3D重塑汽车设计

乔（Jon Wells）毕业于英格兰北部的哈德斯菲尔德大学，在学生生涯的第三年，他学习汽车设计课程并参加了工作实习，随后在2008年加入摩根汽车公司，成为一名高级设计师。这位年轻、喜欢接受新理念的设计师对这家成立于1909年、全球闻名的英国跑车制造商充满敬意，但他认为，摩根公司的汽车设计效率需要提高。

乔说：“过去我们通过人眼观看二维草图，再通过耗时的传统方式将其直接转化为手工打造的铝合金车身，这些一次性的车身随后被扫描到计算机上，修改曲面用于加工，这种方式不能对汽车曲面快速生成实时渲染的图形，因而需要团队拥有高超的手工技能，很耗费时间，在制造过程中进行完善的空间也很有限。”

这其实是整个汽车业共同的难题。迈克（Mike Russell）是全球二维和三维设计、工程及娱乐软件开发商欧特克（Autodesk）的解决方案工程师，他提到，汽车业早期的设计流程是，先用手绘制一幅汽车草图，然后制作一个四分之一或二分之一大小的油泥模型，这时可以初步判断汽车的外观，再制作一比一的油泥模型，基本合适后，再测量整体数据进行结构设计。这本身就是一个大量占据时间和资金的过程。

随着技术的发展，软件开始介入到汽车设计师的工作中，比如利用二维设计软件进行绘图，但在三维可视化软件被广泛应用前，汽车业始终无法摆脱物理样车设计的“顽疾”：由于物理样车成本高昂，而且模型修改复杂度和难度很高，设计师很难获得多个样本并实时调整。同时，并非每款设计都会上市量产，这也会造成巨大的浪费。迈克说：“在传统的业务流程里，一开始可能提出100款设计，然后压缩到10款，最终压缩到4款实体样品。”

传统汽车设计流程还牵涉到工厂和工厂之间的协作难题。一款汽车并非所有的部件都由汽车厂家设计，比如灯具通常会委托灯具厂设计生产，汽车厂商会给车上留出“洞”，限定好尺寸，同时灯的造型还要符合整个车的造型，灯具厂即便设计出五到六款车灯也可能达不到汽车厂家的要求，拖长了整个项目周期和成本。

三维可视化软件为汽车厂家改造设计流程提供了可能。以工业造型设计软件Autodesk Alias Studiotools为例，它提供从早期的草图绘制、造型，一直到制作可供加工采用的最终模型各个阶段的设计。关键在于，软件能够为工程师提供一个可操控的三维空间以及照片级的渲染效果，而且随着技术的发展，操控和渲染的自由度不断提升。由此，一款汽车产品对外形、成本、结构的设计和修改就可以完全放在数字化环境中进行，草图-模型-修改的设计流程被颠覆：理论上，草图阶段完全可以设计出1000款产品，然后不断在数字化环境中预览、调整和优化，压缩数量，最终只生产出一款样机，同时，包括灯具这样的零部件设计也可以实现早期协同，使之更匹配整车的设计感。

设计流程的重塑对那些庞大的汽车企业至关重要。但对每年生产1000辆汽车，以手工定制为核心价值的摩根汽车意义到底有多大？乔说:“在我来到摩根后，我极力推广三维可视化软件在公司的应用。这使我们缩短了开发时间，可以快速生成多个概念，并且在昂贵的物理模型生成之前可视化——部门总监能直接根据实时渲染效果图签字批准设计，我们也可以在软件中生成栩栩如生的新车图像。”

事实上，利用三维软件实现汽车内部和外部的可视化并不是一个特别新鲜的话题，但随着软件本身的发展，以及其他技术的涌现，比如云计算，软件与汽车设计结合得愈来愈紧密。

欧特克公司提供了一组数据：在“云”中做单一的设计渲染比在实体设备上快3到5倍，建筑师甚至可以借助云技术把制作设计渲染的时间从90分钟缩短为12分钟；美国工业机械制造商Balzer Pacific利用云技术，把4项设计的分析时间从4天缩短到90分钟。简单地说，云计算让软件计算效率成倍提高。

效率成倍提高让软件和汽车设计中的一项应用具有了普及的可能性，这就是软件仿真。厂商可以通过软件仿真实现一些测试环境，比如数字化风洞，对车型的加热、空气流通、散热等方面进行仿真测试，甚至对引擎能效本身的情况也可以进行测试，从而优化和调整。

增强虚拟和现实之间联动的必要因素是可视化软件的普及性提高，这其中又包含两个要素，开发出软件可以在手机和平板电脑上运行的版本；保证台式机上运行的软件结果可以推送到移动终端。迈克说：“这可以产生很多好处。消费者的体验能够得到进一步的优化，他们可以自己去配置自己想要的车，当他们下完单之后，到车店提车的时候汽车配置已经是完全符合他们要求的。”

不过，不论技术如何发展，乔认为传统手工技能的魅力并没有因此而丧失：“在任何项目开始之初，草图永远是记录和开发构思最有效的方式。在设计方面的背景以及对核心原则的理解，可极大地提高软件的效率。我们截取Alias模型的横断面后，制作出详细、准确的三维木质车身框架。技工在金属板上准确复制曲面，然后喷漆，再将车身调至现有的平台。概念车就此诞生。”（文/罗东图/文耀）