虛擬技術在工業產品設計中的應用研究

王毅 王玉葉 陳金玲

摘 要：現階段，隨著信息技術的迅猛發展，為社會各個領域都提供了重要的技術支持。虛擬技術依托于信息技術，并在虛擬呈現方面取得了較大的成績。虛擬技術以其顯著的工業優勢，已經被廣泛應用于不同領域，對于虛擬技術的研究也在不斷拓展和深化，以便能夠更好地推進社會技術進步。文章通過對虛擬技術的優勢和應用途徑進行研究，旨在能夠為虛擬技術價值的發揮提供有效的思路，促進虛擬技術在現實工業領域發揮更大的作用，推進工業產品的技術完善與發展。

關鍵詞：虛擬技術;工業產品設計;應用研究

一、虛擬技術的優勢作用

（一）虛擬技術具有模型結構簡單優勢

虛擬技術在工業產品設計當中，能夠提供一種更為簡單的模型結構。傳統的工業產品設計方式，需要通過復雜的設計流程才能夠完成設計任務，這是由于對于工業產品設計而言，需要將設計思想轉化為效果圖進行呈現。除此之外，效果圖在指導工業產品設計與生產時，需要將效果圖與工業產品的模型進行匹配，避免模型與設計存在差異。而在虛擬技術方式下，工業產品的設計思想可以直接在虛擬環境中呈現，簡化了效果圖制作的步驟，并且虛擬環境可以與工業產品的模型進行兼容，直接利用虛擬建模來滿足設計需求，極大地提高了工業產品設計效率[1]。

（二）虛擬技術具有提高精準度的優勢

虛擬技術是基于信息技術而產生的，其技術核心是利用程序的準確計算來提高工業產品設計的精確度。傳統的工業產品設計中，對于產品模型結構等特征，只能依靠設計經驗開展，這就難以保證模型的精確程度。而在虛擬技術方式下，工業產品的設計模型，每一個細節都經過嚴格的計算和復合，形成的工業產品模型可以達到真實產品的精度標準。虛擬技術還可以根據工業產品設計要求，進行一體化的實踐。如對于工業產品進行的運動過程實驗，就可以在虛擬環境中進行模擬，通過設置相應的參數，構建真實的情境。通過虛擬性的模型演示可以直觀地進行觀察，得到準確的工業產品性能信息，為后續的工業產品生產環節提供重要的依據。虛擬技術改變了傳統工業產品設計中，必須經過一些列的模型設計、生產后，才能夠掌握設計準確性水平的缺陷。另外，由于傳統的工業產品設計在指導生產時，會受到人為因素的影響，導致所生產的工業產品之間會存在一定程度的差異，影響了工業產品的質量。在虛擬技術中，每個設計環節都是經過計算機系統進行了高精度確認，并將這種精確計算融入到工業生產環節當中，保證了生產出的工業產品與設計數據是完全一致的，不存在設計與生產的偏差。

二、基于虛擬技術的設計工藝

（一）初步構建草圖

草圖是設計者構思基礎上得出的，最終在多個構思方案中確定草圖。本次設計以減少汽車的行駛阻力為主，最終將其外型定為流線型，并對棱角部位進行圓滑處理。確定外形后，設計團隊需要根據本次汽車性能要求，詳細設計汽車內部構造，并繪制相應的二維平面圖[2]。

（二）完成裝配建模

將汽車各部件設計的平面圖紙整合到一起，交由工程技術團隊制作相應的三維虛擬零件模型，借助3DMAX軟件在計算機上完成模型構建，將零件精度控制在合理范圍內。零件模型制作完成后，在軟件中對零件進行合成，將其按照實際裝配步驟完成整車裝配過程。對于裝配中出現的零件配合問題，需要適當調整零件精度值。

（三）完成模型的動態演示

演示過程需要Clut插件協助完成，因此在保存模型文件時要將其修改成插件能夠打開的格式，插件安裝完成后在相應軟件中打開c3d文件，對汽車模型進行動態建模。例如在制作車門開閉動畫時，利用鼠標點擊選中車門，設置車門在Z軸方向上轉動，轉動角度為正反60度，將此過程的各步驟建立連接，即完成動畫路徑設置。按下相應的播放鍵，模型就能自動完成車門開閉的動畫演示。為使動畫演示效果更加逼真，可以按照上述設置步驟，對方向盤、發動機啟動等過程進行動畫路徑設置，若條件允許，可以設置汽車的所有動畫路徑，讓模型在計算機中完成形式過程的模擬[3]。

（四）建筑工程建設中使用虛擬技術

建筑工程領域中的虛擬技術應用范圍更加廣泛，這也是建筑工程實施特征所決定。建筑工程建設中，由于涉及到的流程非常復雜，如果僅僅以傳統的方式去管理和控制，不僅難以保證工程的質量效果和流程規范水平，同時也會增加工程實施成本，不利于建筑經濟效益的實現。將虛擬技術應用于建筑工程中，可以根據工程方案和施工圖紙，在虛擬環境中構建整體的工程實施模型，將工程建設的每個步驟在虛擬環境中去演示。

結語

綜上所述，文章通過對虛擬現實技術的相關介紹，總結了虛擬技術在工業產品設計中應用的重要意義，借助汽車模型設計案例，詳細闡述虛擬模型設計工藝。從中可以看出虛擬技術在造型設計過程中的重要作用，目前該項技術在我國的應用范圍很廣，相信在技術的不斷改進下，虛擬技術將會在更多領域得到應用，從而造福人類。虛擬技術在工業產品設計的廣泛應用，為工業產品設計和生產提供了新的思路。虛擬技術有著較大的可視化優勢，能夠在工業產品設計中，呈現出直觀的影響，提高工業設計體驗效果。虛擬技術的應用，需要結合工業生產設計實際情況，通過將虛擬技術與現實生產相結合，優化工業產品設計流程，為工業領域的發展奠定基礎。

參考文獻：

[1]汪婷婷.虛擬現實技術的現狀及發展趨勢分析[J].數字通信世界，2017（12）：124.

[2]賀靜.現代工業建筑設計中的形體造型分析[J].建材發展導向（上），2018（2）：117.

[3]葛寬.虛擬現實技術在汽車工業中的應用[J].時代農機，2017（5）：17-18.