虛擬現實技術和計算機網絡技術已經被廣泛應用到了各行各業中，這兩種技術也給我們的日常生活帶來了極大的便利，發揮了不可比擬的優勢。在高清逼真的模擬環境下，用戶可以切身的感受到計算機模擬的真實感，在虛擬現實技術和工業設計中的相互融合下，為工業設計帶來了創新改革契機。

　　關鍵詞：虛擬現實技術,工業設計,計算機網絡

　　1虛擬現實技術的工業設計綜述

　　虛擬現實技術以計算機網絡技術、現代信息技術為依托，實現虛擬現實技術與現代先進制造技術的整合，是一種基于高度逼真的模擬化人機界面技術，可以達到基于自然技能和真實體驗的人機交互系統。虛擬現實技術的工業設計具有其特殊的性能和特征，具體表現為：

　　(1)網絡化。在網絡技術為支撐的、并行式的設計結構系統之中，實現了對設計、工程分析、生產制造三者的統一和集成。它可以快速地響應市場需求，在虛擬的制造環境中生成數字樣機，并對其進行預測和評估。

　　(2)交互性。在虛擬現實技術的工業設計之中，建構三維立體的虛擬數字模型，給人以真實的體驗，在身臨其境的感覺中對其加以修改和操作，較好地實現了人機的交互。

　　(3)高效性。在虛擬現實技術的工業設計之中，可以較好地減少對設計的修改，節約了設計成本，也提升了設計精度，由此可見，虛擬現實技術的工業設計可以極大地提升資金使用效能。虛擬現實技術對于工業設計的影響是多方面的，我們可以從不同的角度看待虛擬現實技術在工業設計中的應用優勢：

　　(1)變革了工業設計理念。在虛擬現實技術應用于工業設計領域時，工業設計師不僅參與工業的設計階段，還滲透到企業的生產和銷售階段，需要全程對自己的設計負責，這種理念的轉變是前所未有的，虛擬現實技術在工業設計中的應用不僅體現于工業產品的外形設計，還體現于工程設計，這就需要設計師立于更高的、更為全面的角度，生成優良的新產品設計，并使之涵括除了工業設計專業之外更為廣泛的領域，更好地實現與其他經營、銷售等團隊的精誠合作和交流。

　　(2)創新了工業設計方法。傳統的二維式的平面圖設計方法已經被替代，在虛擬現實技術的應用之下，可以使工業設計方法更為立體化和三維化，可以使人們體驗和感受到不同視角的立體效果圖，在用戶任意旋轉、放大、收縮的模型修改過程中，充分體現工業設計方法的多維化轉變。

　　2虛擬現實技術的分類及應用領域

　　2.1虛擬現實技術的分類

　　虛擬現實技術又被稱為“虛擬生產”、“虛擬貿易”、“虛擬網絡”，它基于“人是信息環境的主體”的理念和意識，強調人在虛擬現實系統中的主導作用，它的分類，具體包括以下幾種：

　　(1)分布式虛擬現實技術。不同的用戶基于計算機網絡實現鏈接，共同參與和體驗虛擬經歷，這些不同的用戶可以對同一個虛擬世界進行互動、操作和交流，以更好地實現網絡協同，達到共同體驗的工作目標。

　　(2)增強現實性的虛擬現實技術。它是實現對真實世界的模擬和高度仿真，可以極為有效地增強用戶在真實場景下所無法感知或不便于感知的體驗，如：戰斗機飛行員的平視顯示器，可以更好地引領飛行員將武器瞄準數據投射到穿透式的屏幕之上，獲悉敵機的導航偏差。

　　(3)沉浸式的虛擬現實技術。運用特定的設備隔離用戶的視覺和聽覺，使用戶可以全身心地投入和沉浸于系統之中，利用位置跟蹤器、數據手套、手控設備等，實現沉浸式的虛擬現實技術的體驗。

　　(4)桌面虛擬現實技術。運用個人計算機和低端工作站，實現對現實世界的高度仿真和模擬，并以計算機屏幕為觀察窗口，借助于各種輸入設備，全方位、多角度地實現與虛擬仿真世界的交互、操作和修改，在這個系統之中，個體沒有與外界相隔離，會受到外界的干擾和影響，因而缺乏真切的現實體驗和感受。

　　2.2虛擬現實技術的應用領域

　　(1)虛擬設計。虛擬現實技術可以應用于虛擬設計領域，如：虛擬現實汽車設計。

　　(2)教育和娛樂領域。虛擬現實技術可以使用戶體驗到真切的感官刺激，在三維立體的逼真視景之中，實現用戶自主的、個性化的體驗。

　　(3)安全訓練。在一些高難度和危險的情境之下，可以運用虛擬現實技術進行訓練。如：應用于醫療手術訓練的虛擬現實技術系統。

　　(4)先進制造領域。在工業設計中的先進制造領域，可以運用虛擬現實技術，完善產品的設計，優化產品的性能，更好地提升設計效能。

　　(5)建筑與藝術設計領域。在工業建筑及藝術設計領域之中，可以運用虛擬現實技術，將抽象思維轉化為實體場景，極為有效地增強用戶的真實體驗。

　　3虛擬現實技術在不同工業設計中的應用實踐分析

　　3.1虛擬現實技術在灌裝制造生產線的應用

　　3.1.1虛擬灌裝生產制造線的框架設計

　　在將虛擬現實技術應用于制造生產線的架構之中，可以將虛擬生產線建構為以下幾大模塊內容：

　　(1)仿真管理模塊。實現虛擬現實接口的指令數據接收與傳遞，更好地實現對虛擬環境的協調與維護。

　　(2)工藝布局模塊。設計人員基于生產制造線的約束性條件和前提，實現虛擬環境中的布局整體設計。

　　(3)設備模型庫模塊。在這個模塊之中，可以充分體現出虛擬設備的控制屬性和幾何屬性，使用戶沉浸于虛擬場景和立體模型之中，實現對物理制造生產線的觀察和評價。

　　(4)任務管理模塊。通過虛擬制造生產線的任務調度，實現對工件的傳送、加工、測量、運輸、灌裝等操作。

　　(5)分析引擎模塊。測定設備及工件的運行狀態，并實施虛擬生產線上的系統故障檢測。

　　(6)報價模塊。這是對虛擬制造生產線的設計的價格評估。

　　(7)虛擬現實接口。借助于虛擬外部設備，可以實現虛擬仿真，建構人與虛擬系統的接口。

　　3.1.2虛擬灌裝生產制造線的可視化設計

　　依照整體的生產能力和要求，在虛擬制造生產線的可視化設計中，要使輸送系統具有充分的存儲量和緩沖時間，能夠集成工藝流程和調度過程。同時，還要利用對象的繼承和封裝機制，生成虛擬的制造生產線環境，在三維的模型之下可以極其逼真地反映出制造生產線中的設備及工件。

　　3.2虛擬現實技術在航空智能制造中的應用

　　虛擬現實技術與航空智能制造相融合，充分展示出虛擬現實技術的“智能之窗”的地位和功效，基于我國航空制造的實際需求，可以將虛擬現實技術應用于航空制造中的工藝設計、車間執行、管理等方面，具有極其重要的現實意義。航空飛機制造的核心是工藝設計，在這個“看不見的手”之中，可以實現制造工藝的標準化、可控化、可拓展應用。具體應用項目和內容包括有：

　　(1)沉浸式工藝審核。在航空飛機的制造虛擬現實技術應用之中，首先即要實施對航空飛機裝配工藝的審核，以飛機設計圖樣、數據模型、文件等為審核內容，協調各方面的意見和建議，全面做好工藝設計的審核和評定，工藝設計人員可以完全沉浸于虛擬、高度仿真的環境之中，不受任何干擾和影響，實現與虛擬對象的交互。

　　(2)沉浸式工藝仿真。在虛擬現實技術的應用之下，航空飛機制造實現了“基于建模和仿真的科學設計模式”的突破，在多源信息融合的仿真虛擬環境系統之中，實現對航空制造的工藝設計仿真分析，如：航空飛機工藝數字樣機模擬、空間分析與漫游、虛擬裝配、交互虛擬實驗等。

　　3.3虛擬現實技術在建筑及藝術設計中的應用

　　在建筑設計領域之中，虛擬現實技術極大地拓展了圖形藝術設計創作方式，通過虛擬漫游技術在建筑設計中的應用，可以三維、立體地呈現城市景觀、小區景觀、室內設計、歷史性建筑的仿真模擬，它可以使設計者從多角度、自如地審視和欣賞，極大地拓展了建筑展示空間虛擬現實的漫游技術較好地解決了設計過程中的枯燥而繁瑣的溝通性缺陷，可以利用其三維建模的虛擬現實設計和全景虛擬現實展示設計，充分展示出設計者的設計創新思維，靈活地運用于不同的建筑設計項目之中。在室內設計中采用虛擬現實技術，可以虛擬出一個建筑室內空間，直觀而形象地表達和傳遞設計者的設計意圖和設計思維，它比傳統的沙盤模型具有更大的優勢性能，可以實現對設計空間的全尺寸模型設計，用戶可以任意在虛擬空間中漫游、修改和調整，使之更具有人性化和逼真化，極大地增強和提升了建筑室內空間的整體操控和設計水平。

　　3.4虛擬現實技術在汽車制造中的應用

　　虛擬現實技術可以應用于汽車制造系統之中，預先發現并解決汽車整體或零部件的問題，通過汽車三維立體模型的建構，可以使設計人員更好地體驗汽車內部的舒適度、駕駛模擬程度、故障模擬等，提升設計指標的合理性和科學性。并且，在對汽車進行虛擬開發設計的過程中，還可以實現對汽車造型、制模、沖壓、焊接、總裝等流程的三維化和虛擬化，通過網絡數據為支撐和依托，實現虛擬協通實時設計，并實施虛擬實驗檢測，預測汽車的整體安全性能和動力性能。

　　4結束語

　　綜上所述，虛擬現實技術以計算機技術和網絡信息技術為支撐，通過立體的、三維建模方式，實現對現實世界的虛擬和高度仿真，在將這種全新的技術與工業設計相嫁接時，我們可以看到這個“智能窗口”的現實功能和意義，在網絡、信息、數據等方面的集成之下，可以清晰地呈現產品的全方位細節，實現工業設計的網絡化、系統化和智能化，增強工業設計的交互性和科學性，充分利用工業設計資源庫，更好地縮短工業設計周期，提升工業設計的效能。

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