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虛擬現(xiàn)實設計技術范文第1篇

（1）工業(yè)設計專業(yè)需要綜合多方面的知識技能，注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在知識技能層面，虛擬現(xiàn)實的想象性、交互性、沉浸性特征，可讓學生在浩瀚的虛擬世界漫游，并與虛擬環(huán)境內(nèi)的產(chǎn)品進行交互，這種強烈的身臨其境的體驗突破了傳統(tǒng)知識灌輸式的教學方式，向啟發(fā)式、引導式教學過渡，并能營造有趣的學習情境。在教育主體層面，能夠激發(fā)學生內(nèi)在學習動機，提高知識獲取效率，同時還能擴展學生的視野、開拓學生的思維，激發(fā)無限的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。但是，目前絕大多數(shù)高校虛擬現(xiàn)實技術課程仍采用以數(shù)字化建模為主的桌面式虛擬現(xiàn)實教學，依靠鼠標、鍵盤、顯示屏與產(chǎn)品進行互動，無視覺封鎖、無聽覺觸覺反饋使得沉浸感極差，想象性與交互性也大打折扣。因此，突破桌面式虛擬現(xiàn)實教學，探索研究立體顯示、沉浸式虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)，是虛擬現(xiàn)實技術課程教學改革的要點。

（2）對工業(yè)設計專業(yè)而言，產(chǎn)品設計評價是不可或缺的環(huán)節(jié)。工業(yè)設計作為科技與文化的融合體，在信息化浪潮的推動下發(fā)生了重大轉變，信息產(chǎn)品設計需求迅速增長，對工業(yè)設計知識更新提出了更高要求，尤其是計算機輔助設計技術與虛擬現(xiàn)實技術[2]。因此，對于蜂擁而至的信息產(chǎn)品，用戶要通過人機界面同產(chǎn)品進行信息互換，在信息化時代，交互展示成為產(chǎn)品評價的必然表達手段。傳統(tǒng)的產(chǎn)品實體展示存在著耗費人力物力、制作過程較長、產(chǎn)品交互性差等弊端。而虛擬展示，運用虛擬現(xiàn)實技術模擬逼真的三維環(huán)境，同時封鎖視覺，讓用戶有聽覺和觸覺反饋，讓用戶身臨其境的與產(chǎn)品互動時又能沉浸于富有趣味的交互情感體驗中。此外，虛擬展示還具備的極大優(yōu)勢是其交互手段可以以移動互聯(lián)網(wǎng)為傳播方式。因此，在數(shù)字化建模的基礎上，構建產(chǎn)品虛擬環(huán)境、實現(xiàn)產(chǎn)品動態(tài)仿真和交互控制，也是虛擬現(xiàn)實技術課程教學改革的要點。

2虛擬現(xiàn)實技術課程體系構建

如何開展好虛擬現(xiàn)實技術這門課程，需要不斷探討與反思總結。針對上述的虛擬現(xiàn)實技術教學改革的2個要點，提出了有關虛擬現(xiàn)實課程體系建設的思考：通過實踐推動課程展開，整個教學活動過程由一系列由易漸難的校企項目支撐，在學生基本掌握課程內(nèi)容后，由學生自由選擇項目，分組合作完成一個項目，達到考核標準后結束課程學習。課程具體展開分為5個部分：虛擬現(xiàn)實理論、虛擬現(xiàn)實硬件設備、人機交互界面、虛擬現(xiàn)實開發(fā)、項目實踐。其中虛擬現(xiàn)實硬件設備和虛擬現(xiàn)實開發(fā)兩部分是課程體系構建的重心。

2.1虛擬現(xiàn)實理論

讓學生了解虛擬現(xiàn)實技術的背景、概念、特點和應用及發(fā)展情況，展示虛擬現(xiàn)實在工業(yè)設計領域的應用情況，并播放優(yōu)秀設計作品，激發(fā)學生內(nèi)在學習動機的同時為接下來教學內(nèi)容的展開做好鋪墊。

2.2虛擬現(xiàn)實硬件設備

硬件設備包括數(shù)字建模設備，如3D掃描儀等；三維視覺顯示設備，如3D展示系統(tǒng)、大型投影系統(tǒng)、頭戴式立體顯示器等；聲音設備，如三維的聲音系統(tǒng)以及非傳統(tǒng)意義的立體聲；以及交互設備，如位置追蹤儀、數(shù)據(jù)手套、3D輸入設備、動作捕捉設備、眼動儀、力反饋設備等。在硬件設備配備方面，多數(shù)的學校因教學經(jīng)費原因，難以支持購買大型虛擬現(xiàn)實設備，如動作捕捉儀和洞穴式顯示器等。但隨著科技進步，以Google在2014年的I/O大會上推出的Googlecardboard為代表的廉價虛擬現(xiàn)實眼鏡，為沉浸式虛擬現(xiàn)實在高校教學中的推廣應用奠定了基石。SamsunggearVR、Googlecardboard和暴風魔鏡都是用眼鏡封鎖用戶視覺，以避免外界環(huán)境干擾，并利用智能手機作為顯示器，通過透鏡將屏幕畫面成像在人眼3米之外，在不影響視力的情況下使用戶視覺沉浸。如SamsunggearVR還提供了加速計和陀螺儀來跟蹤頭部運動，暴風魔鏡提供了控制手柄，滿足了追蹤用戶動態(tài)，與虛擬環(huán)境進行簡單交互的要求。因此，在廉價虛擬現(xiàn)實設備席卷而來的時代背景下，高?？稍诮虒W經(jīng)費允許的情況下從虛擬現(xiàn)實眼鏡購置入手，讓學生能夠親自動手操作和體驗各種設備，感受虛擬漫游、立體顯示、沉浸效果和反饋效果，使學生更為深入地了解設備的作用以及使用方式。虛擬現(xiàn)實眼鏡設備在教學中的應用可以使虛擬現(xiàn)實教學局限在數(shù)字化模型階段的現(xiàn)狀有所突破，三維顯示和沉浸式虛擬現(xiàn)實技術為工業(yè)設計專業(yè)設計開發(fā)和評價產(chǎn)品提供了更為高效、便捷的方式。

2.3人機交互界面

虛擬現(xiàn)實技術教學中為了達到用戶和系統(tǒng)之間更好交流互動，應教授學生具備良好的人機交互設計理念。在課程中首先要簡要介紹人機交互界面的背景、內(nèi)容和發(fā)展，然后通過典型案例介紹向學生講授研究人機界面的各種理論和方法，讓學生理解并掌握以用戶為中心的基本設計原則、順序原則、功能原則、一致性原則等人機交互界面的設計原則，熟悉人機交互界面的設計流程。

2.4虛擬現(xiàn)實開發(fā)

虛擬現(xiàn)實開發(fā)是構建產(chǎn)品使用情景、產(chǎn)品動態(tài)仿真和交互控制的關鍵部分。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)包括數(shù)字化模型搭建和虛擬交互設計兩部分。數(shù)字化模型搭建可根據(jù)三維建模課程所教授的軟件進行選用，如3DMax、Maya、Rhino、Solidworks、ProE等常用的三維軟件。虛擬現(xiàn)實開發(fā)軟件有Virtools、Quest3D、U－nity3d、Web3d、Vizard等常用軟件。現(xiàn)以Untiy3d為例，描述虛擬現(xiàn)實開發(fā)授課流程。課程可分為軟件編輯器結構、GUI界面、控制腳本、虛擬環(huán)境元素、物理引擎、輸入與控制（包括鍵盤鼠標事件、模型與動畫和GL圖庫等）、持久化數(shù)據(jù)和多媒體8個部分。虛擬現(xiàn)實開發(fā)部分課程以校企項目案例教學方式進行，向學生展示案例從最初的方案構建到最終的完整流程，將課程知識穿插在案例制作的流程之中。在此需要注意的是，

（1）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)是建立在學生了解掌握程序設計的基礎之上，因此在虛擬現(xiàn)實課程的控制腳本部分，應教授學生掌握c#或java等編程語言；

（2）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)的應用性很強，通過項目實踐驅動虛擬現(xiàn)實課程的學習能及時鞏固所教授的知識，讓學生通過實踐加深對相關原理的理解和運用，因此應當在學生有基礎的建模和編程能力時開始穿插小型實踐課題讓學生完成，并在虛擬交互硬件設備上體驗自己完成的項目內(nèi)容，及時得到反饋以促進學習。虛擬現(xiàn)實開發(fā)環(huán)節(jié)有效地實現(xiàn)了產(chǎn)品的仿真演示和動態(tài)交互控制，滿足了產(chǎn)品設計方案對使用情境、用戶心理、人機尺度以及虛擬裝配等的分析評價需求。

2.5項目實踐

這一環(huán)節(jié)，要求學生利用虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺和交互設備完成一個完整的，涉及產(chǎn)品虛擬仿真演示和產(chǎn)品虛擬評價系統(tǒng)的項目。通過準備多個產(chǎn)品設計方向供學生自由選擇，按照所選課題的不同分成相應的組別，在規(guī)定的時間內(nèi)完成整個項目的開發(fā)，并通過答辯的形式進行，期間教師針對學生所做項目和課程重點內(nèi)容進行提問，并給出建議督促學生修改和完善。

3結語

虛擬現(xiàn)實設計技術范文第2篇

基本概念和定義在進行算法描述之前，對文中提到的基本概念進行如下的定義［10］：定義1位姿：在三維空間中，要確定一個物體的幾何狀態(tài)需要確定相對于各坐標軸的3個位移坐標和3個旋轉坐標。在虛擬現(xiàn)實術語中，將一個空間物體的上述6個參數(shù)稱為該物體的位姿。定義2變換矩陣：所謂變換矩陣就是對坐標系里面的點進行平移旋轉之類的變換。算法具體描述本系統(tǒng)所描述的虛擬人手的模型事實上就是網(wǎng)格和骨架兩個大的部分組成，網(wǎng)格就相當于真實人手的肌肉和皮膚，而骨架相當人手的骨骼。網(wǎng)格是由頂點和頂點間連線構成的。網(wǎng)格中頂點和骨架結構中對應的骨骼綁定在一起的，通過這種方式，網(wǎng)格附著在骨骼之上。骨架是虛擬人手仿真的基礎，整個人手關節(jié)的控制都是通過控制骨骼的控制運動來實現(xiàn)的，當骨骼結構中的任意一塊骨骼運動的時候，會改變網(wǎng)格的形狀，從而實現(xiàn)虛擬人手的運動學仿真。骨骼鏈中的每一塊骨骼的運動都是通過變換矩陣來實現(xiàn)的，本節(jié)研究的重點就是手指各骨骼的變換矩陣和頂點坐標變換算法。為方便描述，選取人手的模型的食指進行說明，初始位姿如圖4（a）所示。joint0為指掌關節(jié)，joint1為中指關節(jié)，joint2為遠指關節(jié)，joint3為食指末端，關節(jié)的長度分別用a，b，c表示。以joint0為絕對坐標系原點，建立如圖4所示的坐標系。圖4（b）為食指繞旋轉θ角度后的示意圖，首先需要計算出各個關節(jié)的局部變換矩陣和全局變換矩陣，所用到的算法就是動畫插幀算法。算法結束由動畫插幀算法可以知道各關節(jié)的相關的變換矩陣，但是到目前為止，我們還不知道人手模型網(wǎng)格和骨骼的具體關系。那么下面的頂點坐標變換算法就是要實現(xiàn)將頂點和骨骼綁定在一起，當骨骼運動的時候，和骨骼綁定在一起的模型網(wǎng)格也跟著骨骼發(fā)生形變。傳統(tǒng)的網(wǎng)格形變方法是將一個整體的網(wǎng)格劃分為幾個獨立的網(wǎng)格，如果需要控制網(wǎng)格的某部分的時候，只需要通過圖形引擎提供的相應的函數(shù)來移動或者轉動網(wǎng)格即可。對比圖5和圖6很容易發(fā)現(xiàn)，如果將人手模型劃分為獨立的網(wǎng)格模型，那么在仿真的過程中骨骼連接的地方容易產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會嚴重的影響仿真模型的逼真度。本文采用的頂點坐標變換算法，有效地彌補了這種缺陷。網(wǎng)格模型的頂點通過頂點變換算法后，由于每個頂點受到多個骨骼的拉扯影響，因此不會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，而是比較平滑。

實驗結果和分析

系統(tǒng)是基于VC＋＋6．0實現(xiàn)的，三維人手模型的建立是用milkshape3D建模軟件來完成的，這一步的工作量比較大。完成主要工作有：人手mesh網(wǎng)格模型的繪制，人手骨骼的繪制以及和mesh頂點的綁定，頂點權重的賦值，最后需要給模型蒙皮，就是給mesh網(wǎng)格上蒙上一層皮膚，可以很大程度上提升模型的逼真度。OpenGL圖形庫的移植，將OpenGL移植到開發(fā)環(huán)境中，在程序中創(chuàng)建著色描述表和進行OpenGL初始化。對OpenGL其它一些重要項的初始化包括：啟動平滑著色模式，屏幕背景顏色，緩存深度設置，啟動深度測試，視角計算，光源設置等。算法的具體實現(xiàn)已經(jīng)在上文中做了詳細的說明，圖7為實驗的結果。虛擬人手上面已經(jīng)蒙上了真實人手的圖片，增加了虛擬人手的逼真度。通過鍵盤相應按鍵的控制，可以設置各關節(jié)的旋轉角度，從而實現(xiàn)人手的實時控制，從三維模型構建和仿真的效果來看，在關節(jié)轉動的過程中，仿真人手并沒有出現(xiàn)關節(jié)處的裂縫，較好的驗證了動畫插幀算法和頂點變換算法的可行性。

結束語

虛擬現(xiàn)實設計技術范文第3篇

在風景園林設計工作中要求內(nèi)部景物變化之間要有很好的靈活性。所以在設計之中，設計者們就應該對完工后的園林在腦海中有一個清楚感知。在傳統(tǒng)的設計工作中，設計者們通常是采用制作一個沙盤或是繪制平面圖來檢驗設計的效果。這種辦法的缺陷在于不能讓人有身臨其境的感受，只能在設計角度上進行認識，而不能產(chǎn)生心靈感應。而運用虛擬現(xiàn)實技術則可以實現(xiàn)這方面的效用。

虛擬現(xiàn)實技術通過計算機三維技術來展示設計的立體結構，在計算機中三維模型是由許多的不同“面”構成的，設計實體的結構越復雜，對“面”的數(shù)量以及質量的要求的越高，在風景園林設計中經(jīng)常會有如假山、池塘、雕塑等物體，這些景物的形態(tài)結構千姿百態(tài)，如果要通過計算機技術表現(xiàn)出來，那將是一個極為復雜的工作，比如一塊形態(tài)萬千的石雕塑像，在電腦的模擬圖像中可能會包含幾百萬個面，這對于目前的計算機技術來講是比較困難的，所以在將虛擬現(xiàn)實技術有效地應用于風景園林設計工作中還需要走很長的一段路。

雖然現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術還有很多困難，但是這并不能阻止這項技術的開發(fā)和應用。經(jīng)過技術人員的長期努力，虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)衍生出許多功能，目前使用較多的是VRML以及3DSMAX這兩項技術。其中VRML主要是通過運用三位圖像語言技術對設計進行描述，創(chuàng)設出一個模擬世界，設計者可以隨意的進出這個模擬環(huán)境，依據(jù)自己的想象創(chuàng)設任一虛擬的環(huán)境，將自己的設計理念在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)出來。而3DSMAX技術的應用范圍就更加的寬廣，它作為VRML的傳輸基礎，還能夠實現(xiàn)使用攝像頭在三位虛擬環(huán)境中進行引導，還可以通過活動控件來增加瀏覽的內(nèi)容。

現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術在風景園林的設計工作中已經(jīng)得到了廣泛的運用，運用虛擬現(xiàn)實技術可以從多種運動變化的角度實現(xiàn)對風景園林設計的全方位感受，增加了風景園林的模擬運動方式，設計者可以根據(jù)自己的需求選擇適宜的模擬運動方式。使用虛擬現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)從微觀的角度來對園林設計合理性進行分析，對設計細節(jié)能有更好的把握，使設計者能夠從全方位、多角度來對設計園林的美感及條理性進行考證。而且虛擬現(xiàn)實技術可以根據(jù)一年四季的變化進行元素編輯，根據(jù)不同季節(jié)的特色設置不同的顏色，給人以季節(jié)變化的真實感。此外，運用虛擬現(xiàn)實技術可以方便群眾、建設者、投資者及管理者等園林的相關人員更好的了解到園林的設計方案和完工后所能達到的效果，大家可以針對自己的理解和訴求提出修改的意見，使園林建成后更加能夠滿足社會的要求。

二、虛擬現(xiàn)實技術在風景園林設計上的發(fā)展前景

目前虛擬現(xiàn)實技術正在隨著計算機網(wǎng)絡技術的普及發(fā)展而飛速前景，雖然目前還有很多技術上的困難，但是與傳統(tǒng)的二位平面技術相比較已經(jīng)實現(xiàn)了技術突破。在信息的傳輸上更加的方便，各種園林景觀都可以通過虛擬現(xiàn)實技術顯示出來，并且打破空間維度的制約，在季節(jié)、色彩、聲音、空間等多角度進行模仿，使設計者能夠獲得更加全面的信息，運用現(xiàn)代技術手段，賦予設計中的園林景物以內(nèi)涵，通過三維技術將園林的物質性充分表現(xiàn)出來，讓設計者們從內(nèi)心感受到景物帶來的美感，使虛擬設計效果更加完善，為改進園林設計提供參考，促使風景園林設計方法的變革。

三、總結

虛擬現(xiàn)實設計技術范文第4篇

論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實技術等相關概念的基礎上，探討虛擬技術的在產(chǎn)品概念設計中的應用，這項技術的使用讓設計思路和設計表達更上一個全新的臺階，在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，保證產(chǎn)品開發(fā)的一次性成功。

目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產(chǎn)品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實技術的應用，使設計思路和設計表達如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場的風險性，也為 企業(yè) 決策人尋找商機、判斷概念產(chǎn)品能否進一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。

一、虛擬現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術

（一）虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）及虛擬設計（virtual design，vd）

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）是利用 計算 機省城一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進 自然 交互的技術。這里所謂模擬環(huán)境就是計算機生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實世界的真實體現(xiàn)，也可以是純粹構想的世界。傳感設備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設置現(xiàn)實環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環(huán)境內(nèi)的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現(xiàn)實是一種全新的人機交互系統(tǒng)，它能對介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺，給人身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計算機生成的環(huán)境進行交互操作。

虛擬設計是以“虛擬現(xiàn)實技術為基礎，以機械產(chǎn)品為對象的設計手段”，借助這樣的設計手段，設計人員可以通過多種傳感器與多維的信息環(huán)境進行自然地交互，實現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是人的想象力和 電子 學等相結合而產(chǎn)生的一項綜合技術，它利用多媒體計算機仿真技術構成一種特殊環(huán)境，用戶可以通過各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進行自然的交互，從而體驗比現(xiàn)實世界更加豐富的感受。

二、概念設計的定義及內(nèi)涵

pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設計”這一名詞以來，人們對概念設計進行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設計工作叫做概念設計。

國內(nèi)的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設計》一書中將“產(chǎn)品概念設計”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的，可組織的，有目標的設計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進化的過程。”

在幾十年的時間里，人們對概念設計的研究日益增加、不斷深入，使概念設計的內(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個階段的要求進行市場需求分析、功能分析、功能的工作原理、動作行為的構思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見，確定方案是概念設計的最終結果，產(chǎn)品生命周期全過程的滿足才是概念設計的關鍵。設計方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優(yōu)方案，同時使設計更具創(chuàng)造性。

概念設計是對產(chǎn)品或部件的構思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個階段，產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定，設計人員有一定變更自由，所以盡可能考察設計方案，以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計算機輔助設計，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產(chǎn)品卻是三維的部件，這樣必然導致人機交互效率低?，F(xiàn)行的計算機輔助設計系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)品的概念設計階段這樣的尺寸可能無法精確得到或者根本沒必要精確定義，這樣必然影響設計效率和周期。傳統(tǒng)的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設計人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設計人員有關產(chǎn)品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達給電腦人員，這樣導致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設計者本人直接參與電腦輔助設計建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設計系統(tǒng)的操作復雜和交互能力若，大大分散了設計者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性，人們開始把虛擬現(xiàn)實技術引入計算機輔助設計系統(tǒng)進行概念設計，將虛擬現(xiàn)實技術和概念設計有效結合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進行概念設計，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機輔助概念設計，即虛擬概念設計。

三、虛擬概念設計的研究方向和應用前景

（一）概念設計中應注意的兩個問題

1.  虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設計師透過畫面或者模型，將市場的需求轉換成可視化的具體形態(tài)。概念設計是否能符合目標用戶的要求，“眼見為實”的圖面或者模型是最具有說服力的。

2.  虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的人機交互界面。想實現(xiàn)人機互動，必須解決一系列技術問題，形成和諧的人機環(huán)境。虛擬現(xiàn)實就是一種基于可 計算 信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計算機技術為核心的 現(xiàn)代 高科技省城逼真的視聽觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗。

（二）虛擬現(xiàn)實技術在概念設計中的前景

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，進行產(chǎn)品的概念設計是虛擬現(xiàn)實技術的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設計建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實給用戶提供諸如視聽觸覺等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負擔、提高整個系統(tǒng)的工作效率。相關人員可以對原型的各方面包括視覺效果、部件間比率進行評價。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗修改模型；選擇產(chǎn)品的可選部件，觀察設計和修改過程。

概念設計是設計過程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關產(chǎn)品式樣和形狀的信息，同時它又是設計過程中的重要階段，因為產(chǎn)品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產(chǎn)品市場競爭的挑戰(zhàn)，可以預見，基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機輔助概念設計必有長足 發(fā)展 ，最終將與現(xiàn)有計算機輔助設計系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成。激烈的全球市場競爭，各國投入大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術及其在 工業(yè) 設計領域中的應用進行深入研究。將研究的成果及時轉化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領市場的關鍵。 

參考 文獻

[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實及應用的研究[j]．哈爾濱理工大學學報，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現(xiàn)實技術在計算機輔助概念設計中的應用[j]．華北工學院學報，2004，(10)．

虛擬現(xiàn)實設計技術范文第5篇

【關鍵詞】產(chǎn)品 三維 虛擬 動畫 競爭力

一、虛擬現(xiàn)實技術的概述

虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如身臨其境搬，可以及時沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。這一技術的應用可以大大增強人機交互技術，可很大的提升用戶的體驗感，進一步增強產(chǎn)品的競爭力。

二、虛擬現(xiàn)實技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

隨著虛擬現(xiàn)實技術在城市規(guī)劃，軍事等方面應用的不斷深入，在建模與繪制方法、交互、方式和系統(tǒng)構建方法等方面，對虛擬現(xiàn)實技術都提出來更高的需求。為了滿足這些新的需求，近年來，虛擬現(xiàn)實相關技術研究遵循"低成本，高性能"原則取得了快速發(fā)展，表現(xiàn)出一些新的特點和發(fā)展趨勢。

在國外西方發(fā)達國家和日本， 虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)有了近30年的研究和使用。它的應用領域十分廣泛，主要在航空、航天、航海的工程設計和模擬、軍事模擬訓練、計算機輔助設計、數(shù)據(jù)可視化、多媒體教育、醫(yī)療模擬、工業(yè)產(chǎn)品設計、網(wǎng)絡游戲、娛樂等方面。國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實也有十多年的研究和應用， 尤其在國防的航空工業(yè)和相關院校， 比如國防科技大學，北京航空航天大學等。通過我們近幾年對國內(nèi)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的密切注視， 我們高興地看到， 虛擬現(xiàn)實技術應用已經(jīng)走過了以前只被高端國防工業(yè)和高等院校使用和研究， 已經(jīng)開始被應用于越來越多的民用項目和其它民用行業(yè)。新的虛擬現(xiàn)實公司的不斷涌現(xiàn)，新的應用方向和市場也在被不斷探索和開拓， 經(jīng)濟效益不斷提高、產(chǎn)值不斷擴大。

虛擬現(xiàn)實與網(wǎng)絡通信以及多媒體技術的結合，是傳統(tǒng)信息技術的突破， 是一項發(fā)展中的、具有深遠的潛在應用方向的新技術。網(wǎng)上互動虛擬世界是人類社會信息時代的發(fā)展方向， 是各個行業(yè)未來信息化的必然目標。 互動的網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術將改變?nèi)藗兊乃季S方式，改變?nèi)藗儗κ澜?、自己、空間和時間的看法。

三、虛擬現(xiàn)實技術的用途

1、軍事仿真和對抗演練的應用；

2、房地產(chǎn)和建筑、虛擬數(shù)字城市的應用；（類似建筑游歷動畫）

3、大型會展的應用；

4、科技館、展覽館、博物館的應用；

5、虛擬旅游和培訓的應用；（應用虛擬現(xiàn)實技術模擬真實場景）

6、娛樂和商業(yè)方面的應用；（立體互動虛擬社區(qū)、立體商城、立體產(chǎn)品展示）

7、醫(yī)學上的應用；（人體及動物器官仿真展示， 互動虛擬手術和培訓等）

8、工業(yè)上的應用；（大型和重型機械設備的虛擬裝配， 以及虛擬使用培訓）

9、教育上的應用；（虛擬實驗、虛擬課件、虛擬教學、虛擬校園等）

10、地理信息上的應用；（實用性的三維地理信息系統(tǒng)開始應用于軍隊、警察、油田、煤礦、天然氣等單位）

11、公共安全和應急處理的應用；（地震模擬和預防展示系統(tǒng)；安全防范方面，緊急事件12、處理預案；刑事案件和交通事故的模擬）

12、交通方面的應用。（城市交通流量模擬；高速公路、城市地鐵、普通鐵路的模擬；機場、港口等模擬）

四、虛擬現(xiàn)實技術在工業(yè)設計中的具體運用

目前，國內(nèi)的工業(yè)產(chǎn)品設計與制造已經(jīng)使用電腦輔助設計，快速成型技術制作草模，但是仍是傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計流程，這影響產(chǎn)品開發(fā)的效率。

利用這一技術，我們在工業(yè)設計中可以在產(chǎn)品設計前期做一些可行性的虛擬測試，在產(chǎn)品設計過程中利用虛擬現(xiàn)實來簡化產(chǎn)品的具體設計操作，后期產(chǎn)品評審可以利用這項技術做實時的動態(tài)評審和產(chǎn)品虛擬立體化（可以觀察產(chǎn)品的任何角度的內(nèi)外部結構），在產(chǎn)品推廣階段，虛擬現(xiàn)實技術可以直接給用戶提供各種虛擬的場景供客戶了解該產(chǎn)品在不同環(huán)境下的形態(tài)和視覺效果，以及可以利用外部設備讓客戶體驗到更仿真的產(chǎn)品交互，進一步刺激消費者的購買欲和提升產(chǎn)品的科技感和競爭力。

1、設計前期：做可行性測試，研究用戶需求，利用虛擬現(xiàn)實技術快速定義前期研究的可行性，以及多種形態(tài)的呈現(xiàn)。（草圖之后可簡單快速定義產(chǎn)品的局部動能特點，以虛擬方式展現(xiàn)，可以讓ID設計師、產(chǎn)品策劃更清楚更明確的選擇方案和修改方案）

2、方案確定后ID設計師建模階段，模型完成后可導入相應的軟件進行產(chǎn)品的動畫制作（根據(jù)產(chǎn)品的特性和功能做產(chǎn)品動畫），為后期產(chǎn)品多形式展示提供支持，（動畫形式展示能為用戶帶來不一樣的視覺感受和刺激消費，也為產(chǎn)品提升價值定位）

3、產(chǎn)品評審是一個產(chǎn)品能否量產(chǎn)和認可設計師的設計創(chuàng)意的方式，傳統(tǒng)的產(chǎn)品評審必須先做產(chǎn)品手板，手板的制作費時費人力費用高，產(chǎn)品手板為產(chǎn)品設計實物化更直觀，在評審中用來檢查外觀或結構合理性的功能樣板。虛擬技術對比手板唯一缺陷是非實物化，但也可以實時展示產(chǎn)品的各個細節(jié)角度，還能在評審中即時更改產(chǎn)品的部分細節(jié)（TV裝飾條、底座、面殼等顏色紋理；部分細節(jié)模型小修改等），能用虛擬技術建立一個虛擬空間與產(chǎn)品實時結合在一起，可根據(jù)用戶的習慣和性格來設置產(chǎn)品空間。產(chǎn)品評審中也可以利用虛擬現(xiàn)技術與實物手板相結合營造更好的用戶體驗空間。虛擬現(xiàn)實技術能為產(chǎn)品評審時增加更多的功能展示、產(chǎn)品虛擬體驗、產(chǎn)品的實時調(diào)整、產(chǎn)品夸張的視覺體驗和更具趣味性的評審方式。

4、新產(chǎn)品的對外會，虛擬現(xiàn)實技術可完美發(fā)揮其對會的主導作用，在會中建立一個虛擬場景讓者與產(chǎn)品融為一體，完美展示產(chǎn)品的各個部分細節(jié)和突出的功能點，同時體現(xiàn)人機交互的又一高度。

5、建立產(chǎn)品虛擬體驗中心，為優(yōu)秀更具創(chuàng)意的產(chǎn)品量身定制虛擬空間。

五、虛擬現(xiàn)實技術為企業(yè)帶來的價值

虛擬現(xiàn)實交互技術可以把虛擬物體變成我們可觸及的東西，你可以推、抓，甚至擠壓他們。它能在相互空間中俘獲真實物件，利用三維建模實現(xiàn)高質量的虛擬克隆，變成用戶可觸及的東西，縮短生活中重要的人員、地點和活動之間的距離（社區(qū)、工作地點、玩游戲、教學等）。通過使用這項技術，我們可以在虛擬世界中實現(xiàn)更多的驚奇體驗。

也許，你會認為虛擬化現(xiàn)實技術離我們的生活仍然很遙遠。但是實際上，目前世界許多公司已經(jīng)使用虛擬現(xiàn)實技術進行產(chǎn)品的網(wǎng)上宣傳了?？蛻敉ㄟ^鼠標、鍵盤等簡單操作就可以了解到產(chǎn)品的詳細情況。比如海爾公司的冰王子電冰箱，客戶只需在網(wǎng)頁上，使用鼠標拖拽旋轉冰箱；單擊冰箱門可以打開冰箱，再單擊關閉；可以任意抽拉里面的部件；使用控制按鈕可以控制冰箱執(zhí)行動畫演示以及規(guī)定的展示動作。這樣的一些人性化的設計是用戶與產(chǎn)品逐步實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)人機交互。我們的電視、白電以及其他產(chǎn)業(yè)公司的產(chǎn)品，不都可以這樣來體現(xiàn)嗎?；ヂ?lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展促使我們必須利用向前看，必須利用更好的技術來適應市場的需求，才能在日益激烈的市場中穩(wěn)定腳跟繼續(xù)前行。

六、總結

在結合現(xiàn)有的工作方式和工作內(nèi)容，引進虛擬現(xiàn)實技術將是工業(yè)設計中的一大亮點，也將增強創(chuàng)維品牌的科技感，進一步體現(xiàn)專注健康科技。虛擬現(xiàn)實將是未來人機交互、產(chǎn)品設計、顯示技術方面的發(fā)展趨勢。

虛擬現(xiàn)實技術的應用，對于產(chǎn)品設計來說一定能取到畫龍點睛的作用，不但要在產(chǎn)品設計中錦上添花，還應該積極開拓一些新的范疇，讓虛擬現(xiàn)實技術在工業(yè)設計中涉及更多的領域。科技日益發(fā)展的今天，虛擬現(xiàn)實技術是在不斷完善中，不斷的發(fā)展中，不斷的在設計中發(fā)揮更大的價值，產(chǎn)生最大的能量，給廣大用戶最完美的產(chǎn)品和最讓人享受的視覺、感知體驗。

參考文獻