當(dāng)今最前沿最熱門的VR和AR技術(shù)在持續(xù)的發(fā)展和變革中， 不斷給當(dāng)今社會帶來各種影響。尤其是在汽車行業(yè)中，這兩種技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的潛力：不光是品牌宣傳和產(chǎn)品展示的新潮體驗(yàn)，更重要的是對研發(fā)，生產(chǎn)銷售全產(chǎn)業(yè)鏈的提高與促進(jìn)�？梢哉f這兩項(xiàng)技術(shù)將有望徹底變革傳統(tǒng)汽車行業(yè)，引領(lǐng)新的潮流。
　　當(dāng)然，VR（Virtual Reality）虛擬現(xiàn)實(shí)與AR（Augmented Reality）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)既有共同點(diǎn)，但也有明顯區(qū)別：
VR 通過設(shè)備實(shí)時(shí)渲染的畫面，模擬出一個(gè)全新的虛擬環(huán)境。
　　AR 則是將虛擬的信息（一個(gè)畫面或?qū)崟r(shí)空間信息）疊加到真實(shí)的環(huán)境，使得用戶可以同時(shí)看到真實(shí)世界和虛擬的信息。
　　這篇文章中我們就來具體研究一下VR和AR在汽車行業(yè)有哪些具體的應(yīng)用方式。

VR技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

汽車設(shè)計(jì)研發(fā)過程中的應(yīng)用

造型——節(jié)約油泥模型的制作

車造型之前，首先必須確定總體布置草圖設(shè)計(jì)。這個(gè)過程中根據(jù)總體方案及整車性能要求提出各部件的布置要求和特性參數(shù)的設(shè)計(jì)要求；協(xié)調(diào)各部門布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之滿足產(chǎn)品目標(biāo)大綱要求。在總體布置草圖確定以后，我們就進(jìn)入了汽車研發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié) – 汽車造型設(shè)計(jì)。該過程也分為設(shè)計(jì)和模型制作兩個(gè)階段。

設(shè)計(jì)階段的傳統(tǒng)流程是設(shè)計(jì)師首先確定設(shè)計(jì)主題并在該主題下繪制設(shè)計(jì)草圖和效果圖，在此基礎(chǔ)上確定幾個(gè)好的創(chuàng)意，進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)，繪制被精細(xì)設(shè)計(jì)效果圖。然后數(shù)字模型師使用3D軟件將效果圖變?yōu)?維的電腦數(shù)據(jù)模型。模型制作完畢以后要進(jìn)行一次評審，這次評審會決定讓其中的的幾個(gè)方案進(jìn)行1：5的油泥模型制作。油泥模型的制作可以由油泥模型師直接人工雕刻模型，或者由由銑削機(jī)銑削出油泥模型后，再經(jīng)油泥模型師進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整。在完成小比例油泥模型制作之后，項(xiàng)目專家與公司高層對模型進(jìn)行評審，綜合考慮美學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)等影響到生產(chǎn)的的因素，然后進(jìn)行全尺寸油泥模型制作用以進(jìn)行各動力參數(shù)測試。在完成測試后會進(jìn)行一次全尺寸模型的評審會，從中選出最終的設(shè)計(jì)方案，并對其提出一些修改意見。油泥模型師根據(jù)修改意見調(diào)整油泥模型，修改完畢后再次進(jìn)行評審，并最終確定造型方案，凍結(jié)油泥模型。至此造型階段全部完成，項(xiàng)目進(jìn)入工程設(shè)計(jì)階段。

可以發(fā)現(xiàn)，首先整個(gè)設(shè)計(jì)過程的絕大部分時(shí)間都耗費(fèi)在了油泥模型的制作與修改。傳統(tǒng)的人工雕刻至少要三個(gè)月，即使是銑削機(jī)銑削再局部精修也要耗時(shí)一個(gè)月。再加上反復(fù)評審修改的時(shí)間，整個(gè)概念設(shè)計(jì)階段至少三分之二的時(shí)間都花費(fèi)在了模型制作階段。其次，由于空間限制 導(dǎo)致了參與評審的人數(shù)有限，無法涵蓋所有開發(fā)部門 — 這也會導(dǎo)致某些潛在問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

針對這些問題，VR技術(shù)已經(jīng)給出了優(yōu)秀的應(yīng)對。借用VR平臺，設(shè)計(jì)師可以1：1放大3D模型，無需制作油模模型，就可以在虛擬空間以實(shí)物尺度評審設(shè)計(jì)。節(jié)省了制作油泥模型制作成本，大大縮短了項(xiàng)目周期，節(jié)省了項(xiàng)目成本。而且VR平臺無需導(dǎo)出模型數(shù)據(jù)且兼容多種3D軟件，這些都讓VR技術(shù)越來越受到汽車行業(yè)的青睞。

總布置到工程設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)就是完成整車各個(gè)總成以及零部件的設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)總成與整車和總成與總成之間出現(xiàn)的各種矛盾，保證整車性能滿足目標(biāo)大綱要求。它是一個(gè)對整車進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)的過程，各個(gè)總成分發(fā)到相關(guān)部門分別進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，各部門按照開發(fā)計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)分批提交零部件的設(shè)計(jì)方案。這個(gè)階段的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面:
　　總布置設(shè)計(jì)
　　在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上，細(xì)化總布置設(shè)計(jì)，精確的描述各部件的尺寸和位置，為各總成和部件分配準(zhǔn)確的布置空間，確定各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)形式、特征參數(shù)、質(zhì)量要求等條件。
　　車身造型數(shù)據(jù)生成
　　工程師根據(jù)油泥模型的外形和內(nèi)飾的測量數(shù)據(jù)，使用軟件構(gòu)建汽車的外形和內(nèi)室模型。在車身造型數(shù)據(jù)完成以后，通常要使用這些數(shù)據(jù)來使用代木或者高密度塑料重新制作銑削一個(gè)模型，來驗(yàn)證車身數(shù)據(jù)是否有錯誤。
　　發(fā)動機(jī)工程設(shè)計(jì)
　　新車型的開發(fā)都會選用現(xiàn)有成熟的發(fā)動機(jī)動力總成，發(fā)動機(jī)部門的主要工作是針對新車型的特點(diǎn)以及要求，對發(fā)動機(jī)及附件等進(jìn)行布置，并進(jìn)行發(fā)動機(jī)匹配，這一過程一直持續(xù)到樣車試驗(yàn)階段，與底盤工程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。
　　白車身工程設(shè)計(jì)
　　該階段的主要工作任務(wù)就是確定車身結(jié)構(gòu)方案，對各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并完成3維數(shù)模構(gòu)建，并進(jìn)行工藝性分析完成裝配關(guān)系圖及車身焊點(diǎn)圖。
　　底盤工程設(shè)計(jì)
　　底盤工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是對底盤的4大系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括：傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)、行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　內(nèi)、外飾工程設(shè)計(jì)
　　內(nèi)飾件主要設(shè)計(jì)包括儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側(cè)壁內(nèi)飾件、遮陽板、扶手、車內(nèi)后視鏡等。外裝件的主要設(shè)計(jì)包括前后保險(xiǎn)杠、玻璃、車門防撞裝飾條、進(jìn)氣格柵、行李架、天窗、后視鏡、車門機(jī)構(gòu)及附件以及密封條。
　　電器工程設(shè)計(jì)
　　電器工程負(fù)責(zé)全車的所有電器設(shè)計(jì)，包括雨刮系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、各種儀表、整車開關(guān)、前后燈光以及車內(nèi)照明系統(tǒng)。
　　可以看到，這工程設(shè)計(jì)階段的七大步驟涉及到方方面面的學(xué)科，不同的部門，不同的總成系統(tǒng)。互相的設(shè)計(jì)之間有緊密的影響，嚴(yán)重的會影響整車性能， 導(dǎo)致其他總成系統(tǒng)方案推翻。因而，協(xié)調(diào)總成與整車，總成與總成之間出現(xiàn)的各種矛盾，保證整車性能，促進(jìn)相關(guān)部門聯(lián)系，并使各部門按照開發(fā)計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)推進(jìn)方案就顯得越來越重要。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)與AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在汽車研發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

很多時(shí)候，缺的就是VR這樣一個(gè)工具性的交流平臺。依靠VR技術(shù)，我們可以搭建一個(gè)遠(yuǎn)程VR協(xié)作平臺。在這個(gè)平臺上，各個(gè)項(xiàng)目研發(fā)，生產(chǎn)部門的工程師都可以共同參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)。在平臺上，可以看到其他部門的設(shè)計(jì)參數(shù)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。如果發(fā)現(xiàn)其他部門的設(shè)計(jì)修改對自己產(chǎn)生了影響，兩個(gè)部門完全可以在虛擬VR平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)語音圖像互動。即使身處異地的項(xiàng)目成員也能“面對面”討論項(xiàng)目，大大提高了交流效率，將可能存在的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)誤差降到了最小。作為一個(gè)工具性的平臺，VR技術(shù)無疑會使得工程設(shè)計(jì)階段的工作更加順暢。

仿真和試制

樣車的試制由試制部門負(fù)責(zé)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)制作各種試驗(yàn)樣車進(jìn)行性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。主要有試驗(yàn)場測試、道路測試、風(fēng)洞試驗(yàn)、碰撞試驗(yàn)等。試驗(yàn)場測試是為了測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性，為了獲得不同氣候條件下的數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量的時(shí)間成本。道路測試的目的是在于測試不同道路樣車的性能，但是建造不同。風(fēng)洞試驗(yàn)主要是為了測試空氣動力學(xué)性能，獲取風(fēng)阻系數(shù)。但是風(fēng)洞造價(jià)昂貴，國內(nèi)尚沒有專門的汽車風(fēng)洞試驗(yàn)室。碰撞試驗(yàn)當(dāng)然是為了測試汽車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，通過各種傳感器獲得各個(gè)部分發(fā)生碰撞時(shí)的數(shù)據(jù)，考察碰撞發(fā)生時(shí)對車內(nèi)假人造成的傷害情況。所有的測試的時(shí)間成本與資金成本都是一筆是一筆不菲的開銷，也因而才有了模擬過程的存在的必要。

VR技術(shù)與模擬數(shù)據(jù)的結(jié)合將會使得分析模擬結(jié)果更加直觀與便捷。比如通過VR系統(tǒng)，我們可以直接把風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的流場數(shù)據(jù)顯示出來，讓工程師更加直觀地進(jìn)行分析。VR技術(shù)的應(yīng)用無疑會使得工程師的工作更加方便，效率顯著提高。

汽車制造工藝中的應(yīng)用

除了研發(fā)階段， VR技術(shù)在汽車制造工藝中的應(yīng)用也很廣泛。例如，福特汽車的人體工程學(xué)專家就利用全身運(yùn)動捕捉、3D打印和沉浸式VR技術(shù)，對車輛進(jìn)行虛擬裝配作業(yè)評估。這不光是為用戶保證了車輛的高品質(zhì)，還提供了用于評估工人裝配流程整體安全性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
　　人體工程學(xué)專家借助工人手臂、背部、腿部和軀干上安裝的52個(gè)運(yùn)動捕捉標(biāo)記，記錄了捕捉提供了工人在進(jìn)行作業(yè)時(shí)的肢體動作數(shù)據(jù)。從而很好地評估了肌肉的強(qiáng)度和弱點(diǎn)、關(guān)節(jié)扭傷和身體失衡情況。
　　而3D打印技術(shù)幫助人體工程學(xué)專家在模擬情境下，確定工人手臂在裝配流程中的伸展空間。由于每個(gè)人的手臂大小不一，員工可借助3D打印出的模具來測試汽車裝配中的空間大小，從而更好地優(yōu)化生產(chǎn)方案。
　　沉浸式VR技術(shù)采用了配備23個(gè)攝像頭的運(yùn)動捕捉系統(tǒng)和頭戴顯示器，通過虛擬工作臺評估員工作業(yè)可行性和熟練度。
　　迄今為止，福特人體工程學(xué)專家已在超過100個(gè)新車發(fā)布項(xiàng)目上應(yīng)用了虛擬制造技術(shù)——通過對該項(xiàng)目的大量投資，福特不但降低了工傷率，還解決了生產(chǎn)過程中90%的人體工程學(xué)問題——包括工人走動過度、手臂空間和涉及高難度零件安裝的操作。

VR汽車展示與選車

在汽車展示銷售階段，VR技術(shù)有更加廣闊的空間。奧迪聯(lián)合Oculus推出了一項(xiàng)基于線下PC端的虛擬現(xiàn)實(shí)選車服務(wù)。這項(xiàng)服務(wù)使得客戶可以在任意經(jīng)銷店內(nèi)使用VR頭顯瀏覽奧迪旗下所有車型，為用戶帶來逼真的模擬體驗(yàn)，較以往銷售電腦里的3D選車界面更加真實(shí)。
　　菲亞特-克萊斯勒也發(fā)布了一項(xiàng)PC端看車的新技術(shù)，該技術(shù)設(shè)備設(shè)備裝有多個(gè)攝像頭，外加內(nèi)置一系列裝置使之能在每秒進(jìn)行1500萬次3D測量，結(jié)合它實(shí)時(shí)監(jiān)測的位置和方向，能夠最終結(jié)合大量數(shù)據(jù)繪制出周圍世界的3D模型。通過該技術(shù)，在設(shè)備中看到一輛和現(xiàn)實(shí)中一樣大的虛擬汽車，并且可以和現(xiàn)實(shí)中一樣打開關(guān)閉車門，觀看內(nèi)部細(xì)節(jié)。
國內(nèi)某汽車VR銷售解決方案提供商自主研發(fā)的一套基于移動+PC雙平臺的汽車行業(yè)VR數(shù)字銷售平臺VR AUTO，則能夠通過移動VR實(shí)現(xiàn)銷售場景的無限擴(kuò)大，讓在家看車、試車，甚至購車成為可能。

VR試駕

最后，VR還可以幫助汽車試駕。在虛擬駕駛的探索上，豐田和Oculus聯(lián)手推出了的虛擬現(xiàn)實(shí)駕駛模擬器“TeenDrive 365”。使用者只需要坐在駕駛艙內(nèi)，戴上VR頭盔，即可進(jìn)入“真實(shí)駕駛時(shí)刻”。通過對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)路況的模擬，這套系統(tǒng)可以幫助初學(xué)者安全地鍛煉出一些必要的駕駛技能。為了讓模擬更加逼真，系統(tǒng)甚至還加入了類似的短信和無線電噪聲干擾，以便考驗(yàn)他們專注駕駛而不分心。在音頻方面，RealSpace 3D音頻可以讓使用者感受到“真實(shí)”的聲音方向以及深度。

AR技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

在談完VR技術(shù)以后我們來看看AR技術(shù)。相比VR技術(shù)，AR技術(shù)的使用場景更加大眾化，所使用硬件的可觸及性也更高。

AR裝配和維修手冊

首先，我們來看看AR技術(shù)如何在維修與裝配方面的應(yīng)用。眾所周知，大型制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，需要有大量高專業(yè)技能的工人協(xié)同作業(yè)。由于工程操作繁雜，步驟多，很容易出現(xiàn)遺漏或重復(fù)，造成安全隱患。
　　AR眼鏡給出的畫面的指導(dǎo)，可以讓工人看到接下來的工作步驟，看到面前設(shè)備或物品的信息，看到工作行動路線。這樣工人可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的操作，不僅避免出錯，還提高效率，更能縮短工人培訓(xùn)周期。如果遇到技術(shù)難題，通過AR眼鏡工人可以與專家遠(yuǎn)程連線，專家就能以工人的第一視角觀察情況，進(jìn)而了解問題所在，指導(dǎo)工人如何處理。問題可即時(shí)處理，不用專家到現(xiàn)場，節(jié)省時(shí)間和花費(fèi)， 而且讓專家在單位時(shí)間內(nèi)可以處理更多問題工作效率可以極大提高。

AR汽車說明書

在面向購車用戶端的AR應(yīng)用也很廣泛。以AR版汽車說明書為例，用AR技術(shù)可以取代紙質(zhì)說明書，通過智能手機(jī)屏幕將用戶指南以三維的方式展示出來，不僅能提高用戶的閱讀興趣，更能幫助用戶快速了解和解決問題。
　　AR版的汽車說明書，可為用戶提供更加直觀的指導(dǎo)與建議，新手們再也不用翻看說明書去查找中控臺某個(gè)按鍵的功能了。

AR汽車展示

與VR技術(shù)類似，AR技術(shù)可以更加方便的用于汽車展示。例如，Visionaries 777 通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建的 Lykan Live Paint 應(yīng)用程序，使得經(jīng)銷商可以僅使用一輛實(shí)車展示多種外觀，相比展示多輛汽車或大量圖片的方式，AR技術(shù)以經(jīng)濟(jì)高效的方式展示定制效果。
　　其次， 該應(yīng)用程序還可以幫助潛在買家查看汽車在無限設(shè)計(jì)可能性下的視覺效果。用戶在移動設(shè)備以數(shù)字化的形式在車身周圍使用顏料繪制賽車條紋、圖形和徽標(biāo)，創(chuàng)建各種視覺效果，獲以獲得更深入和更難忘的定制體驗(yàn)。

總結(jié)

在上面我們對比了VR與AR兩種技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)了汽車行業(yè)與它們結(jié)合可以說是天作之合。汽車制造業(yè)為新技術(shù)提供了應(yīng)用與改進(jìn)的平臺，而新技術(shù)反過來促進(jìn)了汽車制造業(yè)智能化，精細(xì)化，高效化的發(fā)展。當(dāng)然目前而言，這兩種技術(shù)由于成熟度不同，它們的應(yīng)用的范圍與深度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同。但是從整個(gè)汽車行業(yè)來觀察，VR與AR的應(yīng)用前景是十分令人期待的，它們對產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化與升級是貫穿上下游的，從設(shè)計(jì)研發(fā)到生產(chǎn)銷售，它們將重塑汽車產(chǎn)業(yè)的格局。我們相信在不遠(yuǎn)的將來，在VR與AR技術(shù)的推動下汽車制造業(yè)也將迎來新一輪發(fā)展契機(jī)。