虚拟现实技术在工业产品设计中的运用探究

黎旺

（湖南省长沙市航天工业学校，湖南 长沙 410000）

一、虚拟现实技术概述

虚拟现实技术及其应用文/高鹏本文通过对虚拟现实技术进行概述，探讨了人机交互的方法，以期通过一些硬件设施来保证环境模拟效果，同时文章对虚拟现实的研究现状及应用进行了分析，研究了当前虚拟现实遇到的问题及解决方法。摘要虚拟现实技术是一种环境仿真技术，它是随着计算机仿真、图像处理、传感器技术等发展起来的，当下，随着信息技术的广泛应用，为什么的生活带来翻天覆地的变化，并在一些特有领域中发挥其重要价值。在二十世纪中期，有声模拟的出现标志着虚拟技术开始形成，而到了二十世纪末期，在有声模式的基础上出现了新型的仿真技术以及传感技术，这为模拟技术的发展提供了新思路，也标志着虚拟现实技术逐渐成熟化。虚拟现实技术主要是通过环境模拟、人机交互以及网络通信技术等进行衡量的，核心技术是环境模拟，可以利用人的视觉、听觉、触觉来增强人们的体验的真实性；网络通信可以实现人与机器部件连接的主要手段；人机交互通过一些硬件设施来保证环境模拟效果，需要相应的设备以及硬件支持，如虚拟头盔等。

二、虚拟现实技术的优势

（一）具有很强的交互感强

虚拟现实技术具有交互感强的优势,可以实现人机对话。用户可以通过数据手套、三维控制器等交互设备,对虚拟环境中的物体进行抓取、移动、安装、敲击、操作等。在虚拟现实的环境中,用户用手去抓取物体,物体可以随着手移动、翻转等等,如果用户抓得不紧,物体会滑落,甚至可以听到掉落的声音;当用户转动头部时,用户的视野里所看到的景观也会相应地发生改变。也即是说,通过触觉、听觉、视觉,全方位实现人机互动。

（二）具有很强的真实感

虚拟现实技术具有真实感强的优势,可以感受到仿真系统创设的产品和真实产品完全一样。在虚拟现实技术中,当传统的屏幕消失了,用户真正走进虚拟世界,就像置身于在真正的现实世界,甚至难以分辨真假。而且在使用此技术的过程中,用户与外界是互相隔离的,因此可以排除外界对用户的干扰影响,使用户完全沉浸在虚拟现实世界之中。

三、虚拟现实技术在工程产品设计当中的应用

（一）构建初步的草图

草图是设计者最初构思设计出来的，最后在很多个设计方案里确定确定最终方案。这次的产品设计主题是汽车，目的是运用虚拟现实技术设计汽车产品，最后要把汽车外观变得流畅富有线条感，并且把棱角处记忆打磨光滑。在把外形确定以后，设计组应该依据对汽车性能的要求，仔细设计出汽车内部构造细节，并画出有关的二维平面图。

（二）完成装配建模

汽车装配是汽车设计重点之一，需要和汽车工程师共同配合完成。在汽车装配过程中，无论是小到零件装配，还是主要机械系统装配，每一个环节都会影响汽车本身质量。虚拟现实技术在汽车装配模拟检测中的应用，主要有以下几方面意义：

1.实现精细化装配检测和模拟。一台汽车有上万个不同零件，而很多零件及机械构件之间的搭配和协调性至关重要，利用虚拟现实技术可以直观模拟这些精细化零件的装配效果和功能表现，有利于提升汽车精细化设计质量。

2.可以排除装配隐患。虚拟现实技术可以让装配工程师按照设计方案进行模拟装配，在过程中及时发现影响装配质量和工作安全的因素，及时在实际装配系统中进行改进，为后续实际装配生产保驾护航。

3.降低成本。通过虚拟现实环境模拟装配过程，可以测算不同材料、不同装配方式产生的各类成本，并且通过实时调整来找到最优成本体系，便于在实际装配生产中采用更合适的材料、技术和工作安排，进而有效控制成本。

（三）产品设计质量评估

从驾驶便捷性和舒适性角度出发，当今汽车产业消费者越来越重视汽车内外设计的美观度，以及汽车功能操作便捷性。为了评估这些设计内容是否符合消费者需求，则需要进行模拟感受。传统方法依然是制作一比一的汽车模型，但即使是色彩搭配这样的视觉模拟，如果仅凭传统的三维图像进行模拟，受到真实性、视觉误差等影响，依然无法保证检测效果。所以为了提高检测评估质量，在不同材料、颜色和设计布局等方面都需要按照正式生产工艺进行模型制作，这个过程需要耗费大量工艺成本和时间成本。采用虚拟现实技术后，可以模拟汽车内外饰三维立体影像，同时让设计人员能够“进入”到虚拟汽车内部，从驾驶位直观感受不同色彩、材质及布局搭配效果。更重要的是，设计人员还可以在该过程中直接对设计进行修改和实时模拟，同时可以模拟不同中控台布局的操作体验。这种方法让设计人员更能从汽车用户角度去感受设计质量及合理性，有利于快速找到最优设计方案。同时还能通过模拟来避免一些设计缺陷，进一步提高汽车外观和功能设计可靠性。

四、结束语

总而言之，随着现代科学技术不断发展，虚拟现实技术在人类社会多个领域中都拥有极高的应用价值。近年来面临着技术革新和市场考验，虚拟现实技术凭借它的优势，在工业产品设计中降低了产品成本，提高了产品设计质量，推动了工业产品设计的高速发展。