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工业及设计

时间:2022-10-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:同时,利用虚拟现实技术沉浸式交互的功能,设计人员能实时、直观地进行在线检测,从而在设计对象定型前获得修改的反馈信息,并对产品做出综合评价。另外,建筑设计也是虚拟现实技术应用最早的行业。无论是大型景观设计还是小型家具展示,设计者都希望在设计之初向人们全面、具体地展示建筑的预期形象和应用效果,然而仅依靠设计图纸人们很难想象建筑物的最终效果。

虚拟现实技术已大量应用于汽车、煤炭以及石油等工业领域中。它在工业中的应用主要可以分为以下几类。

1.原型仿真与产品设计

在设计一个新的产品时,通常需要先构造一个功能齐全的、物理的产品原型,以检测产品各部分的性能和兼容性。这种方法不仅设计周期长,而且费时费力,成本很高。虚拟原型技术是采用虚拟现实技术,构造出功能上更完备的虚拟的原型机来代替物理样机,从而达到缩短设计周期、节约设计经费的目的。同时,利用虚拟现实技术沉浸式交互的功能,设计人员能实时、直观地进行在线检测,从而在设计对象定型前获得修改的反馈信息,并对产品做出综合评价。如图8-31所示,该技术在汽车设计行业早已开始普及运用,通用等汽车制造厂商都有自己的虚拟现实研发中心。

2.远程工业监控和故障诊断

实际生产过程中,由于路程较远或环境恶劣等原因,我们往往无法亲自到现场参与产品的生产过程。虽然较早前出现的遥操作设备可以使我们像遥控飞机一样控制远端设备进行工作,但是由于无法及时获取远端操作现场的所有反馈情况,此遥控效果较差。利用虚拟现实技术,通过对现场设备进行建模及流程仿真,构建相应的虚拟监控场景,再通过虚拟场景中的虚拟控制设备操控远端真实机器运转,并返回布置在真实场景中的传感器信息,就可以实现对现场设备的监控,并在设备出现故障时,能够辅助进行故障的诊断。

3.规划与设计

利用虚拟现实技术,可以十分直观地构建城市的环境。通过模拟各种极端气候下城市运转情况,了解城市的给排水系统、供热供电系统、道路交通等设计是否合理;通过模拟在遇到如洪水、火灾、飓风、地震等自然灾害时城市的破坏情况,提前做好防范及人群疏散的预案。

另外,建筑设计也是虚拟现实技术应用最早的行业。无论是大型景观设计还是小型家具展示,设计者都希望在设计之初向人们全面、具体地展示建筑的预期形象和应用效果,然而仅依靠设计图纸人们很难想象建筑物的最终效果。现在,人们已经利用虚拟现实技术研制出虚拟设计系统,如图8-32所示。人们不仅可以看到甚至“摸”到这些建筑物,还可以随时对不同的方案进行讨论、修改和对比,并通过不断修改虚拟建筑物的造型和结构,获取最佳设计方案。

图8-31 虚拟现实用于发动机设计

图8-32 虚拟现实用于环境展示(QI)

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