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工艺设计是产品制造过程中的重要环节，其中工艺图绘制是该环节最为关注的内容之一，对产品质量及制造成本具有极为重要的影响。在工艺设计过程中，设计人员的构思往往是残缺、模糊的，由于人的短时记忆效应，设计思想更是转瞬即逝。目前CAPP/CAD系统大多基于WIMP界面范式(window，icon，menu，pointing device)，存在明显的局限性，往往导致交互任务繁多复杂，为及时记录某个想法，设计人员不得不反复使用菜单选择、按钮操作和键盘命令，很容易打断设计思路，降低了工艺设计的效率。而PIBG界面范式(physical object，icon，button，gesture)以纸笔为隐喻，采用鼠标和键盘的辅助交互操作，摒弃了菜单的层次操作模式，减少了用户的操作步骤，交互方式自然和谐，更适合工艺设计工具的交互设计。
本文在认知心理学和设计方法学的指导下研究了工艺设计过程，提出了笔式工艺图板的解决方案，并在PIBG界面范式的指导下给出了工艺图板的交互设计，避免了WIMP交互范式下繁杂的交互操作，减轻了用户的认知负担。最后本文设计并实现了一个笔式工艺设计工具——X-Sketch。
本文的主要工作有以下几个部分：
·在分析工艺设计过程的基础上，给出了工艺设计中的用户行为模型、用户特征及其认知特点，论述了笔式工艺设计工具的解决方案。
·阐述了笔交互的特点，并在PIBG交互范式的指导下，给出了笔式工艺设计工具中的交互设计方案。
·设计了一个面向服装工艺设计的基于笔的工艺设计工具——X-Sketch，较好地解决了服装工艺设计中存在的问题，减轻了设计人员的认知负担。