沉浸式 3D 汽车体验的价值

汽车创新者从实时沉浸式 3D 技术中获得价值

在行动中体验汽车情感
汽车是先进技术与消费者需求的独特结合，汽车营销活动既要唤起消费者的理性反应，也要唤起他们的感性反应。汽车公司和广告公司已经非常擅长展示逼真的驾驶体验。如今，客户有机会在一辆汽车尚未生产出来之前，就在壮观的环境中体验汽车。

创新者让 3D 技术超越基础
创新者做得更多，他们通过在企业和供应链中共享交互式实时 3D 体验来获得价值。他们可以通过完全身临其境的配置器，让客户以三维互动的方式进行探索，从而激发买家的购买欲。他们可以在全球虚拟现实设计审查中就室内设计进行合作，从而实现创新并及早发现错误。他们可以通过在各种照明条件下实时查看装配和完成情况，分析制造工程决策对感知质量的影响。他们甚至可以踏入虚拟烟流，交互式地体验气流模拟结果。或者，他们可以在生产线建成之前培训操作员在增强现实中组装发动机，而无需昂贵的模型。

跨越汽车企业的机遇

机会是广泛的。本电子书从多个方面探讨了这些优势，包括以下方面：

营销和销售

产品创新与设计

研发与工程

制造工程

培训

这本电子书分享了对行业领袖福特和蒂格的访谈内容，以及最近与奥迪、EDAG 和 Team One 发言人举行的行业会议的精彩内容。报告最后提出了一些有价值的见解，以帮助汽车公司更好地了解可用的机遇和使能技术，帮助他们利用实时、互动、身临其境的 3D 技术。

汽车原始设备制造商和供应商必须拥抱数字化才能生存。在车载环境中共享交互式 3D 是一种全新的数字通信模式。它能为汽车企业和供应网络带来效益。

为营销和销售增添激情和效率

用逼真的渲染效果激发消费者的热情
许多汽车公司利用高端渲染的第一种方式是为客户创造逼真的汽车体验。原始设备制造商及其代理合作伙伴擅长展示非常引人注目的、照片般逼真的汽车视图。他们非常擅长应用材料、纹理和颜料，有时很难分辨出这是一幅效果图。他们通过添加灰尘、烟雾或雾气等特效来增加逼真度和情感，并使用先进的工具将背景和灯光融入其中，从而投射出逼真、高保真的阴影和反射，从而完成幻觉。

降低获得令人信服的体验的障碍
早期对逼真汽车可视化的尝试既昂贵又耗时。让它们互动就更难了。现在，公司可以直接利用现有的三维 CAD 模型创建令人惊叹的虚拟汽车三维模型，而无需手工制作三维艺术品。这也使他们能够在模拟之前，甚至是为可能永远不会制造的汽车进行早期 3D 开发。

更重要的是，重新使用真实的 3D CAD 模型可以让公司转向实时渲染，让客户与虚拟车辆进行互动、探索并创造自己的体验。例如，公司可以创建产品配置器，让客户置身于汽车中，配置他们想要的选项、颜色和材料。然后，他们可以观看汽车变成他们梦想中的汽车，并对其进行详细的探索，也许还可以模拟娱乐系统的工作状态。

了解优势

在市场营销和销售中使用实时 3D 技术可为汽车公司带来重要益处，包括

在实物产品或原型出现之前，尽早提供图像

降低 3D 艺术开发成本

提高客户对车辆的参与度

更高的销售额

在产品创新和设计中提高洞察力和迭代能力

沉浸在创新体验中

创新和设计本质上是视觉和体验过程。通过实时渲染，设计师可以让自己、团队、客户、供应商甚至监管机构沉浸在互动的产品创新体验中。沉浸式 3D 将设计从 "看到 "转变为在逼真环境中 "体验"。

当今的技术使创新者能够以可视化、三维和真实比例的方式交流想法。这使他们能够从不同的角度、在不同的场景中更充分地探索和分享设计概念。它提供了一种自然的方式来评估不同的配置，如不同的材料、纹理和表面处理，从而使设计恰到好处。

分享经验

除了在身临其境的三维环境中进行创作外，设计师还可以从视觉和情境的角度进行协作，分享他们的经验，以便更快地获得意见和反馈，及时发现错误或轻松测试新的方案和想法，从而改进创新。例如，人们可以利用早期的设计模型，创建虚拟或混合现实体验。其中一种方法是使用 AR 在粘土模型或部分原型上叠加不同的内部选项，以进行 A/B 测试，然后邀请其他人（无论是在实验室中还是在虚拟环境中）加入，在其周围走动、探索，并进行自然对话

了解优势
汽车公司在产品创新和设计中使用实时三维技术可获得重要收益，包括

更高的客户意见和反馈价值

做出更明智的决定 - 增加迭代和探索想法的时间

减少代价高昂的错误 - 更快发现问题和错误

减少模拟所需的成本和时间

为研发和工程设计增添真实感和沉浸感

参与实时三维互动设计评审

身临其境的实时 3D 的价值不仅体现在设计阶段。长期以来，工程团队一直使用可视化技术进行协作和设计审查。身临其境的互动技术有望使这些技术更上一层楼。互动技术是在车辆开发早期发现错误或优化设计的关键，可节省大量时间和金钱。

工程师可以利用他们的 3D CAD 模型，以交互方式探索工程决策的影响，从而获得正确的设计。例如，实时三维技术可以让工程师以前所未有的方式进入变速器等复杂组件内部进行体验。但是，要为工程师提供支持，就需要高保真的交互式探索、测量、切片和真实世界的物理特性，以提供对产品的准确理解。沉浸式 3D 还能让不同学科的工程师了解自己的决策对他人的影响。例如，可以交互式地询问后期样式更改对线路路由的影响。

利用沉浸式技术体验工程数据

除了查看产品，沉浸式 3D 还能帮助工程师将工程数据从电子表格中提取出来，并在 3D 车辆环境中进行体验。例如，模拟工程师可以通过将结构工程师虚拟带入发动机舱来分享碰撞结果。或者，工程师可以分享流体动力学模拟的视图，利用虚拟烟雾在大范围内评估沉浸环境中散热器上的气流。这些技术为工程数据和决策的理解、交流和协作提供了一种更具体、更真实的方式。

了解优势

在研发和工程设计中使用实时三维技术可为汽车公司带来重要效益，包括

及早发现问题

加强工程优化

减少对昂贵原型的需求

更有效的跨学科合作

提高制造工程的生产率和质量

利用沉浸式技术改进工厂和生产线设计

实时 3D 对工程设计的价值并不局限于产品设计。沉浸式技术也非常适合工厂设计。制造工程师可以利用 3D 工厂和生产线设计，通过虚拟体验来检查工厂布局和变更。如果没有工厂的三维模型，他们可以利用三维扫描仪的点云对其进行扩充，将现有设备和基础设施纳入其中，以查看和探索生产线的规模。

除了体验工厂外，制造工程师还可以在虚拟工厂中对虚拟车辆的生产过程进行评估。这有助于他们验证操作顺序和零件物流。除此之外，他们还可以在生产线上虚拟检查零件、组件和装配指令，以了解制造工程决策的影响。

虚拟调查工厂设计对产品和操作人员的影响

沉浸式 3D 还可用于更好地了解操作员在工厂中的作用。例如，它可用于测试人体工程学或查看操作员与 cobots 等工厂自动化设备的交互情况。一些公司甚至使用实时 3D 评估生产操作对产品质量的影响。

了解优势

在制造工程中使用实时三维技术可为汽车公司带来重要效益，包括

"左移 "以便更快发现问题

验证工具，减少延误和浪费性返工

减少工伤事故

提高产品质量

减少限制，增加培训的趣味性

利用虚拟环境开展培训

从身临其境的 3D 环境中获取价值的另一种方法是利用它们进行虚拟培训。除了为员工提供高科技培训的 "炫酷因素 "外，还有许多非常有价值的好处。事实上，培训往往是公司使用实时 3D 和虚拟现实技术的首批方式之一。

减少产品损耗、模拟器成本和差旅

在虚拟设备上进行培训可减少在物理基础设施上进行培训的需要。这意味着，您不必将生产设备下线，也不必建造昂贵的模拟器。它还允许操作员在实体生产线完工之前在虚拟生产线上进行培训，确保他们在生产线投入运行后立即投入生产。它还能让操作员在其他地点进行培训，而无需前往模拟器或真实的工作设施。

利用实时 3D 技术提供强化培训

虚拟现实培训不仅成本较低，而且比其他形式的培训效果更好。例如，在进行具有内在危险性的程序培训时，虽然它仍能提供逼真的体验，但却降低了受伤或接触有害物质的风险。

虚拟控制也被证明可以培养肌肉记忆，但公司可以通过使用混合现实方法在虚拟环境中添加物理控制来加强这种学习。

了解优势

在培训中使用实时 3D 技术可为汽车公司带来重要益处，包括

更快实现全面能力

提高生产率

减少错误

独立于设备可用性的时间表

降低物理模拟器的成本

减少培训人员和学员的差旅费用

释放创新活力，探索更多用途

在虚拟空间中训练自动驾驶汽车

实时、交互和沉浸式 3D 还有许多其他潜在用途。最近出现的一个问题与自动驾驶汽车有关。为机器学习引擎提供足够的真实世界数据来开发其驾驶算法，成本非常高昂。记录真实世界的场景不仅成本高昂，而且会增加风险，更不用说会对环境造成影响。公司正在使用实时、交互式三维技术，而不是录制的情况，以便通过提供场景并结合激光雷达、雷达和其他传感器来开发场景，帮助教授自动驾驶人工智能引擎。

模拟、VR 驾驶体验可以提供更多不同的学习场景。这些模型可以结合实际记录的世界和场景，也可以生成新的世界和场景，并修改场景以反映照明或天气等不同条件。利用实时三维开发技术，公司可以从预定义库中生成包含其他汽车、行人等的场景。实时 3D 的使用不仅降低了人工智能的培训成本，还降低了验证自动驾驶算法的风险。

通过分析互动体验获取智慧

鉴于汽车行业在使用这些工具方面起步较早，各公司正在探索各种使用案例。另一类机会来自分析人们如何探索身临其境的环境并与之互动。

例如，在 VR 配置器中，汽车的哪些区域会吸引人们的注意力？他们对哪些选项最感兴趣？汽车公司可以通过研究客户行为来评估他们的偏好，发现吸引他们注意力的东西，了解他们的要求，并获得独特的客户洞察力。

清除路障和减速带

先驱们收获了成果，铺平了道路

实时 3D 的先驱们已经指明了方向，突破了极限，证明了价值。在这一过程中，他们创造了一个工具市场，而这些工具曾经只有拥有巨额预算的大型工程组织才能使用。他们采用了由国防工业开发的先进渲染工具，然后由游戏产业将其商业化，并将其调整为工业用途。

降低准入门槛 开放机会

现在，这条道路已经准备就绪，可供其他人效仿，以更低的投资获得同样的价值。这部分归功于软件解决方案和流程的重大改进。不过，最大的变化是，运行实时 3D 环境所需的硬件成本和复杂性大幅降低。硬件和处理需求已从服务器群转向工作站和移动设备。最后，游戏社区现在拥有一支训练有素的开发人员队伍。

平台正在为行业进行调整

先驱们在不牺牲灵活性和敏捷性的前提下，将这些工具用于企业。他们已经掌握了如何利用三维 CAD、零件和装配体等现有数据为制造做好实时三维准备，从而大幅减少对昂贵的三维艺术品或手动三维翻译的需求。现在，公司已将注意力转向改进数据预处理，以采用工业级 3D CAD 模型并创建重量更轻、更适合实时处理的 "棋盘格 "几何体。

现在，领先的工具可引入三维 CAD 模型，减少翻译错误，减少人工修复或返工的需要。性能和结果差别很大，因此这是企业在寻找解决方案时需要注意的一个方面。

汽车行业正在加速发展

今天的平台已经成熟
虽然先驱们往往不得不建立自己的工具集，但如今已有一些平台提供了广泛的功能，以满足当今的工业需求。技术和工具的进步为开发新能力提供了敏捷性和灵活性。除此之外，它们还能提供更流畅的体验，从而大大减少 AR 病症。

现在，领先的平台能够在从高端洞穴和电力墙到廉价 VR 头显或智能手机等任何设备上部署实时 3D 技术。从本质上讲，他们采用了先进的技术，并使之实用化，便于工业界使用。

汽车业正在为他们的特殊需求量身定制解决方案
专门服务于汽车行业的软件公司目前正在增加特殊功能，以支持行业需求。与用于游戏的 3D 图像不同，汽车应用要求与实际车辆高度逼真。汽车公司也在利用行业专用的新工具和模板。特殊解决方案可以从库中引入材料、纹理和颜色，逼真地表现出可供采购的物品，有助于确保逼真度和可制造性。

适合汽车行业的解决方案可以利用包含数千个零件的大型复杂 3D CAD 数据集。他们可以将这些模型转换成精确而轻巧的 3D 模型。这些平台还能让汽车行业整合多种来源的信息，例如 MCAD 模型与 ECAD 或 CFD 数据，并将它们结合起来，形成完整的车辆表征。专为汽车行业打造的平台可与现有系统（包括 PDM 或 PLM）集成，以充分利用有关零件、装配和车辆背景的知识。

最后，汽车公司必须能够高效、快速地工作，这样才能采用工程变更，并迅速了解对整车的影响。为此，他们需要新的自动化和集成水平，以实现流程的工业化，并使其在企业环境中运行。

引领、追随领导者，还是进一步落后

实时 3D 即将到来，准备好了吗？

在汽车行业使用实时、沉浸式 3D 的价值令人信服。领导者将继续创新，扩大领先优势。更重要的是，准入门槛的降低意味着更多公司将能够利用实时 3D 的优势，包括那些为取代行业老将而拥抱数字化的初创公司。身临其境的实时三维技术正迅速成为汽车行业现代技术工具包的重要组成部分。我们相信，创新者将继续向前迈进，而那些不采用沉浸式 3D 技术的企业将进一步落后。

入门指南

现在是公司寻找机会或问题并加以解决的时候了。公司应从小处着手，首先进行概念验证 (POC)。然而，项目实施方案应提供价值，而不仅仅是一种学习活动。创造价值、学习并在此基础上开展下一步工作。公司可以选择一个与本文所述项目类似的项目，利用先驱者的经验，或者通过举办 "黑客马拉松 "等方式释放自己组织的创造力。

现在就行动起来

如果贵公司一直在等待接触实时 3D 技术，现在正是时候。成本大幅下降。在 3D 中构建有价值的解决方案所需的时间要短得多。专业开发资源现已准备就绪。可在现场或通过云计算提供计算能力。

实时、身临其境的 3D 使用案例从未如此触手可及。采用实时 3D 技术的公司仍然可以获得优势，而汽车公司则可以在业务的多个方面获得显著收益：

营销和销售

产品创新与设计

研发与工程

制造工程

培训

无人驾驶汽车训练

虚拟现实分析

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吉姆-布朗（Jim Brown）是独立研究和咨询公司 Tech-Clarity 的总裁，该公司专门分析软件技术和服务的商业价值。吉姆在制造业软件方面拥有 20 多年的经验。他拥有广泛的背景，曾在工业、管理咨询、软件业和研究领域任职。

吉姆的经验涵盖企业应用，包括 PLM、ERP、质量管理、服务生命周期管理、制造、供应链管理等。吉姆热衷于通过数字化和软件技术的智能使用来提高产品创新、产品开发和工程绩效。

吉姆是一位经验丰富的研究员、作家和公众演讲者，他很高兴有机会在各种会议上或任何能与热衷于通过软件技术提高业务绩效的人接触的地方发表演讲。