VR虚拟现实技术在工业设计中的应用研究

蒋逸凡

(福建工程学院，福建福州，350000)

0 引言

VR 虚拟现实技术是通过计算机技术、信息技术、系统平台，实现对数据信息在平台终端的映射，构筑出一个具有沉浸性、虚拟性、网络性的环境。人们在体验虚拟现实技术时，其本身所呈现出的属性是立足于各类输出设备之上，通过对数据信息进行模型成像，令人们体会到相对应的场景。当此类技术应用到工业设计行业中，则可通过虚拟化平台的模拟，分析出当前操控视域下，各类工业设计中的参数信息在具体操作环节中，应当具备的一系列加工条件，进而为设计人员提供辅助类信息，加大工业设计的完善力度。本文则是针对虚拟现实技术在工业设计中的应用进行探讨，仅供参考。

1 虚拟现实技术的分类

虚拟现实技术通过搭载智能设备、各类现代化技术，实现对数据信息在当前显示框架内的有效整合，为人们构建一个基于虚拟与现实相互转换的仿真环境，即为虚拟环境中，是针对现实场景中的各类参数进行同比例映射，令人们在虚拟环境中，做到现实世界中完成难度较大的一系列工作。从虚拟现实技术的创设初衷来看，其是以用户为中心，以信息环境为扩散点，结合理念与意识，为人们创建一个虚拟仿真的数字化场景。虚拟现实技术按照类别可划分为下列几种。

基于分布属性的技术体系。虚拟现实技术需要搭载相应的设备载体、技术驱动载体，才可实现基于体感、虚拟感于一体的操作。分布属性则类似于一个总控集成功能，可针对虚拟现实环境下的各个用户，设定一个相对应的交互场所，结合网络实时性、共享性的特点，提高整体操控的精准性。

基于增强现实性的技术体系。虚拟现实技术是采用数据映射的模式，依据数据参数构筑出一个高精度的虚拟仿真空间，其可有效提高用户的感知力。此类增强现实的属性作用于终端显示界面，则可更为精准的查证出当前操控视域下的各类虚拟环境，为操控人员提供空间定位服务。

基于沉浸性的技术体系。人们在体验虚拟现实技术时，需要穿戴具有感应功能的头盔、手套、眼睛以及各类手控设备等。在具体体验过程中，各类设备通过无线、有线装置，实现基于主操控系统的关联设定，这样用户在操作过程中，可针对视觉、触觉等，实现对虚拟场景的全过程确认。此外，通过定位功能的实现，可令用户当前操作在虚拟空间中呈现出的位置进行定位，这样便可将此类数据全过程显示到基于数据模型的虚拟空间中，令用户的各项操作行为，对整个操控环境产生一定的影响。

基于桌面虚拟的技术体系。虚拟现实技术可以将各类数据信息进行可视化的一种呈现，其也可通过搭载电脑设备实现相对应的操作，即为电脑设备可通过操作，实现对各类数据信息的有效确认，且电脑终端可通过对数据参数的修改，完成对虚拟空间的优化与对接。但是在此过程中，电脑设备缺乏动态特征，将令数据信息在空间操作中产生相对独立的属性，缺乏体验感。

2 工业设计中应用虚拟现实技术的优势

工业设计具有一定的创造性与服务性，其是针对用户或市场的诉求，实现对相关事物的科学规划。传统工业设计中，大多是以二维平面设计为主，通过多次数据演算与比对，分析出当前设计方案是否能够满足实际加工与具体应用诉求。但是从实际设计效果来看，二维平面设计缺乏相应的立体感与空间感，这就使得成型产品在实际运用过程中，无法发挥出应用的价值效用。在虚拟现实技术的应用下，以计算机平台实现对工业设计的立体化成像，则可通过三维立体、四维动态的数字模型建设，全方位的掌握出当前工业产品的各类属性，令设计者更为精准的分析出产品应用性能。从具体实现模式来看，虚拟现实技术在工业设计中呈现出的优势如下。

首先，搭载虚拟现实技术运行的计算机设备，其可通过数据信息的全过程映射，将数据信息进行可视化呈现，此过程中设计交互界面，则是以三维图像进行数据信息传输的，且在网络平台的数据共享下，可进一步强化数据信息的可操控性。

其次，搭载虚拟现实技术的设计体系可脱离传统实体模型。在终端操控系统的支撑下，虚拟现实技术的实现，则可在终端操控平台，对各类数据信息进行立体化转变，且工业设计中，各类参数信息可同步显示到设备中，并可实时显示出相对应的各类功能，这对于设计人员来讲，则可进一步查证出自身在设计中存在的一系列问题，并及时解决，在一定程度上，降低前期设计成本。

再次，虚拟现实技术搭载的计算机平台，可真正突破设计时间、空间的局限，通过云端存储实现对数据信息的实时调取，且通过数据信息的空间模拟，极大缩减设计周期，降低设计人员的投入量。此类搭载模式，可拓展虚拟现实技术的应用面，实现技术与现实操作之间的整合，进而真实反映出相对应的操控模式，并通过信息反馈提高检测精度。

最后，虚拟现实技术可针对部分高危险性、高消耗性的产品体系，设计出一个相对独立的环境，例如，城市规划、道路布局、园林建造、工业设计等，设计者无需步入现场，便可通过空间参数的正确规划，实时映射出待设计区域的各类参数，并通过数字模型，全面将此类信息成像到主系统中。这对于整个设计工作而言，则是通过数据信息在空间模型上的有效替代，简化设计人员对整个设计环境的理解度，提高实际设计精度。

3 VR 虚拟现实技术在工业设计中的应用

3.1 需求分析

基于虚拟现实技术实现的需求分析，可搭载网络平台分析出用户及市场对于工业设计的各类需求。例如，将网站构筑出虚拟化场景，通过多种方案的拟定，令用户在选定过程中，可以通过虚拟多变场景，激发出自身对各类设计场景的兴趣，且通过虚拟场景的互动，可提高用户的参与度，更为深度的分析出产品在适中的应用力度及空间。与此同时，虚拟现实技术搭载的网络平台，能够将各类数据信息进行全景映射，将产品的各类参数与使用范畴，同步映射到虚拟环境中，令用户在查证过程中，可实现自身诉求与产品功能认证的精准对接。此外，计算机网络平台还可直接为设计者与用户构筑一个交流渠道，通过网络平台可实时分析出当前操控视域下，各类数据在模拟过程中，应当遵循的原则，令用户了解到产品的工业设计理念，而对于设计人员来讲，则可通过交流，了解到用户对产品的需求。在不同用户群体的需求分析下，可以正确归纳设计方向，为后续设计工作的开展提供数据支撑，保证工业产品满足社会市场诉求。

3.2 概念设计

在工业设计的概念层面，通过虚拟现实技术，可进一步深化概念设计的创新理念，通过虚拟场景的建设，可拓展设计人员的想象空间，并且可将其通过虚拟环境进行仿真实体的展示。当概念设计通过虚拟场景进行呈现时，则可将产品形态进行“实体化”，辅助设计人员捕捉到产品形体及各类功能特征。在工业设计体系中，概念设计的实现可保障工业产品多功能拓展的基本，因为概念设计本身属于虚拟化的一种，其是设计人员通过对产品性能、市场需求的分析，模拟创造出的一种可能在市场中大力推广与使用的产品，进而为后续实体产品的设计与加工提供数据支撑。虚拟现实技术在实际应用过程中，可以通过虚拟场景将用户的各类设计理念与产品呈现出的各类工况状态相关联，设计人员在实际操作过程中，则可通过计算机设备调整相应的数据参数，并在虚拟环境中，对改变参数后的产品信息进行逐一罗列，深度解析出产品的各类性能。如果虚拟环境中概念设计产品与设计人员的预期不符时，则可利用计算机设备或者是虚拟设备进行相对应的修整，直至产品达到预期设定需求。此外，在虚拟环境的建设下，设计人员可优先体验工业产品，设计人员站在用户的角度来看待产品功能及属性，恰恰满足产品使用者的应用诉求，进而充分解析出概念产品设计及使用中存在的不足之处，并进行细节调整，提高产品设计质量，增强市场占有度。

3.3 细节规划设计

细节规划设计，是针对工业产品各类属性及功能完善的一项重要工序，例如，工业产品的制造工艺、装配工艺等，通过虚拟现实技术的应用，则可将各类复杂结构进行简化处理与分析，并可通过虚拟场景四维动态展示出各类装配细节，有效规避设计与加工过程中产生的碰撞问题。依托于虚拟现实技术实现的设计与装配，可针对各类数据参数进行仿真处理与决策分析，此过程无需进过实体操作，依托于虚拟处理，则可依据不同操控工序实现精度确认，这样便可进一步实现产品各类参数信息的精度化确认，此类工序可降低实际设计成本，并可分析出工业产品在装配过程中产生的问题。此类虚拟现实场景支撑下的模拟实验，可有效降低产品设计缺陷问题，同时也可通过数据校验，对设计参数进行实时调整，提高实际操控性能。

3.4 虚拟制造与评测

虚拟现实技术所搭载的虚拟环境，可有效降低前期产品加工调试所消耗的时间。例如，搭载虚拟现实平台，对设计好的产品，将各类参数信息映射到虚拟环境中，对于设计人员而言，则可通过相对应的数据模拟工序，深度分析出不同加工视域下，产品生产及制造所具备的各类属性。虚拟环境的支撑下，各类操控模式也不再受到时间与空间的局限，可搭载网络平台实现全天候的运作，令设计人员及时了解到产品在加工过程中呈现出的各类问题，这样通过相关问题的探查，可逐渐比对出产品设计及制造过程中存在的各类问题，然后经过多方调试，设计出最终成型的方案，进而有效降低因为操作工序转变所带来的一系列操控误差。从资源消耗来看，虚拟环境是通过软件设备与硬件设备的融合，便可实现数据信息的多维确认，此过程消耗的资源相对较少，且不会对产品实际生产造成任何消耗影响，进而提高实际制造质量。

此外，虚拟现实技术还可为设计方案提供评测功能，即为产品在虚拟环境中加工时，可通过内部传感器实现对虚拟加工中产品参数的逐一比对，例如，尺寸参数、匹配系数等，并结合材料属性，在模拟工作环境中，预测出产品的实际使用寿命，这对于整个产品应用而言，则可强化产品属性与用户诉求之间的对接度，解析出当前成本支出下，其能产生的最大经济效益。