飞机内装饰设计对虚拟现实技术的应用

摘 要：近年来，计算机网络技术的发展，飞机设计从最初的单机作业和徒手绘制逐渐转向了计算机协同及辅助设计，而随着虚拟现实的计算机系统逐渐发展壮大，科技发达的国家在飞机设计方面已实现了对其的运用，促进了飞机设计水平的提高。但是从整体的发展情况来看，虚拟现实技术并未在飞机的内部装饰设计方面得到很好地应用，基于此，文章从对虚拟现实技术的介绍入手，为虚拟现实技术在飞机内部装饰设计方面的应用进行了积极探索，以期为业内同仁提供有益的参考。

关键词：飞机；内部装饰设计；虚拟现实技术；应用

作为一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术，虚拟现实技术是通过利用计算机生成一种虚拟环境来实现对当前所需事物的更逼真、更完善设计，是一种多源信息融合交互式的实体行为和三维动态视景系统仿真，使人通过触觉、视觉及听觉获得身临其境的真实感受。新时期随着虚拟技术的出现及发展，使其的航空业的应前景逐渐明朗化，所以，本着为新时期飞机内部装饰进行更好设计的理念，笔者对虚拟现实技术运用于飞机内部装饰设计进行了积极研究。

1 虚拟现实技术的内容

作为一种对人在环境中的视、听、动等行为进行高度逼真模拟的人机界面，究其深层次应用意义而言，它是一种可体验和创建虚拟世界的计算机系统，。而新时期典型的虚拟现实系统，本质是一种被称为“CAVE”的计算机虚拟环境，如图1，其是由围绕观察者的四个投影面组成的立方体结构，在具体的运用过程中，戴上头部跟踪设备和立体眼镜的管缠着将视点位置进行捕捉，并快速反馈给关联的计算机系统，然后关联的系统能根据观察者的位置对每个投影面正确的立体透视图像进行快速的自动计算，通过观察者手中的传感器，形成观察者与虚拟环境的交互，为观察者提供了一种逼真的感受[1]。

2 新时期飞机内装饰设计

新时期的飞机设计过程中，内部的装饰设计是体现飞机的性格及特点的重要环节，也会因视觉效果及舒适度等对飞在市场的销售、情况造成很大的影响，对于飞机制造企业的发展有着很重大的现实意义。

根据当前飞机的制造及发展，飞机的内装饰设计主要包括储藏设备、厨房盥洗室以及各种装饰件等等设施，这是为了迎合不同用户需求以及不同市场需要而进行的设计，综合利用最新的方法与技术，为乘客提供了舒适、安全、便捷的履行环境，对提高乘客的使用满意度有着很重要的作用。

3 虚拟现实技术在飞机内装饰设计中的应用分析

3.1 设计流程

在新时期的飞机内装饰设计中，运用虚拟现实技术的设计流程一般分为三个阶段，分别是概念设计、初步设计以及细节设计， 在这些阶段的设计内容中，渗透着虚拟现实技术的运用，下面我们将具体分析。

（1）概念设计。这部分的设计内容首先是对当前市场的调查及分析，主要的是对需求信息的收集及分析，利用网络来完成，相比于传统的调查问卷及电话访谈等，虚拟调研有覆盖范围广、所用成本低以及效率高等优点，然后对飞机进行设计的初期就可以做出虚拟飞机内饰效果的动画广告，使用户可以通过网络技术对飞机内饰进行浏览和体验，形成虚拟空间内对其结构、外形、色彩及功能等的实施交互、观察，此外，还可以在线对产品提出建议和意见，使得飞机的内装设计更加完善和更加符合市场需求。

在飞机内装饰设计的方面，概念设计主要体现在造型、材料和色彩三个方面，设计时运用了3dsmax和Autodesk Alias Studio设计软件，创建最初的三维概念模型及草图，运用相关技术实现概念设计的数字化，此外，设计师还可以对内饰件进行颜色、材质预定义以及高质量的效果渲染。后续的渲染操作即可在3dsmax里建立好内饰数字模型后及逆行，具体的措施为在Vray里可以设置客舱内饰的色彩、材质、灯光等参数，进行把效果图的初步渲染。

（2）方案评审。在上述过程中模型建立的基础上，将其导入虚拟现实软件，便可实现相关人员在虚拟的CAVE环境中进行设计评审，经过运用投影技术及计算机来实施，设计师和评审人员置身于CAVE环境中，通过佩戴专门设计的配套立体眼镜后，人们会真实地看到机舱内的装饰，然后进行对其的方案交流与评审。

（3）虚拟展示样机。在进行飞机设计展示的时候，一般有展示样机和工程样机两种，综合来看，展示样机更能体现内饰的效果，也有比较完整的设备和内饰，通过样机，工程师和设计师可进行效果预览和尺寸协调，可实时进行飞机座椅位置和数量的调整，可对后续的飞机新品市场发布进行积极的辅助作用，完善发布的内容和形式。虚拟展示样机也可以添加声音、光照、视频动画等效果，相比于传统的展示样机，无论是时间成本还是设计制造成本方面，虚拟样机都具有更高的质量和效率，设计师也可根据虚拟样机对初步设计中的不足等进行及时的补充改进[2]。

3.2 虚拟搭配与详细设计

详细设计是对内饰件在结构、安装及性能测试等问题进行解决，对内饰件的外形尺寸、结构形式及安装方式等进行具体的安排与规定，尤其是进行复杂产品的结构设计时，可结合虚拟现实技术，实现对飞机内饰装备的更详尽分析，也就是后续实施的虚拟装配，这是一种通过计算机对产品模型实施预测和评价的过程，并在此基础上做出与装配相关的工程决策。

3.3 虚拟维护与乘务培训

首先，在飞机的维护及检修实施中，需要精通于发现问题及解决问题的人，虚拟环境可以为设计的进行提供简便可靠的操作流程，降低了后期的维护成本，提高了设计的效率，而作为虚拟现实软件Virtools的主要功能之一，乘务培训是虚拟现实设计的良好应用，由技术人员在Virtools软件中建立好培训程序，然后针对发生的情况，会触发与之相关的行为模式，诸如广播的通告及灯光效果等等。

4 结束语

综上所述，新时期对飞机内装饰设计时运用虚拟现实技术是一项复杂的系统工程，本文通过虚拟现实技术在飞机内装饰设计方面运用，从市场调研、方案评审开始，到详细设计与虚拟搭配等等都实现了虚拟现实技术下的可视化环境设计，对提升飞机内装设的设计水平具有很重要的作用。

参考文献

[1]汤勇.增强半虚拟现实飞机座舱关键技术研究[D].南京航空航天大学，2012.

[2]柴功博.半虚拟现实座舱手部定位技术研究[D].南京航空航天大学，2012.

作者简介：何凯（1982，3-），男，陕西省汉中市，现职称：工程师，学历：本科，研究方向：飛机内装饰设计。