工業(yè)設(shè)計技術(shù)是現(xiàn)階段的企業(yè)價值增值和產(chǎn)品創(chuàng)新的重要方式，在傳統(tǒng)技術(shù)支撐手段的限制下，以往工業(yè)設(shè)計的設(shè)計模式局限了設(shè)計師的思維空間，而反復(fù)的疊代修改也不利于產(chǎn)品的創(chuàng)新化。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可有效的運用于產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計師在交互的環(huán)境下可進(jìn)行宏觀和自然的設(shè)計，并全面表達(dá)出現(xiàn)有的設(shè)計思想。本文從工業(yè)設(shè)計工程入手，向讀者闡述工業(yè)設(shè)計中混合現(xiàn)實技術(shù)的運用，重點闡述增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)下的虛擬裝配、數(shù)字樣機(jī)及三維空間設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上比較了現(xiàn)有設(shè)計方式與本文設(shè)計方式的特點。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在也不斷發(fā)展，近年來各個領(lǐng)域均對虛擬現(xiàn)實技術(shù)予以高度關(guān)注，使虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為各領(lǐng)域研究的熱點。虛擬是一項涉及自動控制、控制工程、計算機(jī)圖形學(xué)、硬件設(shè)計、模式識別、人工智能、多媒體技術(shù)、軟件工程、傳感技術(shù)、可視化技術(shù)、計算機(jī)視覺和計算機(jī)動畫技術(shù)等多方面內(nèi)容的計算機(jī)綜合技術(shù)，故在計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展下，虛擬技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)展和普及。人際交互在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展下得到了顯著改善，操作者可選擇需要虛擬工程空間中相關(guān)設(shè)計軟件對模型進(jìn)行設(shè)計，且可通過測試軟件測試、組裝和檢測模擬模型。產(chǎn)品設(shè)計可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計模型的展示和方案的改進(jìn)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實是以可計算信息為基礎(chǔ)的一種沉浸式交互環(huán)境，此現(xiàn)代高科技的核心為計算機(jī)技術(shù)，進(jìn)而形成以味覺、觸覺、視覺、嗅覺和聽覺為主導(dǎo)的感官世界和虛擬環(huán)境，用戶可通過各項傳感設(shè)備實現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互，進(jìn)而產(chǎn)生相互影響和身臨其境的作用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有構(gòu)想性、交互性和沉浸性的基本特征，是綜合人工智能技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)的一種計算機(jī)高級人機(jī)界面，通過多傳感技術(shù)和并行處理技術(shù)，向用戶提供良好的觸覺、聽覺和視覺等感官功能，用戶可沉浸于該虛擬境界，通過手勢和語言等方式與其建立起實時交互，為用戶創(chuàng)建起適應(yīng)用戶需求的多維信息空間。

混和現(xiàn)實技術(shù)

混合現(xiàn)實技術(shù)是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展起來的一種增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，通過可視化技術(shù)和計算機(jī)圖形技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)實環(huán)境中沒有的虛擬對象，在傳感技術(shù)的幫助下在真實環(huán)境中準(zhǔn)確“放置”虛擬對象，使虛擬對象和真實環(huán)境同時疊加至一個空間。用戶可通過頭盔顯示器等顯示設(shè)備觀察現(xiàn)實環(huán)境與虛擬對象融合的新環(huán)境，從而產(chǎn)生一個全新的感官世界?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)為用戶提供了不同于日常生活的感知信息，人們在接觸真實世界的同時，也可接觸到虛擬的信息內(nèi)容，通過疊加和補(bǔ)充兩種信息，使用戶獲得良好的使用體驗?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)的核心是通過附加信息增強(qiáng)用戶對現(xiàn)實環(huán)境的感知和觀察，而非將現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為虛擬世界。

混合現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

混合現(xiàn)實技術(shù)是基于虛擬現(xiàn)實而發(fā)展和普及的，故和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)有一定的一致性和繼承性。計算機(jī)課可通過混合現(xiàn)實系統(tǒng)將虛擬的圖像、文字和物體生成相關(guān)信息，并將這些信息疊加在用戶可視范圍內(nèi)，使用戶可感官真實物體上的虛擬信息。這些與現(xiàn)實相關(guān)的虛擬輔助信息可有效增加用戶的使用體驗，而注冊和顯示是混合現(xiàn)實中的關(guān)鍵技術(shù)，該系統(tǒng)中不可或缺的外部設(shè)備為方位跟蹤器和頭盔顯示器。

1.產(chǎn)品的外形設(shè)計

混合現(xiàn)實技術(shù)可被運用于產(chǎn)品外形設(shè)計，可根據(jù)對產(chǎn)品的研發(fā)要求，多次評測和修改產(chǎn)品的外形，此類修改方式對產(chǎn)品方案修改效率的提高具有積極意義，在很大程度上減少了產(chǎn)品研發(fā)風(fēng)險，有利于建模數(shù)據(jù)的構(gòu)建，而沖壓模具的基礎(chǔ)設(shè)計和仿真加工等環(huán)節(jié)也可直接運用系統(tǒng)生成的建模數(shù)據(jù)。

2.產(chǎn)品的布局設(shè)計

混合現(xiàn)實技術(shù)也可用于研發(fā)布局較為繁雜的產(chǎn)品，可對產(chǎn)品布局進(jìn)行相應(yīng)的整合和設(shè)計。該技術(shù)的應(yīng)用可有效顯示出產(chǎn)品布局，使設(shè)計者直觀全面的觀察產(chǎn)品設(shè)計，避免不合理的設(shè)計問題出現(xiàn)，最大化的提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和布局的設(shè)計，使產(chǎn)品布局具有較高的準(zhǔn)確性。

3.產(chǎn)品的運動和動力學(xué)仿真

運動物件類產(chǎn)品設(shè)計需注重工作時產(chǎn)品的運動協(xié)調(diào)關(guān)系，針對產(chǎn)品運動時可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行重點核實，例如動力學(xué)性能、產(chǎn)品強(qiáng)度和運動干涉檢查?，F(xiàn)階段的企業(yè)生產(chǎn)線均由各個環(huán)節(jié)組合而成，各個環(huán)節(jié)間的配合度和協(xié)調(diào)度在很大程度上決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。混合現(xiàn)實技術(shù)可在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上設(shè)計出仿真技術(shù)，該仿真技術(shù)可有效設(shè)計和配置生產(chǎn)工作流程，具有直觀性的特點。

4.產(chǎn)品的廣告與漫游

3D技術(shù)和混合現(xiàn)實技術(shù)是廣告設(shè)計中的主力軍，兩者的合理組合可有效實現(xiàn)逼真的廣告效果?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)和三維動畫技術(shù)可將產(chǎn)品外形直觀的置入廣告中，且將產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過模型向受眾展現(xiàn)出來。此外，這兩項技術(shù)的運用還可詳細(xì)介紹該產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，例如產(chǎn)品的維修、裝配、工作和使用等過程，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)的21世紀(jì)，產(chǎn)品廣告和產(chǎn)品推廣活動的核心就是直觀、生動，在傳播方位方面較為廣泛?，F(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)漫游技術(shù)是擴(kuò)寬廣告范圍的關(guān)鍵，對產(chǎn)品廣告的詳細(xì)程度和推廣范圍具有積極影響，例如工廠、城市、車間、設(shè)計圖紙和機(jī)器結(jié)構(gòu)，使用戶可快速準(zhǔn)確的獲取廣告信息。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，混合現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被日漸運用在社會的各個領(lǐng)域，而混合現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和普及對產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)生了較為深遠(yuǎn)的影響，直接導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計和生成手段的改變?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)促進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計思維的活躍，雖然混合現(xiàn)實技術(shù)被運用于各領(lǐng)域的時間較短，在一定程度上存在缺陷，但其自身所具有的優(yōu)勢確定了其成為人機(jī)接口的重要方式。產(chǎn)品通過運用混合現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)字化，而虛擬產(chǎn)品的設(shè)計不論從信息存儲還是功能上均與現(xiàn)實計算機(jī)模型接近，高度相似的虛擬產(chǎn)品促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，也使其成為產(chǎn)品設(shè)計中的主要方式。

（作者單位：山西大學(xué)）