虚拟现实技术在工业设计中的模型应用研究

虚拟现实技术在工业设计中的模型应用研究

Summary：虚拟现实技术在工业设计过程中占据十分重要的作用，可以加快工业设计的快速发展。本文以此为背景，分析了虚拟现实技术在工业设计模型中的具体应用流程，以期为此后在工业设计层面的应用打下基础。Keys：虚拟现实技术；工业设计；模型；应用前言虚拟现实技术主要使用信息技术、计算机技术、系统平台等在终端映射数据信息，构建网络化、沉浸式、虚拟化的环境，将数据模型成像，体会虚拟的场景。为了在工业设计中高效引入虚拟现实技术，应现在模型中进行有效使用，分析各参数信息与操作环节，针对不足进行完善，提供辅助类信息。

一、虚拟现实技术与工业设计概述（一）虚拟现实技术虚拟现实技术主要利用信息技术、计算机技术等为参与者营造虚拟沉浸的世界，使其感受听觉、视觉、触觉的感官体验，并进行交互式的操作与观察。当前我国虚拟现实技术获得快速发展，并趋于成熟，并开始融入云计算、人工智能、物联网等新型技术，尤其兴起的数字孪生、元宇宙等技术概念，更为虚拟现实技术的发展带来更大空间，加快了工业发展速度。具体而言，虚拟现实技术具备以下几方面特点，一是沉浸式，可以使用户沉浸在计算机搭建的虚拟环境中，并与环境中的事物进行互动，获得感官体验。二是构想性，虚拟技术为用户打造虚拟的空间，拓展其认知范围，使其可以与虚拟空间中的事物进行交流，更为信任虚拟现实空间的真实性[1]。（二）工业设计作为具备创造力的行为，工业设计主要在结合生产者与使用者需求的基础上，合理设计产品性能、功能、外形、使用价值等。广义层面，工业设计指的是为了达到预期的目标，由工作人员明确操作性较强的构想方案，并以实际手段实施的设计行为。狭义层面，工业设计也就是产品设计，主要为了满足现实需求，在人与自然的互动中，设计产品，保证生产、生活的顺利进行。工业设计的目的在于保证产品符合使用者的要求，并使其产生较好的亲和力与匹配度，反映了社会的思想意识形态，与政治、经济、文化等因素产生较强的关联。随着社会经济的快速发展，人们对工业设计的要求不断提升，更为重视产品质量与细节。（三）虚拟现实技术与工业设计关系为了保证生产生活的智能化与便捷化，应在工业设计期间合理引入虚拟现实技术，使人沉浸于虚拟世界。具体而言，虚拟现实技术与工业设计具备以下几方面的关系。一方面，仿真应用虚拟现实技术可以为工业设计带来更多发展机遇。当前社会经济获得快速发展，工业产品的市场竞争力增加，工业开始进入转型升级阶段，通过引入虚拟现实技术，可以为工业设计行业的发展带来新的技术处理方法。另一方面，工业设计的进一步发展可以带动虚拟现实技术的转型升级，为虚拟模拟提供新思路。工业设计秉持以人为本的理念，注重消费者的使用需求，旨在改善生活方式，提升生活质量，实现人与工业产品的和谐相处。将虚拟现实技术应用至工业设计中，可以不断发现不足，制定解决方案，为虚拟现实技术的完善提供更多可能[2]。二、虚拟现实技术应用至工业设计的必要性首先，可以通过虚拟现实技术改善工业设计方法。以往工业设计主要以平面图为载体，无法整体实施设计者的想法。而虚拟现实技术以三维模型为载体，可以更完整的表达设计者的意图，简单快捷的感知设计输出物，得到更多有用的测试数据，确保客观、真实的完成工业设计。其次，虚拟现实技术可以改变传统的工业设计理念。将虚拟现实技术广泛应用至工业设计中，可以提升工业设计质量评判标准。以往传统工业设计产生的效果图，无法交互性与逼真性，而引入虚拟现实技术后，可以更为重视工业设计的质量与创新，转变传统的工业设计理念。最后，虚拟现实技术可以实现工业设计的现代化发展。在工业设计中引入虚拟现实技术，可以实现人机结合，更自然的表达设计者的意图与思想，易被人们理解。且期间引入计算机技术，加快信息的传递速度，扩大深度与官渡，促进工业设计的现代化发展。三、虚拟现实技术在工业设计模型中应用（一）关键技术一是产品模型构建技术，这也是整个模型构建的关键内容，以模型为中心，完成产品设计、制造、生产管理等多个环节。为了提升模型功能，还应构建分布式与统一化的数据管理系统，完成工业产品设计分析、设计组织等工作。二是空间跟踪技术，由反射器、接收器、电子部分构成跟踪系统，利用人机交互设备测量手的位置与形态[3]。（二）应用途径1.建立模型利用虚体支持与软件构建不同的数据模型，工作人员向准备好3D场景文件，明确工业设计场景、动画等要求，精简物体网格面数据，确保文件数据符合设计人员观察要求，不影响计算机的正常运行。期间还应去除被隐藏的物体，在3Dmax中输出相对模型场景，确定凹凸贴图、几何物体输出等信息。之后确定场景动画的定义名称，编辑关键帧，得到相应规格的动画场景，利用VET文件中的资料编辑模型。2.控制模型误差利用虚拟现实技术构建工业设计模型后，此模型不可能完全贴合设计标准，此时应结合模型特点进一步简化模型结构，形成不同差异的图像模型，尽可能保留模型视觉处理图像质量，控制误差。3.查询模型信息当模型内部数据误差符合标准后，利用虚拟现实技术获取详细的工业设计参数，全面数据评价虚拟仿真效果，获取参数数据。比如可以利用Netscape软件观看模型信息，通过鼠标转动，360°观察物品，掌握详细数据资料。4.图像加速图像加速指的是利用相邻图像之间的相关性加速模拟，利用虚拟现实技术构建工业设计模型后，应引入图像加速技术获取详细信息，控制模型评估流程，得到已有的图像画面特征，深层次解读工业设计模型。图像加速阶段，工作人员应根据模型动态变化情况处理，限制误差，描绘不同模型下物体测绘速率，运算模型。在数据处理期间，应利用细节层次技术判断系统数据，根据场景中物体多个模型，判断不同模型下的精度变化情况，高速率表达模型，并利用多边形的网格描述，获得全面的数据编辑。5.预览最终结果完成工业设计模型验算工作后，还应根据不同模型设置数据参数，保证最终虚拟结果符合预期要求。为了满足虚拟现实技术的应用要求，应根据工业设计模型特征进行模拟评估，控制误差，提升质量。分析模型期间，应严格控制各种模型的误差数据，根据数据特征作出判断，保证模型精准度。当利用软件技术全面仿真工业设计过程时，应全面了解不同虚拟仿真技术的技能特征，严格控制工业质量。当前虚拟现实技术在工业设计模型中的应用途径得到全面拓展，能以工业设计的形式分析模型数据结果，并根据虚拟现实技术的特征判断最终预览结果，以达到实际应用目标。未来应用过程中，还应融合多个交叉学科，增强工业产品的美学性与技术性，确保产品性能、功能更为完备，真实展现最终的工业设计结果。结束语虚拟现实技术在工业设计中属于关键环节，但实际应用过程中却存在较多问题。因此，应构建工业设计模型结构，以此为基础引入虚拟现实技术，以模型的呈现方式引导设计人员了解工业设计内容，保证设计质量，为虚拟现实技术在工业设计中的应用提供技术保障，促进工业制造业的持续稳定发展。

Reference[1]李升升.虚拟装配技术在工业设