基于三維仿真的制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的虛擬展示設(shè)計

任工昌+宋延

[摘 要]目前，國內(nèi)制造類企業(yè)的競爭，大多還體現(xiàn)在追求核心技術(shù)研發(fā)，追求生產(chǎn)品質(zhì)方面，忽視了對外宣傳的重要性。雖說酒香不怕巷子深，但在行業(yè)競爭如此激烈的今天，不做宣傳或不能很好地宣傳，都有可能成為競爭的弱勢。隨著時代的進步、科技的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的展示方式不再滿足于靜止的二維圖片和文字介紹。這種平面的展示方式在表現(xiàn)展品外觀特點方面具有一定的局限性，于是產(chǎn)品展示方式就從二維發(fā)展到三維、從靜態(tài)發(fā)展到動態(tài)。將展品以三維形式進行展示，全方位多角度地展示每個細節(jié)，充分利用計算機技術(shù)和多媒體的優(yōu)勢，讓受眾能夠在一個虛擬的環(huán)境中觀看展品的外觀形象和運動形態(tài)，顯得尤為重要。

[關(guān)鍵詞]三維建模；制造業(yè)；虛擬展示；設(shè)計

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.22.043

[中圖分類號]TP391.9 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）22-00-02

隨著時代的發(fā)展和科技的進步，國內(nèi)各類企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)并迅猛發(fā)展。在競爭如此激烈的今天，想要在市場占據(jù)一定份額，在白熱化的競爭中拔得頭籌，就不僅要注重提升企業(yè)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品品質(zhì)，也要加大對外的宣傳力度，提高企業(yè)的知名度。尤其作為我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè)——制造業(yè)，更應(yīng)該在追求品質(zhì)的同時，提高企業(yè)自身的宣傳能力。

1 基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計

隨著社會的發(fā)展與科技的進步，虛擬展示技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與普及，將會有越來越多的企業(yè)開始策劃、建立屬于自己的品牌，并利用多媒體的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的影響力，來展示和宣傳他們的技術(shù)與產(chǎn)品。但是現(xiàn)在大多數(shù)的企業(yè)還只是停留在全景貼圖式的虛擬展示宣傳方式上。這樣的一種簡單幾何加平面的展示效果，是不真實、不具體，不生動的。尤其是生產(chǎn)技術(shù)相對復(fù)雜的制造類企業(yè)，大多相關(guān)的虛擬展示設(shè)計也只是停留在廠區(qū)生產(chǎn)車間的全景瀏覽展示上。這與公司想要充分、全方位地展示自己是如何生產(chǎn)產(chǎn)品的想法相去甚遠，所以最終的效果也往往達不到企業(yè)的要求。

隨著時代的進步、科技的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的展示方式不再滿足于靜止的二維圖片和文字介紹，這種平面的展示方式在表現(xiàn)展品外觀特點方面具有很大的局限性。因此，將產(chǎn)品的展示方式從二維轉(zhuǎn)化為三維、從靜態(tài)轉(zhuǎn)化為動態(tài)，變得尤為重要。當(dāng)前，如何將展品以三維形式進行展示，全方位多角度地展示每個細節(jié)，并充分利用計算機技術(shù)和多媒體的優(yōu)勢，讓受眾能夠在一個虛擬的環(huán)境中觀看展品的外觀形象和運動形態(tài)，是現(xiàn)在企業(yè)尤其是制造類企業(yè)的宣傳中尤為需要的。

虛擬展示設(shè)計的復(fù)雜形式——三維仿真式展示形式，即基于三維建模的幾何式虛擬仿真展示設(shè)計，在一定程度上就可以緩解并解決一些問題?；谌S仿真的虛擬展示設(shè)計作為一種新興的企業(yè)宣傳設(shè)計手段，不僅能夠更加真實地、準確地傳達信息，達到信息含量最大化，同時還不受時間和空間的限制。這對于制造行業(yè)的企業(yè)來說，無疑是新形勢下的最便捷的解決方案。企業(yè)的發(fā)展離不開對外的宣傳，而基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計就可以輔助公司進行這樣的宣傳。這不僅對加大企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的宣傳力度具有重要作用，而且對于提升企業(yè)的社會知名度，繼而獲得更多的社會效益也有很大的幫助。

2 基于三維仿真的制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的虛擬展示設(shè)計

2.1 制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計的原則

（1）集成與交互。虛擬展示設(shè)計是多項技術(shù)集成的設(shè)計，具有較強的表現(xiàn)力和感染力，可以有效地調(diào)動觀者的多種感官，提高觀者興趣。如果脫離了對多種技術(shù)的集成，虛擬展示設(shè)計的優(yōu)勢就大大減弱。集成性并不意味著多種技術(shù)的簡單堆砌，而應(yīng)該注意展示元素各方面的處理。交互是虛擬展示設(shè)計區(qū)別于其他傳統(tǒng)展示設(shè)計形式的重要特征之一，在實際使用中，通過視覺、聽覺等表現(xiàn)手法，為人們創(chuàng)造出一種真實的感官體驗。

（2）科學(xué)與求真。虛擬展示活動是一項面向公眾的社會活動，其傳達信息的科學(xué)性和真實性必然具有社會影響，要使虛擬展示設(shè)計產(chǎn)生良好的社會效益，必須保證虛擬展示設(shè)計是用科學(xué)的手段和方法來實現(xiàn)內(nèi)容上的科學(xué)與真實。

2.2 制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計的內(nèi)容

從目前制造類企業(yè)對虛擬展示設(shè)計的訴求來看，主要可以分為兩個方面：第一，通過生產(chǎn)設(shè)備的虛擬展示設(shè)計來達到企業(yè)的對外宣傳效果；第二，通過生產(chǎn)設(shè)備的虛擬展示設(shè)計來達到企業(yè)的對內(nèi)操作培訓(xùn)。

根據(jù)上面說到的兩點，在對企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進行虛擬展示設(shè)計時，將涉及這兩個方面的內(nèi)容。一是關(guān)于生產(chǎn)設(shè)備的展示（顯性因素），包括生產(chǎn)設(shè)備的外觀造型、結(jié)構(gòu)功能、工作原理和運作流程等。二是關(guān)于用戶群體的展示（隱性因素），因為展示歸根到底是對人的展示，所以，用戶群體的目的、需求、行為習(xí)慣及情緒等因素都應(yīng)該考慮到設(shè)計的范圍內(nèi)。

2.3 制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計的流程

根據(jù)目前制造類企業(yè)需要滿足的要求，筆者采用基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計，即基于三維建模的幾何式虛擬仿真展示設(shè)計，是一種非沉浸式虛擬展示設(shè)計。這種虛擬展示設(shè)計的原理是：根據(jù)展示需要，通過各種建模軟件，以幾何實體來建構(gòu)虛擬環(huán)境并進行符合虛擬現(xiàn)實技術(shù)條件的運動、貼圖和渲染處理（目前主流的三維建模軟件如3D max s 、Maya等都可以進行場景和物體的建模、貼圖以及渲染）。之后進行交互設(shè)計，最后進行多媒體信息整合并輸出應(yīng)用。所以基于設(shè)計原理，此次的制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計可以分為以下幾步。

①設(shè)計調(diào)研。根據(jù)需求將分為兩方面的調(diào)研，一是對生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)研，二是對用戶群體的調(diào)研。②資料分析。根據(jù)需求對收集的兩方面資料先各自進行整理歸納，再將生產(chǎn)設(shè)備的資料與用戶群體的資料進行交叉分析。③得出方案。根據(jù)需求對之前交叉分析得出來的結(jié)果，進行方案的設(shè)計，得出基于用戶群體的以生產(chǎn)設(shè)備展示為主的建模方案。④三維建模。根據(jù)前面得到的建模方案，用CAD、3DsMAX等三維軟件，對生產(chǎn)設(shè)備建立三維數(shù)字化模型，并進行相關(guān)優(yōu)化。⑤貼圖渲染。將制作好的三維模型進行紋理材質(zhì)或貼圖制作，并且設(shè)置場景燈光。根據(jù)不同的軟件要求，進行相關(guān)參數(shù)調(diào)整。⑥動畫制作。制作相應(yīng)的動畫效果并加入多媒體信息（音效、文字、提示等）以求達到展示效果的完整。⑦輸出發(fā)布。虛擬展示動畫作品制作完成，選擇發(fā)布的類型進行輸出。然后根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)恼故酒脚_（網(wǎng)絡(luò)形式、單機形式），進行作品發(fā)布。⑧維護升級。根據(jù)需求可能是兩方面的情況，一種是虛擬展示載體（視頻文件）的維修，另一種是虛擬展示內(nèi)容（建模動畫）的升級。

2.4 生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計的方法

在基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計中，需要用的方法主要有以下幾種。①實地調(diào)查法。在企業(yè)車間進行相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的實地調(diào)查，了解該生產(chǎn)設(shè)備的外觀造型、結(jié)構(gòu)功能、工作原理及運作流程等內(nèi)容并準確記錄。②問卷調(diào)查法。以負責(zé)該生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)人員為主體，產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人員為輔發(fā)放問卷，了解專業(yè)人員對設(shè)備的認知和使用習(xí)慣并記錄整理。③理論分析法。依據(jù)現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)計理論、產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計法則、交互設(shè)計原理、人機工程學(xué)及心理學(xué)等理論對生產(chǎn)設(shè)備和用戶群體之間的關(guān)系進行交互分析并得出行之有效的理論方案。④理論聯(lián)系實際。依據(jù)得出的理論方案對生產(chǎn)設(shè)備進行三維建模和動畫制作。

3 結(jié) 語

在信息時代的今天，尤其是計算機廣泛普及的今天，各行各業(yè)都在進行數(shù)字化、信息化的革新。本文通過對制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計的研究，確定了制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備虛擬展示設(shè)計的流程和方法，以及基于三維仿真的虛擬展示設(shè)計過程，對緩解制造類企業(yè)市場競爭壓力起到了一定作用。當(dāng)然，科技在發(fā)展，各項技術(shù)也都將會更新?lián)Q代，所以相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該不斷探索與研究，爭取更優(yōu)質(zhì)、更全面的技術(shù)創(chuàng)新與完善。

主要參考文獻

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