基于三維仿真的制造業(yè)生產設備的虛擬展示設計

任工昌+宋延

[摘 要]目前，國內制造類企業(yè)的競爭，大多還體現(xiàn)在追求核心技術研發(fā)，追求生產品質方面，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。

[關鍵詞]三維建模；制造業(yè)；虛擬展示；設計

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)的生產能力和產品品質，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濟的基礎行業(yè)——制造業(yè)，更應該在追求品質的同時，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計

隨著社會的發(fā)展與科技的進步，虛擬展示技術和網絡技術的應用與普及，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、網絡的影響力，來展示和宣傳他們的技術與產品。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。尤其是生產技術相對復雜的制造類企業(yè)，大多相關的虛擬展示設計也只是停留在廠區(qū)生產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產品的想法相去甚遠，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，將產品的展示方式從二維轉化為三維、從靜態(tài)轉化為動態(tài)，變得尤為重要。當前，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。

虛擬展示設計的復雜形式——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計，在一定程度上就可以緩解并解決一些問題。基于三維仿真的虛擬展示設計作為一種新興的企業(yè)宣傳設計手段，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)生產設備的虛擬展示設計

2.1 制造業(yè)生產設備虛擬展示設計的原則

（1）集成與交互。虛擬展示設計是多項技術集成的設計，具有較強的表現(xiàn)力和感染力，可以有效地調動觀者的多種感官，提高觀者興趣。如果脫離了對多種技術的集成，虛擬展示設計的優(yōu)勢就大大減弱。集成性并不意味著多種技術的簡單堆砌，而應該注意展示元素各方面的處理。交互是虛擬展示設計區(qū)別于其他傳統(tǒng)展示設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，其傳達信息的科學性和真實性必然具有社會影響，要使虛擬展示設計產生良好的社會效益，必須保證虛擬展示設計是用科學的手段和方法來實現(xiàn)內容上的科學與真實。

2.2 制造業(yè)生產設備虛擬展示設計的內容

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

根據上面說到的兩點，在對企業(yè)生產設備進行虛擬展示設計時，將涉及這兩個方面的內容。一是關于生產設備的展示（顯性因素），包括生產設備的外觀造型、結構功能、工作原理和運作流程等。二是關于用戶群體的展示（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、行為習慣及情緒等因素都應該考慮到設計的范圍內。

2.3 制造業(yè)生產設備虛擬展示設計的流程

根據目前制造類企業(yè)需要滿足的要求，筆者采用基于三維仿真的虛擬展示設計，即基于三維建模的幾何式虛擬仿真展示設計，是一種非沉浸式虛擬展示設計。這種虛擬展示設計的原理是：根據展示需要，通過各種建模軟件，以幾何實體來建構虛擬環(huán)境并進行符合虛擬現(xiàn)實技術條件的運動、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）。之后進行交互設計，最后進行多媒體信息整合并輸出應用。所以基于設計原理，此次的制造業(yè)生產設備虛擬展示設計可以分為以下幾步。

①設計調研。根據需求將分為兩方面的調研，一是對生產設備的調研，二是對用戶群體的調研。②資料分析。根據需求對收集的兩方面資料先各自進行整理歸納，再將生產設備的資料與用戶群體的資料進行交叉分析。③得出方案。根據需求對之前交叉分析得出來的結果，進行方案的設計，得出基于用戶群體的以生產設備展示為主的建模方案。④三維建模。根據前面得到的建模方案，用CAD、3DsMAX等三維軟件，對生產設備建立三維數(shù)字化模型，并進行相關優(yōu)化。⑤貼圖渲染。將制作好的三維模型進行紋理材質或貼圖制作，并且設置場景燈光。根據不同的軟件要求，進行相關參數(shù)調整。⑥動畫制作。制作相應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。然后根據需求選擇適當?shù)恼故酒脚_（網絡形式、單機形式），進行作品發(fā)布。⑧維護升級。根據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容（建模動畫）的升級。

2.4 生產設備虛擬展示設計的方法

在基于三維仿真的虛擬展示設計中，需要用的方法主要有以下幾種。①實地調查法。在企業(yè)車間進行相關生產設備的實地調查，了解該生產設備的外觀造型、結構功能、工作原理及運作流程等內容并準確記錄。②問卷調查法。以負責該生產設備的技術人員為主體，產業(yè)的相關人員為輔發(fā)放問卷，了解專業(yè)人員對設備的認知和使用習慣并記錄整理。③理論分析法。依據現(xiàn)有的工業(yè)設計理論、產品形態(tài)設計法則、交互設計原理、人機工程學及心理學等理論對生產設備和用戶群體之間的關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。依據得出的理論方案對生產設備進行三維建模和動畫制作。

3 結 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)生產設備的基于三維仿真的虛擬展示設計的研究，確定了制造業(yè)生產設備虛擬展示設計的流程和方法，以及基于三維仿真的虛擬展示設計過程，對緩解制造類企業(yè)市場競爭壓力起到了一定作用。當然，科技在發(fā)展，各項技術也都將會更新?lián)Q代，所以相關設計人員應該不斷探索與研究，爭取更優(yōu)質、更全面的技術創(chuàng)新與完善。

主要參考文獻

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