VR2.0助力加速“中国制造2025”
曼恒一位工程师展示虚拟现实发动机。见习记者 海沙尔 摄
今年被称为“VR（虚拟现实）元年”，但事实上，国内外一些企业已在这个领域深耕多年。近日，上海曼恒数字技术股份有限公司完成新一轮1.54亿元融资，知名投资机构赛富领投1亿元，引起业界关注。与很多读者相对了解的VR游戏不同，这家成立9年、去年在新三板挂牌的企业，过去一直专注于虚拟现实的行业应用，包括高端制造业、高等教育、能源、国防，在客户名单上有许多知名企业和高校。
据预测，虚拟现实技术在未来工业领域占有重要地位。在德国“工业4.0”体系中，虚拟现实被列为九大支撑技术之一，覆盖产品设计、生产过程管理、设备维修等多个环节。曼恒数字创始人兼首席执行官周清会认为，随着头盔显示器的流行，虚拟现实将进入2.0时代，其行业应用将变得更为便捷，成本也更低，有助于加快实现“中国制造2025”。
轻松拆装虚拟航空发动机
上海市科委高新处负责人介绍，虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，采用以计算机技术为核心的高科技，生成逼真的视、听、触觉一体化虚拟沉浸式环境。用户可以借助必要的装备，以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响，能获得几乎等同于真实环境的感受和体验。
在位于虹桥国际商务广场的曼恒数字总部，有一大片体验区，放置着多套展示样品。在一块LED大屏幕前，记者戴上3D眼镜，手握一个手柄，映入眼帘的是一台航空发动机。它的大小和真实的航空发动机一样，但轻便得多。借助手柄，你能将它360°翻转，从各个角度观察它，还可以将它的零部件一个个拆下来，进行测量、剖切和组装。每个零部件都根据真实的设计仿真展示，一目了然。通过维修性、测试性仿真，这套飞机发动机虚拟装配系统能让研发人员发现设计中的缺陷，及时调整。
据了解，曼恒数字研发的这类机械装配VR系统已用于多家企业，如飞机、汽车等高端制造企业。与过去的工业仿真不同，虚拟现实系统更为逼真，可以让工作人员走近乃至走进机械装置，研究其设计的科学合理性。上海市科学学研究所副研究员孟海华说，虚拟现实是实现智能制造的重要技术，英国知名企业罗尔斯—罗伊斯在航空发动机设计阶段，都会采用虚拟现实系统。鉴于此，我国中航商发也在利用虚拟现实系统设计发动机，以提高设计开发的质量和效率。
飞机、汽车的内饰设计，也可借助虚拟现实技术。在飞机内饰虚拟造型设计系统中，记者看到机舱内一排排座位，仿佛走进一架客机的经济舱。工作人员介绍，这套系统可对不同的客舱内饰效果做可视化仿真模拟，让内饰工程师对客机的内装饰色彩、座椅舒适度、灯光布置等设计元素进行分析与评估，直观地挑选出科学美观的设计方案。
头盔显示器将改变行业应用
凭借持之以恒的创新创业，以及市科委等政府部门的扶持，曼恒数字的客户名单上已有近400家企业和300多所高校，包括中国商飞、国家电网、中石化、中石油、中广核、迪士尼、上海交通大学、浙江大学、同济大学、华东理工大学等。最近，他们又得到资本市场的青睐，新一轮1.54亿元融资由赛富领投，新增投资者巨杉资产、东方证券、兴业证券和中金公司，原股东刚泰控股、华融证券、海通证券继续增持。
周清会说，曼恒数字将把这笔资金主要用于研发核心技术，打造游戏社交产品。据介绍，软件引擎、交互系统是虚拟现实的核心技术。所有VR内容都是由引擎创造的，针对不同行业应用，需要开发不同的引擎。VR走红后，许多国内企业通过购买第三方引擎进入该行业。但在许多应用领域，第三方引擎并不能满足产品开发中多种变化的逻辑处理要求，企业有必要自主研发。交互系统对VR产品也很关键，包括光学追踪、动作捕捉等技术。在舍弃了鼠标和键盘后，如何让身体运动参与的人机交互更为精确，是VR企业亟需解决的问题。
在周清会看来，虚拟现实已进入“2.0”时代。在VR1.0时代，一套虚拟现实系统必须配备投影仪或大屏幕，成本较高，对场地的要求也比较高，不适合进入个人消费市场。随着Oculus Rift、HTC Vive等头盔显示器的问世，虚拟现实用户拥有了便携式单元，像智能手机那样适合人手一台。这不仅将推动VR大举进入个人消费领域，也将改变行业应用。“举个例子，过去，一支部队会购买一套虚拟现实系统进行军事训练，而现在，可以给每个士兵配一台头盔显示器，让他们同时参与军事训练，形成多人协同。”
建智慧工厂离不开虚拟现实
随着虚拟现实产业的兴起，智能制造正在进入一个怎样的发展阶段？
广东工业大学机电工程学院教授何汉武说，虚拟现实是德国“工业4.0”体系的九大支撑技术之一，应在通往“中国制造2025”的道路上发挥重要作用。在未来智慧工厂里，虚拟现实系统将应用于办公室和车间，像如今的电脑那样须臾不可离。利用这种系统，工作人员可进行产品设计、产品维护、生产过程监控、设备维修，与物联网、机器人、大数据等形成协同效应。
在曼恒数字与华东理工大学合作共建的G-Magic虚拟现实实验室，华东理工艺术设计与传媒学院教授程建新介绍了一个项目：该学院与外国企业合作，正在设计一款房车。房车在美国十分流行，许多家庭每到节假日，就会驾驶这种“移动房间”前往景色宜人的地方，在房车营地驻扎、休闲。房车内部通常分为驾驶、起居、卧室、卫生、厨房等区域，居家设施配置齐全。如何做到设计合理、令人舒心，是决定产品销售量的关键因素。
“利用G-Magic系统，我们基本完成了房车三维建模，在设计过程中可以展开，也可以折叠，呈现在我们眼前的三维虚拟场景有震撼人心的效果。”程建新说。走进虚拟房车，设计团队能开展色彩、舒适度、人体工学等方面的测定，开展设计评价和研讨。
华东理工团队认为，未来的虚拟现实设计应从评价设计发展为直接设计，即设计师能在虚拟产品上，直接完成建模，而不是将计算机里建好的模型输入虚拟现实系统。直接设计会让设计师更有感觉，而要实现这一目标，企业应开发出更多的外挂工具。
虚拟现实在医疗、康复行业也大有用武之地。何汉武介绍，VR和3D打印一样，对手术演练、医学培训有很大价值，在一些场合，前者的效果更好。医生在做手术前，工程师可利用虚拟现实系统和病人的病灶部位数据进行建模，让医生在虚拟环境中进行手术演练，以便在真实的手术台前胸有成竹。这套系统还有助于通过三维影像向病人及其家属解释手术情况，避免医患矛盾。虚拟现实用于康复训练的效果也很好，能提高其科学性、趣味性，使康复病人在各种虚拟场景中挑战自我。随着康复假肢、外骨骼机器人的逐步普及，虚拟现实与这类器械的结合，将实现康复训练的智能化。