基于虚拟现实技术的工业设计方法论的探寻new

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1、第22卷第1期机电产品开发与创新Vol．22,No．1·开发与创新2009年1月·Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsJan．,2009基于虚拟现实技术的工业设计方法论的探寻1，21高瞩，吉晓民（1.西安理工大学，陕西西安710048；2常州工学院，江苏常州213002）摘要：论述了基于虚拟产品设计模式和虚拟环境的产品创新设计、人机工程分析、形态组构、设计管理等产品造型设计方法的应用，认为在现代工业设计中运用虚拟现实技术，将极大地加快产品设计周期，降低产品开发的成本，对工业设计方法的创新有着巨大影响。关

2、键词：工业设计；虚拟现实；方法论中图分类号：TB472文献标识码：A文章编号：1002－6673（2009）01－020－030引言1虚拟现实技术在国内外研究的现状虚拟现实VR（VirtualReality）是一种高度逼真的1.1国外的研究情况模拟人在自然环境中的视、听、动等行为的人机界面。随着虚拟技术的不断成熟与发展，一些发达国家已简单地说，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系经在很多领域中应用了虚拟设计，也成立了许多与虚拟统。虚拟现实技术是20世纪末兴起的一门新的综合性技术相关的实验室、课题组，其中著名的有美国贝卡罗信息技术，它融合了计算机图形学、多媒体技术、人工

3、来那大学（UNC）的计算机系，其主要的研究课题是物理智能、人机接口技术、数字图像处理、网络技术、传感建模与仿真项目和建筑漫游项目，此外还有美国的密歇器技术及高度并行的实时计算等技术，它不仅指那些戴根大学虚拟现实实验室，主要研究VR在轿车车身设计着头盔和手套的技术，而且还包括一切与之有关的具有中的应用以及虚拟现实技术在产品开发中的应用。瑞士自然模拟、逼真体验的技术和方法，它的根本目标就是苏黎士理工大学计算机图形实验室主要的研究课题包括达到真实体验和基于自然技能的人机交互[1]。动画与虚拟平台、协同虚拟环境（CollaborativeVirtural工业设计是建立在科学技术

4、基础之上，以赋予工业Environment）等。美国宇航局（NASA）的Ames研究中心利产品艺术性为目的的一项感性思维和理性思维相互融合用流行的液晶现实技术和其它零部件研制出了虚拟飞行的工作。工业设计的程序有具体的方法和整体的战略进器,弥补了飞行模拟器成本过高的不足。美国麦道飞机公司行指导和支持，不同国家、不同时期面对不同的设计对采用沉浸式的虚拟现实系统进行新型号发动机的辅助设计。象时，工业设计的程序与方法也是各不相同，大体上有1.2国内的研究现状以下几种:创新设计法、人机工程学法、形态组构法、相对于国外虚拟设计的发展，国内虚拟技术的研究系统设计方法、CAID方法、价

5、值工程与价值创新法、和应用还比较落后。自20世纪80年代VR技术开始起设计管理法等[2]。将虚拟现实技术引入工业设计中，在步以来，至今我国在VR的基础图形技术领域已经具备设计的各个阶段利用虚拟数字模型方便快速地进行各种了坚实的基础。据不完全统计,目前全国已有34家科研调查和试验，可以取得适用面更广、更接近真实状态的机构、高等院校和企业正在开展虚拟制造技术的研究、试验数据。同时，建立在实验基础上的产品设计工作将开发及初步的示范应用工作，有4家企业参与了这种新更具科学性和客观性，给工业设计的方法论以新的理的探索，其主要的研究内容包括:①产品的虚拟设计；念。②热加工工艺模拟；

6、③加工过程、装配过程的仿真；④虚拟轴机床和虚拟量仪的研制和开发；⑤虚拟企业。收稿日期：2008－11－22作者简介：高瞩(1965-)，男，上海人，副教授，博士生。总体来看，我国虚拟制造技术的研究多数是在原先的主要研究方向：产品造型设计理论及应用、人机工程分析、CAD/CAM及仿真技术的基础上进行，而系统、全面的机械CAD与制造；吉晓民（1959-），男，陕西人，教授，虚拟制造技术的研究尚未开展，还很少能将成熟的虚拟博士生导师。技术应用到实际开发中，尤其在产品的创新设计中，虚20·开发与创新·拟技术还未发挥出它应有的作用，应用水平远落后于发此外，虚拟现实技术与网络技术的

7、结合，将可以构达国家。由此来看，我国重视产品设计水平的提升，将虚建一个全新的开放式设计平台，以三维数字化模型作为拟技术应用到设计领域已成为当前国内产品开发的重要设计思想的载体，全面表达设计者的意图，打破地域限环节[3]。制，实现用户与设计、开发人员的良好沟通和互动。2.2基于虚拟现实技术的产品人机工程分析2基于虚拟现实技术的工业设计方法（1）人机工程学参数的采集与分析。传统的人机工2.1创新设计法程学在参数的采集和分析中存在诸多问题：①采样数创新是工业设计的灵魂所在。当代社会经济条件量、测量和数据分析的工作量均很大，且成本高、周期下，市场