基 本面的要求可以适当放宽。CAS 一般不需体现小于 2mm 的面差，一般体现大于 2mm 的面差。
4.4 CAS 和工程可行性分析的关系 工程可行性分析贯穿整个 CAS 设计流程，工程 可行性分析的强弱直接影响到 CAS 的品质，如果工 程可行性分析的准确性高，这个 CAS 的价值就高， 反之则不然。一般来说，CAS 基本体现造型的意图， 通过评审的 CAS 一般都有较好的视觉效果，否则通 不过评审，如果后期制作 A 面的时候发现前期的工 程可行性有较为严重的错误，势必推翻原有造型， 这将对项目产生较大影响，并且造成较大的资源浪 费。可以看出，工程可行性分析的准确性显得非常 重要，许多时候，工程可行性分析需要考虑供应商 的能力和产品的成本等，这个时候一般需要项目组 的支持。 综上所述，在设计中，CAS 和效果图、实物模 型、工程可行性分析、A 面之间的关系可以理解为： 效果图和工程可行性分析是 CAS 的必要条件，实物 模型是 CAS 的辅助条件，A 面是 CAS 下一个阶段。
28 技术纵横
轻型汽车技术 2011（10）总 266
浅析汽车造型设计中的 CAS
罗 伟 孙大鹏 程 鹏 程 威
（上汽商用车技术中心）
摘要 近年来随着汽车工业的飞速发展，各大汽车品牌要想不断提高市场占有份额，就必 须在最短的时间内推出新车型。越来越多的汽车企业认为，缩短研发时间是快速推出新 车型的必要条件，计算机技术的发展，极大地提高了汽车造型设计的效率，特别是计算机 软件的发展，推动了汽车造型设计的发展。现在 CAS（Concept A Surface）设计在汽车造 型设计中发挥着越来越重要的作用，本文主要探讨 CAS 的概念，CAS 设计阶段的一般设 计流程，制作 CAS 与其他专业的关系，CAS 的发展与展望。 关键词：CAS 效果图 实物模型 工程可行性分析 A 面
30 技术纵横
轻型汽车技术 2011（10）总 266
图上进行发挥和再创造，然后制作出一幅新的效果 图，然后再进行 CAS 制作，如此反复，最终制作符合 造型意图的效果图。
4.2 CAS 和实物模型的关系 CAS 和实物模型都是为项目服务的，都可以体 现造型意图，都是为 A 面做准备的，均可以进行工 程可行性分析，均可以进行评审。CAS 在可行性分析 的效率方面更有优势，利用相关的计算机软件能够 对 CAS 进行快速的分析。实物模型在体现造型意图 方面相对更加直观，更加有利于造型师对形态的把 握，另外，CAS 表现造型效果方面用的技术是计算机 仿真，仿真毕竟不是真的，有时会有偏差。如果打一 个比喻的话，CAS 和实物模型就像人的左右手，是不 是单臂人一定不如双臂的人？答案是不一定！在不同 的公司中实物模型和 CAS 的能力不同，有的公司比 较偏重实物模型，有的公司比较偏重 CAS。在实践 中，最适合公司目前的能力的状态是最好的。一般来 说，两者是互补的关系，正常的公司需要 CAS 和实 物模型共同成长。 有一种相对有效的做法是，先制作 CAS，后用 CAS 洗削，然后在实物模型上修改，通过三座标测出 相关数据，同步体现在 CAS 上。在 CAS 上体现后用 于工程可行性分析，待工程反馈后，将工程反馈体现 在 CAS 上，同时体现造型意图，然后测出 CAS 的相 关数据，通过三坐标将数据反馈到实物模型上。如此 反复最终制作出体现造型意图、符合工程校核的实 物模型和 CAS。 4.3 CAS 和 A 面的关系 CAS 是 A 面的前置任务，制作 A 面一般是需要 有 CAS 的，但在部分项目中确实存在不做 CAS 的。 我们这里指的是一般有 CAS 的情况下，CAS 做的越 完善，面做的越好，对 A 面工作的开展越有利。在有 的项目中，将 CAS 按照 A 面的标准来制作，这样制 作的好处是，有利于工程可行性分析，降低项目风 险。但这样制作带来的问题是，需要投入大量的 CAS 设计师，造成局部资源浪费，一般不采用这种做法。
5 发展与展望
CAS 已经比较广泛的应用于渲染了，现在的许 多渲染软件都可以渲染出比较不错的效果，对于项 目评审起到很好的支撑作用，随着人们对项目预期 的提高，会要求 CAS 不断的发展。另外，目前运用虚 拟现实进行评审的项目越来越多，必将对 CAS 的需 求越来越强，要求越来越高，最终将推动 CAS 的发 展。
造型效果 工程问题 数据质量
CAS0 基本符合 基本解决
一般
CAS1 完全符合 部分解决
一般
CAS2 完全符合 解决主要
较好
4 CAS 与相关专业的关系
在项目进行中，几乎所有的项目都有时间和资 源相对匮乏的问题，而且一般包含多次评审和修 改。要完成项目目标，不仅对 CAS 设计师的能力有 较高的要求，而且需要项目组所有成员对整个流程 有较深入的理解，与此同时还需充分理解 CAS 和各 相关专业的关系，所以，理清 CAS 和各相关专业的 关系十分重要。在图 2 中，我们看到 CAS 和效果图、 实物模型、工程可行性分析、A 面之间存在复杂的关 系，如何理清这些关系是比较重要的，一般需要理 清以下几个关系：CAS 和效果图的关系， CAS 和实 物模型（一般为油泥模型）的关系，CAS 和 A 面的 关系，CAS 和工程可行性分析的关系
都是不断提高的，最终需要满足造型和工程的要 求，三个阶段需要完成的造型和工程目标见下表 2。 造型和工程在许多时候是有冲突的，这就需要造型 师、工程师和 CAS 设计师的智慧去创造性地解决问 题，在这个时候经验和创新思维就显得尤为重要， 要么更改造型，要么更改结构，或者两者都改，具体 怎么改，要看双方博弈的结果了。在项目中 CAS 设 计师是具体制作者，通常比较了解情况，其在造型 和工程有冲突的时候提的建议一般是最有效的，因 此 CAS 设计师的能力就显得非常重要。
计算机造型设计的英文名称为 Computer Aided Styling，简称为 CAS；前期概念外表面数模的英文名 称为 Concept A Surface，也简称为 CAS。二者的使用 范围和主要功能不同，二者的对比见表 1。
表 1 计算机造型设计和前期概念外表面数模的对比
目标，解决相关的问题。 三轮 CAS 是不断完善的过程，每个阶段的要求
表 2 三个阶段需要完成的造型和工程目标
英文名称 简称
使用范围 主要功能
计算机造型设计 Computer Aided Styling
CAS 所有产品 体现造型意图
前期概念外表面数模 Concept A Surface CAS 主要指汽车
体现造型意图和工程校核
3 CAS 设计阶段的汽车设计流程
CAS 设计在汽车设计中发挥举足轻重的作用， CAS设计在汽车设计流程中属于关键路径。了解一 般流程对了解 CAS 的作用大有帮助，现介绍一下 CAS 设计阶段的汽车设计一般流程。（图 2）。
轻型汽车技术 2011（10）总 266
技术纵横 29
分后就产生了计算机造型设计，主要是针对造型设 计方面，包括所有产品的计算机辅助造型设计。
在汽车设计中，由于汽车的设计和制作的高精 度要求，需要高质量的曲面，对这种高质量的曲面称 为 A 面，A 面一般定义为满足工程要求、准确表达 造型意图的高精度的高级曲面。在制作 A 面以前， 一般有数模为之铺垫，称之为前期概念外表面数模， 前期概念外表面数模可以理解为 A 面的预想数模。
1 前言
有汽车就有汽车设计，有汽车设计就有设计流 程，接下来先了解一下汽车传统设计流程：制作效果 图，评审通过后，根据效果图制作油泥模型，在油泥 模型上不断的修改调整直至造型认可，评审通过后， 将油泥模型逆向，然后进行结构设计。汽车设计的传 统设计流程如图 1 所示：
图 1 汽车传统设计流程
在传统的流程中，前期工程的分析较少，后期开 发风险较大，开发周期长。这与在较短时间内推出新 车型的市场要求产生了巨大的矛盾，计算机技术引 入汽车设计较好地化解了这一矛盾。
计算机技术的发展推动三维设计软件的发展， 在三维设计软件中可以快速地表达较为复杂形态， 从而优化流程，提高效率，缩短开发周期，特别是大 量的工程介入，降低了后期开发的风险。
2 CAS 概念描述
2.1 CAS 的定义 CAS 的全称是 Concept A Surface，中文名称是 前期外表面数模，指在汽车设计中用于表达造型意 图且体现一定工程信息的三维数字模型。 2.2 CAS 数据制作质量要求 CAS 一般用于体现造型意图、洗削模型、工程 可行性分析、后续 A 面制作等。体现造型意图，一般 只要视觉感受良好即可，对面的质量没有具体要 求；洗削模型，一般要求点连续 0.1 以下相切 0.5 度 以下即可，在适当的时候可以放宽到点连续 0.2 以 下相切 1 度以下；工程可行性分析对面的质量没有 特殊要求；后续 A 面制作基本要求 CAS 面的质量越 高越好，对后期制作有较大好处，考虑到时间成本 等因素，可以放宽要求。 一般来说，CAS 数据的质量要求为点连续 0.1 以下相切 0.5 度以下。 2.3 Computer Aided Styling 与 Computer Aided Design的区别 计算机引入设计以后，就产生了计算机辅助设 计（Computer Aided Design），简称 CAD，指利用计 算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，细
4.1 CAS 和效果图的关系 效果图是制作 CAS 的必要条件，不是制作 CAS 的充分条件。制作 CAS 要求：效果图、工程可行性分 析、造型策略等支持文件。效果图一般定义为项目 组选定的方案。在汽车开发过程中，有些人没有搞 清楚这个问题，认为只要有效果图就可以制作 CAS。仅仅通过效果图制作的 CAS，因为背后没有工 程支撑，其价值大打折扣，最多只能算是概念数模。 CAS 也可以支持效果图的设计，不少项目中， 在 CAS 上截取某一视角的截图，然后造型师在该截
图 2 CAS 阶段的汽车设计一般流程
流程描述为：先制作效果图，通过评审后，制作 CAS、实物模型，在 CAS 和实物模型上不断修改直 至造型认可，通过评审后，制作 A 面，同时进行工程 可行性分析。制作 CAS 不是一步完成的，一般没有 具体的规定需要做几轮，理论来说，做的越多，项目 就越深入，项目后期风险也会越小。由于时间成本等 因素控制，需要找到一个平衡点。一般来说做三轮， 分别为 CAS0、CAS1、CAS2。分别完成项目的阶段性
CAS 的发展是伴随计算机技术而发展起来的， 将来可能出现更加有效率的算法，更加强大的计算 机配置，更加便利的计算机命令，这些都会提高 CAS 的制作效率， CAS 制作效率的提高必将提升 CAS 在汽车设计中的地位和重要性。
一般来说在 CAS 阶段,对称面是按照 A 面的标 准进行制作的，对称面需达到 G3 连续，大的基本面 也需达到 G3 连续，有些时候根据项目状态，大的基 本面的要求可以适当放宽。CAS 一般不需体现小于 2mm 的面差，一般体现大于 2mm 的面差。
4.4 CAS 和工程可行性分析的关系 工程可行性分析贯穿整个 CAS 设计流程，工程 可行性分析的强弱直接影响到 CAS 的品质，如果工 程可行性分析的准确性高，这个 CAS 的价值就高， 反之则不然。一般来说，CAS 基本体现造型的意图， 通过评审的 CAS 一般都有较好的视觉效果，否则通 不过评审，如果后期制作 A 面的时候发现前期的工 程可行性有较为严重的错误，势必推翻原有造型， 这将对项目产生较大影响，并且造成较大的资源浪 费。可以看出，工程可行性分析的准确性显得非常 重要，许多时候，工程可行性分析需要考虑供应商 的能力和产品的成本等，这个时候一般需要项目组 的支持。 综上所述，在设计中，CAS 和效果图、实物模 型、工程可行性分析、A 面之间的关系可以理解为： 效果图和工程可行性分析是 CAS 的必要条件，实物 模型是 CAS 的辅助条件，A 面是 CAS 下一个阶段。
28 技术纵横
轻型汽车技术 2011（10）总 266
浅析汽车造型设计中的 CAS
罗 伟 孙大鹏 程 鹏 程 威
（上汽商用车技术中心）
摘要 近年来随着汽车工业的飞速发展，各大汽车品牌要想不断提高市场占有份额，就必 须在最短的时间内推出新车型。越来越多的汽车企业认为，缩短研发时间是快速推出新 车型的必要条件，计算机技术的发展，极大地提高了汽车造型设计的效率，特别是计算机 软件的发展，推动了汽车造型设计的发展。现在 CAS（Concept A Surface）设计在汽车造 型设计中发挥着越来越重要的作用，本文主要探讨 CAS 的概念，CAS 设计阶段的一般设 计流程，制作 CAS 与其他专业的关系，CAS 的发展与展望。 关键词：CAS 效果图 实物模型 工程可行性分析 A 面
30 技术纵横
轻型汽车技术 2011（10）总 266
图上进行发挥和再创造，然后制作出一幅新的效果 图，然后再进行 CAS 制作，如此反复，最终制作符合 造型意图的效果图。
4.2 CAS 和实物模型的关系 CAS 和实物模型都是为项目服务的，都可以体 现造型意图，都是为 A 面做准备的，均可以进行工 程可行性分析，均可以进行评审。CAS 在可行性分析 的效率方面更有优势，利用相关的计算机软件能够 对 CAS 进行快速的分析。实物模型在体现造型意图 方面相对更加直观，更加有利于造型师对形态的把 握，另外，CAS 表现造型效果方面用的技术是计算机 仿真，仿真毕竟不是真的，有时会有偏差。如果打一 个比喻的话，CAS 和实物模型就像人的左右手，是不 是单臂人一定不如双臂的人？答案是不一定！在不同 的公司中实物模型和 CAS 的能力不同，有的公司比 较偏重实物模型，有的公司比较偏重 CAS。在实践 中，最适合公司目前的能力的状态是最好的。一般来 说，两者是互补的关系，正常的公司需要 CAS 和实 物模型共同成长。 有一种相对有效的做法是，先制作 CAS，后用 CAS 洗削，然后在实物模型上修改，通过三座标测出 相关数据，同步体现在 CAS 上。在 CAS 上体现后用 于工程可行性分析，待工程反馈后，将工程反馈体现 在 CAS 上，同时体现造型意图，然后测出 CAS 的相 关数据，通过三坐标将数据反馈到实物模型上。如此 反复最终制作出体现造型意图、符合工程校核的实 物模型和 CAS。 4.3 CAS 和 A 面的关系 CAS 是 A 面的前置任务，制作 A 面一般是需要 有 CAS 的，但在部分项目中确实存在不做 CAS 的。 我们这里指的是一般有 CAS 的情况下，CAS 做的越 完善，面做的越好，对 A 面工作的开展越有利。在有 的项目中，将 CAS 按照 A 面的标准来制作，这样制 作的好处是，有利于工程可行性分析，降低项目风 险。但这样制作带来的问题是，需要投入大量的 CAS 设计师，造成局部资源浪费，一般不采用这种做法。
5 发展与展望
CAS 已经比较广泛的应用于渲染了，现在的许 多渲染软件都可以渲染出比较不错的效果，对于项 目评审起到很好的支撑作用，随着人们对项目预期 的提高，会要求 CAS 不断的发展。另外，目前运用虚 拟现实进行评审的项目越来越多，必将对 CAS 的需 求越来越强，要求越来越高，最终将推动 CAS 的发 展。
造型效果 工程问题 数据质量
CAS0 基本符合 基本解决
一般
CAS1 完全符合 部分解决
一般
CAS2 完全符合 解决主要
较好
4 CAS 与相关专业的关系
在项目进行中，几乎所有的项目都有时间和资 源相对匮乏的问题，而且一般包含多次评审和修 改。要完成项目目标，不仅对 CAS 设计师的能力有 较高的要求，而且需要项目组所有成员对整个流程 有较深入的理解，与此同时还需充分理解 CAS 和各 相关专业的关系，所以，理清 CAS 和各相关专业的 关系十分重要。在图 2 中，我们看到 CAS 和效果图、 实物模型、工程可行性分析、A 面之间存在复杂的关 系，如何理清这些关系是比较重要的，一般需要理 清以下几个关系：CAS 和效果图的关系， CAS 和实 物模型（一般为油泥模型）的关系，CAS 和 A 面的 关系，CAS 和工程可行性分析的关系
都是不断提高的，最终需要满足造型和工程的要 求，三个阶段需要完成的造型和工程目标见下表 2。 造型和工程在许多时候是有冲突的，这就需要造型 师、工程师和 CAS 设计师的智慧去创造性地解决问 题，在这个时候经验和创新思维就显得尤为重要， 要么更改造型，要么更改结构，或者两者都改，具体 怎么改，要看双方博弈的结果了。在项目中 CAS 设 计师是具体制作者，通常比较了解情况，其在造型 和工程有冲突的时候提的建议一般是最有效的，因 此 CAS 设计师的能力就显得非常重要。
计算机造型设计的英文名称为 Computer Aided Styling，简称为 CAS；前期概念外表面数模的英文名 称为 Concept A Surface，也简称为 CAS。二者的使用 范围和主要功能不同，二者的对比见表 1。
表 1 计算机造型设计和前期概念外表面数模的对比
目标，解决相关的问题。 三轮 CAS 是不断完善的过程，每个阶段的要求
表 2 三个阶段需要完成的造型和工程目标
英文名称 简称
使用范围 主要功能
计算机造型设计 Computer Aided Styling
CAS 所有产品 体现造型意图
前期概念外表面数模 Concept A Surface CAS 主要指汽车
体现造型意图和工程校核
3 CAS 设计阶段的汽车设计流程
CAS 设计在汽车设计中发挥举足轻重的作用， CAS设计在汽车设计流程中属于关键路径。了解一 般流程对了解 CAS 的作用大有帮助，现介绍一下 CAS 设计阶段的汽车设计一般流程。（图 2）。