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以“虚幻”为始 汽车行业元宇宙类技术应用和展望

  • Metaverse元宇宙
  • 2023年1月23日07时

2022年,囊括电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”,成为全球汽车产业一大发展态势。究其原因,热衷拥抱“新四化”的新能源汽车行业如日中天,不仅推动传统汽车产业加速开启全方位变革,也拓展了汽车由单纯的机械产品向智能出行服务终端进化的必由路径。

在国内,中汽协近期发布的2022年汽车工业产销情况显示,2022年我国汽车产销分别完成2702.1万辆和2686.4万辆,同比增长3.4%和2.1%。其中,新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%。

2013-2022年我国新能源汽车销量及增长率

(来源:中汽协官网)


这意味着,2022年我国每卖出4辆汽车就含有1辆新能源车。而在2021年,该比例约为8比1。

新能源汽车加速普及与“新四化”变革叠加趋势下,传统汽车产业该怎样应对巨变?普通用户又将如何有效感知汽车领域的创新价值?从厂家和用户两个维度看,“软件定义汽车”理念及其实践成果已然成为一个突破口。

Lotus使用虚幻引擎打造数字驾舱

以老牌互动娱乐公司和3D引擎技术提供商Epic Games旗下的“虚幻引擎”为例,该产品不仅在游戏行业负有盛名,其拥有的强大实时交互协作性能也可被应用于汽车、建筑、影视、动画等行业的创作设计或生产活动中。尤其是在推动汽车制作管线创新层面,虚幻引擎的用武之地正在快速延展,广大用户也将从中领略到未来汽车的神奇面貌。

01

汽车数字化基建的“乘数效应”


软件定义汽车虽是近年来的新兴概念,但其内涵却融合了现实需求与蓝图畅想。对于汽车厂商而言,该理念除了为汽车制造树立了“无人驾驶”这个终极目标外,还从基本的生产流程切入,致力简化各个生产环节,聚焦从设计到售后的全链路效率提升,这无异于为汽车行业的数字化之路提供了清晰的实践方案。

另一方面,广义上的“软件定义汽车”实质上意在打造一个汽车数字综合体,或者说一个“用四个轮子行走的电脑”。而从实际应用角度看,目前能满足基本生产需求的软件产品,则更像是汽车行业数字化基础设施的建设工具,其通过连接汽车产业的各个环节,竭力为智能化创新赋能。


虚幻引擎汽车座舱实时交互设计界面


  1. 而从具体环节来看,以虚幻引擎为代表的领先实时软件可为汽车制作管线带来以下变革:概念车设想:概念美术师可以使用交互工具快速探索并迭代想法;
  2. 整车设计:设计师们可以通力协作,实时调整和完善自己的设计,包括在次世代人机交互界面上呈现的内容;
  3. 工程试验:工程师可以在实时环境中测试工程情景,提高成本效益;
  4. 整车制造:规划师可以重新配置制造设施的数字孪生,简化制造流程;
  5. 营销:营销团队可以为每位客户量身打造产品内容,提供照片级汽车配置和定制化售后材料;
  6. 支持与运营:运营经理可以利用数字孪生进行更好的数据分析和系统监控。

换言之,如果以实时交互软件为工具来构建汽车数字化基础设施,将有助于汽车企业建立全新的经营范式,缩小传统车企和新能源品牌之间的理念与技术差异,进而大幅提高整个汽车行业的效率。其带来的革新也从侧面诠释了“软件定义汽车”概念所蕴含的“乘数效应”。

虚幻引擎汽车座舱实时交互

02实时交互赋能汽车核心环节创新


尽管近年来新能源汽车发展如火如荼,但不可否认的是,传统车企长期积累的生产经营经验也是一笔宝贵资产。值得关注的是,一些有战略远见的传统车企在自身积累基础上,正积极引入实时交互等创新技术,用前沿科技为汽车制作管线的核心环节赋能。
幻引擎的实际应用为例,在汽车设计、制造以及支持与运营环节,包括丰田、奥迪等车企,均通过将实时交互技术同自身的生产和经营需求结合,积极拥抱创新变革浪潮。
虚幻引擎汽车座舱HMI设计
其中,丰田的一支创新团队基于由虚幻引擎打造的虚拟环境,使用虚拟人体工程学技术而非实体原型对人车互动进行远比以往逼真的模拟——首先是将3D模型导入在虚幻引擎中构建的虚拟环境,然后测试者佩戴VR头显坐进真实的汽车驾驶舱,体验一系列模拟情境,测试车辆的设计和可用性。
虚幻引擎汽车座舱虚拟设计可用性测试
这些情境测试包括比较常见的驾驶任务,例如从汽车的后侧三角窗观察其他道路使用者的便利性;或者检验操作便利性,例如使用跟踪手套评估驾驶员操作各种按钮和控制装置是否方便等。

丰田的虚拟人体工程学技术应用工作场景


同时,该团队还用这项技术来验证设计,利用虚幻引擎的开放性连接业内领先的软件与技术,大大降低了设计成本。

在汽车制造环节,奥迪则立足实时交互思路建立了汽车可视化平台AVP,并依托虚幻引擎使这一平台的效率和体验不断提升。

虚幻引擎&奥迪HMI设计

在AVP出现之前,奥迪和大众集团旗下的其他品牌都高度依赖外部供应商提供的服务和技术。由于所有汽车模型每年要更新两次,每次为所有汽车转换所有的新数据、创建新资产时,都极度耗时耗力。

因此,他们一直在积极探索更划算的管理方式,其中奥迪开始试验一种新的方法:核心组件由内部提供,然后创建一支由可视化专业人才组成的内部团队并要求他们精通虚幻引擎。AVP就是追求更高效率的产物——一个完整的自动化数字管道,一键即可更新车辆和内容。

虚幻引擎&奥迪AVP平台

目前,AVP已成为奥迪的一个中心平台,旨在推动系统驱动型工业规模生产,为各个数字销售渠道提供产品可视化服务。它在奥迪的成功也让大众集团的其他汽车品牌纷纷开始部署这一平台。

奥迪e-tron GT车型图


此前发布的奥迪e-tron GT和奥迪Q4 e-tron车型就利用了AVP,很多车辆图片和视频都是通过该平台创作的,例如奥迪e-tron GT在迪拜沙漠中行驶的逼真画面。大众集团也从开发新的可视化平台中收获了显著的ROI收益。AVP业务发展和战略主管Lorenz Schweiger表示:“从商业价值的角度来看,AVP节省了约30%的成本,上市时间也从几周缩短到了几小时。”
03直面C端用户的体验价值


诚然,对普通用户而言,汽车行业整体创新所带来的直观、有效体验并非一呼即应。基于C端用户的普遍需求以及从软件定义汽车角度出发,目前连接用户与汽车产品的体验场景当首推“智能座舱”和“沉浸式购车”。我们仍以虚幻引擎为例,来揭示这两大场景中实时交互技术如何给予用户真正的创新体验。

当前,无论是新能源汽车还是传统燃油车,均在智能座舱领域有所建树。作为用户使用智能座舱的交互接口,HMI(Human Machine Interface,即人机界面)关乎智能座舱各项功能的展示程度,尤其是车载操作系统与各种硬件的完美配合程度。而如何使HMI拥有更好体验,虚幻引擎联合世界著名的跑车和赛车生产商Lotus(路特斯)给出了不一样的答案。

虚幻引擎&Lotus实时渲染和交互/p>

2022年10月25日,Lotus旗下首款面向年轻一代用户的纯电动高性能SUV Eletre正式上市。Lotus专为Eletre的座舱开发了一款名为Lotus Hyper OS的操作系统,运行于两颗高通 8155芯片上,希望通过引入先进的实时3D技术到Hyper OS,实现座舱内的所有数据在多块大尺寸触屏上的实时渲染和交互。

在评估过许多3D HMI解决方案后,Lotus最终选择了虚幻引擎。随即,惊人的3D图形效果通过HMI在座舱内呈现,Lotus Hyper OS中应用的各项新技术也以全新的视觉方式获得传达。

虚幻引擎&Lotus 3D HMI设计
技术层面上,Lotus武汉研究院的设计/开发团队则与合作伙伴上海魔思科技LuSuKu工作室通力合作,并在Epic Games中国技术团队的鼎力支持下,充分利用虚幻引擎强大的实时渲染和交互性,通过不断测试、优化和迭代,最终为Hyper OS创造出无缝流畅的交互体验,丰富的视觉效果和一流的性能,让司机或乘客能够几乎完美的控制车机,大约90%的车机功能可通过与中央触屏上的Eletre数字孪生的实时交互来实现。

虚幻引擎 & Lotus 3D HMI设计

实际体验中,用户可以通过语音、触控等方式与虚幻引擎实时渲染的座舱UI界面和Eletre 的数字孪生进行交互,也可以通过无线OTA进行软件更新、启用基于智能云数据的功能服务。

虚幻引擎&Lotus 3D HMI设计
为了达到最佳的智能座舱体验,座舱内5块屏幕的实时渲染和交互由拥有强大实时渲染和交互能力的虚幻引擎同时支持,包括主驾仪表、抬头显示、副驾信息显示、中控大屏以及后排触控屏,不仅每块屏幕的功能明确,而且设计原则都服务于车型的风格定位。
Lotus Eletre智能座舱3D HMI交互效果


对于“沉浸式购车”场景,虚幻引擎的技术思路也很明确,即围绕“所有渠道的实时内容生产”核心提供全场景解决方案。以此为基础,宝马汽车与虚幻引擎的合作也是一大亮点。

例如,新冠疫情大流行之时,到店顾客越来越少,汽车经销商必须寻找新的出路,远程购车体验模式也亟需升维。为此,宝马利用虚幻引擎创建了汽车配置器——它能基于顶尖的实时渲染和光追技术,快速创建出与实体车辆一致的照片级图像,用以展示整车外观、轮胎规格等个性元素,确保顾客通过网页即可沉浸式欣赏自己中意的爱车,然后在销售助理的引导下进入配置选装流程。

虚幻引擎&BMW

简而言之,对于追求高度个性化的顾客而言,如果热衷于设计自己想要的汽车,那么这个充满游戏趣味的配置器可以让他们在做出购买决定前,自由地“创造”他们想购买的车辆——宝马集团把这个过程称为“情感虚拟体验”,简称EVE。

虚幻引擎&BMW

更重要的是,当竞争对手还在远程购车的起跑线上徘徊时,宝马已经凭借实时技术迈入了一个新领域。在这个领域中,顾客可以坐在自家沙发上购买汽车,并且不会与宝马的品牌形象产生距离感。

04结语


“新四化”是汽车行业不可避免的演变方向。当软件定义汽车成为主流趋势,对于普通用户和汽车设计师、工程师、销售人员而言,更具吸引力的是探寻、收获实时技术驱动创新所产生的核心价值。在此过程中,以虚幻引擎为代表的数字化基础设施构建工具,有望助力汽车行业成就一切可能。


兔年呈祥 鸿运当头

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