虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃瑩 唐丹鳳 黎明

【摘 要】現(xiàn)代工業(yè)制造對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)提出了新的要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)化、信息化、智能化發(fā)展，是一種行之有效的方式?；诖?，論文分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵，指出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中的必要性及其具體的應(yīng)用內(nèi)容。

【Abstract】 Modern industrial manufacturing has put forward new requirements for industrial design. The application of virtual reality technology can promote the specialization， informationization and intellectualization of industrial design， which is an effective way. Based on this， this paper firstly analyzes the connotation of virtual reality technology， and points out the necessity and specific application content of virtual reality technology in industrial design.

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);工業(yè)設(shè)計(jì);應(yīng)用

【Keywords】 virtual reality technology; industrial design; application

【中圖分類號(hào)】TP205? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0179-02

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類開(kāi)始進(jìn)入了信息化和數(shù)字化時(shí)代，在這個(gè)大背景下，要想更好地順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，滿足社會(huì)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的各種新的需求，我們需要加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，從而促使工業(yè)設(shè)計(jì)向著現(xiàn)代化和智能化的方向發(fā)展，并且有利于工業(yè)設(shè)計(jì)與各部門之間更順暢的交流溝通，從而創(chuàng)造出更多的高質(zhì)量產(chǎn)品。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和信息技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系。具體來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)電腦模擬出一個(gè)三維空間的虛擬世界，并促使這項(xiàng)技術(shù)使用者的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等感官可以和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境密切聯(lián)系起來(lái)，然后也就能夠讓使用者置身于虛擬世界中，并從近距離上來(lái)觀察三維空間存在的各種事物。此外，在觀察過(guò)程中，虛擬技術(shù)的使用者不會(huì)受到時(shí)間的約束，可以充分地感受人機(jī)交互技術(shù)的魅力，因此其體驗(yàn)感也就會(huì)隨之大幅度提升。最后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也可以有效提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，并能夠給二次創(chuàng)新提供更多的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)[1]。

3 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)設(shè)計(jì)主要指的就是以工學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的專業(yè)性要求都是相對(duì)較高的，涉及的內(nèi)容也比較廣泛。近年來(lái)，在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)設(shè)計(jì)在創(chuàng)新性方面的要求也越來(lái)越高，要求最終設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與環(huán)保要求一致、能夠回收利用、有較高的性能和質(zhì)量等。總的來(lái)說(shuō)，在新的社會(huì)背景下，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的要求以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一般規(guī)律為前提，在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證最終的設(shè)計(jì)產(chǎn)品和供需規(guī)律一致，從而也就可以提高工業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，在現(xiàn)代信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，將現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)和科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)的必要性

4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)方法的完善

在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)中，通常是將平面圖作為主要載體，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)者的實(shí)際想法難以得到整體和有效體現(xiàn)。但是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是以三維模型載體，因此，這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以更加整體地表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。通過(guò)虛擬模型技術(shù)能夠快速和簡(jiǎn)便地對(duì)設(shè)計(jì)輸出物進(jìn)行感知的測(cè)試，從而得到更多準(zhǔn)確有意義的測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高工業(yè)設(shè)計(jì)方法的客觀性和真實(shí)性。

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)理念的改變

在工業(yè)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠影響工業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量評(píng)判形式及指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的效果圖，在交互性與逼真性的虛擬模型技術(shù)中沒(méi)有太多的現(xiàn)實(shí)意義。而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)投入使用以后，工業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)判形式和標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中會(huì)更加重視對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量、創(chuàng)新性、科學(xué)性等方面的評(píng)價(jià)，從而也就可以轉(zhuǎn)變工業(yè)設(shè)計(jì)的理念。

4.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中，有效實(shí)現(xiàn)了人機(jī)結(jié)合技術(shù)，它能夠把設(shè)計(jì)者的思想和設(shè)計(jì)作品以更自然、更容易理解的方式表達(dá)出來(lái)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息的溝通和交流進(jìn)一步提高了信息的傳遞速度、擴(kuò)大了信息的廣度和深度，從而可以使工業(yè)設(shè)計(jì)朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展[2]。

5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

5.1 在需求分析階段的應(yīng)用

在工業(yè)設(shè)計(jì)的需求分析過(guò)程中，通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的Web頁(yè)面開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)查，能夠提高被調(diào)查對(duì)象的興趣，最終得到的調(diào)查信息也更具全面性與準(zhǔn)確性。對(duì)于調(diào)查者來(lái)說(shuō)，也就能夠更加準(zhǔn)確地把握市場(chǎng)需求的實(shí)際情況。此外，通過(guò)使用Web的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境能夠向用戶更好地展現(xiàn)產(chǎn)品的特征與功能，用戶也可以及時(shí)進(jìn)行信息的反饋，從而也就能夠得到更加多樣化的需求信息，促使產(chǎn)品的合理性得到進(jìn)一步提高。

5.2 在概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)多樣的虛擬環(huán)境，能夠讓用戶親自參與到模型修改過(guò)程中，或者通過(guò)觸摸屏來(lái)選擇產(chǎn)品的造型、風(fēng)格、顏色等多方面的內(nèi)容，并形成更加逼真的三維模型。設(shè)計(jì)者可以在獲得的用戶產(chǎn)品體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)和專家意見(jiàn)的有效結(jié)合來(lái)修改產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)內(nèi)容。

5.3 在詳細(xì)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

根據(jù)工業(yè)發(fā)展中的技術(shù)應(yīng)用需求，有效地把相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用控制與工業(yè)設(shè)計(jì)中的詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，可以更有效地發(fā)揮出整體設(shè)計(jì)的實(shí)踐效果，整體設(shè)計(jì)應(yīng)用的實(shí)踐性也可以隨之得到進(jìn)一步提高。例如，在工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，及時(shí)根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)開(kāi)展裝配設(shè)計(jì)技術(shù)、人機(jī)交互應(yīng)用的實(shí)踐分析，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完成的設(shè)計(jì)越詳細(xì)、越貼近實(shí)際，在樣機(jī)制作及測(cè)試階段出現(xiàn)問(wèn)題的幾率就越小，從而提升產(chǎn)品研發(fā)效率。

5.4 在虛擬制造中的應(yīng)用

虛擬制造系統(tǒng)給產(chǎn)品的模擬制造創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件，它使用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)以及制造過(guò)程，不會(huì)導(dǎo)致資源與能源的浪費(fèi)。此外，通過(guò)虛擬制造環(huán)境，能夠及時(shí)找出制造過(guò)程中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，從而也就能夠保證在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)以前就可以消除潛在的隱患。

5.5 在產(chǎn)品評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為工業(yè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)及評(píng)審的全新手段，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)評(píng)審的高效開(kāi)展起著至關(guān)重要的作用。特別是針對(duì)重工行業(yè)，由于其產(chǎn)品體量較大，樣機(jī)開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)評(píng)審方式通常是采用二維效果圖評(píng)審或等比例模型評(píng)審，這種方式的弊端在于，二維效果或縮小版模型，很難直觀感受到設(shè)計(jì)輸出物的實(shí)際效果，而對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證需要等到樣機(jī)制作完成，如果實(shí)物評(píng)審后再進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，中間需要耗費(fèi)大量的時(shí)間、物料和人力成本。并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還廣泛應(yīng)用于汽車及工程機(jī)械駕駛室內(nèi)飾的評(píng)審，可以通過(guò)虛擬模型感知內(nèi)飾的舒適度、操控性等?？傊摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，可以及早地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問(wèn)題，解決問(wèn)題，防范于未然。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中具有非常重要的意義。但是，從目前來(lái)看，在其實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中尚且存在很多需要解決的問(wèn)題和克服的技術(shù)難題。所以，相關(guān)的研究人員必須要加大這方面的研究力度，以此來(lái)促使相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步完善，從而為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供更加有效的技術(shù)保證，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高工業(yè)設(shè)計(jì)水平，促使工業(yè)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】戚鵬，辛獻(xiàn)杰，郭艷，等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工業(yè)設(shè)計(jì)虛擬展示平臺(tái)的建設(shè)研究[J].科技展望，2015（20）：160.

【2】初建杰，李雪瑞，余隋懷.面向工業(yè)設(shè)計(jì)全產(chǎn)業(yè)鏈的云服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2016（11）：125-128.