任何成功的設計和制作工藝，最核心的表現便是確保產品在最短時間內上市，同時擁有一流的質量、安全性和可靠性。Caterpillar 公司作為全球最大的建筑、采礦和農業機械生產廠家之一，長期致力于更快地設計并制造出品質更優的產品。Caterpillar公司在應用RealD公司推出的CrystalEyes 立體眼鏡設備中，發現立體3D可視化技術的應用在增加公司基本盈利，保障其核心競爭力方面具有舉足輕重、不可或缺的作用。

Caterpillar公司的可視化研究中心經理Dave Cooper 講到，“我們已經意識到CrystalEyes 液晶立體眼鏡的應用將會降低產品設計成本，并減少原型的反復修正?！?Caterpilla公司的產品用于建造、維護并再造全球的許多基礎建設，包括公路、水壩、機場、供水和下水道系統、辦公建筑群和住宅開發等。Caterpilla公司生產的礦用機械設備幫助各國進行原材料的開采與運送，農業設備用于作物的耕種和收割。卡特彼勒公司被美國《工業周刊》雜志評選為“全球100家經營管理最佳公司”。并被《財富》雜志評選為“全球最受尊敬公司”之一，公司曾獲得467億美元的銷售收入和120億美元的最高利潤。

積極轉變
矗立于競爭激烈的大型工業機械制造行業當中，Caterpillar 公司堅持不懈地尋求創新，以期成為高品質產品的領先供應商。隨著來自海外制造商競爭壓力的加劇，以及全球市場日益迅猛的擴展，公司的首要目標是通過提供最優質的產品，抓住每一個新的市場機遇。

公司行之有效的策略便是以較低的研發成本，在更短的時間內生產出質量更為出色的產品。這就要求公司做出一些根本性的變革，并采用新的產品設計。對于Caterpillar公司而言，這種變革表現在以計算機為基礎的設計工具的引進、全智能數字化設計及原型創作的應用。此外，公司還要求其解決方案具有低成本、跨平臺操作的性能，能夠與現有的系統輕松整合，并能為工程技術師熟練掌握。

Caterpillar公司的生產過程包括三大階段：機械設計、計算機輔助工程（CAE）和可視化原型及模擬。M/CAD工具已經投入使用，后兩個步驟最初采用物理原型，需要投入大量時間和費用昂貴的實驗過程，耗資可達上百萬美元。

而在Caterpillar公司作出重要變革之后，只有當工程師與管理人員確認已作出高品質、易執行的設計方案之后，才會在設計過程的最后階段創建物理原型 – 從而使高性能的可視化技術和CrystalEyes的應用付諸圖形當中。

立體視覺 – CrystalEyes 眼鏡的工作原理
由于人眼之間的間距，每只眼睛觀察一個場景會有些微差別。大腦將來自兩個視點的信息集成并創建出3D空間的感知。這種效果便是所謂的立體觀測。

CrystalEyes立體眼鏡遵循相同的立體視覺原理。CrystalEyes立體眼鏡通過配備液晶快門的特殊眼鏡分離左右眼圖像。這些快門可通過與計算機顯示器同步化的一個紅外發射器實現交替激活。最后生成無重像或雙圖像偽影的清晰立體3D圖像。

標準工作監視器上左右眼視點的更替顯示解決了過去一直存在的z軸真實控制或深度問題，這在真實3D圖像的顯示中非常重要。對于圖像的遠程操控與可視化，立體3D技術使用戶能通過所有坐標軸包括z軸，對屏幕上發生的結構變化進行控制。真實立體3D中的可視化與目標視圖的可操控性對于Caterpillar公司的CAE和可視化原型進程都是至關重要的。

數據挖掘

Caterpillar 公司的數字化研發和原型制作過程執行如下：
首先確定設計目標，然后使用機械CAD制圖工具在HP和SGI UNIX 工作站上設計出一個機械設備。再將設計作品導出為無數的CAE 實例。只有在CAE操作中才能即時使用CrystalEyes立體眼鏡。比如說，Caterpillar公司可使用計算流體動力學（CFD）軟件，對穿過一臺設備的氣流進行復雜分析。氣流功效的最優化可使設備功能更為強大，同時工作效率更高。在此模式中，分析結果和進行的修訂變更都是在可視化基礎上完成的。該模擬的可視化輸出為高度復雜的3D數據，包括Z軸上顯示的關鍵信息。

“我們在沒有采用CrystalEyes設備之前，根本無法實現如此大規模的可視化應用，”Cooper感嘆道。

從Caterpillar 公司的角度，立體3D可視化技術解除了隱藏在這些復雜的3D模擬背后的重大信息的藩籬。公司因此還能夠對重要的機械部件進行壓力與運動分析，以測定設備在不同條件下的強度、承受性和負載能力。需要再次強調的是，立體可視化技術的應用，使復雜艱深的圖形數據結果更為清晰易懂。

Caterpillar公司最終憑借這項重大變革，節省了大量原型器械制作的麻煩，并收集了長時間的實驗數據。事實上，一件機械設備的性能及結構動力學在制作出物理原型之前就已經臻于完美。

生產過程的第三步，也是最后一步為設計審核過程。在此期間需要對產品設計提出諸多改進和修改的建議，并向項目經理、主管和產品研發人員反饋。采用CrystalEyes立體眼鏡后，可以實時地在真實空間內演示所建議的設計變更，而不是使用2D圖形進行模糊演示或使用抽象概念進行描述。上層管理人員從接受到意見反饋，到進行審核和做出接受與否的最終決定的時間周期大為縮短，從而極大提高了工作效率。

Cooper 提到，“"CrystalEyes 可在立體環境中進行數據演示，我們因此能在任何人面前就復雜的幾何或數學問題進行直觀的解釋，使他們更容易理解和討論”。人工學設計與人力因素在設計審核階段同樣非常重要。

“Caterpillar 公司的操作人員可應用各類工具設計并制作各種機械設備。CrystalEyes能使用戶更真切地看到這些工具如何使用，就如同在一臺真實的機械中操作一樣。這在2D世界中是絕對無法完成的，”Cooper說道。

Caterpillar的應用工具包括來自DiVision的dVISE、來自EAI的VisLab、來自AliasWavefront的Maya及其使用Performer和Open Inventor軟件自行研發的軟件工具。 這些軟件可普遍應用于硅圖公司的計算機上，兼容O2系統到大型Onyx 2圖像超型計算機。

獲得收益
設計進程的加速、端對端研發周期的大幅度縮短是Caterpillar公司在激烈的行業競爭中立于不敗之地的法寶。而物理原型建立中節省上百萬美元成本無疑又是另一明顯優勢。而對于公司致力于在機械制造領域內站穩腳跟、獲得成功的目標來講，每一名員工都應取得對發展的共識。

3D立體技術的引入，Caterpillar公司不但能夠執行復雜的技術任務，還可在公司內部對設計和制造目標進行清晰、便捷的溝通和交流。從機械設計師到高級主管，都對公司下一步的發展計劃胸有成竹，這些努力將推進Caterpillar公司保持核心競爭力。