从VR到人机界面:Lotus为什么仍是汽车行业最大的变革者之一

科技   2024-11-25 14:11   北京  
1976年,Lotus的设计工程师兼创始人Colin Chapman开启了一段打造新款赛车的旅程,最终,具有突破性意义的一级方程式赛车Lotus 78就此诞生。
受德哈维兰(de Havilland)蚊式战斗轰炸机的启发,Lotus车队为赛车增加了车翼,并对赛车底盘塑形,以创造下压力。这一过程通过地面效应空气动力学彻底改变了F1赛车。
这是Lotus故事中体现其核心创新精神的高光时刻。
作为一家英国豪华跑车和电动汽车制造商,Lotus在过去七十年间,不仅随着汽车行业的发展而茁壮成长,更是经常成为这种发展的推动力量。

从人工智能到激光雷达,随着这些尖端技术在现代汽车中得到采用,整个行业正以前所未有的速度发生变化。
“我们在过去100年中见证了汽车行业有史以来最大的一场变革。”Lotus创意部门视觉传播负责人John Bulmer说,“我认为Lotus和其他公司一样,必须适应并向前发展。”
为了迎接这种变化,在许多尖端技术(包括实时工具)的诞生初期,Lotus就已经开始采用它们。
在这篇文章中,我们将揭示这家汽车制造商如何从使用游戏引擎探索早期设计,发展到利用这些技术制作广告和人机界面(HMI)等。

缩短开发周期

Lotus绝不是一个对新想法视而不见的品牌。几年前,其决策者就注意到,游戏引擎已经开始被汽车行业采用,而就在那时,Lotus也正在寻求将技术放在更核心的位置。
“游戏引擎已经开始进入汽车行业,对我们来说,这是将它整合进来的最佳时机。”Lotus集团设计副总裁Ben Payne说,
Lotus希望吸引更年轻的数字原生消费者,这在一定程度上是因为公司内部存在一股推动力,希望为新一代客户重塑Lotus品牌,而此类消费者对于车内技术有着全新的期望。“在汽车行业,关注汽车内部的用户界面和用户体验系统已经变得至关重要。”Payne说。与此同时,开发周期也开始急剧缩短。
过去十年,随着电气化、汽车智能、互联和数字化的到来,汽车制造商迅速缩短了从研发到购买汽车的开发周期。
从本质上讲,这是一场军备竞赛:技术发展如此迅猛,需要尽早将最新的创新技术应用到汽车上,避免过时。
“现在,我们的开发周期已经缩短到不到三年,而十年前,豪华汽车制造商可能需要六到七年才能开发出一款汽车。”Payne解释说,“这意味着车内的技术将始终尽可能保持最新。”
然而,尽管时间周期在缩短,但对质量的要求却不会降低。
“最重要的是不能牺牲质量,因为Lotus有着深厚的历史底蕴和辉煌的过去,我们希望以正确的方式体现这一点。”Bulmer说。
这让这家汽车制造商陷入了两难:如何在越来越紧迫的时间内维持顶级豪华汽车的品质。
这正是虚幻引擎的用武之地。
“虚幻引擎的保真度是最初吸引我们的地方,”Lotus外部内容经理Robert Heath说,“我们能够实时看到我们获得的质量。与使用物理模型相比,它能更快地为决策提供信息。
“我们可以在设计工作室内通过VR直接实现数字化。我们可以很快地体验到一比一的比例感觉。我们可以迭代设计,加速整个流程。”
Lotus最初引入实时技术,是为了在概念设计阶段向内部利益相关方传达设计想法。“现在,虚幻引擎的使用范围已经远远超出了这一点。”Payne说。

基于实时技术构建汽车管线

Lotus很快意识到,游戏引擎的作用远不止提供快速、流畅的可视化:实时技术可以成为汽车生产管线的支柱。这是因为,从设计到制造,再到营销等更广泛的范围,用于早期概念设计的数据集可以在多个环节中重复使用。
“我们现在使用的是一个支持所有这些系统和活动的单一数据集。”Payne说,“这对于提供效率和视觉一致性至关重要。”在Lotus,所有参与新车设计的团队都在一个不断更新的主文件中工作。任何访问和使用主文件数据的人都可以确信自己正在使用最新版本,并与所有工程数据和创意工作流程保持同步,一切汇集在一起,成为无缝的单一数据源。
“实际上,主文件推动我们将虚幻引擎引入到了更多业务中。”Bulmer说,“它不仅是数据文件的唯一真实来源,也在物理上精准重现了汽车。
“所有规格、所有颜色和材质都是正确的;无论是碳纤维,还是皮革、Alcantara,它们都经过调色过程,并由颜色材质专家和设计师签字确认,确保能够正确表示颜色。这些都会体现在虚幻文件的方方面面。”为了让每个人都能及时更新数据,Lotus有自己专门的数据准备团队,该团队通过Perforce持续推送更新,确保所有团队都能获得最新数据。
正是这种统一、精简的方法吸引了Lotus将一个关键工作流程迁移到了虚幻引擎中,那就是虚拟现实。

Lotus由虚幻引擎驱动的VR

“VR是我们流程中不可或缺的一部分,”Payne说,“它使我们能够更快地模拟汽车的物理外观和感觉,而在以往,这我们需要建造一个包含汽车内部和外部的全比例模型。”
Lotus可以将用于概念设计的早期设计数据推送到VR管线中。通过该管线,高级管理人员、设计师和工程师可以准确体验汽车的感觉。
“无需绕着真实的车辆走动或坐在车内,我们就能获得那种体验感,这节省了时间。”Payne说。
Lotus很早就开始使用VR向内部利益相关方展示早期设计想法。团队的传统做法是使用基于VRED的工作流程。
“我们成功地过渡到了使用虚幻引擎,因为结果的保真度要高得多。”Payne解释说,“我们已经通过这条管线看到了能力的巨大提升。我们可以更快地处理模型和数据集,并通过使用虚幻引擎,在VR中获得更具吸引力的视觉效果。”撇开视觉效果不谈,这个转变也很有意义,因为团队在最初的设计阶段就拥有了可用的数据集。
“以前,在VR中,我们总是需要构建一个自定义文件。”Bulmer说,“我们必须花时间对其进行优化和调整,而这会削弱唯一真实数据来源的可靠性。
“但是现在,我们用于营销工作和设计工作的文件可以直接集成到虚幻引擎中。数据源没有破坏,原始文件也没有更改。我们只需要直接进入VR。”

Lotus的虚拟制片

除了最初的概念和设计阶段,在从制作视频到配置器的各种营销流程中,Lotus也使用了虚幻引擎。这家汽车制造商越来越多地采用最先进的虚拟制片技术,在这一生产阶段有效地节约成本和时间。
不再需要将一辆昂贵的(并且可能是极机密的)汽车运送到一个绝美的拍摄地,在日落时拍摄几分钟:你可以在距离自己更近的地方,在LED屏幕上投射出逼真的环境,并实现完全精确的光照和阴影。
无论是全CG还是在虚拟背景下拍摄的真实汽车,Lotus始终重视视觉保真度。图像看起来不能像是虚假的CG图像:它必须能够与真实照片媲美,因为二者可能会放在一起展示。
“我们所做的一切都力求逼真。”Heath说,“我们不想看到CG图像和真实照片之间存在差异。”UE5的Nanite等功能是能否达到这一标准的关键。
“Nanite使我们能够提升所有事物的质量。”Heath说,“现在的网格体密度不受限制,我们不再需要担心多边形的数量。最终结果中的光照质量也无需让我们操心。”

实时汽车配置器

长期以来,汽车行业一直在利用配置器来帮助潜在买家定制汽车。以前,Lotus使用离线渲染制作配置器。离线渲染可以产生高质量的结果,但由于是静态的,所以每次进行调整时都需要重新制作内容。
“我们发现,如今,在使用虚幻引擎和实时技术后,可以在运行中直接进行修改。”Heath说,“我们可以在渲染中做出调整。我们可以非常快速地看到变化。”大约两年前,Lotus将配置器迁移到了虚幻引擎中,并报告称客户互动得到了显著改善。
“我们不再制作静态内容。”Heath说,“一切都是实时的。它是动态的。通过完全采用像素流送技术,我们能够从头到尾地给用户带来出色的体验。”
像素流送能够将高质量内容流送到几乎任何平台(甚至包括移动设备)的任何Web浏览器上,无需下载和安装软件。对参与者来说,这并不比访问YouTube视频复杂。
Lotus的粉丝能够体验Lotus Chapman Bespoke的威力。它能让客户定制心仪的汽车,从徽章和边饰条到整辆Lotus汽车,一切皆可定制。

Lotus汽车中的人机界面和数字孪生

自公司成立以来,Lotus始终将注意力聚焦在性能上。最初,这只是字面上的意思,即对机械进行微调,使汽车速度更快、动力更强。
现在,他们将这种精神应用到了汽车驾驶员所使用的系统中。“对于像Lotus这样的品牌,将性能DNA融入到所有数字系统和数字接触点中,实际上是非常合乎逻辑的后续步骤。”Bulmer说。
Lotus新产品的数字接触点是体现这种理念的关键领域之一。
数字化正在悄然渗透到现代车辆的几乎所有人机界面中,随着物理表盘和旋钮被触摸屏按钮取代,调整车辆设置变得更直观、更有触感。
和以往一样,Lotus将这一理念又向前推进了一步。
实时技术的集成为人机界面带来了许多有用且值得关注的可能性,包括引入车辆的互动数字孪生。
当用户改变汽车上的某些部件时,例如打开车门,仪表盘上的汽车3D模型就会将此反映出来。“当你与屏幕互动时,你会看到汽车的所有动作,以及最新状态:车门是否敞开,气流偏导器是否升起,或者充电挡板是否打开。”Bulmer说,“你可以实时看到这一切,并与之互动。”

设计下一代Lotus汽车

当谈到汽车制造商的未来设计时,Lotus决心坚守其过去76年中不断突破极限的传统。
“为了创新,我们需要尽可能多地融入新技术,”Payne说,“这就是关键所在。”
今年,Lotus将推出一些特别的产品,Lotus品牌的粉丝将有机会见证这些技术的实际应用。从汽车设计到人机界面,甚至其他领域,实时技术将成为将汽车推向市场的关键力量。
“在我加入Lotus的六年里,我们已经看到,我们所能取得的成果在质量上有了大幅提升,我们前进的速度飞快。”Payne说,“虚幻引擎这样的技术让我们能够突破一切事物的限制和极限。”
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