虛擬現實技術與產品設計的融合
時間:2022-07-22 09:42:25
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摘要:虛擬現實技術即VR技術,它是在高科技發展過程中出現的比較新興和活躍的技術,其在技術領域表現出的交互性、沉浸式等特征,在為用戶帶來身臨其境的感官體驗的同時,也凸顯出其與其他領域結合的諸多可能性?;谔摂M現實技術在三維立體環境下呈現出的交互性、可逆性、全景式視角,使產品從研發到產出的整個環節的時間與風險大大降低,保證了產品的質量。
虛擬現實技術在計算機技術快速發展的背景下,不僅構造出三維立體的空間環境,使人類視角從二維拓向三維,進而使相關產品的多種信息在大數據平臺、云計算等領域的支撐下進行可視化操作成為可能,給人帶來現實化的多感官體驗。與此同時,相比傳統的產品設計在色差把控、細節呈現、比例大小等方面的差異性和難以把控性,虛擬現實技術的介入,使產品在設計過程中的構造與功能實現的預先整合與操作成為可能,各個環節可以實現交互與可逆演算。而在產品的展示與體驗方面,用戶通過VR設備不僅可以了解產品的設計過程,也能夠直觀體驗產品帶來的感官體驗。因此,基于虛擬現實技術,探討其與產品設計相互融合的優勢,能夠有效提升產品設計整個環節的質量和效用,最終使產出的產品實體實現經濟與實用兩方面的效益。
1虛擬現實技術概述
首先,虛擬現實技術是以計算機技術為依托,在特殊軟件的輔助下生成類似現實的虛擬環境,其中的聲音、圖像、視覺感受、觸覺感受等極具逼真性,受眾可以借助專業的虛擬設備體驗其逼真的交互式環境。該技術作為仿真技術領域的前沿研究領域,涉及了如計算機圖形學、多媒體技術、傳感技術等多種尖端技術領域,是一種交叉性極強的學科領域,使虛擬現實技術領域具有一定的挑戰性。正因為此,其三維立體空間的空間感和現實性極強,不僅給人很強的代入感,也使建立的產品數據模型十分直觀,有效增強了現實性。其次,虛擬現實技術具有突出的特點。其一,突出的交互性。交互性直觀地體現在用戶在佩戴特殊虛擬設備時,計算機捕捉各種行為動作,并經過演算和處理給予體驗者相應的現實性感受。在虛擬現實技術的支持下,避免了參與者因所表現出的物理反應延遲而影響體驗感,反映出虛擬現實技術不僅僅是全景式的再現,而是多層次和多領域的互動。其二,突出的沉浸感。識別虛擬現實技術優劣的重要判別標準之一是該技術手段能否給用戶帶來代入式的感受,而虛擬現實技術應用的目的之一即是給受眾帶來多感官角度的逼真體驗,使用戶超前感受產品的效果。其三,突出的構想性。虛擬環境的創設反映了設計者的構想力,虛擬技術的發展離不開想象力,在想象力的支撐下,虛擬世界的內容以及虛擬現實技術產業的未來發展潛力具有強勁的動力。由于虛擬現實技術構造的三維世界是現實與想象的結合,因此,想象力占據著該技術領域的制高點,使其不斷提供新的交互方式、新的感官體驗等成為可能。其四,突出的感知性。虛擬現實技術表現出的多感官體驗,是交互的特征之一,而這建立在多種硬件設備的支持之下。從最基本的頭顯和手柄兩部分僅僅提供來自視覺和觸覺的部分感受,到借助VR座椅、運動傳感器等多種類型的傳感設備,使參與者能夠較為全方位地感受虛擬現實環境中給人帶來的體驗,有效增強了現實性。
2虛擬現實技術與產品設計融合的價值
總體來看,衡量虛擬現實技術運用成功與否的標準之一是沉浸感的感受度,也是衡量產品設計是否成功的關鍵之一。相比傳統產品設計過程,虛擬現實技術構建出的三維立體環境的優勢在于不需要如傳統產品設計一樣在二維與三維視角之間切換,在三維環境下有效提升了產品信息之間交互的準確性和效率。一方面,市場與社會發展有著密切的關系,現代社會需求的變化使產品定位發生變動,包括產品的研發周期、產品的類型等都在提升,為了適應這一變化趨勢,將虛擬現實技術應用于產品設計,大大縮短了產品設計的時間,適應了社會的快節奏需求。另一方面,產品設計的整個環節的提升也與之密切相關。與傳統的產品設計相比,虛擬技術運用下的產品設計在造型的定位、色彩的選擇、材料的測試、功能的展示等環節都采用各種參數計算,使產品設計的各個環節都能夠達到最優化,而依托于虛擬現實技術,在產品成型后的展示與評估方面,其包含的理念能夠更好地展示給受眾,從而增強了產品的體驗感。
3虛擬現實技術與產品設計的相互融合
3.1外形草圖設定階段?;谔摂M現實技術進行產品外形的草創,設計師可以在三維空間內隨意進行創意角度的繪制,打破了傳統二維平面因缺少立體化和體量感而不能全面展示造型的缺陷。在三維空間中,任何一條線條都是帶有空間坐標的模型,其優勢在于設計師能夠從各個角度對線條進行觀察與修改,而在模型草圖初步成型后,設計者能夠借助虛擬現實設備對造型結構、色彩搭配等基礎部分進行調整與優化,這大大節省了產品成型的時間和耗費的精力。以文創產品的外形設計為例,依托于草圖設計方案模型TiltBrush的VR繪圖應用,能夠直接將設計模型進行立體展示,從而確定最佳的文創產品外形,這避免了產品因外部造型的缺陷而導致不必要的產品研發風險。3.2產品布局研發階段。產品布局的研發是以外形草圖為基礎,進入數字建模階段,大大避免了不合理問題的出現,也節約了傳統產品設計參照紙質手稿或草圖的時間。產品設計的合理與否與布局安排的科學性密切相關,虛擬現實技術在大數據的支撐下,對產品各部分的布局進行具象化再現,這離不開Rhino、Solid-works、PRO/E等三維建模軟件的使用,其優勢在于能夠對產品進行添加、刪減、微調,從而得出較為合理科學的產品模型。此外,利用虛擬現實技術還可以進行布局渲染,布局渲染最直接的目的是增加交互式體驗,此階段是對產品進行環境、色彩、光源、紋理等角度的優化布局,這得益于大數據平臺以及虛擬現實技術提供的三維立體化展示空間。例如,空氣凈化器與虛擬現實技術的結合,通常要考慮光源、溫度、空氣等諸多物理因素,通過對數據的分析演算得到最佳方案,有效提升產品自身布局的合理性與交互性。3.3產品評測階段。產品設計的合理與否要接受一定的測試和考慮一定的可能性因素?;谔摂M現實技術,在確定產品模型之后,應對可適配的材料和加工產出等過程進行計算模擬,評測產品加工環節是否合理科學,從而避免后期多次重復修改的問題。例如,針對運動性較強的產品要考慮現實運動中的協調關系,對可能涉及的因素和環節進行充分測試,以設計出符合動力學理論的仿真設計產品。此外,產品宣傳也是評測的重要環節,用戶直接參與體驗,能夠直接得到真實的使用數據,通過對數據進行計算分析,利用虛擬現實技術進行算法修改,優化與提升產品的性能。因此,將虛擬現實技術與產品設計的評測結合,能夠減少設計環節和反復修改導致的材料浪費與時間流逝,大大節約研發成本。
4結語
虛擬現實技術作為計算機科學的先進技術之一,有廣泛的應用領域,而其表現出的突出性特征和優勢技術與產品設計過程相互融合,使其整個設計制造過程得到了優化升級,極大地便利了產品的設計研發。虛擬現實技術在科技領域具有的獨特優勢將促進產品設計的可持續發展。
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作者:游雪敏 單位:四川音樂學院
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