浅析VR技术在3D设计中的应用
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[摘 要]汽车造型设计已成为影响当今汽车销售的一个重要因素，美观独特的汽车造型也成为汽车企业在全球化趋势下的重要竞争手段。而3D技术对汽车造型设计的创新具有很好的支持和帮助。随着VR技术的提出，人们将VR技术应用到3D设计中来，提高了产品设计的效率，保证了设计效果的良好性。因此，本文主要对VR技术在3D设计中的应用进行了分析与研究，内容供相关人士参考。
[关键字]VR技术；3D设计；汽车制造；应用
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0215-01
1 VR技术概论
VR是Virtual Reality的缩写，中文的意思就是虚拟现实，概念是在80年代初提出来的，其具体是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。
1992年美国国家科学基金资助的交互式系统项目工作组的报告中对VR提出了较系统的论述，并确定了未来虚拟现实环境领域的研究方向。可以认为，虚拟现实技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力，并有助于启发构思。所以说，沉浸——交互——构想是VR环境系统的三个基本特性。虚拟技术的核心是建模与仿真。
2 VR技术在汽车3D设计中的应用分析
2.1车身设计阶段
在汽车设计制造的过程中，车身设计作为汽车的“颜值担当”是企业备受关注的焦点设计内容，为了提高设计的效率和质量，有关设计人员引进了3D设计，使得设计效果更加的立体化。而将VR技术应用到3D设计的过程中，不仅能够呈现出三维立体效果，并且还可以模拟各种天气情况下，汽车的外观情况，从而全方位考虑到汽车车身效果，设计出更加合理的汽车车身。
2.2汽车装配
汽车装配是汽车生产制造过程中的重要生产环节，装配技术和装配质量直接决定了汽车的性能。而将VR技术引用到汽车装配3D设计过程中可以有效提高其装配水平。例如，最近奥迪推出了一项名为“虚拟装配线校检”技术，利用3D投射和手势控制，可以使流水线工人在三维虚拟空间内完成对实际产品装配工作的预估和校准。整个测试过程是在名为“CAVE”的虚拟现实空间中完成的，而CAVE系统最关键的则是利用投影仪向地板、墙壁投射3D影像的装置，使用者佩戴3D眼镜进入后，便可有身临其境的感觉。如图1是墙壁投射3D影像的现场图。
为了使整个交互过程显得更直观逼真，奥迪还在进行基于手势控制技术的研究，并加入了专为游戏开发使用的臂环“MYO”的测试（如图2所示）。MYO可测量前臂肌肉的电流，从而获取手臂和手指动作信息，随后通过蓝牙将动作数据发送至计算机。与此同时，利用安装在天花板的红外线摄像头获取使用者的位置坐标，将信息臂环“MYO”的测试处理后便可实现对虚拟零部件的精准操控。
2.3制造汽车零部件
针对汽车制造进行研发和生产，汽车制造企业必须要制作巨大的零件运样件，要求制造的零部件往往需要较长的生产周期。将VR技术应用到汽车零部件的3D设计中来，能够有效节约生产成本，提高生产的效率，据有关数据显示，其生产周期可以节约40%以上。例如，在对金属部件进行处理的过程中，将VR技术和3D技术融合到一起，可以设计出合理的加工路线，从而减少了加工误差的出现，实现加工过程的简化，并提升生产效率。
2.4实现汽车制造轻量化
节能减排一直都是汽车行业和交通运输比较重视的问题，汽车企业往往将生产制造的情况量化作为汽车企业发展的重要目标，因此要降低汽车的生产重量必须降低零部件的重量，汽车零部件制造过程中利用VR+3D技术可以实现企业制造的轻量化。此外，利用合金材料制造汽车的零部件，可以實现传统制造生产难以实现的生产。
3 VR技术+3D设计在汽车行业发展方向分析
在汽车行业的发展过程中，3D设计作为汽车设计制造以及销售等方面的重要内容，一直以来都受到有关专家的关注。而VR技术的实现，使得3D设计中的不足之处得以弥补。这种情况之下，VR技术和3D设计的有效结合，不仅促进汽车设计和生产制造方面向着良好方向发展，同时也促进了汽车销售行业和维修行业的发展。总之，将VR技术应用到3D设计中来，提高了汽车行业的整体发展水平。
结束语
综上所述，本文在对VR技术分析的基础之上，探讨了在汽车制造过程中，将VR技术应用到3D设计中的效果，主要从汽车车身设计阶段、装配生产过程、零部件制造过程、模具复杂型腔生产以及汽车生产的轻量化等方面进行阐述，这对于汽车行业的发展来说具有十分重要的积极影响，标志着汽车行业的发展向着智能化、简单化、数字化、虚拟化前进。
参考文献：
[1]黄朝晖，王博伦.3D变形技术在汽车造型设计中的应用[J].艺术科技，2016，29（01）：266+296.[2017-09-29].
[2]代锐，彭菲菲.3D虚拟现实（VR）技术在生产工艺开发上的应用[J].精密成形工程，2016，8（06）：107-110.[2017-09-29].
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