摘要：工藝設(shè)計在社會和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，一方面為各領(lǐng)域提供工業(yè)產(chǎn)品，提高各領(lǐng)域的生產(chǎn)能力，另一方面推動各領(lǐng)域形成機械化發(fā)展模式。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中，極大的提升工業(yè)設(shè)計的專業(yè)化水平，促進工業(yè)設(shè)計可持續(xù)發(fā)展。本文圍繞虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用展開討論，為應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);工藝設(shè)計;應(yīng)用

中圖分類號：TB47 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1007-9416（2020）06-0000-00

0 引言

在我國國民經(jīng)濟中，工業(yè)是重要的組成部分，通過工業(yè)為人們生產(chǎn)各種產(chǎn)品，如汽車、電梯以及家用電器等，使人們的生活和工作更加便利。所以提升工業(yè)設(shè)計的能力，可以強化工業(yè)產(chǎn)品的性能，從而創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為進一步強化工業(yè)產(chǎn)品的性能，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中，可以實現(xiàn)工業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展目標(biāo)。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述

早在上世紀80年代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)由美國人提出，利用該技術(shù)構(gòu)建虛擬的三維環(huán)境，在虛擬環(huán)境中開展不同的活動，如在觀看電影時，人們佩戴3D眼鏡置身于電影中，產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在發(fā)展過程中，通過融合不同的技術(shù)，包括計算機仿真技術(shù)、遙感技術(shù)以及人工智能技術(shù)，從而提升虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用價值。以融入的人工智能技術(shù)為例，人們在虛擬環(huán)境中，會增強感官的體驗感，為人們帶來更加震撼視覺、聽覺等感覺。

在經(jīng)濟全球一體化背景下，世界經(jīng)濟格局不斷變化，工業(yè)領(lǐng)域在發(fā)展中面對機遇和挑戰(zhàn)時，應(yīng)積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的發(fā)展理念，通過尋求創(chuàng)新發(fā)展模式，使工業(yè)產(chǎn)品滿足人們的個性化需求。所以在工業(yè)設(shè)計發(fā)展過程中，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造巨大的應(yīng)用空間，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)增強工業(yè)產(chǎn)品與用戶的互動能力，使用戶在使用產(chǎn)品過程中，更能感受到人文內(nèi)涵。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

2.1 交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)

交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有綜合性特點，已經(jīng)涵蓋多種技術(shù)，包括計算機圖形、多媒體、多傳感器以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成為增強用戶體驗感的載體。交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中，制造出的產(chǎn)品可以與用戶進行交互式操作，通過操作構(gòu)建三維空間，讓用戶在三維空間中獲得良好的使用感。現(xiàn)階段用戶在使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時，只能通過二維或者三維圖形，在被動的狀態(tài)下接收信息，即便用戶處于三維環(huán)境中，用戶的視角只能按照空間的變化而變化，無法自主選擇接收的信息。為轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的操作模式，應(yīng)用交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使用戶在虛擬的環(huán)境自由的活動，在活動中隨意更換觀察視角，不同的視角為用戶帶來不同的體驗感。此外交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以為用戶提供更改環(huán)境的條件，用戶根據(jù)自己的喜好，重新設(shè)置虛擬環(huán)境，從而滿足用戶的個性化需求。

交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)會為用戶營造真實感較強的環(huán)境，讓用戶在虛擬環(huán)境中開展交互活動，通過虛擬環(huán)境增強交互性，如用戶進入到一個房間中，需要打開房間的門，盡管門是虛擬化的，但是整個過程是由用戶完成的，并且在打開門和關(guān)門過程中，門會發(fā)出聲音，使用戶感覺猶如在現(xiàn)實生活中。此外電商企業(yè)正在積極的應(yīng)用交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓用戶足不出戶，在家中通過虛擬環(huán)境，選購心儀的商品，如選購衣服，通過交互式操作，在虛擬環(huán)境中試穿衣服，若用戶試穿的衣服符合要求，即可完成交易。

交互式虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中，需要借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，可根據(jù)產(chǎn)品要求，實時變化產(chǎn)品的外型、結(jié)構(gòu)，從而提高設(shè)計效率，有效控制設(shè)計成本[1]。

2.2分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)

分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)為不同地區(qū)的用戶提供共同工作的便利條件，讓不同地區(qū)的用戶，在相同的虛擬環(huán)境中開展協(xié)同工作。所以分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有異地協(xié)同的特點，在特定區(qū)域內(nèi)工作條件受到限制，采用分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以保證工作順利的進行。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 從對設(shè)計方法的影響角度分析

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中，可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計模式，有效彌補工業(yè)設(shè)計中存在的問題，極大的促進工業(yè)設(shè)計的發(fā)展。從設(shè)計方法角度進行分析：首先，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以控制設(shè)計成本，有效節(jié)約使用的資源。通過控制成本，提高資源的利用率，可以減少工業(yè)產(chǎn)品存在的問題，從而提高工業(yè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。例如在生產(chǎn)康復(fù)器械產(chǎn)品時，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建虛擬的環(huán)境，設(shè)計人員坐在康復(fù)輪椅上，在虛擬環(huán)境中進行日常的生活，通過完成一系列的動作，包括打開水龍頭、開關(guān)門窗等，可以發(fā)現(xiàn)康復(fù)輪椅存在的問題。設(shè)計人員使用康復(fù)輪椅進出房間時，輪椅的轉(zhuǎn)彎半徑較小，導(dǎo)致輪椅無法順利的進出房間。在虛擬環(huán)境中設(shè)計人員可以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，以便調(diào)整設(shè)計，使產(chǎn)品滿足使用需求[2]。在上述過程中，設(shè)計人員通過虛擬環(huán)境，可以快速完成設(shè)計的改進工作，若設(shè)計出的產(chǎn)品投放到市場，存在的問題會嚴重影響產(chǎn)品的使用性能，從而造成較為嚴重的經(jīng)濟損失。

在工業(yè)設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，需要多種技術(shù)共同完成設(shè)計工作，如計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息處理技術(shù)，上述技術(shù)既能提升工業(yè)設(shè)計水平，還能設(shè)計出更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，并且極大的優(yōu)化生產(chǎn)流程，每個流程按照設(shè)計要求進行生產(chǎn)，使產(chǎn)品滿足用戶的使用需求。

工業(yè)設(shè)計將虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為核心，通過構(gòu)建虛擬環(huán)境，在環(huán)境中進行仿生設(shè)計，借助仿生設(shè)計生成樣品，對樣品進行優(yōu)化和調(diào)度，完成上述操作后會確定最終的產(chǎn)品。

3.2產(chǎn)品的發(fā)布

在完成產(chǎn)品的設(shè)計工作后，需要通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，獲得市場的反饋信息，根據(jù)信息進一步優(yōu)化和完善設(shè)計，從而降低企業(yè)的投資風(fēng)險，有效控制生產(chǎn)成本。許多企業(yè)在工業(yè)設(shè)計過程中，將完成設(shè)計的產(chǎn)品，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為用戶構(gòu)建虛擬環(huán)境，讓用戶在虛擬環(huán)境中體驗產(chǎn)品的性能。用戶在虛擬環(huán)境中使用產(chǎn)品時，會根據(jù)產(chǎn)品的性能完成相關(guān)的操作，在操作中用戶會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，并將問題反饋至工作人員，生產(chǎn)企業(yè)掌握產(chǎn)品存在的問題后，及時優(yōu)化產(chǎn)品，使產(chǎn)品符合市場的需求。

3.3從作用與重要性的方面分析

在現(xiàn)實工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，每個環(huán)節(jié)需要設(shè)定運行參數(shù)，運行參數(shù)主要來源于設(shè)計環(huán)節(jié)。在工業(yè)設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以實時采集、整理以及運算相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入到生產(chǎn)環(huán)境，保證工業(yè)產(chǎn)品的功能、性能以及質(zhì)量，均能滿足設(shè)計要求。所以加強設(shè)計階段運行參數(shù)的管理，提高設(shè)計參數(shù)的精度，既能提高設(shè)計質(zhì)量，還能保證生產(chǎn)順利的進行，并且縮短生產(chǎn)時間，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。此外虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以增加產(chǎn)品的體驗感，設(shè)計人員根據(jù)用戶的需求，在創(chuàng)新思維的指引下，設(shè)計出個性化產(chǎn)品，從而滿足用戶的需求。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的可行性分析

4.1建模技術(shù)

建模技術(shù)是由元建模技術(shù)、圖像建模技術(shù)組成，元建模技術(shù)可以提高建模的速度，并使構(gòu)建的模型處于動態(tài)仿真環(huán)境中，使設(shè)計人員在虛擬環(huán)境中，在面對大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)時，設(shè)計人員能快速完成設(shè)計工作。圖像建模技術(shù)主要用于快速獲取三維信息，將信息輸入到計算機中，通過計算機構(gòu)建虛擬現(xiàn)實景物環(huán)境，有助于設(shè)計人員掌握環(huán)境中產(chǎn)品的運行情況。

4.2顯示技術(shù)

顯示技術(shù)是由軟件技術(shù)和硬件技術(shù)組成，以硬件技術(shù)為例，該技術(shù)是由不同的構(gòu)件組成，包括電腦顯示器、虛擬現(xiàn)實現(xiàn)實設(shè)備以及計算機。軟件技術(shù)的核心為渲染引擎，渲染引擎中包含虛擬現(xiàn)實建模語言，設(shè)計人員利用語言，將設(shè)計的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中展示出來，在展示過程中判斷產(chǎn)品的應(yīng)用效果是否符合使用標(biāo)準。

5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用展望

工業(yè)設(shè)計涉及較多的學(xué)科，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，需要對多學(xué)科進行整合，通過整合充分發(fā)揮每個學(xué)科的優(yōu)勢，并且利用每個學(xué)科的特點，增強工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)性和美學(xué)性。所以虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用特點，通過融合不同學(xué)科，在工業(yè)設(shè)計中，使產(chǎn)品性能、功能更加完備。但是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用過程中，由于缺乏完善的基礎(chǔ)設(shè)施，在實際應(yīng)用過程中，無法真實的展現(xiàn)設(shè)計成果，導(dǎo)致用戶未能獲得應(yīng)有的體驗感。所以在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，應(yīng)完善基礎(chǔ)設(shè)施，才能促進該技術(shù)快速發(fā)展。

6 結(jié)語

綜上所述，在工業(yè)設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅進一步優(yōu)化和完善設(shè)計內(nèi)容，使產(chǎn)品的性能、功能以及質(zhì)量滿足使用需求，還能控制生產(chǎn)成本，降低投資風(fēng)險，從而獲得良好的經(jīng)濟效益。通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，成為推動工業(yè)設(shè)計快速發(fā)展不可或缺的載體，配置更加完善的基礎(chǔ)設(shè)施，可以提高虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用水平，為工業(yè)設(shè)計健康穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]戚鵬，辛獻杰，郭艷，等.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的工業(yè)設(shè)計虛擬展示平臺的建設(shè)研究[J].科技展望，2015（20）：160.

[2]初建杰，李雪瑞，余隋懷.面向工業(yè)設(shè)計全產(chǎn)業(yè)鏈的云服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[J].機械設(shè)計，2016（11）：125-128.

收稿日期：2020-04-20

作者簡介：任坤（1986—），女，河南焦作人，本科，研究方向：工業(yè)設(shè)計。