發(fā)布時(shí)間：2017-11-14所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 工業(yè)設(shè)計(jì)在現(xiàn)代工業(yè)制造中占有重要地位，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，以往的工業(yè)設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能很好的滿足時(shí)代的需求，時(shí)代對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為此，工業(yè)設(shè)計(jì)必須突破傳統(tǒng)思路，走向?qū)I(yè)化，智能化和信息化道路，提升工業(yè)設(shè)計(jì)水平及設(shè)計(jì)效率，于是就衍
工業(yè)設(shè)計(jì)在現(xiàn)代工業(yè)制造中占有重要地位，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，以往的工業(yè)設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能很好的滿足時(shí)代的需求，時(shí)代對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為此，工業(yè)設(shè)計(jì)必須突破傳統(tǒng)思路，走向?qū)I(yè)化，智能化和信息化道路，提升工業(yè)設(shè)計(jì)水平及設(shè)計(jì)效率，于是就衍生了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這種技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了工業(yè)設(shè)計(jì)中，是現(xiàn)代工業(yè)史的重要進(jìn)程。下面文章首先概述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的含義，并對(duì)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和發(fā)展方向做了預(yù)測(cè)，最后就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)及具體應(yīng)用做了詳細(xì)探討。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),工業(yè)設(shè)計(jì),現(xiàn)代工業(yè)
工業(yè)是現(xiàn)代社會(huì)第二產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。而工業(yè)設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代工業(yè)制造中的核心環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)水平和效率直接影響現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭的不斷激烈，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)更加注重產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、功能、性能、質(zhì)量，且要求現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。為確保工業(yè)產(chǎn)品在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭中脫穎而出，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)必須提升其設(shè)計(jì)水平和效率，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力的條件。
1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality，VR)最初是由美國人拉尼爾于1980年提出，自主性、多感知性和交互性是這一技術(shù)的主要特征，其本質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界，借助計(jì)算機(jī)生成模擬空間，從而創(chuàng)設(shè)一種三維動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境，從而讓人實(shí)現(xiàn)聽覺、視覺等多感官體驗(yàn)[1]。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用了多種現(xiàn)代高新技術(shù)，如人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、遙感技術(shù)、三維立體技術(shù)、感官反饋技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)等。簡單而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人們運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的可視化操作，其與傳統(tǒng)視窗操作更具震撼力，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的新突破。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如軍事、醫(yī)學(xué)、文體娛樂、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑施工、教育、汽車制造等。
2現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)設(shè)計(jì)(IndustrialDesign)是指以工學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，其專業(yè)性要求較高，涉及的領(lǐng)域也較為廣泛[2]。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于創(chuàng)新性的要求也愈為迫切，要求設(shè)計(jì)出的工業(yè)產(chǎn)品具有融合性，注重藝術(shù)和品質(zhì)的提升，符合環(huán)保的要求，可以回收利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保的綠色化表達(dá)。同時(shí)要求設(shè)計(jì)出的工業(yè)產(chǎn)品具有較高的性能和質(zhì)量，以滿足市場(chǎng)的多樣化需求。總而言之，新時(shí)代背景下，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)要求以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一般規(guī)律為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)出的工業(yè)產(chǎn)品符合供需規(guī)律，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)與科學(xué)技術(shù)相融合，以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)性，也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然選擇。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為高新技術(shù)的典型代表應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中，是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)的新突破，其必將大大提升工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率化和專業(yè)化。
3工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
工業(yè)設(shè)計(jì)是工業(yè)制造的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)主要采用二維平面設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法立體感較為缺乏，難以對(duì)產(chǎn)品的造型和產(chǎn)品性能準(zhǔn)確把握。而在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)仿真等現(xiàn)代高新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維展示，有利于設(shè)計(jì)者準(zhǔn)確把握產(chǎn)品性能，及時(shí)整改設(shè)計(jì)存在的問題，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期大大縮短，產(chǎn)品制造效率提高。具體而言，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于可視化設(shè)計(jì)界面，圖文并茂，更易于理解，而且可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享[3]。
(2)傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)大多需要制作實(shí)體模型，產(chǎn)品每次進(jìn)行修改都需重新制作實(shí)體模型，且需要寄送給不同地區(qū)的客戶，等到客戶反饋再進(jìn)行修改，不僅浪費(fèi)時(shí)間和成本，而且影響研發(fā)進(jìn)度。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，不需要制作實(shí)體模型和實(shí)體儀器，可節(jié)約設(shè)計(jì)成本。
(3)設(shè)計(jì)過程中所涉及到的信息、數(shù)據(jù)及圖像等都可在計(jì)算機(jī)硬盤上保存，可進(jìn)行備份，且不易損壞和丟失，而且便于對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比和分析。
(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不受地域和空間的限制，產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改更加快速便捷，使設(shè)計(jì)流程和時(shí)間減少，可提高研發(fā)效率，使產(chǎn)品研發(fā)周期大大縮短，設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕。(5)在工業(yè)設(shè)計(jì)中，部分工業(yè)產(chǎn)品的測(cè)試場(chǎng)景可能具有一定危險(xiǎn)性，或者搭建測(cè)試環(huán)境的成本非常高昂，在這種情況下，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將有效解決這些問題。如交通信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，大多需要客戶到其他已經(jīng)安裝完成的城市進(jìn)行參觀，路途耗時(shí)較長，且客戶反映沒有針對(duì)性。而借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)氐缆坊蛘叱菂^(qū)交通情況的模擬，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)將更具有針對(duì)性。又如部分涉密軍用產(chǎn)品，產(chǎn)品設(shè)計(jì)測(cè)試時(shí)不具備使用坦克吊裝車輛、導(dǎo)彈運(yùn)輸車輛等軍用運(yùn)輸設(shè)備搭建測(cè)試環(huán)境的條件，而使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可最大程度控制涉密人員范圍。
4工業(yè)設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用
4.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在需求分析階段的應(yīng)用
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求分析階段，可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的Web頁面進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，這種方式可以提升被調(diào)查者的興趣，使獲取的信息更加全面和準(zhǔn)確，有利于對(duì)市場(chǎng)需求狀況的全面把握。同時(shí)，借助Web的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境可向用戶展示產(chǎn)品的特點(diǎn)及功能，用戶可及時(shí)給予反饋，從而可獲取多樣化的需求信息，有利于提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性[4]。
4.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在概念設(shè)計(jì)中，可借助多樣的虛擬環(huán)境，讓用戶親自修改模型，或者借助觸摸屏對(duì)產(chǎn)品的造型、風(fēng)格及色彩等可選部件進(jìn)行選擇，再渲染和生成較為逼真的三維模型，以獲得對(duì)產(chǎn)品的親身體驗(yàn)，綜合專家及部分用戶提出的合理化建議，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改。
4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在詳細(xì)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
詳細(xì)設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)，其中可制造裝配性詳細(xì)分析尤為關(guān)鍵。在對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可進(jìn)行虛擬裝配，實(shí)現(xiàn)裝配的直觀性演示，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的不合理之處，及時(shí)修改。
4.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬制造中的應(yīng)用
虛擬制造系統(tǒng)為產(chǎn)品的模擬制造提供了便利的技術(shù)條件，其運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和制造過程，不會(huì)造成能源和資源的浪費(fèi)，同時(shí)通過虛擬制造環(huán)境，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過程中可能存在的問題，以確保在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取有針對(duì)性的預(yù)防措施消除潛在隱患。
4.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品評(píng)價(jià)和測(cè)試中的應(yīng)用
對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)和測(cè)試是工業(yè)設(shè)計(jì)的重要組成部分，而借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可在虛擬條件下對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)和性能加以評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的修改。總之，在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但目前仍存在部分尚未解決的理論問題和尚未克服的技術(shù)障礙，因此應(yīng)積極致力于相關(guān)研究，不斷促進(jìn)相應(yīng)技術(shù)的完善，以為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供更為堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，并最終提升工業(yè)設(shè)計(jì)水平的提升與整體工業(yè)制造業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。
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