工業(yè)產(chǎn)品的虛擬展示研究

薛建華

摘 要：本文源自淮海工學(xué)院校內(nèi)科研基金項(xiàng)目《工業(yè)產(chǎn)品的虛擬交互研究》，項(xiàng)目代碼KX10546。主要探索工業(yè)產(chǎn)品展示的一個(gè)新平臺(tái)——虛擬展示平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)讓用戶參與設(shè)計(jì)，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“以人為本”，使虛擬交互在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到很好的實(shí)施，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展到一個(gè)更新的領(lǐng)域。將呆板的平面展示發(fā)展成為生動(dòng)直觀的虛擬交互，讓用戶更清楚地了解產(chǎn)品的特性及結(jié)構(gòu)，有助于用戶更明智、快速地選擇產(chǎn)品，從而增加交易機(jī)會(huì)。在理論上，真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)師與用戶之間的溝通。

關(guān)鍵詞：VRML；虛擬展示；產(chǎn)品設(shè)計(jì)

0 引言

信息化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，信息技術(shù)正在以人們想象不到的速度向前發(fā)展。信息設(shè)計(jì)包括如下方面：電腦輔助設(shè)計(jì)、多媒體綜合設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)、電腦動(dòng)畫設(shè)計(jì)、電腦仿真設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、網(wǎng)面設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、數(shù)碼攝像及圖文特技、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、信息設(shè)計(jì)的美學(xué)原理等。而隨著科學(xué)的發(fā)展與信息技術(shù)的應(yīng)用，虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)開始使用于企業(yè)的生產(chǎn)與制造之中，得到了有效的提升。設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)了對(duì)虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，特別是在企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)與制造階段更受重視。當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步加快，使得產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)含量與復(fù)雜程度日益增加，加上產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，縮短新產(chǎn)品開發(fā)的周期、提高新產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)水平、降低新產(chǎn)品開發(fā)的成本、保證產(chǎn)品的上市周期，是當(dāng)前新產(chǎn)品開發(fā)著重要解決的問(wèn)題。而虛擬設(shè)計(jì)的研究正可以解決以上這些問(wèn)題。

1 什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互、人工智能等學(xué)科的一項(xiàng)綜合技術(shù)，它的目的是使用計(jì)算機(jī)來(lái)生成一個(gè)逼真的三維視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺世界。虛擬技術(shù)是計(jì)算機(jī)仿真在更高級(jí)層次上的延伸與擴(kuò)展，在VR環(huán)境下從事設(shè)計(jì)的技術(shù)稱之為虛擬設(shè)計(jì)（VD—Virtual Design）技術(shù)。

VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，它是具有交互性的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，是HTML的三維模擬。VRML不是一般意義上的編程語(yǔ)言，它不同于C++，它是一種3D場(chǎng)景對(duì)象及行為的描述語(yǔ)言。我們目前廣泛使用的HTML語(yǔ)言是一種文件訪問(wèn)語(yǔ)言，它不能提供給使用者三維的感受，只是一種平面閱讀的方式。而利用VRML，使用者可以真切地感受到一個(gè)三維的世界，并且可以與這個(gè)三維世界進(jìn)行交互，這就使得人與物的交流更人性化、更真實(shí)化。本文主要探索在VRML支持下的虛擬產(chǎn)品展示平臺(tái)的建立。

2 工業(yè)產(chǎn)品的虛擬展示

虛擬展示是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象的設(shè)計(jì)手段。借助這樣的設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然的交互，從定性和定量綜合集成環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。通過(guò)計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一種虛擬環(huán)境，并通過(guò)視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等多種傳感設(shè)備的作用，使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境的直接交互。

2.1 虛擬產(chǎn)品展示的概念

90年代以前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師主要通過(guò)手繪方式表達(dá)產(chǎn)品，這使得設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思想存在一定的局限性，同時(shí)無(wú)法很好地同別的設(shè)計(jì)師及時(shí)進(jìn)行交流。90年代后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為主要手段，計(jì)算機(jī)輔助繪畫取代了傳統(tǒng)的繪圖，不僅節(jié)省了時(shí)間，提高了效率，而且便于設(shè)計(jì)師之間進(jìn)行很好的交流。然而，以上兩個(gè)年代設(shè)計(jì)途徑的主角還停留在設(shè)計(jì)師身上，而忽略了設(shè)計(jì)的真正意圖，即為使用者服務(wù)，如何更好地為使用者服務(wù)呢？這就需要使用者真正參與到設(shè)計(jì)中去，用自己的切身體會(huì)來(lái)感知產(chǎn)品。虛擬技術(shù)的介入可以完全解決這個(gè)問(wèn)題，它不需要制作實(shí)物模型，而是通過(guò)讓使用者在某個(gè)虛擬環(huán)境中的切身感受來(lái)做各方面的測(cè)試改進(jìn)，直接讓使用者評(píng)價(jià)產(chǎn)品。這種方法可以很好地使設(shè)計(jì)師與使用者直接進(jìn)行交流，從而取得產(chǎn)品的一次性成功。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，在異地專業(yè)設(shè)計(jì)者的指導(dǎo)和幫助下，客戶就能很方便地將個(gè)性化要求在產(chǎn)品制造階段和裝配階段，甚至概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段提出，企業(yè)根據(jù)客戶的個(gè)性化需求制造出相應(yīng)的產(chǎn)品，由此降低風(fēng)險(xiǎn)和成本，提高市場(chǎng)生存能力。

2.2 工業(yè)產(chǎn)品虛擬展示平臺(tái)的建立

目前，VRML在商業(yè)上已經(jīng)有著廣泛的應(yīng)用，尤其是與Internet連接后，用戶可以自主地觀察三維形式表示的對(duì)象。例如，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)的電子商場(chǎng)，在那里用戶可以看到貨架上的各種商品，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，便會(huì)彈出該商品的各種價(jià)格、性能的介紹以及使用方法的演示，還可觀察以三維形式表示的對(duì)象，使用鼠標(biāo)抓取商品，或者使它旋轉(zhuǎn)，或者自己繞著它轉(zhuǎn)個(gè)圈，從各個(gè)角度來(lái)觀察它，并且可以把它放大或縮小。逛這個(gè)商場(chǎng)，你可以隨心所欲，無(wú)所顧忌。總之，這比你在現(xiàn)實(shí)世界中的市場(chǎng)更為自由和方便。同樣，利用VRML，人們可以自由參觀一個(gè)學(xué)校或者一個(gè)古代遺址等。

將產(chǎn)品以三維的形式互動(dòng)展示，實(shí)時(shí)體現(xiàn)產(chǎn)品的功能與原理，將更好地達(dá)到展示產(chǎn)品的目的，而這一切只需要鼠標(biāo)輕輕移動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)。展示設(shè)計(jì)是用戶與產(chǎn)品之間的橋梁，好的展示設(shè)計(jì)不僅可以拉近產(chǎn)品與用戶之間的距離，而且可以實(shí)時(shí)體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的新思想，及時(shí)傳達(dá)給用戶。展示設(shè)計(jì)不僅應(yīng)該擔(dān)當(dāng)起它在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的巨大作用，而且應(yīng)該積極結(jié)合新的技術(shù)，更合理地服務(wù)于人。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們工作生活中的一部分，并且扮演著越來(lái)越重要的角色。人類的交流將采用新的方式，坐在家里聽名校老師講課，足不出戶地輕松購(gòu)物，這些在以前無(wú)法想象的事情現(xiàn)在已經(jīng)成為可能?？傊藗儗W(xué)會(huì)了利用網(wǎng)絡(luò)與世界交流，所以對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，建立自己的網(wǎng)上銷售系統(tǒng)已經(jīng)勢(shì)在必行，而且能夠充分展現(xiàn)自己產(chǎn)品特點(diǎn)的網(wǎng)上展示系統(tǒng)才是最有效的電子商務(wù)系統(tǒng)。人們?cè)谙硎芑ヂ?lián)網(wǎng)帶來(lái)的好處的同時(shí)，又逐漸不滿足于現(xiàn)在的文字和平面圖像的簡(jiǎn)陋方式，開始希望在網(wǎng)上也能感受真實(shí)的世界，尤其是在電子商務(wù)領(lǐng)域。當(dāng)顧客進(jìn)行在線購(gòu)物時(shí)，他們需要找到現(xiàn)在購(gòu)物經(jīng)歷中所培養(yǎng)出來(lái)的那種感覺：當(dāng)顧客步入商店，關(guān)注某件商品時(shí)，他會(huì)從各個(gè)角度觀察商品等，然后再購(gòu)買，這種感覺在網(wǎng)上僅僅憑借平面圖像是無(wú)法達(dá)到的。應(yīng)該讓用戶自由地動(dòng)態(tài)地從各個(gè)角度觀察商品，使他們了解商品各部分的形狀與功能，甚至還可以讓他們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行交互操作，如打開和關(guān)閉、組裝和拆卸，使他們更精確地了解產(chǎn)品的特性和使用方法，更為自信地作出購(gòu)買的決定。通過(guò)體驗(yàn)觸摸感覺，提高消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。無(wú)疑，充滿互動(dòng)的網(wǎng)上三維展示是實(shí)現(xiàn)這一切的最好方式。對(duì)企業(yè)來(lái)講，三維立體展示加速了電子貿(mào)易，降低了溝通成本，對(duì)于平面的商品呈現(xiàn)形式來(lái)講，優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。實(shí)時(shí)性和交互性是商品三維展示的最大優(yōu)勢(shì)。

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