虛擬現實技術在工業設計中的應用

占守祥

摘要：虛擬現實技術的三個核心特征，沉浸感、交互性和構想性在工業設計領域的使（應）用日益廣泛，能夠使工業產品設計的各項數據更加“真實”地呈現在場境中，使設計者能夠快速比對，辨析審核所進行設計的產品的不足之處，優化完善設計方案。運用好虛擬現實技術進行工業設計，能有效提高工業設計產品的衍生價值。基于此，本文先對虛擬現實技術的基本概念進行分析，然后討論虛擬現實技術在工業設計中的應用狀況。以此供各界相關人士進行交流參考。

關鍵詞：虛擬現實技術;工業設計;實踐應用

引言：

隨著我國經濟水平的不斷提高和科學技術的不斷發展，許多現代化技術已經紛紛運用到人們日常生活的過程中，使人們的生活更加便捷，工作速率更高。虛擬現實技術也是當代新開發研究的高新技術之一，將虛擬現實技術用于工業產品設計中，能夠使設計者在進行設計時，做到更加符合市場需求的設計方案，滿足人們需求的產品。運用虛擬現實技術，還可以通過將所設計的產品呈現在網絡環境中，進行產品現實的線上運用模擬試驗，讓市場、營銷、使用者共同參與，感受體驗產品，在避免試驗品成本的浪費同時，又能夠現實的感受到所進行設計產品的功能形態作用和使用狀況，非常有利于工程設計的完善。

一、虛擬現實技術的基本概意

虛擬現實技術是當今世界基于經濟發展和科學技術水平的提高所研發出的一種包括計算機電子信息和仿真技術融為一體的現實技術，其基本的實現方式就是利用計算機進行設計方案和數據的模擬，再加上運用VR設備，使人能夠通過虛擬投射儀來感受所設計產品帶來的真實體驗。比較完善的虛擬現實技術還能模仿觸感、聽覺、視覺等人的感官，從而使人能夠真正的感受到對產品的使用性能和使用狀態。隨著我國的經濟水平不斷提高，在各行各業成為了促進轉型和不斷發展，虛擬現實技術已經被運用到各個行業和領域中。這就是虛擬現實技術的不斷進步表現，也是我國各個行業不斷發展的表現。理論上講，虛擬現實技術是通過計算機所生成的一種模擬環境，是一個計算機仿真系統，能夠利用虛擬現實技術將現實中的一些數據呈現在計算機上。應用電子信號創造出一系列跟現實環境相符的圖像、環境，使人在體驗虛擬現實技術產品時能夠直觀的看到聽到產品使用時的變化，達到身臨其境的效果。隨著時代的不斷發展，虛擬現實技術已經上超感官的方向發展，從而使人類在體驗虛擬現實技術時，從視聽觸覺聽覺等多個感官系統上感受想要感受的產品，更具有真實性。在虛擬現實技術中包含著五個重要技術，這五個技術是虛擬現實技術得以實現模擬話技術化的原因。第一是動態環境建模技術，能夠為所試驗的產品提供三維數據，使產品呈現在視覺上時，是三維立體狀態。第二是三維圖形生成技術，這一技術能保證，虛擬現實世界中的物品實時生成，有效移動。第三立體顯示和傳感器技術，這一技術的主要作用是基于虛擬現實技術感受的感官上的表現。第四是應用系統開發工具，能夠大大的提高體驗者的活動空間。第五，系統集成技術，這是對虛擬現實中所包含的所有信息系統的相關技術的集合，起著集成的作用[1]。

二、虛擬現實技術在工業設計中的實踐運用

（一）虛擬現實技術在工業設計上運用的特性

依托計算機網絡技術進行虛擬現實技術，整合了模擬系統的現實環境的相互作用，使用者能夠達到在虛擬世界中真實體驗。是以現實技術在工業上的使用有著其獨特的功能，從而推動著現實虛擬技術在工業設計中的有效實施，具體特征表現為以下幾個方面。第一，網絡化虛擬現實技術由于是通過計算機網絡技術以及其他相關技術的支撐。其主要核心是計算機網絡數據。因此虛擬現實技術又具有網絡特性，使技術中的數據實現共享新能夠快速的生成所連接入的設備的數據。并對所在并對已連接的數據進行樣本和數據分析。這能讓下達的指令快速的生成所設想的物品，基于虛擬現實技術體驗者直觀的感受。第二交互性。虛擬現實技術在工業設計的使用，為了更加真實的體驗工業設計產品必須貢獻產品的虛擬模型，以是體驗者能夠直觀的感受到工業設計產品的外形特征，更好地給設計者提供改良方案。通過虛擬現實技術，可以讓設計者更加直觀的感受所設計作品的作用和性能，從而對其進行修改，使作品更加完善。這體現了工作人員與虛擬現實技術的相互性。第三，高效性。運用虛擬設施技術進行工業設計的輔助既節約了工業設計中使用樣本和試驗品的成本，又能使工業設計的產品更加精準科學，并能夠在設計的過程中不斷完善提高，使工業設計工作效率更高質量更高，符合工業設計發展需求。

（二）虛擬現實技術在機械制造中的應用

在工業設計上運用虛擬現實技術的交互性和構想性，可以與機械制造業相結合，進行機械產品制造中的市場營銷推廣、工藝設計管理、車間執行工序和安全操作等各方面的設計，從而使機械產品制造業營銷設計流通各環節更加精準，設計更加完善。工業設計師運用虛擬現實技術進行工作設計，可以在圖紙的設計過程中將設計好的圖紙樣本數據和文件輸入到計算機，并做好工藝設計的評估和評定利用虛擬現實技術將這一些數據進行投影模擬，使營銷、設計、工藝、制造等人員可以直觀的感受機械產品的成品，實現無樣品修改設計圖的功能，避免了制作樣品的大量成本消耗。相關設計人員在不斷完善設計圖紙中加速對機械產品的設計速率和設計質量，使機械產品工程的設計更加便捷，效率更高。例如，在航空智能制造業中的工業設計，利用虛擬現實技術可以實現航空相關零件的虛擬裝配和數據漫游等功能[2]。在機械剪鉗的設計過程中，利用虛擬技術可以模擬使用時的所有動作，清晰的看到所有機構件的聯動效果。

（三）虛擬現實技術在汽車制造業中的實踐運用

經濟水平的不斷發展，我國的交通行業發展速度也越來越快，各種交通工具并應用于人類的日常生活，出行過程中，汽車是人民日常出行中是最重要的一項交通工具。設計師為了使汽車在設計制造過程中質量更高，更符合現代化的需求，融入虛擬現實技術，進行汽車制造業的設計和制造。通過建立汽車三維立體模型呈現總成的汽車設計和數據，供相關的設計人員更好地體驗、研究、感知汽車的外形、產品結構、人機協調、使用場景、操作界面、零部件制造、工程系統等問題狀況，從而設計出更加合理符合現代化發展的汽車。此外，虛擬現實技術還可以檢驗汽車內部功能使汽車更加安全。例如，模擬汽車的駕駛狀況、遇到故障狀況行駛狀況。還可以實現在虛擬世界中對汽車進行沖壓裝模，按揭造型設計等各項工作，全方位的將汽車的造型安全度，舒適度呈現在設計人員面前，方便設計人員進行騎車的改進[3]。

（四）虛擬現實技術在建筑工程建設和室內設計上的運用

我國的建筑工程在進行建設前必須盡有一定的設計圖紙和設計數據，以是工程建設更加有科學性的根據。為了使建筑工程在設計上也能得到合理的檢驗，運用虛擬現實技術對鎖進行建筑的建筑工程設計，通過虛擬場景，呈現出建筑設計的三維景觀，使建設管理人員可以從多個角度去考慮所建設的工程是否合理，或者符合客戶的需求。在室內設計中運用虛擬現實技術，能夠幫助室內設計相關人員呈現出設計產品的狀況，直觀的傳遞設計者想要表達的狀態是設計更具美感。更重要的是，在室內設計中采用虛擬現實技術可以使設計者在虛擬空間進行調整修改，使室內設計產品更加可控性，從而為客戶提供舒適美觀，具有藝術氣息的室內裝修成品[4]。

三、結束語

虛擬現實技術的應用對于當前社會而言，依舊處于待開發狀態，還需要不斷進行研究和發展，以便利虛擬現實技術運用在生活中的各個方面。在工業設計上運用虛擬現實技術，使一些工業設計產品能夠更加直觀地呈現在設計者面前，從而進行修改和完善，為我國工業發展和社會的革新提供有力的技術條件，推動著我國工業設計的網絡化，智能化和現代化，增加人民生活的舒適度。

參考文獻：

[1]?朱希，岳廣鵬，陳默. 淺談虛擬現實技術在智能產品設計中的應用[J]. 明日風尚，2019（3）.

[2]?魯麗彬. 虛擬現實技術在文化創意產品設計中的應用研究[J]. 電腦編程技巧與維護，2019（10）.

（作者單位：廣東省工業高級技工學校）