三維實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的汽車開發(fā)方式，人們不僅可以摒棄物理模型的建立從而節(jié)省大量成本和時(shí)間，還可以更加直觀地對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整。這種技術(shù)不僅用于產(chǎn)品的開發(fā)，還被應(yīng)用到工廠及生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)劃緊密連接在一起。

在過(guò)去的十年中，計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)將數(shù)字化工廠規(guī)劃、仿真以及同步工程等在以前看似不可能實(shí)現(xiàn)的做法轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)。雖然就目前來(lái)看，包含各種功能的軟件也的確使數(shù)據(jù)的一致性更具挑戰(zhàn)性，但是一些汽車制造商已經(jīng)普遍采用了一些獨(dú)立工具，在車輛真正投產(chǎn)之前進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化和評(píng)估。

此外，數(shù)字工廠規(guī)劃也將產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)緊密聯(lián)系起來(lái)，這種發(fā)展從根本上說(shuō)來(lái)源于汽車制造商對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的訴求。從目前汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境來(lái)看，制造商要想立于不敗之地，必須要快速做出反應(yīng)。數(shù)字工具可以幫助他們將市場(chǎng)推廣的時(shí)間大幅提前，同時(shí)提高生產(chǎn)效益，使產(chǎn)量在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大化。

三維圖像生成技術(shù)

三維立體實(shí)時(shí)虛擬模型技術(shù)的出現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員、市場(chǎng)及銷售人員提供了一種全新、直觀、動(dòng)態(tài)的方式去交流想法以及展現(xiàn)解決方案。采用三維模型，用戶可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段通過(guò)形象化的實(shí)時(shí)仿真來(lái)展示設(shè)計(jì)理念，進(jìn)而決定下一步的設(shè)計(jì)。

“通過(guò)三維可視化解決方案可以幫助設(shè)計(jì)工程師縮短建模時(shí)間、降低建模成本以及減少建模錯(cuò)誤。”全球領(lǐng)先的實(shí)時(shí)仿真技術(shù)和服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)者RTT公司亞太區(qū)總裁Ricardo Fuchs日前在公司新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上表示。“此外還可以幫助客戶進(jìn)行虛擬的市場(chǎng)營(yíng)銷，也就是借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助客戶更快、更好地進(jìn)入市場(chǎng)，更好地描述他們的產(chǎn)品，建立產(chǎn)品形象，建立更加互動(dòng)的網(wǎng)站、創(chuàng)造更好的影像資料，來(lái)幫助用戶更好地營(yíng)銷他們的產(chǎn)品。”

三維立體實(shí)時(shí)虛擬模型建立的關(guān)鍵是其將各種數(shù)據(jù)和信息都整合到這個(gè)模型中，用戶可以根據(jù)自己的需求在整個(gè)流程中同步使用這些數(shù)據(jù)。Fuchs表示，“整個(gè)過(guò)程包括汽車的設(shè)計(jì)、造型、人機(jī)交互界面、人體工程學(xué)，以及汽車維護(hù)銷售，可以看到總的模型涵蓋了產(chǎn)品整個(gè)生命周期，涉及到了方方面面的環(huán)節(jié)，可以幫助客戶更好地提升他們的產(chǎn)品或者是整個(gè)品牌的價(jià)值。”

一旦建立了三維模型，確定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)材質(zhì)和顏色之后，用戶就可以進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷了，同時(shí)可以建立產(chǎn)品的圖像資料庫(kù)，包括動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的圖像，還包括網(wǎng)站設(shè)計(jì)，以及視頻資料等。“我們還為汽車廠商銷售點(diǎn)開發(fā)定制的銷售工具，”Fuchs說(shuō)。“比如說(shuō)我們給法拉利提供了一個(gè)車輛現(xiàn)場(chǎng)配制的解決方案，這主要是在4S店、展廳里面提供給客戶，讓他可以更加互動(dòng)地來(lái)定制或者個(gè)性化他的汽車，這樣一來(lái)也是進(jìn)一步加強(qiáng)客戶和產(chǎn)品之間的聯(lián)系。”

與傳統(tǒng)物理模型相比，虛擬三維模型毫無(wú)疑問(wèn)可以節(jié)省大量成本。“舉汽車頭燈為例，不要看頭燈看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上整個(gè)過(guò)程如果把模具等制造費(fèi)用都算進(jìn)去的話，有可能要達(dá)到40萬(wàn)歐元之多，通過(guò)三維實(shí)時(shí)虛擬工具可以縮短整個(gè)建模時(shí)間，降低整個(gè)建模成本。”

真實(shí)與虛擬的交互

三維實(shí)時(shí)虛擬模型技術(shù)的最大特點(diǎn)就是可以將現(xiàn)實(shí)與虛擬結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。RTT最新發(fā)布的三維實(shí)時(shí)虛擬軟件產(chǎn)品RTT DeltaGen 9.1就可以將真實(shí)的物體、虛擬物體以及多媒體內(nèi)容放在一起，這主要通過(guò)該產(chǎn)品中的RealView模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。RealView能實(shí)時(shí)跟蹤連接三維模型，在現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)AR（Augmented Reality）世界里，設(shè)計(jì)模型是可測(cè)試、可比較的，在真實(shí)的物理環(huán)境中是可被修改的。

RTT提供的解決方案可以將虛擬建模出來(lái)的東西放在真實(shí)的場(chǎng)景中進(jìn)行觀察，也可以將真實(shí)的材質(zhì)放在虛擬的模型里面，看看實(shí)際的效果。不僅如此，RTT公司的DeltaTex軟件還可以將真實(shí)材料轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品開創(chuàng)了新數(shù)字材料實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)的先河，可以將現(xiàn)實(shí)中的紡織品或皮革等材料轉(zhuǎn)移到虛擬樣機(jī)，極大方便了設(shè)計(jì)人員對(duì)汽車內(nèi)飾的配色設(shè)計(jì)。

事實(shí)上，利用數(shù)字化工具生成三維虛擬模型對(duì)于一些國(guó)際汽車制造商來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是新鮮事了——福特汽車公司早已將三維實(shí)時(shí)虛擬模型技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品開發(fā)方面。福特密歇根州迪爾伯恩市的福特產(chǎn)品開發(fā)中心有一個(gè)稱為iVR（Immersive Virtual Review，沉浸式虛擬評(píng)估）的實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)人員在這里已經(jīng)完全采用三維虛擬模型來(lái)替代物理模型進(jìn)行汽車內(nèi)飾的開發(fā)。

福特2009款Flex車型是最后一個(gè)制作了物理模型的車型，主要用于車型驗(yàn)證。自該車型后，該實(shí)驗(yàn)室就沒(méi)有制作過(guò)物理模型。而這款車型的其他一些評(píng)估都借助了福特iVR實(shí)驗(yàn)室的一些數(shù)字化工具，如CAVE（Cave Automated Virtual Environment，洞穴虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境）系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高級(jí)運(yùn)動(dòng)追蹤設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件生成1：1全尺寸比例的虛擬車輛內(nèi)飾及外飾圖像。產(chǎn)品開發(fā)人員可以通過(guò)CAVE生成的虛擬圖像來(lái)確定Flex車型導(dǎo)航屏幕和中控臺(tái)的最佳位置。

CAVE評(píng)估可以讓設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中真正體驗(yàn)到一些人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)效果。“設(shè)計(jì)人員可以直觀地發(fā)現(xiàn)哪些設(shè)計(jì)理念沒(méi)有真正體現(xiàn)其根本的意圖，他們可以了解到問(wèn)題所在，然后進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整。”福特Flex車型工程師Eero Laansoo表示。

在該實(shí)驗(yàn)室里的Open Volume試驗(yàn)站，工程師在戴上一個(gè)特殊的頭部裝置和手套后就可以完全“沉浸”在一個(gè)計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中。“你可以站起來(lái)，繞著車型走，還可以看一看行李箱內(nèi)部或打開發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等。”福特工藝數(shù)字構(gòu)造機(jī)械師及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)工程師Daniel Orr表示。

該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的PVM可編程汽車模型（Programmable Vehicle Model）是一臺(tái)可操控的物理設(shè)備；它可以全尺寸地模擬任何一款汽車，這樣設(shè)計(jì)人員在戴上相關(guān)裝置后就可以驗(yàn)證一些人機(jī)界面的設(shè)計(jì)效果，還可以驗(yàn)證汽車的盲區(qū)等。事實(shí)上，這項(xiàng)動(dòng)作捕捉軟件技術(shù)已經(jīng)在視頻游戲和電影行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，而福特是第一個(gè)利用該技術(shù)來(lái)輔助汽車設(shè)計(jì)的汽車制造商。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以可以將真實(shí)的材質(zhì)放在虛擬的模型里面，看看實(shí)際的效果。
通過(guò)RTT公司的DeltaTex軟件還可以將真實(shí)材料轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M數(shù)據(jù)。

福特CAVE系統(tǒng)采用運(yùn)動(dòng)跟蹤技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件來(lái)生成虛擬汽車內(nèi)飾和外形，
而設(shè)計(jì)師可以通過(guò)特殊裝置進(jìn)行觀察，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證。

“得益于我們采用的這些數(shù)字工具，我們大大縮短了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。”福特集團(tuán)全球產(chǎn)品開發(fā)副總裁Derrick Kuzak表示。“繼續(xù)采用這些工具幫助公司開發(fā)消費(fèi)者需要的高品質(zhì)產(chǎn)品將是福特在未來(lái)前進(jìn)道路上取得成功的關(guān)鍵。”

隨著網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)的發(fā)展，用戶獲取和傳遞信息的方式也發(fā)生了很大的改變，他們希望更夠隨時(shí)隨地通過(guò)移動(dòng)設(shè)備的瀏覽器獲得信息。RTT公司此次一同推出的RTT PowerHouse和RTT PictureBook 5.0可以使用戶更加簡(jiǎn)單地管理視覺(jué)資產(chǎn)，允許他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實(shí)時(shí)訪問(wèn)生成的三維模型。

“實(shí)際上我們比較看重三個(gè)方面：質(zhì)量、流程以及易用性。在質(zhì)量方面，我們還要進(jìn)一步提升產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，特別是在現(xiàn)在計(jì)算能力還存在一定瓶頸的情況下，怎樣能夠進(jìn)一步提升計(jì)算的精度。對(duì)于流程而言，我們要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)流程自動(dòng)化和它的整合性。”RTT創(chuàng)始人Christoph Karrasch在談到三維實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)時(shí)表示。“在應(yīng)用性方面，我們要做到讓任何終端設(shè)備在任何地方都可以更加便捷的獲得這些數(shù)據(jù)。”

目前，通過(guò)RTT PowerHouse，用戶已經(jīng)可以在任何地方，采用任何終端都可以訪問(wèn)三維模型服務(wù)器來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)。這種技術(shù)帶來(lái)的好處除了滿足用戶易用性需求外，還讓他們擺脫了采用高端昂貴的硬件才能進(jìn)行三維可視化資產(chǎn)渲染。

“RTT產(chǎn)品一開始就著眼于在標(biāo)準(zhǔn)的電腦上面運(yùn)行，當(dāng)然這臺(tái)電腦需要有比較好的圖形適配器，如果是要求高精度的圖形表現(xiàn)力的話；另外對(duì)計(jì)算能力也有一定的要求，但是現(xiàn)在的普通電腦完全能勝任這種工作。如果要求還要再高的話，實(shí)際上可以讓多臺(tái)電腦協(xié)同工作，或者采用多個(gè)圖形卡讓它們并行工作。”Karrasch表示。

三維虛擬技術(shù)的發(fā)展引起越來(lái)越多汽車制造商的關(guān)注。軟件供應(yīng)商也開始將目光瞄向那些中小型企業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)生成系統(tǒng)的價(jià)格也逐漸降低，讓更多用戶可以摒棄制造物理模型的傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)方式。有些軟件供應(yīng)商向預(yù)算低的客戶提供簡(jiǎn)化系統(tǒng)，讓設(shè)計(jì)人員同樣可以采用他們的CAD數(shù)據(jù)來(lái)生成三維虛擬模型，而且硬件要求也不高。此外，有的公司還采用模塊化銷售方式，比如RTT公司可以根據(jù)用戶的需求定制具體的模塊，比如DeltaxTex就是一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用解決方案。

不過(guò)從長(zhǎng)期看，虛擬軟件的應(yīng)用對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)具有可觀的成本效益。它不僅可以幫助企業(yè)從摒棄傳統(tǒng)物理模型中節(jié)省大量成本，還可以將產(chǎn)品數(shù)據(jù)融入到其他企業(yè)管理軟件中，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。“RTT的目標(biāo)客戶主要集中在企業(yè)客戶，這些企業(yè)客戶在采用了我們的應(yīng)用方案，并對(duì)相關(guān)投資回報(bào)率進(jìn)行評(píng)估后會(huì)發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，他們可以在不到六個(gè)月的時(shí)間里收回相應(yīng)投入，”Karrasch表示。