三維實時虛擬現(xiàn)實的出現(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)省大量成本和時間，還可以更加直觀地對設(shè)計理念進行驗證和調(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，使產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)劃緊密連接在一起。

在過去的十年中，計算機及軟件技術(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現(xiàn)的做法轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實。雖然就目前來看，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)普遍采用了一些獨立工具，在車輛真正投產(chǎn)之前進行產(chǎn)品的優(yōu)化和評估。

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，這種發(fā)展從根本上說來源于汽車制造商對經(jīng)濟效益的訴求。從目前汽車市場競爭環(huán)境來看，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推廣的時間大幅提前，同時提高生產(chǎn)效益，使產(chǎn)量在最短時間內(nèi)達到最大化。

三維圖像生成技術(shù)

三維立體實時虛擬模型技術(shù)的出現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計人員、市場及銷售人員提供了一種全新、直觀、動態(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)計開發(fā)階段通過形象化的實時仿真來展示設(shè)計理念，進而決定下一步的設(shè)計。

“通過三維可視化解決方案可以幫助設(shè)計工程師縮短建模時間、降低建模成本以及減少建模錯誤。”全球領(lǐng)先的實時仿真技術(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)布會上表示。“此外還可以幫助客戶進行虛擬的市場營銷，也就是借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)幫助客戶更快、更好地進入市場，更好地描述他們的產(chǎn)品，建立產(chǎn)品形象，建立更加互動的網(wǎng)站、創(chuàng)造更好的影像資料，來幫助用戶更好地營銷他們的產(chǎn)品。”

三維立體實時虛擬模型建立的關(guān)鍵是其將各種數(shù)據(jù)和信息都整合到這個模型中，用戶可以根據(jù)自己的需求在整個流程中同步使用這些數(shù)據(jù)。Fuchs表示，“整個過程包括汽車的設(shè)計、造型、人機交互界面、人體工程學(xué)，以及汽車維護銷售，可以看到總的模型涵蓋了產(chǎn)品整個生命周期，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)品或者是整個品牌的價值。”

一旦建立了三維模型，確定了產(chǎn)品設(shè)計材質(zhì)和顏色之后，用戶就可以進行市場營銷了，同時可以建立產(chǎn)品的圖像資料庫，包括動態(tài)、靜態(tài)的圖像，還包括網(wǎng)站設(shè)計，以及視頻資料等。“我們還為汽車廠商銷售點開發(fā)定制的銷售工具，”Fuchs說。“比如說我們給法拉利提供了一個車輛現(xiàn)場配制的解決方案，這主要是在4S店、展廳里面提供給客戶，讓他可以更加互動地來定制或者個性化他的汽車，這樣一來也是進一步加強客戶和產(chǎn)品之間的聯(lián)系。”

與傳統(tǒng)物理模型相比，虛擬三維模型毫無疑問可以節(jié)省大量成本。“舉汽車頭燈為例，不要看頭燈看似簡單，但實際上整個過程如果把模具等制造費用都算進去的話，有可能要達到40萬歐元之多，通過三維實時虛擬工具可以縮短整個建模時間，降低整個建模成本。”

真實與虛擬的交互

三維實時虛擬模型技術(shù)的最大特點就是可以將現(xiàn)實與虛擬結(jié)合起來，實現(xiàn)互動。RTT最新發(fā)布的三維實時虛擬軟件產(chǎn)品RTT DeltaGen 9.1就可以將真實的物體、虛擬物體以及多媒體內(nèi)容放在一起，這主要通過該產(chǎn)品中的RealView模塊來實現(xiàn)。RealView能實時跟蹤連接三維模型，在現(xiàn)實增強AR（Augmented Reality）世界里，設(shè)計模型是可測試、可比較的，在真實的物理環(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的東西放在真實的場景中進行觀察，也可以將真實的材質(zhì)放在虛擬的模型里面，看看實際的效果。不僅如此，RTT公司的DeltaTex軟件還可以將真實材料轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M數(shù)據(jù)。該產(chǎn)品開創(chuàng)了新數(shù)字材料實時設(shè)計的先河，可以將現(xiàn)實中的紡織品或皮革等材料轉(zhuǎn)移到虛擬樣機，極大方便了設(shè)計人員對汽車內(nèi)飾的配色設(shè)計。

事實上，利用數(shù)字化工具生成三維虛擬模型對于一些國際汽車制造商來說已經(jīng)不是新鮮事了——福特汽車公司早已將三維實時虛擬模型技術(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)中心有一個稱為iVR（Immersive Virtual Review，沉浸式虛擬評估）的實驗室，開發(fā)人員在這里已經(jīng)完全采用三維虛擬模型來替代物理模型進行汽車內(nèi)飾的開發(fā)。

福特2009款Flex車型是最后一個制作了物理模型的車型，主要用于車型驗證。自該車型后，該實驗室就沒有制作過物理模型。而這款車型的其他一些評估都借助了福特iVR實驗室的一些數(shù)字化工具，如CAVE（Cave Automated Virtual Environment，洞穴虛擬現(xiàn)實環(huán)境）系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高級運動追蹤設(shè)備和計算機軟件生成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CAVE生成的虛擬圖像來確定Flex車型導(dǎo)航屏幕和中控臺的最佳位置。

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

在該實驗室里的Open Volume試驗站，工程師在戴上一個特殊的頭部裝置和手套后就可以完全“沉浸”在一個計算機生成的虛擬環(huán)境中。“你可以站起來，繞著車型走，還可以看一看行李箱內(nèi)部或打開發(fā)動機蓋等。”福特工藝數(shù)字構(gòu)造機械師及虛擬現(xiàn)實技術(shù)工程師Daniel Orr表示。

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

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

福特CAVE系統(tǒng)采用運動跟蹤技術(shù)和計算機軟件來生成虛擬汽車內(nèi)飾和外形，
而設(shè)計師可以通過特殊裝置進行觀察，對設(shè)計進行實時驗證。

“得益于我們采用的這些數(shù)字工具，我們大大縮短了產(chǎn)品推向市場的時間。”福特集團全球產(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)消費者需要的高品質(zhì)產(chǎn)品將是福特在未來前進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，他們希望更夠隨時隨地通過移動設(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可以使用戶更加簡單地管理視覺資產(chǎn)，允許他們通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實時訪問生成的三維模型。

“實際上我們比較看重三個方面：質(zhì)量、流程以及易用性。在質(zhì)量方面，我們還要進一步提升產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，特別是在現(xiàn)在計算能力還存在一定瓶頸的情況下，怎樣能夠進一步提升計算的精度。對于流程而言，我們要進一步強調(diào)流程自動化和它的整合性。”RTT創(chuàng)始人Christoph Karrasch在談到三維實時虛擬現(xiàn)實技術(shù)未來發(fā)展趨勢時表示。“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三維模型服務(wù)器來獲取圖像數(shù)據(jù)。這種技術(shù)帶來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)的電腦上面運行，當(dāng)然這臺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；另外對計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，實際上可以讓多臺電腦協(xié)同工作，或者采用多個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)實生成系統(tǒng)的價格也逐漸降低，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)算低的客戶提供簡化系統(tǒng)，讓設(shè)計人員同樣可以采用他們的CAD數(shù)據(jù)來生成三維虛擬模型，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就是一個獨立的應(yīng)用解決方案。

不過從長期看，虛擬軟件的應(yīng)用對企業(yè)來說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，并對相關(guān)投資回報率進行評估后會發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)情況下，他們可以在不到六個月的時間里收回相應(yīng)投入，”Karrasch表示。