AR、MR與VR 改變重型汽車工程設計

增強現實技術（AR）、混合現實技術（MR）與虛擬現實技術（VR）無處不在。在過去12個月至18個月中，與AR、MR以及VR相關的新設備與新應用大量湧現。而包括蘋果、谷歌、微軟、索尼、三星、HTC、Facebook、惠普等公司在內的所有科技巨頭，也都將目光轉向了AR、MR與VR市場。

雖然這些新興技術是由遊戲與社交媒體巨頭所開發的，但它們最終都會不可避免地進入工程業與製造業中，其中包括商用車、卡車以及非公路車輛等行業。

那麼，將這些讓你能夠在虛擬環境中進行賽車、射擊外星人，或是捕捉口袋精靈的技術應用於卡車、工程機械以及非公路用車或防務車輛的設計與建造中，會帶來怎樣的影響？

VR技術應用於工程與製造領域已經有了相當一段時間了。CAVE系統以及Powerwall系統也已經投入使用達數十年之久。不過，在VR技術尚未普及之前，行業中只有少部分"擁有特權"的企業（主要是汽車與航空航天OEM）才能使用這些造價驚人的數據可視化系統。

AR、MR或VR技術在商用車、卡車與非公路用車工程製造中的應用仍處於早期階段。大部分相關企業仍在探索採用AR、MR或VR設備的原因與必要性，以及這些設備在工程製造中的具體應用。不過，一旦它們深入瞭解了這些技術，就會看到它們在複雜產品與大規模生產中的顯著優勢。

遊戲圖形引擎在工程數據處理中的應用

一款遊戲能否成功，很大程度上取決於遊戲的3D畫質如何。如果畫質不高，那麼玩家就體驗不到遊戲的真實性，遊戲外觀與質量都會大打折扣。遊戲開發者利用圖形引擎與一些包括動作捕捉技術在內的附加技術，可以設計出鮮明的畫面，從而提升遊戲的互動式與沉浸式體驗。從遊戲圖形較高的質量與性能來看，遊戲圖形引擎完全能夠勝任CAD數據的處理工作。

圖形引擎性能的提高以及AR/MR與VR頭盔成本的下降，使得CAVE或Powerwall等系統的價格從原先的數十萬美元，甚至數百萬美元，下降到了數萬美元。

三十多年來，許多汽車公司都選擇了採用3D CAD繪圖軟件進行汽車設計。如今，利用低成本、高性能的AR、MR與VR設備來顯示CAD數據也已經成為了可能。

在智能手機創造的AR環境中，用戶可以看到汽車發動機渦輪3D模型。

沉浸式體驗在設計與生產中的應用

汽車工程師們如今都選擇採用沉浸式AR、MR與VR體驗平臺以及AR、MR與VR設備來進行汽車設計與製造。

在汽車工程領域，VR技術可應用於汽車設計的虛擬審查、原型製作、搭建與組裝，以及維修與培訓中。有了VR技術的幫助，工程師們可以在虛擬現實環境中與他們的可視化設計數據進行互動，而不必花費額外的人力物力去製造大量的汽車實物模型。而當該模型所對應的是一輛40噸重的卡車時，採用VR技術的好處就更加顯而易見了。此外，在模擬辦公室、工廠或是露天環境的數字化場景（即虛擬現實的工作環境）中，工程師們還可以看到所有的原始設計數據。

相較於擁有30年發展歷史的VR技術，AR技術與MR技術這兩大"新興"技術能夠給使用者帶來全新的視覺體驗。因此我們日常使用的便攜式設備，如筆記本電腦、智能手機或免提耳機以及頭戴式顯示器，都配備了AR與MR功能。

由於AR技術是一種在現實中疊加3D內容的技術，因而AR場景中的3D數據相當於現實物體所對應的數字孿生體。這些3D數據不但能夠幫助維修人員更好地修理構造複雜的工廠與機械裝置，而且還能夠減少人員培訓的開支。總之，AR技術通過將3D內容展現在真實的工廠環境中，來幫助工程師們評估整個汽車製造工藝流程、工廠培訓以及服務工作的開展情況。

MR技術與AR技術類似，也是一種在現實中疊加數字內容的技術。不過，與AR技術不同的是，通過MR頭罩所生成的MR內容，會以實時全息圖的形式出現在現實世界中。因此，工程師可以在全息圖中四處走動，也可以坐在裡面，就彷彿置身於一個實體中一樣。而這一切並非發生在數字化世界，它們就發生在現實的辦公室、工廠或是測試工廠中。

在現實世界的環境中，工程師能夠以自然直觀的方式解讀MR內容，因而也能更好地理解產品數據，並迅速確定產品規格尺寸與裝配關係。有了該技術，工程師就能夠在實體部件或工廠正式建成前進行修改，若在建成後才修改錯誤，變更成本將非常高昂。

數字化數據在真實環境中的顯示

工程師們只需將CAD設計數據導入遊戲圖形引擎中，就可以通過裝有AR、MR或VR功能的智能手機、平板電腦或耳機直接瀏覽這些設計數據，並在產品運作的現實世界中體驗產品。

採用了AR、MR或VR技術後，工程師們能夠在一個近乎"真實"的環境中，與自己的設計數據進行互動，並對產品設計早期階段的數據進行修改，這既節省了時間，也節約了成本。

低價智能手機、平板電腦與耳機的日漸普及，意味著用戶不用購買CAVE及Powerwall VR顯示系統也能享受到AR、MR與VR體驗。

雖然AR、MR與VR硬件與軟件仍處在發展的早期階段，但敢於接受這些新理念的工程與製造公司更有望保持行業領先地位。新技術能夠為許多的傳統工藝提供新思路，幫助工廠更好地完成生產任務。

文章轉載於：SAEINTERNATIONAL 原文作者：Stuart Thurlby