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计算机虚拟仿真技术在汽车设计中的应用

摘要：随着科学技术的不断发展，计算机技术与工业设计的结合日益密切，逐渐朝着智能化、精细化、高端化的方向发展。虚拟仿真技术通过计算机打造三维空间实现与现实真实体验，将其应用于汽车设计中，可以极大地提升产品设计的精度，降低设计成本和周期，为汽车设计领域带来便利。汽车作为当前人们生活中不可或缺的工业产品，不断提高汽车的舒适性、安全性和智能化水平成为当前汽车设计的重要目标。因此，需要详细阐述计算机虚拟仿真的概念及特征的基础，分析其对汽车设计带来的积极意义，具体探讨虚拟仿真技术在汽车设计中应用，为汽车设计带来的新的手段和方法。

关键词：虚拟仿真汽车设计应用

随着计算机技术的不断发展，计算机辅助设计越来越被应用到汽车设计之中。近年来，国内外汽车行业的发展受技术和市场的影响越来越大，以计算机虚拟仿真技术为代表的众多高新技术为汽车设计带来新的机遇。计算机虚拟仿真技术一经出现，便迅速地利用到工业设计中，利用计算机打造虚拟三维立体空间，设计者可以在虚拟的空间中感受到近乎真实的触觉、视觉及听觉体验。而将计算机虚拟仿真技术应用到汽车设计之中，它可以无障碍、无阻滞地实现对三维立体空间的事物的观察和操作，生动地模拟出实际的工业生产场景[1]，不断优化汽车设计的空间。在降低汽车设计成本的同时，进一步优化设计理念和方法。

1计算机虚拟仿真概念及特征

1.1概念

计算机虚拟仿真技术依赖于网络技术和通信技术的发展，是以控制理论、相似原理、数模与计算技术、信息技术、系统技术及其应用领域相关专业技术为基础，以计算机和多种专用物理效应设备为工具，借助系统模型，对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门新兴综合性学科[2]，本质上是多个学科和领域的集合。但不能简单地将计算机虚拟仿真技术理解为计算机学科的一部分，计算机技术只是促成了计算机世界和虚拟世界的结合，而虚拟技术则实现着工程科学和人文学科的结合。因此，虚拟仿真技术具有明显的优势，第一，经济性。直接的实验或实践耗费巨大，而虚拟仿真将真实的实验数字化体现，且可以重复使用修改。第二，隔离性。大型实验和设计影响因素较多，增加了不确定性，而虚拟仿真技术可以隔离这些不确定因素，保障实验的绝对化。第三，安全性。虚拟仿真技术可规避部分实验中的危险。第四，快捷性。虚拟仿真技术可以快速地实现实验及设计的修改完善，提高工作效率。

1.2特征

1.2.1沉浸感

虚拟仿真技术首先为设计者提供了一个近乎真实的三维视觉场景，随着技术的不断提高，这种模拟仿真场景将更加逼真。在这种亦真亦幻的场景中，加上触感和声感传感器的作用，可以让设计者在接近真实的环境中进行设计和修改。而从汽车体验的视角来看，驾驶体验也是汽车设计中需要考虑的因素之一，汽车驾驶时对速度、空间的感官体验最为明显，而且驾驶视角、盲区这些因素也是必须考虑设计点之一。在虚拟仿真设计环境中，设计者可以达到“所见即所得”的设计过程，在沉浸式的体验中查找问题，弥补不足，进一步提升设计效率。

1.2.2交互性

虚拟仿真技术其实弱化了现实和虚拟之间的界限，为二者构建了便捷的连接体验，借助大量的科学器件，让用户在虚拟的环境中获得真实的感受，也可以将用户在现实环境中的体验在虚拟中“重现”出来。尤其重要的是，虚拟仿真技术可以实现对用户的“量身定做”即根据用户的需求进行合理匹配，比如现实中用户借助传感器进行运动，在虚拟仿真中给予反馈。不同于这几年兴起的3D、4D电源，虚拟仿真技术更注重用户在虚拟环境中的交互。对于汽车设计来讲，虚拟仿真技术可以提升用户在驾驶之中的黏合度，提升驾驶体验。在设计的早期及时发现潜伏的问题，进行调整修正、实现优化，具有节省资金、可重复性、无风险性等优点[3]。

1.2.3智能化

就技术源头而言，目前市场上出现的众多高新技术几乎都涉及几种关键技术，比如计算机技术、人工智能技术等。虚拟仿真技术本质上还是以计算机控制技术为基础，依靠通信技术实现人机交互，人工智能技术则进一步提升了二者之间的联系和感知。虚拟仿真技术在为人们提供良好的交互式体验的同时，还可以根据人的需求，身体的变化，在分析模拟的基础上，提高用户的体验。在汽车设计之中，依靠虚拟仿真技术智能化特点，可以进一步简化设计流程，提升驾驶体验，保障设计安全具有重要的作用。

2计算机虚拟仿真技术对汽车设计的价值及必要性

计算机虚拟仿真技术对汽车设计领域的影响是广泛的，具体而言，虚拟仿真技术实现了设计理念的更新和方法的创新，在节约成本的同时提高了设计效率。

2.1计算机虚拟仿真技术对汽车设计的价值

2.1.1变革设计理念

在传统的汽车设计过程中，汽车设计师仅仅负责汽车的设计和生产，而对于销售方面则交由专业人员进行，生产和销售是分开进行的。而虚拟仿真技术的出现则变革了之前的设计理念，