PSA使用TechViz高兼容性软件解决方案优化其核心设计过程

你可知道一辆标致、雪铁龙或DS汽车是如何诞生的么？它们在PSA的“汽车智能设计中心” （ADN : Automotive Design Network）内被设计成形。让我们进入“汽车联网设计中心”内部，深入了解PSA汽车的设计流程，这其中应用了较先进的科技，亦保留使用了传统的技术。

位于Vélizy的CAVE虚拟现实沉浸式显示系统，PSA集团的旗舰数字设计设备。

虚拟现实近年来经历了真正意义上的“复兴”，尤其在消费级市场。 熟不知，其实几十年来，国际上的汽车、航空航天和造船业的大品牌一直在使用VR技术进行产品设计评审。 PSA集团数字智能设计部门负责人Philippe DEREN向Usine Digitale（：《电子化工厂》，电子杂志）详细解释了数字智能工具在设计过程中的角色，以及传统设计技术如何与其配合使用。

TPSA集团的设计中心拥有约360名员工，按品牌划分：标致，雪铁龙和DS。每个团队都有自己的特点，由不同的设计总监领导。“我的团队和我负责与设计相关的所有流程，从使用Photoshop设计起草的到制作粘土模型，”Philippe DEREN解释说，“除了这两种设计工具之外，还有许多其他工具，比如说设计软件。我们使用 Dassault Systèmes旗下的ICEM Surf，它广泛被用于贝塞尔曲面的在汽车外形上的设计应用。”

设计的可视化在设计过程中至关重要，为保证流畅的评审体验，必须保证配套软硬件的质量与先进性。PSA集团自1999年以来从未间断在此项技术上的投资，多年来已经投入700多万欧元，但其收益是迅速可见的。“我们在Sochaux，Rennes和Vélizy（注：法国城市名）都拥有沉浸式显示系统，”Philippe DEREN介绍说。Véliz中心于2004年投入使用，成为PSA集团的重点办公中心，其“汽车智能设计中心（AND）”便在此诞生。

“开始我们在24英寸的屏幕上工作，后来有了1：1比例的显示系统，”Philippe Deren继续说道，“我们有大约15个房间，配备了5米宽2米高的屏幕和背投投影仪，其中大多数均是4K分辨率。”这些房间的软硬件系统有些是由来自波尔多的集成商Immersion安装的，但大部分都由比利时制造商巴可（Barco）直接负责。 这些房间中大部分设备用于经典的2D可视化，但有些显示系统可以实现被动或主动的3D虚拟现实可视化。

这些可容纳大约20人的房间既可用于日常工作，也可用于为公司高管做演示：PSA集团总裁Carlos Tavares每月都会来此做设计评审。“专用于为集团高管做演示的房间配备了18米的屏幕（三个6米x 3米屏幕），我们可以在其上投影三个或更多边缘融合的画面以进行大型演示。”工程师补充道。设计中心还拥有具有五个面的CAVE系统（洞穴式自主虚拟环境）和具有三个面的Holospace全息空间， 它们配备了动作追踪捕捉设备，可实现虚拟现实形式的设计评审。 “设计团队的主要目的在于以更好的视野和真实的尺寸进行车辆的设计和评审。”

从虚拟现实 ……到黏土模型

设计人员使用虚拟现实技术验证他们的设计并进行所有必要的技术修改。但，之后的评审还需要在物理模型上完成，车辆模型将以1：1的比例由聚苯乙烯或粘土制成。 Philippe DEREN评论说：“我们不想使用数字技术验证全部，物理阶段是必不可少的。我们同时也使用3D打印技术来制作一些特定部件，例如车辆内饰：仪表板，前风挡 ，鼓风机，收音机面板……”

模型整体铣削完成后，设计人员会进行手动修改，之后再通过立体摄影测量术进行扫描，重新集成至信息数据。“我们扫描散点，”他继续说，“我们需要确认这些修改是合理的，是与之前的设计整体相契合的。有些设计修改在粘土模型上比在屏幕上更容易完成。”从白纸一张到产品商品化，整个过程需要3到4年。Philippe DEREN介绍道，“纯粹的设计创造过程用时大约为18个月。接下来，就是工业化制造了。”

众所周知，虚拟现实领域朝气蓬勃的产业要属VR头戴式设备。PSA集团当然也深谙其道，时刻追踪科技动态。“我们关注VR头戴式设备已经有一段时间了，HTCVive吸引了我们的注意。”必须一提的是，为了拥有一个CAVE系统需花费数百万欧元，而Holospace全息空间亦或1：1比例的显示屏幕价值几十万欧元。“投影机的维护费用非常昂贵，”Philippe DEREN补充道，“这是我们改用激光投影机的原因：不再有灯泡损耗，其使用寿命可达10年。”相比之下，HTC Vive“商业版”售价仅为1150欧元。

此外，设计师和领导重视并积极推动数字工具的开发与应用，因为物理模型的成本很高，且需要几周时间才能制作完成，而3D数字模型则可立即就绪。PSA集团目前正在试用三台HTC Vive，如果测试阶段结论乐观，未来将会考虑配备更多台设备。然而，Philippe DEREN表示，第一代消费级头戴式设备所能提供的服务和体验目前并未完全满足PSA的需求：“头戴式设备便宜得多，沉浸效果好且轻便稳定，但若想将其融入我们的设计过程，目前仍然存在很多障碍。”

使用头戴式设备时会遇到的第一个问题便是软硬件之间缺乏兼容性。虽然Dassault Systèmes近期在Catia V6中直接集成了一个VR可视化模块，但并非其它应用程序（例如3DExcite或ICEM Surf）也能立即如此。“初期的想法和设计可以使用头戴式设备快捷进行简便的评审，且因为我们只有一个CAVE系统，其使用需要遵守预约时间安排。但因为我们设计的汽车完整模型数据量大，且可视化时需要细节完整以符合我们的特殊需求，若过程中需要数据转换，我们是不能接受的。”

为了解决这个问题，PSA集团在2016年底采用了VR可视化领域专家TechViz的软件解决方案，此供应商自2006年就着手于在CAVE系统上处理专业CAD/CAE软件的VR可视化。TechViz使在头戴式设备上直接显示市场上的所有软件成为可能，不仅3DExcite ，ICEM Surf可以被VR可视化，3DExperience或Catia V5同样可以。并且，使用TechViz可视化无需数据转换、无需特殊准备，满足PSA集团的要求。

头戴式设备相对于传统设备的第二个弱点是它们目前在渲染质量方面的限制。对于设计评审而言其分辨率太低且会产生汽车内部（材料纹理，显示清晰度）和外部（在一定距离处显示两个或三个车辆）画面显示像素化的问题。 “也许使用将具有10K的分辨率的第二代设备时会更好。并且，我们需要探索并确定一个能保证评审无延迟的超高画面质量。”Philippe DEREN说。 这新因素限制了目前的头戴式设备在汽车设计过程中的应用。

Philippe DEREN还表示：同样，在使用远程协同功能时，延迟（工作人员的动作与数字环境中相应的反应之间的延迟）也是一个问题。“不同办公地点之间的远程呈现有其局限性。和我们在上海的设计师远程协同工作时，我们通过远程呈现共享我们分别设计修改的3D模型，现阶段我们仅共享2D画面而不是3D虚拟现实画面。关于在远程协同时使用VR技术，我们的设想是积极的，这将是我们下一步要应用的。 但目前，根据我们在法国工作的经验，仅在传统显示系统上共享2D画面就已经存在延迟，何况我们使用的还是PSA专用内部网络。这便是为何，现在我们远程协同工作时还只能局限于使用Skype for Business和Webex。”

而若在本地协同工作，每个人分别沉浸在自己的头盔中并不是一个好的选择。“我们设计部门的领导在评审时，在CAVE或屏幕前使用3D眼镜不会对个人体验造成困扰。他们可以看见对方，实在不行还可以摘了眼镜交流后再戴上。”混合现实头戴式设备可能是这种情况的解决方案，PSA正在内部初步测试HoloLens。颜色保真度、画面分辨率等还有待考察。虚拟现实和增强现实头戴式设备将不会很快取代现有的经典显示系统。但随着技术的发展，其在设计过程中的应用范围则会越来越广泛。