VR 正在引领制造业
的发展潮流
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提到虚拟现实 (VR)，大多数人会想象自己在梦幻世界中漫游，戴着看起来很奇怪且沉重的头戴式装备，享受着沉浸式的娱乐体验。但就仅此而已了吗？对于产品开发领域的职业人士而言，VR 和其他“扩展现实”(XR) 技术还拥有光明的实际应用前景。
产品开发公司使用 VR 来加快设计和生产周期，在提升可视化处理效率的同时开展有效协作。VR 可以逼真地模拟面对面互动场景，协助用户做出明智的决策和获得理想的结果。“VR 能够提供真实的存在感，”Charlie Fink 说道，他是一位富有远见的企业家、顾问和作家，也是《福布斯》杂志在 XR 领域的专栏作家。他解释说，这项技术可以让开发人员把自己“投射”到作品存在和发挥作用的环境中，这个环境可以是真实的，也可以是想象的。无论设计方案的描述多么详尽，都无法替代亲自体验产品所获得的真实感受。
利用沉浸式技术，设计师和工程师可以在逼真的虚拟环境中工作并与作品交互。产品设计师使用 VR 与同事、合作伙伴和客户进行协作，并实时审查设计方案。此技术可以加速非技术人员之间达成共识的过程，他们可能不是工程设计方面的专家，但是如果能够亲眼见证成品效果，他们将欣然地在项目合同上签字。加快审批意味着可以加快将产品推向市场的步伐，进而迅速获得可观的收入。
3D 设计协作
在汽车行业中可以找到许多 VR 的早期采用者。轴距是车辆设计的起点，几十年来一直如此。但越来越多的设计师将在虚拟底盘上进行构建，并且车辆不再以二维的形式呈现，而是在计算机辅助设计软件（如 CATIA）中以三维形态显示。在颇具前瞻性的车间里，设计师和工程师将通过虚拟现实 (VR) 工具合作完成车辆开发工作。
Gravity Sketch 是一家英国科技初创公司，专注于为产品设计师提供 3D 设计硬件和软件。“无论是燃油汽车还是电动汽车，都始于尺寸不是很准确的粗略工程图。”Gravity Sketch 创始人 Oluwaseyi “Shay” Sosanya 表示，“你必须满足各种安全要求，也需要把 CAD 系统中的信息全数导入 VR 平台。您可以创建出 7 到 8 种不同的 3D 车辆模型图，然后举行设计会议并对其进行审查。设计师可以在草图阶段，以一对一的比例了解不同配件应该放在汽车驾驶舱内的哪个部位。”
汽车行业是采用 VR 的开路先锋，但这项技术在其他领域也开始逐渐站稳脚跟。Sosanya 援引了一家无人机制造商的例子。这家制造商的设计师之前在 Solidworks 中绘制小型无人机的 CAD 图纸，并利用图纸完成线路设计工作。“设计师就像蚁人一样把自己缩小到迷你尺寸，在‘庞大’的无人机里进行线路布置，然后把文件导回 Solidworks，”Sosanya 解释道，“而现在，设计师可以在 Gravity Sketch 中以 3D 方式更直观地开展布线工作。”
德国化工巨头巴斯夫近期计划在 Autodesk Fusion 360 CAD 平台上增加 2000 名用户，主要目的是构建一个面向化工厂维修工人的 VR 协作系统。在 VR 技术的助力下，工作人员可以使用 Fusion 360 中的内容，将管道、连接处、结构支架和其他尚未安装的基础设施进行可视化处理，在虚拟环境中呈现出它们的适当位置和设计方向。巴斯夫的维护和车间团队可借助该系统与外部合作伙伴开展合作，如创建备件或对老旧部件进行逆向工程。
事实上，许多行业中的产品开发人员都开始注意到，虚拟现实 (VR) 的美好前景正在慢慢转变为现实，为他们带来巨大的商业优势，协助他们提升生产效率，转变员工和客户体验，并缩短产品开发周期。
VR 将产品开发
推向全新的高度
VR 可提供多项重要优势，从促进设计创新，改善制造流程和生产效率，到增强客户体验。
VR 推动创新设计与协作
3D CAD 软件包正在不断演变，以便充分利用 VR 集成的优势。同时，用户利用 VR 技术获得的优势不仅仅局限在视觉层面。设计师可以通过手持式指向设备获得触觉反馈（触摸或运动感觉），这对于突出显示设计中的问题区域非常有用。例如，触觉反馈可以用于提醒工程师，有哪两个零部件需要同时组装。如果使用的部件不相匹配，则触觉反馈也会提醒工程师。
Shay Sosanya 指出，工程师、设计师和制造商通常只关注自己负责的工作，彼此之间没有太多的沟通。他的初创公司 Gravity Sketch 希望开发出一种全体利益相关方都可以学习的“手势”方法，改善团队之间的协作效果。“设计领域的从业人员习惯用草图表达自己的想法，但这些草图是 2D 的，”他解释道，“作为工业设计师，我们用一种比工程师更加感性、更有表现力的方式绘制草图。如果我们可以绘制 3D 草图，工程师将能够清楚地了解我们想要表达的内容。正所谓所见即所得。使用铅笔在纸张上画出自己的想法并非难事。而我们希望将这种平面图画转化为 3D 体验。”
而用户体验有一些基本的规则需要遵循。Sosanya 表示：“用户所做的一切都必须符合物理定律。”所以我们习惯用手势互动，很少或根本不使用语言。这样就不需大量阅读或多次点击才能使用某项功能。另一个原则是即时性。当您使用传统的 CAD 工具进行创作时，可能会定义一条样条曲线，然后定义一条中心线，之后再在中心线周围输入所需的旋转度。整个过程需要三步；我们试图将这些步骤简化为一个手部动作。”
什么是沉浸式现实技术？
XR
扩展现实
这个词涵盖了多种沉浸式技术。这些技术通过将虚拟世界和“真实”世界结合起来，或者通过创建一种全浸入式的体验，来扩展我们对现实的感受。
AR
增强现实
将数字注释、可视化内容和指令叠加到环境或项目的真实视图中，使用户能够记录所执行的任务，或借助其他专家的知识更高效地完成工作。
VR
虚拟现实
让用户沉浸在数字合成环境中，使设计师可以在遥远或想象的环境中亲眼见证作品效果。同事们可借助此技术远程协作，仿佛大家身处同一地点。
MR
混合现实
使工程师和设计师能够以数字方式将真实物体投射到虚拟环境中，或将虚拟物体投射到现实世界中。
通过 VR 拉近人与人的距离
到 2030 年，AR/VR 预计将为美国创造超过 230 万个就业岗位，这个数字相较于 2019 年的 8 万有了大幅提升。1 VR 工具和模拟器可惠及从职业培训和协作到设计和原型制造的方方面面。
汽车和航空公司是 VR 技术的开路先锋。到 2027 年，仅汽车行业的 VR 市场规模将达到 147.279 亿美元，年复合增长率为 45.1%。2 如今，许多汽车公司在展厅中使用 VR 技术，为客户提供更具吸引力的互动体验。例如，Lucid Motors 在其展厅网络中提供沉浸式 VR 试驾体验，客户能够通过 4K VR 配置器对汽车内外的各个方面进行个性化设置。3
VR 还可以帮助经销商节省汽车展厅的占地面积。例如，配有头戴式装备 (HMD) 的 VR 展台可以让客户坐在汽车方向盘后面的虚拟座位上，并在虚拟汽车周围走动。
许多公司已经体会到实施 VR 技术所带来的几大关键优势，包括提高生产效率、提升员工培训效果和改善客户体验。VR 的沉浸式体验实现了其他方式因过于昂贵或危险，而很少或不可能实现的场景模拟。1
“推动互联网诞生和智能手机普及的各项应用，其本质都是拉近人与人之间的距离，”Charlie Fink 说道，“说到底，人才是 XR 的目标应用。此时此刻，我并不确定未来的智能眼镜将在人们的日常生活中发挥什么样的作用，但我想它一定与人际关系和虚拟现实有关。有时候你想进行视频通话，有时候你想进行语音通话，而有时候你想在虚拟空间里与他人进行交流。”
主管惠普打印体验的全球前沿设计与战略团队高级经理和创意总监 Bart Massee 指出，新冠疫情危机使人们更加关注与远程协作相关的挑战，以及 XR/VR 在增强协作设计方面的潜力。“使用 VR 将人们聚集在同一个设计空间中，是我们希望能够把握住的一个巨大机遇，”他说道。
Massee 认为计算设计正在颠覆行业现状。“随着算法深度嵌入到设计过程中，我们现在可能会问，‘人类的角色到底是什么？’”他若有所思地说，“人类设计师能够将灵魂注入物质。这些算法可以自行生成合格的产品。“设计师的一大作用是为产品赋予人性化特征，以此激发客户的潜在需求。”
“设计师的一大作用是为产品赋予人性化特征，以此激发客户的潜在需求。”
Bart Massee
高级经理兼创意总监
惠普全球前沿设计与战略
77%
的汽车行业受访者和 71% 的
制造业受访者认为，
沉浸式技术的使用率将
在未来一年内有所增加。4
相比于其他公司，汽车/航空航天领域的公司更倾向制定正式的 VR 战略，也相信 XR 计划对他们的业务发展非常关键，并且将 XR 视为重要的战略优先事项。1
VR 和行业的未来
VR 技术已经在很短的时间内给制造业带来了巨大的变化。随着高科技的普及和竞争的加剧，这一趋势将更为明显，从而促进 VR 的大规模采用。
为员工和企业提供优势
面向制造业的 VR 可以让产品开发团队在开始生产流程之前模拟产品效果，从而节省大量成本和时间。例如，通过数字化方式开发头盔时，设计师可以在实际飞行模拟中对其进行压力测试，而无需创建物理原型。这使得开发人员能够在早期设计阶段对产品进行优化并检测常见故障点，进而减少浪费和缩短生产周期。Bart Massee 说道：“如果我们能利用 VR 完成一半工作，就能省下足够多的钱，购买多个配备 HP Reverb 头戴式装备的惠普 Z 系列工作站。”
通过将 VR 与 3D 打印、物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 等其他新兴技术相结合，VR 将助力开发人员将来自 IoT 设备的实时数据可视化，并据此进行维修和维护工作。这些技术能够以数字化的方式改变我们的工作模式，进而提高现有员工的生产效率，并加速生产。3
这项技术可以取代 3D 模型。产品设计机构通常需要从高端模型商店购买 3D 模型，或者是使用机器自己加工，而这意味着数十万美元的投资。“通过人力来评估模型比例不仅非常耗时，可能还意味着需要忍受多达 5 毫米的误差。”
Shay Sosanya 认为 VR 在未来拥有无限潜力，可以为产品赋予前所未闻的个性化特征。“我们的一位设计师将自己的头部形态扫描到 3D 设计软件中，使用 Gravity Sketch 进行后续处理，然后就打造出了适合他头型的头盔，”他回忆道，“这款量身定制的头盔不仅尺寸准确、符合人体工程学，而且还具备出色的空气动力学特性。这种分毫毕现的精细度和超高的定制化水平，代表着设计、3D 打印和虚拟现实的未来。技术已经蓄势待发。接下来就看设计师如何发挥它们的威力了。”
“技术已经蓄势待发。接下来就看设计师如何发挥它们的威力了。”
Shay Sosanya
Gravity Sketch 创始人
这场由 XR、自动化和 3D 打印掀起的新工业革命，将协助企业打造出能力越来越强、越来越智能的办公团队。制造和建设领域的专业工程师将把他们的注意力集中在分析和建造上，同时使用计算机快速开发多种解决方案。这将带来新的挑战和新的机遇。4
没有采用 VR 技术的公司不仅在获取人才方面处于竞争劣势，而且很难在数字环境中有效地开展运维工作。
未来趋势
VR 技术正在持续演化。Charlie Fink 认为，头戴式装备需要变得更轻、更舒适，并且下载速度也要更加迅捷。5G 电信网络的出现有望提高速度和数据容量，从而消除轻微但明显的信号滞后（延迟），而这正是导致许多用户在使用 VR 时感到晕眩的“罪魁祸首”。
某些物理或可穿戴设备界面未来可能会从 VR 系统中消失。因为我们可以根据需要将一些界面（如虚拟键盘）投射到平面上，而正在开发中的投影系统将知道技术人员的位置，因此当操作人员在工作空间中随处走动时，投影区域也会跟着旋转。
在未来，VR 技术将为虚拟环境赋予更出色的交互性，并以更低的成本实现更高效的协作。用户可能会在虚拟环境中获得超越视觉和听觉的多感官体验，包括温度、嗅觉和触觉。
VR 体验与可访问性、成本、沉浸感和互动性息息相关。什么样的 VR 体验才算得上理想？
沉浸感较弱，
价格经济实惠
探索 360 度静态模拟空间；无需交互或导航。
沉浸感
稍强一些
将 3D 设计或内容导出到游戏引擎软件中，使用 VR 头戴式装备和控制器在虚拟环境中浏览。
沉浸感出众，
价格也更贵
穿戴 VR 设备四处走动并与环境交互，允许设计师和工程师使用 VR 工具修改设计细节；多个用户可以在不同的位置进行实时交互和协作。
投资推动发展
不同公司对未来的预期大相径庭。在参与 2019 年 Consumer Technology Association (CTA) 调查的公司中，有四分之三预计，VR 的重要性将在未来两年内得到显著增长。
来自四个关键行业——技术、媒体与电信 (TMT)、建筑、制造以及汽车与航空航天——的受访者预计，未来两年内，他们在 VR 项目上的投资将超过现在。这些行业采用创新 VR 技术的阻力相对较小，因为所处行业的用例较为适合，并且在技术解决方案方面的消费能力也更强。1
各大公司高管也对 XR 技术的未来应用前景非常乐观：约三分之二的高管希望在接下来的一年中，XR 技术能够在公司内部得到更广泛的采用。1
在上述行业加大对 VR 应用的采用力度之时，其他人可能对此毫无察觉。这项技术炫酷而有趣，但要做好推广，还需要让人们注意到它更实用的属性。“VR 开发人员瞄准的大多数用户都在游戏领域，但惠普是个例外，这家企业更加关注 VR 在商业领域的应用，”Shat Sosanya 说道，“为了摆脱‘纸上谈兵’，我们需要提供方便的获取途径，让人们以更随意的方式使用软件，并保证各类用户获得一致的体验。”
为 VR 而生的惠普 Z 系列工作站
为了应对要求严苛的设计可视化工作流程，客户需要针对 Unity 和 Unreal Engine 等软件应用进行优化的高性能技术。我们的移动和台式工作站拥有专门设计和测试的显卡和大内存配置，能够加快 VR 工作流程。
VR 产品推荐：Z4 台式工作站、ZBook Fury 和 HP Reverb G2
出色的设计功能
来自英特尔® 至强®
和英特尔® 酷睿™ i9 处理器。
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联系销售支持。
不知道该怎么选
Z 系列工作站？
需要 Z 系列工作站方面的支持？
免责声明
- Statista，“2019 - 2030 年 AR/VR 在美国创造的就业岗位数量”(Number of jobs enhanced by AR/VR in the U.S. 2019-2030)， https://www.statista.com/statistics/1211664/number-of-jobs-enhanced-by-ar-and-vr-united-states/
- Fortune Business Insights, “Virtual Fortune Business Insights，“2020 - 2027 年虚拟现实技术在汽车行业的应用前景分析，包括市场规模、份额、新冠疫情带来的挑战以及按部件（硬件、软件和内容）、应用（设计和原型设计、培训、虚拟展厅、研发和其他）和区域等角度进行分析和预测”(Virtual Reality in Automotive Market Size, Share & COVID-19 Impact Analysis, By Component (Hardware, Software, and Content), By Application (Designing & Prototyping, Training, Virtual Showrooms, Research & Development, Others), And Regional Forecast, 2020-2027)， https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/virtual-reality-vr-in-automotive-market-101702
- Carscoops，“Lucid 希望通过其工作室创造沉浸式的用户体验”(Lucid Wants To Create An Immersive Customer Experience With Its Studios)，2022 年 1 月 27 日， https://www.carscoops.com/2022/01/lucid-wants-to-create-an-immersive-customer-experience-with-its-studios/
- Perkins Coie/XR Association，“XR 行业内部人士：2021 年 XR 调查”(XR Industry Insider: 2021 XR Survey)，2021 年 7 月， https://www.perkinscoie.com/content/designinteractive/xr2021/
- Consumer Technology Association/CES，“2022 年值得关注的 CES 趋势”(CES 2022 Trends to Watch)， https://cdn.ces.tech/ces/media/pdfs/2022/ces-2022-unveiled-tech-trends_koenig_final.pdf
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4AA7-7930CHP，2022 年 7 月