現階段虛擬現實技術在工業設計中的運用

張俊超

摘 要：虛擬現實技術在科技大發展的背景下，開始被各行業重視并引進。工業設計在各個行業領域占據重要地位，廣泛應用于室內設計、工業仿真設計、醫學、軍事、城市規劃等場景。工業設計與虛擬現實技術的結合，擴大了設計的價值內涵及表現空間，使工業產品在表現形式上走出了單一格局，賦予產品靈動性及強大的視覺沖擊力。文章立足工業設計，分析虛擬現實技術在工業設計中的運用，為工業設計多樣化提供參考借鑒。

關鍵詞：虛擬現實技術;工業設計;表現形式

在智能化及現代化發展過程中，虛擬現實技術作為重要紐帶，連通了工業設計理念及需求，使工業產品凸顯出設計屬性及價值。

一、虛擬現實技術基本概述

虛擬現實技術（VR），是源于信息技術發展而來的一種帶有現實體驗性的技術形式，是現實與虛擬的合體。從虛擬現實技術的實現上看，借助電腦及交互體驗設備，模擬出帶有三維空間屬性特點的虛擬世界，讓虛擬現實技術使用者能夠滿足視覺、聽覺、味覺、觸覺等感官體驗需求。當虛擬現實技術使用者進入虛擬世界后，其視聽感官被打開，能夠達到近距離感知接觸三維空間事物的效果。從虛擬現實技術的優勢上看，使用該技術突破了時空制約，在人機交互支撐下，使用者可獲得綜合立體體驗。具體到工業設計中，隨著產品價值的深度挖掘，產品常規設計進入了瓶頸期，而虛擬現實技術的出現，打開了工業產品二次設計及創新設計的大門，大幅增加工業產品附加值。

虛擬現實技術可應用的范圍及區域較為廣泛，從實際情況看，可在以下領域發揮其作用：軍事領域;數字城市;展覽（如會展、博物館、科技館）;VR旅游及娛樂（虛擬社區或虛擬商城）;仿真醫學（器官展示、手術）;工業產品（機械設備裝備及培訓等）;教育（虛擬實驗、虛擬課件、虛擬教學、虛擬校園等）;社會公共應用（社會安全防范等）。

二、現代工業設計呈現出的特點及發展趨勢

工業設計主要圍繞工業產品進行常規及創新設計，現代工業除了要滿足工業產品基本使用功能外，更為關鍵的一點是要突出工業設計的個性化色彩及設計體驗性。在基礎工學的基礎上，工業設計還涉及美學及經濟學等內容要點，由此也使工業產品設計更具豐富性及專業性[1]。在現代工業形態發展越來越多樣化的今天，工業設計環節更加強調設計的創新性，特別是各行業環保壓力增加，反射到工業設計領域，尤其要強調設計的環保性及可再利用性。總體上看，現代工業設計在遵循市場經濟這一基本規律的基礎上，著重突出對產品的綜合設計，以使工業產品兼具經濟性及美感。隨著工業產業與信息化技術愈加緊密結合，工業設計與虛擬現實技術等前沿科技的結合程度更高，這也是工業設計彰顯自身設計優勢的重要表征。

三、工業設計與虛擬現實技術結合應用的

必要性

（一）基于工業設計方面的作用

1.以虛擬現實技術完善工業設計方法

在原有工業設計框架內，設計對象主要集中在工業產品平面圖上，即使有新鮮的設計想法，但在實現上往往受限于客觀條件，無法全面展現出工業產品設計意圖。而虛擬現實技術因具備三維模擬屬性，能夠精準地表現出工業產品設計者的設計訴求。在工業設計方法的豐富及完善上，引進虛擬現實技術，通過對設計輸出對象的多功能感知，可以獲取更貼切工業產品潛在使用者的數據及信息，由此可使工業設計更具真實及可感性。

2.以虛擬現實技術改變工業設計理念

傳統工業設計過程中，基于設計環節的評價通常有一定形式的標準，由此也使工業設計理念拘泥一方而缺乏靈活性。虛擬現實技術為工業設計開了一扇窗，也使工業設計具備更強的現代性，擴大了工業設計理念內涵。基于傳統模式下的工業設計效果圖及立體圖雖具備實用性，但囿于一角的設計理念限制了工業設計外延的拓展。虛擬現實技術憑借其強烈的逼真性及交互性，對工業設計理念進行了革新，使工業設計不再單一考慮質量及功能，強調了該技術的創新性。

3.以虛擬現實技術提高工業設計水平

以往在工業設計領域主要依靠傳統的計算機技術，輔之以人工設計理念方法。在虛擬現實技術支撐下，工業設計中的人機結合程度更深，設計者更能夠將自身的理念及思想流暢細致地傳達給工業產品需求方。從這層角度上看，虛擬現實技術能夠給工業設計人員提供更廣闊的設計思路，在設計思路加深擴展的同時，也客觀上提高了工業領域整體產品的設計水平。

（二）基于企業效益方面的作用

虛擬現實技術的應用，為企業帶來實打實的經濟效益。借助虛擬現實技術，意象及現實世界的邊界被打破，通過虛擬現實技術呈現的物體能夠被人們所知所感，甚至可觸可摸，由此開拓的工業產品體驗及增值區間變得更加廣闊。在三維技術、建模技術及克隆技術的支持下，虛擬現實技術應用場景能夠擴展到工作區、生活區及游戲區，由此也使企業產品具備更為豐富多元的體驗空間，企業經濟效益必然因此而大幅增長。例如，電商領域通過簡化設計，讓潛在客戶能夠通過鼠標鍵盤獲知產品全貌，如海爾企業開發的冰箱產品，其多樣化的產品體驗能夠讓人們對產品品牌產生更深印象，究其原因主要是海爾產品工業設計中增加了眾多個性化體驗功能。

四、工業設計與虛擬現實技術有效結合的路徑

（一）工業設計起始階段運用虛擬現實技術

工業設計是一個完整的過程，起始階段的理念思路引領了整個設計過程。虛擬現實技術能夠貫穿工業設計全過程，在工業設計起始階段，工業設計理念分析即可應用虛擬現實技術。在工業產品功能及拓展功能的設計上，通過虛擬現實技術場景的營造，能夠對潛在消費者的產品需求進行收集分析，從而為產品定下更具時代性及現代性的基調，如此可全面準確地掌握工業產品消費者對產品功能及外延價值的訴求，進而矯正及完善設計理念，進一步提高工業產品功能設計的合理性。

（二）工業概念及詳細設計階段運用虛擬現實技術

工業設計源于產品設計概念并在工業詳細設計階段進行集中體現。在設計工業產品的概念時，應在考慮產品實用功能的基礎上，突出工業產品附加的功能概念。特別是隨著VR技術的完善，用戶擁有更多的獲取產品現有及擴展體驗的機會，因此，工業概念設計從源頭上就要為用戶留出足夠的自我參與空間，讓其經虛擬現實技術可以自主感知及選擇工業產品的顏色、造型及風格。與此同時，工業產品設計者通過分析VR技術收集到的反饋信息及數據，可以對現有產品進行功能升級優化，讓現代工業產品更加符合消費者的心理訴求。而在工業產品設計階段，結合前期獲取到的技術應用拓展要求，可以將虛擬現實技術與工業產品詳細設計進行結合，展現出具體可感的工業設計效果，方便為工業產業設計及制造者提供關于產品綜合裝配及裝飾的思路，如此可促使工業產品設計更為完善。

（三）工業產品制造及評價階段運用虛擬現實技術

在工業產品制造階段，虛擬現實技術為產品制造提供了新的技術空間，該技術空間雖具備一定的前瞻性，但在信息技術的支撐下，能夠對產品附加價值及體驗進行充分放大。例如，以個體體驗為主的樂園VR實景體驗，突破了傳統工業產業具體物體制造的局限，給參與者提供了更為豐富多樣的多重感官體驗，如此為工業產品提供了充足的附加功能價值。

工業產品評價階段運用虛擬現實技術，主要是考察工業產品設計者的創意指數及創意效果。工業產品具備體量大及產品開發周期長等特點，在評價工業產品設計價值時主要以產品的效果圖及模型評價為主，鮮有考慮到工業產品在虛擬現實技術下的三維效果。而虛擬現實技術通過將虛擬空間與產品加以結合，可根據用戶的習慣和性格來設置產品空間[2]。產品評審中過程中還能將虛擬現實技術與實物手板相結合，營造更好的用戶體驗空間。總而言之，虛擬現實技術能為產品評審增加更多的產品虛擬體驗、產品實時調整等功能體驗，更具趣味性的評審方式。

虛擬現實技術是當前科技發展的重要成果，在工業生產及人們生活中必將扮演極為重要的角色。在工業產品設計中運用虛擬現實技術，應在對虛擬現實技術的特征及應用范圍加以了解的基礎上，突出設計這一個點，從虛擬現實技術在工業設計概念、工業詳細設計、工業制造及工業產品評價等方面的應用入手，多方綜合，使工業產品設計能夠擺脫功能單一的格局，尋求更為多元開放的設計區間。

參考文獻：

[1]楊紅宇，趙礪.工業設計中虛擬現實技術的應用：評《工業設計創新案例精選：從需求調研到設計流程》[J].中國科技論文，2019（8）：952.

[2]穆王君.試論工業設計中虛擬現實技術的應用[J].環渤海經濟瞭望，2018（9）：197.

作者單位：

鄭州工業應用技術學院