混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)的作用

時(shí)間:2022-05-20 03:14:02

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混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)的作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是以可計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù),進(jìn)而形成以味覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)為主導(dǎo)的感官世界和虛擬環(huán)境,用戶(hù)可通過(guò)各項(xiàng)傳感設(shè)備實(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)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(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面,通過(guò)多傳感技術(shù)和并行處理技術(shù),向用戶(hù)提供良好的觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)等感官功能,用戶(hù)可沉浸于該虛擬境界,通過(guò)手勢(shì)和語(yǔ)言等方式與其建立起實(shí)時(shí)交互,為用戶(hù)創(chuàng)建起適應(yīng)用戶(hù)需求的多維信息空間。

混和現(xiàn)實(shí)技術(shù)

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

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)而發(fā)展和普及的,故和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)有一定的一致性和繼承性。計(jì)算機(jī)課可通過(guò)混合現(xiàn)實(shí)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(hù)可視范圍內(nèi),使用戶(hù)可感官真實(shí)物體上的虛擬信息。這些與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的虛擬輔助信息可有效增加用戶(hù)的使用體驗(yàn),而注冊(cè)和顯示是混合現(xiàn)實(shí)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(jì)

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)可被運(yùn)用于產(chǎn)品外形設(shè)計(jì),可根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)要求,多次評(píng)測(cè)和修改產(chǎn)品的外形,此類(lèi)修改方式對(duì)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(xiǎn),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(jì)和仿真加工等環(huán)節(jié)也可直接運(yùn)用系統(tǒng)生成的建模數(shù)據(jù)。

2.產(chǎn)品的布局設(shè)計(jì)

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可用于研局較為繁雜的產(chǎn)品,可對(duì)產(chǎn)品布局進(jìn)行相應(yīng)的整合和設(shè)計(jì)。該技術(shù)的應(yīng)用可有效顯示出產(chǎn)品布局,使設(shè)計(jì)者直觀全面的觀察產(chǎn)品設(shè)計(jì),避免不合理的設(shè)計(jì)問(wèn)題出現(xiàn),最大化的提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和布局的設(shè)計(jì),使產(chǎn)品布局具有較高的準(zhǔn)確性。(本文來(lái)自于《設(shè)計(jì)藝術(shù)》雜志?!对O(shè)計(jì)藝術(shù)》雜志簡(jiǎn)介詳見(jiàn).)

3.產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)仿真

運(yùn)動(dòng)物件類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需注重工作時(shí)產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系,針對(duì)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)核實(shí),例如動(dòng)力學(xué)性能、產(chǎn)品強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)干涉檢查。現(xiàn)階段的企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)均由各個(gè)環(huán)節(jié)組合而成,各個(gè)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?;旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)可在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出仿真技術(shù),該仿真技術(shù)可有效設(shè)計(jì)和配置生產(chǎn)工作流程,具有直觀性的特點(diǎn)。

3D技術(shù)和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是廣告設(shè)計(jì)中的主力軍,兩者的合理組合可有效實(shí)現(xiàn)逼真的廣告效果。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維動(dòng)畫(huà)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(guò)模型向受眾展現(xiàn)出來(lái)。此外,這兩項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用還可詳細(xì)介紹該產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,例如產(chǎn)品的維修、裝配、工作和使用等過(guò)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(dòng)的核心就是直觀、生動(dòng),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(duì)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(chǎng)、城市、車(chē)間、設(shè)計(jì)圖紙和機(jī)器結(jié)構(gòu),使用戶(hù)可快速準(zhǔn)確的獲取廣告信息。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被日漸運(yùn)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,而混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和普及對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生了較為深遠(yuǎn)的影響,直接導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生成手段的改變?;旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)思維的活躍,雖然混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)被運(yùn)用于各領(lǐng)域的時(shí)間較短,在一定程度上存在缺陷,但其自身所具有的優(yōu)勢(shì)確定了其成為人機(jī)接口的重要方式。產(chǎn)品通過(guò)運(yùn)用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化,而虛擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不論從信息存儲(chǔ)還是功能上均與現(xiàn)實(shí)計(jì)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(shí)技術(shù)的發(fā)展,也使其成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主要方式。

本文作者:王小云工作單位:山西大學(xué)