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第一章 设计与科学 1

1.1 什么是设计 1

1.1.1 设计的概念 1

1.1.2 设计的分类 1

1.1.3 主要设计类型 2

1.2 什么是科学 4

1.2.1 科学的概念 4

1.2.2 科学探索领域 4

1.2.3 自然科学的基本手段 7

1.2.4 自然科学研究方法 9

1.2.5 科学大师 9

1.3 什么是艺术 17

1.3.1 艺术的概念 17

1.3.2 艺术的分类 17

1.4 艺术思维与科学思维 22

1.4.1 艺术思维 22

1.4.2 科学思维 24

1.4.3 科学思维与艺术思维的异同 24

1.4.4 设计中的科学思维 25

第二章 设计中的数学基础 27

2.1 数学的基本领域 27

2.1.1 数量 27

2.1.2 结构 28

2.1.3 空间 28

2.1.4 变化 28

2.2 数学中的基本概念 29

2.2.1 数 29

2.2.2 数理逻辑 29

2.2.3 排列组合 30

2.2.4 变量 31

2.3 设计中的数学思维 31

2.3.1 数与数字敏感度 31

2.3.2 数理运算思维 32

2.3.3 模数的概念 33

2.3.4 比例与尺度 34

2.3.5 数字化管理与应用 35

2.4 设计中的数及应用 35

2.4.1 以“1”的内涵为中心的设计方案 36

2.4.2 以“2”的内涵为中心的设计方案 37

2.4.3 其他数字内涵的设计方案 38

2.5 设计中的几何学及应用 39

2.5.1 几何作图与图案设计 39

2.5.2 几何比例与设计 41

2.5.3 尺度与设计 44

2.5.4 分形几何与设计 45

2.6 设计中的排列组合及应用 46

第三章 设计中的物理学基础 48

3.1 物理学的基本领域 48

3.2 设计中的力学及应用 48

3.2.1 力学概述 48

3.2.2 力学的概念与基本知识介绍 49

3.2.3 力学与设计 49

3.2.4 设计中的力学应用案例 49

3.3 设计中的光学及应用 53

3.3.1 光学概述 53

3.3.2 光学的概念与基本知识介绍 53

3.3.3 光学与设计 54

3.3.4 设计中的光学应用案例 54

3.4 设计中的声学及应用 61

3.4.1 声学概述 61

3.4.2 声学与设计 61

3.4.3 设计中的声学应用案例 62

3.5 设计中的其他物理学基础 72

3.5.1 热学与设计 72

3.5.2 电磁学与设计 73

第四章 设计中的生物学基础 74

4.1 生物学的基本领域 74

4.2 设计中的仿生学及应用 74

4.2.1 仿生学概述 74

4.2.2 仿生学与设计 75

4.2.3 设计中的仿生学应用案例 75

4.3 设计中的形态学及应用 83

4.3.1 形态的概念 83

4.3.2 形态的分类 84

4.3.3 形态学在艺术设计中的应用 85

4.4 设计中的生态学及应用 85

4.4.1 生态学概述 85

4.4.2 生态学与设计 86

4.4.3 景观设计中的生态学应用案例 86

4.4.4 建筑设计中的生态学应用案例 90

4.4.5 产品设计中的生态学应用案例 95

4.4.6 公共艺术中的生态学应用案例 98

4.5 设计中的心理学及应用 100

4.5.1 设计心理学的概念 100

4.5.2 设计心理学分析 101

4.5.3 心理学在艺术设计中的应用案例 102

4.6 设计中的其他生物学及应用 103

4.6.1 设计中的植物学 103

4.6.2 设计中的动物学 104

4.6.3 设计中的行为学 105

第五章 设计中的地球科学基础 106

5.1 地球科学基本领域 106

5.2 设计中的地理学及应用 106

5.2.1 基本地理过程 106

5.2.2 气候类型对设计的影响 107

5.3 设计中的地质学及应用 110

5.3.1 地质学涵盖内容 110

5.3.2 矿物晶体与晶体化设计 111

5.3.3 岩石与设计利用 112

5.3.4 地质构造与设计利用 113

5.4 设计中的大气科学及应用 114

5.4.1 大气科学概述 114

5.4.2 室外空气质量与设计 114

5.4.3 室内空气质量与设计 116

第六章 设计中的化学与材料科学基础 122

6.1 化学科学基本领域 122

6.1.1 化学科学概述 122

6.1.2 化学与设计 122

6.1.3 设计中的化学应用案例 123

6.2 材料科学基本领域 125

6.2.1 材料科学的概述 125

6.2.2 设计与材料的关系 125

6.2.3 设计材料的分类 127

6.2.4 设计材料的感觉特性 128

6.3 设计中的金属材料及应用 129

6.3.1 金属材料概述 129

6.3.2 金属材料的性能 129

6.3.3 常用的金属材料 129

6.3.4 设计中金属材料的应用实例 131

6.4 设计中的无机非金属材料及应用 132

6.4.1 无机非金属材料的概述及分类 132

6.4.2 设计中常用的陶瓷材料 133

6.4.3 设计中常用的玻璃材料 134

6.4.4 设计中无机非金属材料的应用实例 135

6.5 设计中的有机高分子材料及应用 137

6.5.1 有机高分子材料的概述 137

6.5.2 设计中常用的木质材料 137

6.5.3 设计中常用的竹质材料 137

6.5.4 设计中有机高分子材料的应用实例 138

6.6 设计中的其他材料及应用 140

6.6.1 合成高分子材料概述 140

6.6.2 塑料的概述及其应用 140

6.6.3 新材料的概述及其应用 141

第七章 设计中的信息科学基础 144

7.1 信息科学基本领域 144

7.1.1 信息科学的概述 144

7.1.2 信息社会的设计发展 144

7.2 设计中的信息系统及应用 145

7.2.1 设计中的信息系统概述 145

7.2.2 产品设计中的信息表达 145

7.2.3 环境设计中的信息传递 145

7.2.4 视觉传达设计中的信息传达 146

7.3 设计中的计算机科学及应用 148

7.3.1 计算机辅助设计概述 148

7.3.2 平面表现软件 148

7.3.3 三维表现软件 148

7.3.4 拟态表现软件 149

7.4 设计中的人工智能科学及应用 150

7.4.1 人工智能科学概述 150

7.4.2 人工智能在产品设计中的应用 150

7.4.3 人工智能在环境设计中的应用 151

7.4.4 人工智能在服装设计中的应用 152

7.5 “互联网＋”与设计 153

7.5.1 “互联网＋”的概述 153

7.5.2 “互联网＋”时代的六大特征 153

7.5.3 “互联网＋”对设计思维的影响 154

7.5.4 “互联网＋”对设计制造的影响 155

7.5.5 “互联网＋”对设计推广的影响 156

7.6 设计中的其他信息科学基础 158

7.6.1 数字艺术在艺术设计中的应用 158

7.6.2 信息网络在设计中的应用 159

参考文献 159

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