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工业设计中虚拟现实技术的应用

2020-07-15 258 上传者：管理员

摘要：工艺设计在社会和经济发展中发挥至关重要的作用,一方面为各领域提供工业产品,提高各领域的生产能力,另一方面推动各领域形成机械化发展模式。在科学技术发展过程中,将虚拟现实技术应用在工业设计中,极大的提升工业设计的专业化水平,促进工业设计可持续发展。本文围绕虚拟现实技术在工业设计中的应用展开讨论,为应用虚拟现实技术提供参考依据。

关键词：
工业技术
工艺设计
应用
虚拟现实技术
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在我国国民经济中,工业是重要的组成部分,通过工业为人们生产各种产品,如汽车、电梯以及家用电器等,使人们的生活和工作更加便利。所以提升工业设计的能力,可以强化工业产品的性能,从而创造良好的经济效益和社会效益。为进一步强化工业产品的性能,将虚拟现实技术应用在工业设计中,可以实现工业健康稳定的发展目标。

1、虚拟现实技术的概述

早在上世纪80年代,虚拟现实技术由美国人提出,利用该技术构建虚拟的三维环境,在虚拟环境中开展不同的活动,如在观看电影时,人们佩戴3D眼镜置身于电影中,产生身临其境的感觉。虚拟现实技术在发展过程中,通过融合不同的技术,包括计算机仿真技术、遥感技术以及人工智能技术,从而提升虚拟现实技术的应用价值。以融入的人工智能技术为例,人们在虚拟环境中,会增强感官的体验感,为人们带来更加震撼视觉、听觉等感觉。

在经济全球一体化背景下,世界经济格局不断变化,工业领域在发展中面对机遇和挑战时,应积极转变传统的发展理念,通过寻求创新发展模式,使工业产品满足人们的个性化需求。所以在工业设计发展过程中,为虚拟现实技术创造巨大的应用空间,利用虚拟现实技术增强工业产品与用户的互动能力,使用户在使用产品过程中,更能感受到人文内涵。

2、虚拟现实技术

2.1 交互式虚拟现实技术

交互式虚拟现实技术具有综合性特点,已经涵盖多种技术,包括计算机图形、多媒体、多传感器以及互联网技术,成为增强用户体验感的载体。交互式虚拟现实技术应用在工业设计中,制造出的产品可以与用户进行交互式操作,通过操作构建三维空间,让用户在三维空间中获得良好的使用感。现阶段用户在使用互联网技术时,只能通过二维或者三维图形,在被动的状态下接收信息,即便用户处于三维环境中,用户的视角只能按照空间的变化而变化,无法自主选择接收的信息。为转变传统的操作模式,应用交互式虚拟现实技术,使用户在虚拟的环境自由的活动,在活动中随意更换观察视角,不同的视角为用户带来不同的体验感。此外交互式虚拟现实技术,可以为用户提供更改环境的条件,用户根据自己的喜好,重新设置虚拟环境,从而满足用户的个性化需求。

交互式虚拟现实技术会为用户营造真实感较强的环境,让用户在虚拟环境中开展交互活动,通过虚拟环境增强交互性,如用户进入到一个房间中,需要打开房间的门,尽管门是虚拟化的,但是整个过程是由用户完成的,并且在打开门和关门过程中,门会发出声音,使用户感觉犹如在现实生活中。此外电商企业正在积极的应用交互式虚拟现实技术,让用户足不出户,在家中通过虚拟环境,选购心仪的商品,如选购衣服,通过交互式操作,在虚拟环境中试穿衣服,若用户试穿的衣服符合要求,即可完成交易。交互式虚拟现实技术应用在工业设计中,需要借助互联网技术,在互联网技术的支持下,设计人员在设计过程中,可根据产品要求,实时变化产品的外型、结构,从而提高设计效率,有效控制设计成本[1]。

2.2 分布式虚拟现实技术

分布式虚拟现实技术为不同地区的用户提供共同工作的便利条件,让不同地区的用户,在相同的虚拟环境中开展协同工作。所以分布式虚拟现实技术具有异地协同的特点,在特定区域内工作条件受到限制,采用分布式虚拟现实技术,可以保证工作顺利的进行。

3、虚拟现实技术在工业设计中的应用

3.1 从对设计方法的影响角度分析

将虚拟现实技术应用在工业设计中,可以转变传统的设计模式,有效弥补工业设计中存在的问题,极大的促进工业设计的发展。从设计方法角度进行分析:首先,虚拟现实技术可以控制设计成本,有效节约使用的资源。通过控制成本,提高资源的利用率,可以减少工业产品存在的问题,从而提高工业产品的稳定性。例如在生产康复器械产品时,应用虚拟现实技术构建虚拟的环境,设计人员坐在康复轮椅上,在虚拟环境中进行日常的生活,通过完成一系列的动作,包括打开水龙头、开关门窗等,可以发现康复轮椅存在的问题。

设计人员使用康复轮椅进出房间时,轮椅的转弯半径较小,导致轮椅无法顺利的进出房间。在虚拟环境中设计人员可以及时发现产品存在的问题,以便调整设计,使产品满足使用需求[2]。在上述过程中,设计人员通过虚拟环境,可以快速完成设计的改进工作,若设计出的产品投放到市场,存在的问题会严重影响产品的使用性能,从而造成较为严重的经济损失。

在工业设计中应用虚拟现实技术,需要多种技术共同完成设计工作,如计算机技术、网络技术以及信息处理技术,上述技术既能提升工业设计水平,还能设计出更加优质的产品,并且极大的优化生产流程,每个流程按照设计要求进行生产,使产品满足用户的使用需求。工业设计将虚拟现实技术作为核心,通过构建虚拟环境,在环境中进行仿生设计,借助仿生设计生成样品,对样品进行优化和调度,完成上述操作后会确定最终的产品。

3.2 产品的发布

在完成产品的设计工作后,需要通过虚拟现实技术,获得市场的反馈信息,根据信息进一步优化和完善设计,从而降低企业的投资风险,有效控制生产成本。许多企业在工业设计过程中,将完成设计的产品,利用虚拟现实技术,为用户构建虚拟环境,让用户在虚拟环境中体验产品的性能。用户在虚拟环境中使用产品时,会根据产品的性能完成相关的操作,在操作中用户会发现产品存在的问题,并将问题反馈至工作人员,生产企业掌握产品存在的问题后,及时优化产品,使产品符合市场的需求。

3.3 从作用与重要性的方面分析

在现实工业产品生产过程中,每个环节需要设定运行参数,运行参数主要来源于设计环节。在工业设计中应用虚拟现实技术,可以实时采集、整理以及运算相关数据,将数据输入到生产环境,保证工业产品的功能、性能以及质量,均能满足设计要求。所以加强设计阶段运行参数的管理,提高设计参数的精度,既能提高设计质量,还能保证生产顺利的进行,并且缩短生产时间,创造更多的经济效益。此外虚拟现实技术可以增加产品的体验感,设计人员根据用户的需求,在创新思维的指引下,设计出个性化产品,从而满足用户的需求。

4、虚拟现实技术在工业设计中的可行性分析

4.1 建模技术

建模技术是由元建模技术、图像建模技术组成,元建模技术可以提高建模的速度,并使构建的模型处于动态仿真环境中,使设计人员在虚拟环境中,在面对大量复杂的数据时,设计人员能快速完成设计工作。图像建模技术主要用于快速获取三维信息,将信息输入到计算机中,通过计算机构建虚拟现实景物环境,有助于设计人员掌握环境中产品的运行情况。

4.2 显示技术

显示技术是由软件技术和硬件技术组成,以硬件技术为例,该技术是由不同的构件组成,包括电脑显示器、虚拟现实现实设备以及计算机。软件技术的核心为渲染引擎,渲染引擎中包含虚拟现实建模语言,设计人员利用语言,将设计的产品在虚拟环境中展示出来,在展示过程中判断产品的应用效果是否符合使用标准。

5、虚拟现实技术在工业设计中的应用展望

工业设计涉及较多的学科,应用虚拟现实技术,需要对多学科进行整合,通过整合充分发挥每个学科的优势,并且利用每个学科的特点,增强工业产品的技术性和美学性。所以虚拟现实技术具有广泛的应用特点,通过融合不同学科,在工业设计中,使产品性能、功能更加完备。但是在虚拟现实技术应用过程中,由于缺乏完善的基础设施,在实际应用过程中,无法真实的展现设计成果,导致用户未能获得应有的体验感。所以在应用虚拟现实技术时,应完善基础设施,才能促进该技术快速发展。

6、结语

综上所述,在工业设计中应用虚拟现实技术,不仅进一步优化和完善设计内容,使产品的性能、功能以及质量满足使用需求,还能控制生产成本,降低投资风险,从而获得良好的经济效益。通过应用虚拟现实技术,成为推动工业设计快速发展不可或缺的载体,配置更加完善的基础设施,可以提高虚拟现实技术的应用水平,为工业设计健康稳定发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]戚鹏,辛献杰,郭艳,等.基于虚拟现实技术的工业设计虚拟展示平台的建设研究[J].科技展望,2015(20):160.

[2]初建杰,李雪瑞,余隋怀.面向工业设计全产业链的云服务平台关键技术研究[J].机械设计,2016(11):125-128.

任坤.虚拟现实技术在工业设计中的应用[J].数字技术与应用,2020,38(06):79-80+83.