论虚拟现实技术在产品设计中的应用

论虚拟现实技术在产品设计中的应用

冀婷

姜敏2周军强3

(1．西安石油大学，陕西西安710065；2．延安大学，陕西延安716000；

3．西安西电高压开关有限责任公司，陕西西安710018)

脯要】随着IT技术的进步发展，产品设计模式在信息化的基础土，叠i霸簿数字化、集成丰匕、网络丰匕、智熊化的瘩穆鬻癣∥躜蠛g蘸穆

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1虚拟现实技术概述

然环境中的各种活动，把握人对产品的真实需要，实现人与所设计对象1．1虚拟现实的概念

虚拟现实(VirtualReality，VR)一词由美国VPL公司创建人拉尼(JaronLanier)1980年代初提出，是指综合利用计算机图形系统3维言之，虚拟现实就是人与虚拟世界的对话。人的动作和情

拟世界中的物体。反之，虚拟世界中的物体也能使人产生

觉，包括视觉、听觉、触觉等。虚拟现实并不是真实的世界，

可交互的环境，人们可通过计算机等各种媒介进入该环境与之它不仅可以模拟现实的世界，更重要的是它将通过计算机

12虚拟现实技术分析

从超脱不同的应用背景来看，虚拟现实技术是把抽象、复杂的计转化为直观的、用户熟悉的事物，它的技术实质在于提供

机接口。利用虚拟现实技术所产生的局部世界是人造和虚真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实

基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空虚拟现实技术已经逐步发展完善起来，应用到了制造、军

、航天、建筑等很多领域，并且都取得了很大的成功。而将虚用到产品设计中，更会体现出它的很多优势，给设计业带2虚拟现实技术在产品设计中的应用

将虚拟现实技术应用于产品的开发设计，称之为虚拟设计。从本境中虚拟地实现。其目标不仅是对产品的物质形态和制造和可视化，而且对产品的性能、行为和功能以及在产品实

21三维模型仿真

虚拟现实技术的应用很多，但主要用于模拟仿真。基于虚拟现实

计打破了传统的设计方法，用三维建模软件将三维模型数

3D绘图可以在造型、材质以及颜色的多样性、光影环境的

方面给设计师提供设计构思的最真实的表达和准确的数据信

片真实的效果。这样不仅更能体现出设计师的想法，同时及用户更形象具体的概念，以便在生产制造前有～个直观

从而实现产品设计由面向体的表达的突破。计算机辅助设计

AD软件及三维动画软件如Alias，Softimage，MAYA及3DMax的

odeling模块都能实现此功能。所以，虚拟现实技术离不开三维模型22虚拟环境仿真

虚拟环境仿真是指计算机模拟的三维环境，它主要用来进行产品析、机能分析、操作与模拟分析，如产品的物理特性、机能的

使用者在虚拟环境中可以身临其境，操纵系统中的每一个具备了听觉、触觉、嗅觉的多媒体功能，使得虚拟环境仿

式更为多元化和主动性。设计师在观察产品在三维场景里运动自己的需要变幻视觉。这些功能不是一般用计算机进行虚构工具就能完成的。借助电脑和其它技术，逼真地模拟人在自

，并不断改进设计。除了对环境的定义外，对于3D产品

定义，如物理现象有强性碰撞、运动方式(移动、旋转)就使计算机虚拟的和真实的物体一样，具有实质的运动方式，

拟方式下，让产品设计师更易于预先掌握产品在实际生产

23虚拟界面仿真

随着科学技术的发展，产品功能越来越复杂，但是产品的外观造

于轻薄短小。因此产品的显示界面是除产品造型设计外的课题。设计师可以利用多媒体工具和3D影像与音效，虚拟一运作情况。产品操作功能趋向复杂，但是在产品轻薄短小提供足够的显示面积的矛盾下，就必须有一套完善的人机复杂化的操作相关讯息很有条理地在显示界面呈现，并使理解与操作。例如，在进行某列车的车头设计时，除了建机车和模拟的三维环境外，还要虚拟一个显示界面来体现况。设计者不仅可以以驾驶员的视角操作驾驶台上的各种

同的角度来观看未来的新型车辆在运行、操作、停靠时的在实时运行过程中是否存在不合理的地方。这样，不只大去必须先制造一台模型样机的时间和经费，更重要的是设利用这个虚拟的界面仿真来一边X目察一边修改他的设计，大大

3虚拟现实技术在产品设计中的作用及重要性

首先，利用虚拟现实技术而设计的概念产品是一个数字化的虚拟真实产品所具有的特征。通过对产品实时性功能的仿真，真实产品一样使用虚拟产品，不必受到外界设备的各通过虚拟设备自由的在虚拟空间内发挥自己的想象力和创应用虚拟现实技术节省了传统设计中需要制造的物理模型时间也会大大缩短。而且在计算机中对设计产品的分析、传统设计方法中反复修改绘图及重造立体模型的过程要方拟现实技术提供了减小产品设计制造后投放市场的风计算机三维造型功能对产品形、色、材质的完善，并模拟境和情景，将产品置于其中进行分析、预测，从而找到此4结语

尽管虚拟技术还很年轻，但是虚拟现实仍然被看作是未来的人机设计中应用虚拟技术，可以实现产品的完全数字化。在未中，随着技术的发展，虚拟现实技术及其应用会越来越广作者简介：冀婷，1982年生，女，陕西西安人，陕西省西安石油大院工业设计系教师，研究方向为产品设计；姜敏，1981年，陕西延安人，硕士，延安大学鲁迅艺术学院艺术设计专方向为平面设计；周军强，1981年生，男，汉族，陕西长、参麓斌

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掰攀临，李树涛．虚拟工业没计聊】．北京：电子王照出版戳∞6：萋。≯。囊

的操作与交流尔和各种显示、控制等接口设备，生成可提供沉浸感觉和交互操作的环境技术。简的各种限制的等，这样在视觉化的模后其运作的特点，而不必等到一个实际原形完成之后才进行分析。

绪可以控制虚真实的感而是一种交流和互动。虚拟出我们想象的东西。

型却更加的趋又一重要个界面真实的的趋势和无法界面设计，将使用者轻易地立一个三维的真实的运作隋算初数据空间一种高级的人构的，并非是世界却是燥、生硬间。目前，工、医学拟现实技术应来全新的设计理念和方式。

设备对其使用性进行评估，还可以操纵这个虚拟的大型设备，通过显

示器从各个不情形，以判断大地节省了过计者可以节省了人力、物力和时间。

产品，它具有设计师就能像使用种约束，可以造力。第二，所需的物质，修改等过程比便许多。第三，虚险，充分利用一个虚拟的环产品在未来市场中的卖点和发展潜力。

质上讲，虚拟谢寸是将产品从概念设计到投入使用的全过程在计算机上

构造的虚拟环过程进行模拟现的各个阶段中的实施方案进行预测、评价和优化。

技术的产品设字化。这种模拟能力息，以达到照也可给开发商的印象，C接口方式。在来的产品设计泛，虚拟现实技术也必将发挥其更大的优势。

学机械工程学生，女，汉族业教师，研究安人，学士，西安西电高压开关有限责任公司技术管理处设计人员。

M的模拟仿真，三维模型的模拟仿真是虚拟现实技术应用的基础。

的物理分运用分析等。对象，同时又真的时，可以根拟真实建