設(shè)計(jì)新生產(chǎn)設(shè)施的布局是一個(gè)龐大的任務(wù),需要工程師們同時(shí)平衡多個(gè)變量。這包括每件設(shè)備的運(yùn)行軌跡,維護(hù)、實(shí)用和存儲(chǔ)所需的空間。計(jì)劃階段,在任何關(guān)鍵因素上犯錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下,這是事后難以補(bǔ)救的。
工廠規(guī)劃是一個(gè)龐大的項(xiàng)目,涉及多個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),包括工廠建設(shè)、控制系統(tǒng)和子系統(tǒng)。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助避免許多這樣的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行建模,不僅可以模擬布局,還可以模擬在其內(nèi)部進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)提供了對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行編程、監(jiān)控和協(xié)作的新方法。
與工廠計(jì)劃一樣,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓用戶在應(yīng)用機(jī)器人單元前使之可視化,幫助用戶在安裝之前規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的移動(dòng)路徑。用戶可以通過(guò)虛擬演示將動(dòng)作軌跡輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)中。
以及車(chē)內(nèi)采光效果如何等,從而進(jìn)行更細(xì)致專(zhuān)業(yè)的調(diào)整。在福特的汽車(chē)生產(chǎn)線上,公司將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人體工程學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合,通過(guò)收集數(shù)據(jù)和并使用計(jì)算機(jī)模型來(lái)預(yù)測(cè)裝配工作中的身體碰撞。通過(guò)測(cè)量每名生產(chǎn)線上的工人,幫助識(shí)別運(yùn)動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致的過(guò)度疲勞、勞損或受傷。每輛車(chē)在發(fā)布前要做平均900個(gè)虛擬裝配任務(wù)的研究。
研究團(tuán)隊(duì)使用全身動(dòng)作捕捉技術(shù)跟蹤每個(gè)員工手臂、背部、腿和軀干的平衡和受力,3D打印技術(shù)用于確認(rèn)間隙大小不同的手的握力點(diǎn)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了額外的一次可行性評(píng)估。迄今為止,福特的生物工程學(xué)家在全球超過(guò)100輛新車(chē)上進(jìn)行過(guò),優(yōu)化減少了90%的過(guò)度動(dòng)作、難以解決的問(wèn)題和難以安裝部件的問(wèn)題,并且減少了70%的工傷率。
并實(shí)時(shí)反映某紋理是否適合在此零件上運(yùn)用,或可能出現(xiàn)的工藝瑕疵等。在這個(gè)過(guò)程中我們可以直觀判斷設(shè)計(jì)紋理樣板是否與整體效果協(xié)調(diào)一致,設(shè)計(jì)師可以第一時(shí)間看到效果。除了外觀和材質(zhì),在汽車(chē)內(nèi)部的人機(jī)交互部件設(shè)計(jì)也同樣可以讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)揮作用。
包括座椅、轉(zhuǎn)向盤(pán)、變速桿、指示燈、后視鏡、刮水器、車(chē)門(mén)手柄、多媒體以及空調(diào)等都可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師可以借助VR數(shù)據(jù)手套設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。開(kāi)閉件的合理性、上下車(chē)的便利性,以及人機(jī)界面操作的合理性、便捷性,都可以有效地在虛擬現(xiàn)實(shí)中獲得直觀真實(shí)的感受。
北京四度科技通過(guò)虛擬工具,人們可以坐在汽車(chē)的座椅上,看到真實(shí)的駕駛室布置,觀察各式各樣的儀表板、變速桿及裝置,可以檢查座椅的高低是否合適、儀表的按鍵是否在手可及的范圍內(nèi)、手指操作是否方便。
自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng),眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作,由計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù),并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng),并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。在汽車(chē)設(shè)計(jì)階段,廠商可以利用VR技術(shù)得到1比1的仿真感受,對(duì)車(chē)身數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理,根據(jù)不同的部位和需要達(dá)到的不同感受選用材質(zhì),設(shè)置不同的光照效果,達(dá)到高度仿真的目的。然后還可以對(duì)該模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交互,改變配色、軸距、背景以及查看細(xì)節(jié)特征結(jié)構(gòu)。
從多個(gè)角度全面觀察,并實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整,從而使整個(gè)評(píng)審過(guò)程簡(jiǎn)單、明了,使抽象的概念具象化、模糊的印象清晰化。除了造型,汽車(chē)的還包括了材質(zhì)和色彩。廠商通過(guò)光影和環(huán)境反射可以真實(shí)展示實(shí)車(chē)紋理。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng),它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,是一種多源信息融合的、交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向,是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合,是一門(mén)富有挑戰(zhàn)性的交叉技沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺(jué)感知外,還有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等感知,甚至還包括嗅覺(jué)和味覺(jué)等,也稱(chēng)為多感知。
減少沉浸式體驗(yàn)。目前,已經(jīng)出現(xiàn)一些有趣的工具,可以為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境提供更加契合的聲音。但是,如何真正做到將音效融入現(xiàn)實(shí),還有大量的工作要做。最后要說(shuō)的一點(diǎn)就是,當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備幾乎都是離線式體驗(yàn),就像是當(dāng)初的單機(jī)游戲一樣。雖然效果不錯(cuò),但是用戶很難與家人或朋友分享自己的體驗(yàn)。
如果想要讓某一種媒體類(lèi)技術(shù)獲得真正的成功,社交與共享才是讓它們獲得真正成功的基本元素。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展來(lái)講,建設(shè)共享空間是一個(gè)重要的機(jī)會(huì)。未來(lái),我們希望看到更多的虛擬現(xiàn)實(shí)家庭影院類(lèi)平臺(tái),可以讓多人同時(shí)體驗(yàn)相同的刺激感,并且可以讓來(lái)自世界各地的人們聚集和互動(dòng)。但是,成本、網(wǎng)絡(luò)延遲、帶寬和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都會(huì)成為推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展所要突破的“瓶頸”。
雖然獨(dú)自體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)也是一種樂(lè)趣,但是我們認(rèn)為讓多人共享相同的經(jīng)歷,才是讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更好發(fā)展的最大動(dòng)力。 雖然效果已經(jīng)非常接近現(xiàn)實(shí),但是依然讓人看來(lái)還是會(huì)有一些不舒服。當(dāng)前,對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的探索都只是虛擬形象、外星人、機(jī)器人甚至是僵尸這種基于虛擬世界的體驗(yàn)。
音效也是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中經(jīng)常容易被忽略的元素。實(shí)際上,從某種角度來(lái)講,聲音和畫(huà)面對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)講都很重要。當(dāng)我們轉(zhuǎn)頭的時(shí)候,周?chē)沫h(huán)境聲音也應(yīng)該隨著變化。而不和諧的聲音則有可能打破我們的代入感。
但是事實(shí)上這些內(nèi)容并不純粹。大部分的畫(huà)面都是通過(guò)360度的2D畫(huà)面合成而來(lái),而并非是真正的身臨其境的視覺(jué)體驗(yàn)。隨著時(shí)間的推移,立體相機(jī)技術(shù)將會(huì)變得更加普遍,而真正的光場(chǎng)相機(jī)技術(shù)也將變得成熟。但是,這些都將對(duì)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)提出更高的制作要求,包括拍攝、處理和傳送虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容所需要的帶寬也會(huì)增加至原來(lái)的兩倍。另外,對(duì)于大多數(shù)用戶來(lái)講,長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境仍然會(huì)感到不舒適。出于各種原因,基于動(dòng)畫(huà)的3D體驗(yàn)要比真實(shí)畫(huà)面更容易帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)。這就意味著,目前虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域還是游戲。