任文蕾

（山東科技大學(xué) 藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院,山東青島 266500）

一、引言

近年來，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷提高，我國的工業(yè)設(shè)計也取得了長足的進(jìn)步，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到工業(yè)設(shè)計當(dāng)中，能夠與工業(yè)設(shè)計的發(fā)展有效結(jié)合，獲得更好的設(shè)計效果，促進(jìn)工業(yè)設(shè)計水平的進(jìn)一步提升。因此，我們必須充分認(rèn)識理解這一科學(xué)技術(shù)，堅持科學(xué)的應(yīng)用思路，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與工業(yè)設(shè)計的概述

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的一項新的技術(shù)，在這項技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程中，需要不斷提升其應(yīng)用實踐性，把握相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用要點，獲得更好的應(yīng)用效果，提高虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用水平。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是運用計算機(jī)技術(shù)等多項現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)這項技術(shù)應(yīng)用效果的提升。

2.工業(yè)設(shè)計的概述

工業(yè)設(shè)計，簡稱ID，是指通過運用工學(xué)知識、美學(xué)知識、鑄造學(xué)知識等多個學(xué)科的知識，將人們的需求由概念轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實，涉及結(jié)構(gòu)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)，工業(yè)設(shè)計又包含了UI設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、視覺傳達(dá)設(shè)計、廣告設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、建筑設(shè)計等多個學(xué)科，是由多種科學(xué)技術(shù)、知識交差的學(xué)科。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的影響

在以往的工業(yè)設(shè)計過程中，需要嚴(yán)格執(zhí)行邏輯順序，在前序的設(shè)計工作完成后再進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計工作，一旦在整個過程中有個別環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致工業(yè)設(shè)計無法正常進(jìn)行。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊以及建立數(shù)據(jù)庫等方式組建虛擬的開發(fā)小組，小組成員包括設(shè)計人員、分析人員、測試人員以及客戶，通過并行開發(fā)的方式，避免在設(shè)計中出現(xiàn)大量重復(fù)性的工作，便于在設(shè)計開發(fā)的過程中進(jìn)行有效的信息提取，綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計、制造以及銷售等方面遇到的問題，及時解決這些遇到的問題，以此確保整個設(shè)計研發(fā)的準(zhǔn)確性。

四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域結(jié)合的思路

工業(yè)設(shè)計水平是影響社會工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素，能夠有效地將藝術(shù)、文化以及技術(shù)轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，為社會發(fā)展提供專業(yè)的服務(wù)。工業(yè)設(shè)計需要以優(yōu)秀的產(chǎn)品為設(shè)計目標(biāo)，設(shè)計過程中需要完成對消費者需求的分析、詳細(xì)的概念設(shè)計以及檢驗產(chǎn)品等環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用都可以發(fā)揮相應(yīng)的作用。因此，在進(jìn)行工業(yè)實際生產(chǎn)的過程內(nèi)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用需要堅持以下應(yīng)用思路。

1.在需求分析中的應(yīng)用思路

在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計的需求分析時，需要進(jìn)行全面的市場調(diào)研，調(diào)研的方式主要包括問卷調(diào)查以及電話訪問等，但是，這些調(diào)研方式缺乏針對性，無法獲得全面的信息。如果能夠在市場調(diào)研中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行市場調(diào)研，能夠更好地吸引被訪問者的注意力，方便獲得更加全面、準(zhǔn)確并且針對性的信息，能夠在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計前更加想盡的市場需求信息。在此，還可以運用模擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬出來的環(huán)境，全面地向消費者展現(xiàn)信息，在消費者給予我們反饋建議和意見的信息時，我們可以獲取有價值的需求信息，能夠設(shè)計出滿足大部分定制需求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。此外，需求分析過程中還可以合理的利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的實時通訊，設(shè)計人員可以同客戶隨時進(jìn)行交流溝通，方便客戶對產(chǎn)品的提出個人看法以及修改意見，讓產(chǎn)品能夠不斷的適用客戶的需求。通過以上方式獲得客戶的需求信息后，設(shè)計人員可以應(yīng)用質(zhì)量功能配置工具分析相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，從中獲取能夠?qū)υO(shè)計造成影響的信息，并將這些信息有效地轉(zhuǎn)化為能夠?qū)Ξa(chǎn)品工程性設(shè)計造成影響的功能目標(biāo)，同時確定實現(xiàn)產(chǎn)品關(guān)鍵特性與零件的個性化特征工藝之間的詳細(xì)信息。

2.在概念設(shè)計中的應(yīng)用思路

在工業(yè)設(shè)計過程中，概念設(shè)計環(huán)節(jié)需要發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性和發(fā)散性的思維，為產(chǎn)品設(shè)計出一種概念化形式，一般為對產(chǎn)品進(jìn)行最初的設(shè)計構(gòu)思，其目的是確定 產(chǎn)品的最初形態(tài)。因此，概念模型制作是工業(yè)設(shè)計過程中的重要步驟，在這個環(huán)節(jié)中，這個環(huán)節(jié)需要投入的成本占工業(yè)設(shè)計總成本的50%以上。在對產(chǎn)品的模型進(jìn)行運用虛擬技術(shù)進(jìn)行模擬時，可以通過先進(jìn)的技術(shù)為設(shè)計人員提供多種新型的輸入方法，使研發(fā)者能夠在虛擬現(xiàn)實的場景中對設(shè)計的產(chǎn)品與零件進(jìn)行操作，對產(chǎn)品的各種形態(tài)進(jìn)行修改，同時可以在虛擬環(huán)境中對其進(jìn)行全方位的檢測，以便獲得更多的產(chǎn)品式樣以及形態(tài)等相關(guān)信息，獲得滿意的設(shè)計效果。例如，在概念設(shè)計中采用頭腦風(fēng)暴的設(shè)計方法，提出創(chuàng)意方案，可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)計的過程中適當(dāng)?shù)丶尤朐O(shè)計師自己的設(shè)計風(fēng)格和元素與消費者的需求相結(jié)合，關(guān)注消費者的需求及其使用感受，避免出現(xiàn)只關(guān)注產(chǎn)品本身的現(xiàn)象。通過這種方式，可以在設(shè)計中根據(jù)不同使用者的需求，讓消費者體驗對產(chǎn)品模型修改的感受，可以選擇產(chǎn)品的形態(tài)、色彩以及風(fēng)格，再對其進(jìn)行渲染，將其轉(zhuǎn)化成為三維模型，使他們能夠通過虛擬環(huán)境感受到產(chǎn)品的狀態(tài)。產(chǎn)品使用者可以根據(jù)自己的感受提出相應(yīng)的修改建議，并對設(shè)計與修改過程進(jìn)行觀察，確保產(chǎn)品能夠讓大部分人滿意。

3.在詳細(xì)設(shè)計中的應(yīng)用思路

在工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)程中，對產(chǎn)品詳細(xì)的概念設(shè)計進(jìn)行下一步的深化，是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中，需要完成零件的配備、零件裝配的合理性設(shè)計、工藝的配備等眾多的工作，其中可制造性分析發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。如果產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在對其設(shè)計時，則可以用這一項技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析改善，提高分析過程的直觀性，防止出現(xiàn)配合較差或者零部件相互不協(xié)調(diào)等問題，實現(xiàn)虛擬裝配。虛擬裝配需要利用計算機(jī)技術(shù)分析產(chǎn)品裝配的過程以及結(jié)果，得出產(chǎn)品模型的參數(shù)，制定產(chǎn)品的相關(guān)營銷策略，不需要通過實際產(chǎn)品進(jìn)行決策。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將成為推動工業(yè)設(shè)計發(fā)展的重要動力，而虛擬裝配技術(shù)是虛擬制造過程中的主要技術(shù)。對產(chǎn)品進(jìn)行虛擬裝配，能夠?qū)崿F(xiàn)茶農(nóng)產(chǎn)品的零件的模擬分析，將模型放到最初的模型中進(jìn)行實驗，以便妥善的解決在實際制造當(dāng)中存在的不足，對虛擬模型的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。目前我國所應(yīng)用的最多的計算機(jī)輔助三維立體設(shè)計就是運用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在設(shè)計研發(fā)初步設(shè)計中，將產(chǎn)品初稿模型放入虛擬出來的環(huán)境中，通過虛擬環(huán)境創(chuàng)建產(chǎn)品模型，對產(chǎn)品的外觀由于功能進(jìn)行模擬，同時對模型的人機(jī)交互能力進(jìn)行驗證，在不斷地測試得出結(jié)論后，采取針對性的解決對策。

4.在虛擬制造中的應(yīng)用思路

在產(chǎn)品投入正式生產(chǎn)前，需要按照產(chǎn)品的設(shè)計方案對其進(jìn)行試制，在這個過程中，需要完成工裝試制以及產(chǎn)品試制。在產(chǎn)品試制過程中，不但需要耗費大量的時間，而且需要投入較高的成本，會對產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度造成一定的影響。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)品試制當(dāng)中，能夠妥善的解決這些問題，有效地降低產(chǎn)品試制的時間成本與經(jīng)濟(jì)成本，該項技術(shù)能夠為產(chǎn)品試制創(chuàng)造一個虛擬現(xiàn)實環(huán)境，在這個環(huán)境中進(jìn)行產(chǎn)品的試制，能夠發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的問題，在產(chǎn)品概念落地以前妥善的解決這些問題，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的成功率，不但能夠節(jié)省成本，而且可以提升產(chǎn)品的競爭力。通過虛擬制造的方式進(jìn)行產(chǎn)品試制，需要消耗的資源幾乎不計，不需要生產(chǎn)實際的模型或者產(chǎn)品，只需要通過計算機(jī)技術(shù)對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬。

5.在產(chǎn)品評價與測試中的應(yīng)用思路

工業(yè)設(shè)計中通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以在工業(yè)設(shè)計中實現(xiàn)對產(chǎn)品的虛擬評價與測試。其中虛擬評鑒需要以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，在這種條件下對產(chǎn)品的性能、外觀進(jìn)行檢測并得出數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，找出其中的不足，得出結(jié)論，通過這些結(jié)論對設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的修改，直至產(chǎn)品能夠契合消費者的使用，適應(yīng)市場的發(fā)展。而虛擬測試則需要通過數(shù)據(jù)傳感器感知、測量、理解、分析產(chǎn)品和零件在虛擬測試環(huán)境中的變化，并且對這一時間的詳細(xì)情況進(jìn)行分析，從而分析出這一時間的前景發(fā)展方向，設(shè)計者由被動的參與變成主動的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，主要的檢測方式分為人機(jī)工程的測試和功能測試這兩種。

6.在市場宣傳中的應(yīng)用思路

在產(chǎn)品進(jìn)行市場傳播的過程中，為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代的市場，我們需要將產(chǎn)品主動推向市場。將該項技術(shù)應(yīng)用到市場宣傳工作中，可以讓用戶通過網(wǎng)絡(luò)對這一產(chǎn)品進(jìn)行瀏覽，在各類的設(shè)計網(wǎng)站、app等進(jìn)行詳細(xì)的介紹，使用戶通過虛擬環(huán)境對產(chǎn)品的性能、外觀等做出詳細(xì)的了解，從而更好地打開市場。

五、結(jié)語

綜上所述，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)中開始廣泛地應(yīng)用這項技術(shù)，其中在設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠有效的促進(jìn)工業(yè)設(shè)計水平的提高。這其中展現(xiàn)出來的是技術(shù)與科技交流、碰撞的結(jié)果，是一種新的展示方式，相比與以往設(shè)計師用二維的效果圖將設(shè)計理念傳達(dá)給消費者的方法，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在能更加的提升與消費者概念交流的效率，消費者可以通過模擬出來的視覺、聽覺、觸覺等信息，對設(shè)計師的想法更好的理解，展示性要比以往的二維圖更加精準(zhǔn)，消費者也更加樂于接受，同時也降低設(shè)計生產(chǎn)過程中失敗的可能，減少了設(shè)計的成本，更加有利于工業(yè)設(shè)計的發(fā)展，因此，我們需要在設(shè)計領(lǐng)域中更好地運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，堅持科學(xué)的應(yīng)用思路，充分發(fā)揮其在工業(yè)設(shè)計中的作用，提升工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域與虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的交流，更好地提升工業(yè)設(shè)計水平。