虛擬設計

虛擬設計技術是由各個“虛擬”的產品開發活動來組成，由“虛擬”的產品開發組織來實施，由“虛擬”的產品開發資源來保證，通過分析“虛擬”的產品信息和產品開發過程信息求得對開發“虛擬產品”的時間、成本、質量和開發風險的評估，從而作出開發“虛擬產品”系統和綜合的建議。虛擬設計技術的最終目的是縮短產品開發周期，以及縮短產品開發與用戶之間的距離。

虛擬設計是指設計者在虛擬環境中進行設計，主要表現在設計者可以用不同的交互手段在虛擬環境中對參數化的模型進行修改。

就“設計”而言，傳統設計的所有設計工作都是針對物理原型(或概念模型)展開的，而虛擬設計所有的設計工作都是圍繞虛擬原型展開的，只要虛擬原型能達到設計要求，則實際產品必定能達到設計要求。就“虛擬”而言，傳統設計的設計者是在圖紙上用線條、線框勾勒出概念設計，而虛擬設計設計者在沉浸或非沉浸環境中隨時交互、實時、可視化地對原型進行反覆改進，並能馬上看到修改結果。一個虛擬設計系統具備三個功能：3D用戶界面、選擇參數、數據傳送機制。

(1)3D用戶界面設計者不再用2D滑鼠或鍵盤作為交互手段，而是用手勢、聲音、3D虛擬菜單、球標、遊戲操縱桿、觸摸屏幕等多種方式進行交互。

(2)選擇參數設計者用各種交互方式選擇或激活一個在虛擬環境中的數據修改原來的數據，參數修改後，在虛擬環境中的模型也隨之變成一個新的模型。

(3)數據傳送機制模型修改後所生成的數據要傳送到和虛擬環境協同工作的CAD/CAM系統中，有時又要將數據從CAD/CAM系統中返回到虛擬環境中，這種虛擬設計系統中包含一個獨立的CAD/CAM系統，為虛擬環境提供建造模型的功能。在虛擬環境中所修改的模型有時還要返回到CAD/CAM系統中進行精確處理和再輸出圖形。因此，這種雙向數據傳送機制在一個虛擬設計系統中是必要的。

(1)虛擬設計繼承了虛擬現實技術的所有特點(3I)。

(2)繼承了傳統CAD設計的優點，便於利用原有成果。

(3)具備模擬技術的可視化特點，便於改進和修正原有設計。

(4)支持協同工作和異地設計，利於資源共享和優勢互補，從而縮短產品開發周期。

(5)便於利用和補充各種先進技術，保持技術上的領先優勢。

虛擬設計與傳統CAD/CAM系統的區別主要有：

(1)在講區別的同時，應首先重在繼承，尤其是繼承原有CAD技術的資源和成果；其次，虛擬設計是以硬體的相對的高投入為代價的。

(2)CAD技術往往重在交互，設計階段可視化程度不高，到原型生產出來后才暴露出問題。

(3)CAD技術無法利用除視覺以外的其他感知功能。

(4)CAD技術無法進行深層次的設計，如可裝配性分析和干涉檢驗等。

虛擬設計是基於三維的空間設計理念，它不同於我們現有的二維設計理念，不再將空間的表達分為單獨的六個或多個面來入手進行設計。虛擬空間設計是從空間的角度開始整個設計過程。如同在現實中建設建築和園林景觀一樣，虛擬空間設計是利用虛擬的空間設計平台，在計算機中完整地將建築師和規劃師的構思展示出來，使得設計師能夠更好的掌控自己的設計，不斷地對自己的設計進行調整，進行不同方案之間的比較。

在傳統的二維工作平台下設計人員將一個建築或構築物分成了單獨的幾個面，並逐一地對各個面進行設計。這樣設計師不但不能準確、直觀的了解自己設計的空間構造，還往往將大量的時間耗費在各個面的組合上。

二維平台以面為單位進行工作，將一個建築的立面與平面分開進行設計，這樣不但消耗時間而且常常會出現錯誤，如立面圖與平面圖不符合的情況，設計師需要花費大量的時間來修正這些錯誤。在這個平面圖、立面圖與剖面圖繪製的過程中建築師是在二維平台下工作的，對自己所設計的建築無法有一個準確的空間概念，而常用於方案階段的草圖建模軟體常常也只是得到一個不準確的簡單模型，包含的信息量也極為有限。建築師和設計師對自己所設計的建築只有一個朦朧的輪廓。