虚拟现实技术与产品设计的融合研究
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摘 要：虚拟现实技术即VR技术，它是在高科技发展过程中出现的比较新兴和活跃的技术，其在技术领域表现出的交互性、沉浸式等特征，在为用户带来身临其境的感官体验的同时，也凸显出其与其他领域结合的诸多可能性。基于虚拟现实技术在三维立体环境下呈现出的交互性、可逆性、全景式视角，使产品从研发到产出的整个环节的时间与风险大大降低，保证了产品的质量。
关键词：虚拟现实技术;产品设计;融合
虚拟现实技术在计算机技术快速发展的背景下，不仅构造出三维立体的空间环境，使人类视角从二维拓向三维，进而使相关产品的多种信息在大数据平台、云计算等领域的支撑下进行可视化操作成为可能，给人带来现实化的多感官体验。与此同时，相比传统的产品设计在色差把控、细节呈现、比例大小等方面的差异性和难以把控性，虚拟现实技术的介入，使产品在设计过程中的构造与功能实现的预先整合与操作成为可能，各个环节可以实现交互与可逆演算。而在产品的展示与体验方面，用户通过VR设备不仅可以了解产品的设计过程，也能够直观体验产品带来的感官体验。因此，基于虚拟现实技术，探讨其与产品设计相互融合的优势，能够有效提升产品设计整个环节的质量和效用，最终使产出的产品实体实现经济与实用两方面的效益。
1 虚拟现实技术概述
首先，虚拟现实技术是以计算机技术为依托，在特殊软件的辅助下生成类似现实的虚拟环境，其中的声音、图像、视觉感受、触觉感受等极具逼真性，受众可以借助专业的虚拟设备体验其逼真的交互式环境。该技术作为仿真技术领域的前沿研究领域，涉及了如计算机图形学、多媒体技术、传感技术等多种尖端技术领域，是一种交叉性极强的学科领域，使虚拟现实技术领域具有一定的挑战性。正因为此，其三维立体空间的空间感和现实性极强，不仅给人很强的代入感，也使建立的产品数据模型十分直观，有效增强了现实性。
其次，虚拟现实技术具有突出的特点。其一，突出的交互性。交互性直观地体现在用户在佩戴特殊虚拟设备时，计算机捕捉各种行为动作，并经过演算和处理给予体验者相应的现实性感受。在虚拟现实技术的支持下，避免了参与者因所表现出的物理反应延迟而影响体验感，反映出虚拟现实技术不仅仅是全景式的再现，而是多层次和多领域的互动。其二，突出的沉浸感。识别虚拟现实技术优劣的重要判别标准之一是该技术手段能否给用户带来代入式的感受，而虚拟现实技术应用的目的之一即是给受众带来多感官角度的逼真体验，使用户超前感受产品的效果。其三，突出的构想性。虚拟环境的创设反映了设计者的构想力，虚拟技术的发展离不开想象力，在想象力的支撑下，虚拟世界的内容以及虚拟现实技术产业的未来发展潜力具有强劲的动力。由于虚拟现实技术构造的三维世界是现实与想象的结合，因此，想象力占据着该技术领域的制高点，使其不断提供新的交互方式、新的感官体验等成为可能。其四，突出的感知性。虚拟现实技术表现出的多感官体验，是交互的特征之一，而这建立在多种硬件设备的支持之下。从最基本的头显和手柄两部分仅仅提供来自视觉和触觉的部分感受，到借助VR座椅、运动传感器等多种类型的传感设备，使参与者能够较为全方位地感受虚拟现实环境中给人带来的体验，有效增强了现实性。
2 虚拟现实技术与产品设计融合的价值
总体来看，衡量虚拟现实技术运用成功与否的标准之一是沉浸感的感受度，也是衡量產品设计是否成功的关键之一。相比传统产品设计过程，虚拟现实技术构建出的三维立体环境的优势在于不需要如传统产品设计一样在二维与三维视角之间切换，在三维环境下有效提升了产品信息之间交互的准确性和效率。
一方面，市场与社会发展有着密切的关系，现代社会需求的变化使产品定位发生变动，包括产品的研发周期、产品的类型等都在提升，为了适应这一变化趋势，将虚拟现实技术应用于产品设计，大大缩短了产品设计的时间，适应了社会的快节奏需求。
另一方面，产品设计的整个环节的提升也与之密切相关。与传统的产品设计相比，虚拟技术运用下的产品设计在造型的定位、色彩的选择、材料的测试、功能的展示等环节都采用各种参数计算，使产品设计的各个环节都能够达到最优化，而依托于虚拟现实技术，在产品成型后的展示与评估方面，其包含的理念能够更好地展示给受众，从而增强了产品的体验感。
3 虚拟现实技术与产品设计的相互融合
3.1 外形草图设定阶段
基于虚拟现实技术进行产品外形的草创，设计师可以在三维空间内随意进行创意角度的绘制，打破了传统二维平面因缺少立体化和体量感而不能全面展示造型的缺陷。在三维空间中，任何一条线条都是带有空间坐标的模型，其优势在于设计师能够从各个角度对线条进行观察与修改，而在模型草图初步成型后，设计者能够借助虚拟现实设备对造型结构、色彩搭配等基础部分进行调整与优化，这大大节省了产品成型的时间和耗费的精力。以文创产品的外形设计为例，依托于草图设计方案模型Tilt Brush的VR绘图应用，能够直接将设计模型进行立体展示，从而确定最佳的文创产品外形，这避免了产品因外部造型的缺陷而导致不必要的产品研发风险。
3.2 产品布局研发阶段
产品布局的研发是以外形草图为基础，进入数字建模阶段，大大避免了不合理问题的出现，也节约了传统产品设计参照纸质手稿或草图的时间。产品设计的合理与否与布局安排的科学性密切相关，虚拟现实技术在大数据的支撑下，对产品各部分的布局进行具象化再现，这离不开Rhino、Solid-works、PRO/E等三维建模软件的使用，其优势在于能够对产品进行添加、删减、微调，从而得出较为合理科学的产品模型。此外，利用虚拟现实技术还可以进行布局渲染，布局渲染最直接的目的是增加交互式体验，此阶段是对产品进行环境、色彩、光源、纹理等角度的优化布局，这得益于大数据平台以及虚拟现实技术提供的三维立体化展示空间。例如，空气净化器与虚拟现实技术的结合，通常要考虑光源、温度、空气等诸多物理因素，通过对数据的分析演算得到最佳方案，有效提升产品自身布局的合理性与交互性。
3.3 产品评测阶段
产品设计的合理与否要接受一定的测试和考虑一定的可能性因素。基于虚拟现实技术，在确定产品模型之后，应对可适配的材料和加工产出等过程进行计算模拟，评测产品加工环节是否合理科学，从而避免后期多次重复修改的问题。例如，针对运动性较强的产品要考虑现实运动中的协调关系，对可能涉及的因素和环节进行充分测试，以设计出符合动力学理论的仿真设计产品。此外，产品宣传也是评测的重要环节，用户直接参与体验，能够直接得到真实的使用数据，通过对数据进行计算分析，利用虚拟现实技术进行算法修改，优化与提升产品的性能。因此，将虚拟现实技术与产品设计的评测结合，能够减少设计环节和反复修改导致的材料浪费与时间流逝，大大节约研发成本。
4 结语
虚拟现实技术作为计算机科学的先进技术之一，有广泛的应用领域，而其表现出的突出性特征和优势技术与产品设计过程相互融合，使其整个设计制造过程得到了优化升级，极大地便利了产品的设计研发。虚拟现实技术在科技领域具有的独特优势将促进产品设计的可持续发展。
参考文献：
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[2] 钱泓坤，戴端.产品设计中虚拟现实技术的应用研究[J].设计，2012（10）.
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