基于VR 技術的工業生產環境交互技術淺析

范存艷，劉班

（沈陽新松虛擬現實產業技術研究院有限公司，遼寧沈陽，110000 ）

1 虛擬現實技術形態的基本表現特征

（1）虛擬現實技術形態具備沉浸性表現特征。沉浸性特征是虛擬現實技術形態所具備的最為基本性的表現特征，其基本內涵在于臨場感技術效應，也就是支持保障特定化的目標客戶個體，能夠從被動觀察行為表現狀態轉變成主動參與行為表現狀態，真切感受到自身應當成為創造性環境中的一個具體化的組成部分，繼而持續穩定地沉浸于其中且能參與推進種類多樣的具體化活動環節。如上所述的沉浸感的實際獲取狀態，客觀上深刻依賴特定用戶個體針對虛擬世界對象所展示的感知性狀態，在廣泛調動利用用戶個體的視覺感官體驗行為過程、聽覺感官體驗行為過程、觸覺感官體驗行為過程，甚至味覺感官體驗行為過程、嗅覺感官體驗行為過程等條件下，支持對應用戶能夠切實從感覺體驗環節進入現實世界。

圖1 虛擬現實技術系統的基本結構圖示

（2）虛擬現實技術形態具備交互性表現特征。所謂交互性，通常指的是特定化的用戶個體，針對處在虛擬技術環境之中的物體要素對象所具備的可操作性，以及具體獲取的相關性反饋，其在表現形式層面，具體涉及人體四肢部位執行的各類具體動作，以及在基本觀察視角層面所發生的變化等，繼而與虛擬化技術世界環境展開相互作用過程，比如特定用戶運用雙手觸摸處在虛擬空間技術環境中的物體對象，則用戶將會能夠直接且真切地感受到基于力層面的反饋結果，繼而能夠實現與現實環境直接的自然交互技術目標。

（3）虛擬現實技術形態具備想象性表現特征。想象性有時也被稱作構想性，虛擬現實技術系統除卻能夠針對現實環境展開復現處理環節，還能有效發散拓寬特定用戶的主觀思維體系，創造呈現客觀世界之中并不真實存在的場景，建構形成廣闊且充足的可想象空間，擴展正常合理的主觀認知覆蓋范圍等作用。從宏觀性視角展開闡釋分析，虛擬現實技術形態所具備的想象性表現特征，能夠直接影響決定虛擬技術環境在建構形成過程中所具備的基本質量和基本影響力。

圖2 虛擬現實技術的3I 定義

2 虛擬現實技術在虛擬工業生產技術環境之中的運用

2.1 先進制造技術領域

在先進制造技術領域內部引入運用虛擬現實技術形態，能夠支持實現針對虛擬工業產品形態的設計工作目標、制造工作目標、生產工作目標和展示工作目標，虛擬現實技術在改良完善工業產品形態的基本設計功能層面、優化處置工業產品形態基本技術性能層面、改進工業產品形態基礎質量表現狀態層面發揮著關鍵性影響作用，其能夠在較大程度上改善提升工業產品形態設計開發活動的實施成功率，控制降低工業產品形態在具體設計開發形成過程中的經濟成本與費用支出數量。

舉例論之，在汽車產品生產制造技術活動的組織開展過程中，對虛擬現實技術的引入結合運用，能夠借助于對虛擬裝配技術功能的利用，將汽車產品中涉及包含的各類技術組件，遵照其實際具備的規格技術參數，虛擬化地設計和組裝放置在一起，并且具體建構形成一個明確化的汽車產品三維技術模型，在具體開展的虛擬化裝配技術操作環節過程中，相關技術人員將能夠全面準確清晰地發現和確認某些關鍵性技術組件，或者是技術配件之中存在的技術缺陷和技術問題，繼而通過及時全面開展對應性的優化操作環節和改進操作環節，最大限度地控制規避在具體推進的實際化生產技術活動進程中發生種類多樣的具體問題。除此之外，在虛擬現實技術的引入結合運用背景之下，設計工作人員還能夠針對具體涉及的各類技術參數項目展開設置性操作環節，觀察確定具體形成的汽車產品生產制造方案是否滿足基于舒適性層面的基本要求，在模擬處理汽車駕駛技術操作環節，以及故障模擬技術操作環節前提下，全面支持保障汽車產品在生產制造成型之后的技術可靠性。

如圖3 所示，友嘉實業集團借由對虛擬現實技術的運用，為其機床設備購置客戶模擬呈現了可能運用的技術平面圖和生產線，生產制造研究人員針對洞穴自動虛擬環境展開了測試，繼而基于遠程協作技術方式完成了針對一個新制造技術單元的安裝配置過程。

圖3 基于虛擬現實技術的工廠生產線案例

如圖4 所示，美國約翰霍普金斯大學計算機感知和機器人實驗室研究開發形成了基于虛擬現實技術開展編程技術環節，以及與工業機器人設備展開互動的應用技術系統。

2.2 安全監測技術領域

在工業技術活動具體化組織推進過程中，安全生產監管工作長期被認定成生產監管工作開展過程中需要涉及的重點性組成方面，對虛擬現實技術的引入結合運用，能夠在工業安全生產事業領域發揮不容忽視的影響作用。

舉例論之，在煤炭工業生產技術領域，通常可以在運用虛擬現實技術形態條件下，具體推進完成生產監測技術實踐活動環節，以及培訓工作環節。在煤炭工業行業領域，通常可以運用虛擬現實技術針對礦井作業環境技術場景展開模擬處置，借助于傳感器技術組件，以及攝像頭技術組件等實時且動態化地采集獲取到真實化的礦井技術數據，并且將其具體輸入到生產技術環境內部，監測工作參與人員可以借助于虛擬生產技術系統推進完成觀察環節和掃描環節，繼而將會支持了解各個作業面位置的瓦斯物質濃度，以及技術設備運行狀態，繼而支持實現最優化的安全生產監測技術控制目標。

3 基于虛擬現實技術的工業生產實踐環境交互技術概述

在虛擬工業生產技術環境的實際運用過程中，人機交互技術形態是需要結合運用的一類極其重要的基本技術形態。

從本質性角度展開闡釋分析，虛擬現實技術作為一種全新表現類型的人機接口技術結構，能支持相關參與者全面沉浸在經由計算機設備和相關軟件程序協同生成的虛擬世界之中，同時還能為特定化的用戶對象創造提供一類能夠與虛擬世界環境展開相互通信的技術手段，支持特定用戶在針對處在虛擬環境中的三維物體模型對象要素展開操作過程中，被操作對象通常能夠針對特定用戶展開的技術操作環節，及時作出對應性的反饋技術行為。

虛擬現實技術形態在工業生產技術領域的引入結合運用，能夠創造提供種類多樣的人機交互技術處理方法，具體涉及音頻技術系統、觸覺技術系統，以及跟蹤技術系統等。

4 結束語

綜合梳理現有研究成果可以知道，虛擬現實技術形態屬于特殊形式的計算機科學技術形態，將虛擬現實技術形態在工業生產事業領域加以引入運用，能改善工業產品生產制造活動的精確性和先進性，支持獲取優質且良好的綜合收益。