飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：近年來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)設(shè)計從最初的單機(jī)作業(yè)和徒手繪制逐漸轉(zhuǎn)向了計算機(jī)協(xié)同及輔助設(shè)計，而隨著虛擬現(xiàn)實的計算機(jī)系統(tǒng)逐漸發(fā)展壯大，科技發(fā)達(dá)的國家在飛機(jī)設(shè)計方面已實現(xiàn)了對其的運(yùn)用，促進(jìn)了飛機(jī)設(shè)計水平的提高。但是從整體的發(fā)展情況來看，虛擬現(xiàn)實技術(shù)并未在飛機(jī)的內(nèi)部裝飾設(shè)計方面得到很好地應(yīng)用，基于此，文章從對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的介紹入手，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在飛機(jī)內(nèi)部裝飾設(shè)計方面的應(yīng)用進(jìn)行了積極探索，以期為業(yè)內(nèi)同仁提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；內(nèi)部裝飾設(shè)計；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；應(yīng)用

作為一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是通過利用計算機(jī)生成一種虛擬環(huán)境來實現(xiàn)對當(dāng)前所需事物的更逼真、更完善設(shè)計，是一種多源信息融合交互式的實體行為和三維動態(tài)視景系統(tǒng)仿真，使人通過觸覺、視覺及聽覺獲得身臨其境的真實感受。新時期隨著虛擬技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展，使其的航空業(yè)的應(yīng)前景逐漸明朗化，所以，本著為新時期飛機(jī)內(nèi)部裝飾進(jìn)行更好設(shè)計的理念，筆者對虛擬現(xiàn)實技術(shù)運(yùn)用于飛機(jī)內(nèi)部裝飾設(shè)計進(jìn)行了積極研究。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)容

作為一種對人在環(huán)境中的視、聽、動等行為進(jìn)行高度逼真模擬的人機(jī)界面，究其深層次應(yīng)用意義而言，它是一種可體驗和創(chuàng)建虛擬世界的計算機(jī)系統(tǒng)，。而新時期典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，本質(zhì)是一種被稱為“CAVE”的計算機(jī)虛擬環(huán)境，如圖1，其是由圍繞觀察者的四個投影面組成的立方體結(jié)構(gòu)，在具體的運(yùn)用過程中，戴上頭部跟蹤設(shè)備和立體眼鏡的管纏著將視點位置進(jìn)行捕捉，并快速反饋給關(guān)聯(lián)的計算機(jī)系統(tǒng)，然后關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)能根據(jù)觀察者的位置對每個投影面正確的立體透視圖像進(jìn)行快速的自動計算，通過觀察者手中的傳感器，形成觀察者與虛擬環(huán)境的交互，為觀察者提供了一種逼真的感受[1]。

2 新時期飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計

新時期的飛機(jī)設(shè)計過程中，內(nèi)部的裝飾設(shè)計是體現(xiàn)飛機(jī)的性格及特點的重要環(huán)節(jié)，也會因視覺效果及舒適度等對飛在市場的銷售、情況造成很大的影響，對于飛機(jī)制造企業(yè)的發(fā)展有著很重大的現(xiàn)實意義。

根據(jù)當(dāng)前飛機(jī)的制造及發(fā)展，飛機(jī)的內(nèi)裝飾設(shè)計主要包括儲藏設(shè)備、廚房盥洗室以及各種裝飾件等等設(shè)施，這是為了迎合不同用戶需求以及不同市場需要而進(jìn)行的設(shè)計，綜合利用最新的方法與技術(shù)，為乘客提供了舒適、安全、便捷的履行環(huán)境，對提高乘客的使用滿意度有著很重要的作用。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計中的應(yīng)用分析

3.1 設(shè)計流程

在新時期的飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計中，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的設(shè)計流程一般分為三個階段，分別是概念設(shè)計、初步設(shè)計以及細(xì)節(jié)設(shè)計， 在這些階段的設(shè)計內(nèi)容中，滲透著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運(yùn)用，下面我們將具體分析。

（1）概念設(shè)計。這部分的設(shè)計內(nèi)容首先是對當(dāng)前市場的調(diào)查及分析，主要的是對需求信息的收集及分析，利用網(wǎng)絡(luò)來完成，相比于傳統(tǒng)的調(diào)查問卷及電話訪談等，虛擬調(diào)研有覆蓋范圍廣、所用成本低以及效率高等優(yōu)點，然后對飛機(jī)進(jìn)行設(shè)計的初期就可以做出虛擬飛機(jī)內(nèi)飾效果的動畫廣告，使用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對飛機(jī)內(nèi)飾進(jìn)行瀏覽和體驗，形成虛擬空間內(nèi)對其結(jié)構(gòu)、外形、色彩及功能等的實施交互、觀察，此外，還可以在線對產(chǎn)品提出建議和意見，使得飛機(jī)的內(nèi)裝設(shè)計更加完善和更加符合市場需求。

在飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計的方面，概念設(shè)計主要體現(xiàn)在造型、材料和色彩三個方面，設(shè)計時運(yùn)用了3dsmax和Autodesk Alias Studio設(shè)計軟件，創(chuàng)建最初的三維概念模型及草圖，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)概念設(shè)計的數(shù)字化，此外，設(shè)計師還可以對內(nèi)飾件進(jìn)行顏色、材質(zhì)預(yù)定義以及高質(zhì)量的效果渲染。后續(xù)的渲染操作即可在3dsmax里建立好內(nèi)飾數(shù)字模型后及逆行，具體的措施為在Vray里可以設(shè)置客艙內(nèi)飾的色彩、材質(zhì)、燈光等參數(shù)，進(jìn)行把效果圖的初步渲染。

（2）方案評審。在上述過程中模型建立的基礎(chǔ)上，將其導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實軟件，便可實現(xiàn)相關(guān)人員在虛擬的CAVE環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計評審，經(jīng)過運(yùn)用投影技術(shù)及計算機(jī)來實施，設(shè)計師和評審人員置身于CAVE環(huán)境中，通過佩戴專門設(shè)計的配套立體眼鏡后，人們會真實地看到機(jī)艙內(nèi)的裝飾，然后進(jìn)行對其的方案交流與評審。

（3）虛擬展示樣機(jī)。在進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計展示的時候，一般有展示樣機(jī)和工程樣機(jī)兩種，綜合來看，展示樣機(jī)更能體現(xiàn)內(nèi)飾的效果，也有比較完整的設(shè)備和內(nèi)飾，通過樣機(jī)，工程師和設(shè)計師可進(jìn)行效果預(yù)覽和尺寸協(xié)調(diào)，可實時進(jìn)行飛機(jī)座椅位置和數(shù)量的調(diào)整，可對后續(xù)的飛機(jī)新品市場發(fā)布進(jìn)行積極的輔助作用，完善發(fā)布的內(nèi)容和形式。虛擬展示樣機(jī)也可以添加聲音、光照、視頻動畫等效果，相比于傳統(tǒng)的展示樣機(jī)，無論是時間成本還是設(shè)計制造成本方面，虛擬樣機(jī)都具有更高的質(zhì)量和效率，設(shè)計師也可根據(jù)虛擬樣機(jī)對初步設(shè)計中的不足等進(jìn)行及時的補(bǔ)充改進(jìn)[2]。

3.2 虛擬搭配與詳細(xì)設(shè)計

詳細(xì)設(shè)計是對內(nèi)飾件在結(jié)構(gòu)、安裝及性能測試等問題進(jìn)行解決，對內(nèi)飾件的外形尺寸、結(jié)構(gòu)形式及安裝方式等進(jìn)行具體的安排與規(guī)定，尤其是進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)對飛機(jī)內(nèi)飾裝備的更詳盡分析，也就是后續(xù)實施的虛擬裝配，這是一種通過計算機(jī)對產(chǎn)品模型實施預(yù)測和評價的過程，并在此基礎(chǔ)上做出與裝配相關(guān)的工程決策。

3.3 虛擬維護(hù)與乘務(wù)培訓(xùn)

首先，在飛機(jī)的維護(hù)及檢修實施中，需要精通于發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的人，虛擬環(huán)境可以為設(shè)計的進(jìn)行提供簡便可靠的操作流程，降低了后期的維護(hù)成本，提高了設(shè)計的效率，而作為虛擬現(xiàn)實軟件Virtools的主要功能之一，乘務(wù)培訓(xùn)是虛擬現(xiàn)實設(shè)計的良好應(yīng)用，由技術(shù)人員在Virtools軟件中建立好培訓(xùn)程序，然后針對發(fā)生的情況，會觸發(fā)與之相關(guān)的行為模式，諸如廣播的通告及燈光效果等等。

4 結(jié)束語

綜上所述，新時期對飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計時運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計方面運(yùn)用，從市場調(diào)研、方案評審開始，到詳細(xì)設(shè)計與虛擬搭配等等都實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)下的可視化環(huán)境設(shè)計，對提升飛機(jī)內(nèi)裝設(shè)的設(shè)計水平具有很重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]湯勇.增強(qiáng)半虛擬現(xiàn)實飛機(jī)座艙關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[2]柴功博.半虛擬現(xiàn)實座艙手部定位技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

作者簡介：何凱（1982，3-），男，陜西省漢中市，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：飛機(jī)內(nèi)裝飾設(shè)計。