机电产品虚拟设计和仿真.ppt

机电产品的虚拟设计与仿真; 本次课的内容1 虚拟现实技术概述2 虚拟样机技术3 课程教学与考试;1.1虚拟现实技术概述 1.2虚拟现实体系结构 1.3虚拟现实的发展历程 1.4虚拟现实技术的应用 1.5虚拟现实技术未来发展展望 ;定义和特征 虚拟设计的结构体系及支撑技术 虚拟现实的发展历程 虚拟现实的国内外研究现状 虚拟现实的主要应用领域;定义和特征;桌面虚拟现实 沉浸的虚拟现实 增强现实性的虚拟现实 分布式虚拟现实;;;1.2 虚拟设计技术结构体系;虚拟设计技术结构体系;虚拟设计技术结构体系;常见的数据手套;虚拟设计技术结构体系;虚拟设计技术结构体系;虚拟设计技术结构体系;头盔式显示器HMD;虚拟设计技术结构体系;其他硬件;1.3 虚拟现实的发展历程与现状;;北卡罗来纳大学(UNC)的计算机系是进行VR研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。在显示技术上 UNC开发了一个帮助用户在复杂视景中建立实时动态显示的并行处理系统．叫做像素飞机(Pixel Planes)。 麻省理工学院(MIT)是一个一直走在必威体育精装版技术前沿的科学研究机构。1985年M1T成立了媒体实验室，进行虚拟环境的正规研究。此外，M1T还在进行“路径规划”与“运动计划”等研究。 SRI研究中心建立了“视觉感知计划”，研究现有VR技术的进一步发展。1991年后，SRI进行了利用VR技术对军用飞机或车辆驾驶的训练研究，试图通过仿真来减少飞行事故。此外，SRI还利用遥控技术进行外科手术仿真的研究。;华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室(HIT Lab)在新概念的研究中起着领先作用，同时也在进行感知、知觉、认知和运动控制能力的研究。 HIT将VR研究引人了教育、设计、娱乐和制造领域。例如，波音公司的V22运输机就是先在实验室中造出虚拟机后再投人生产的。 欧共体(CEC)认为VR是一门新兴技术，已经组织了几次评价VR的专题活动。 ;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现实的国内外研究现状;虚拟现??的国内外研究现状;1.4虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实的主要应用领域;虚拟现实技术的应用实例;山城自驾游;虚拟现实技术的应用实例;虚拟现实技术的应用实例;虚拟现实技术的应用实例;虚拟现实技术的应用实例;1.5 虚拟现实技术未来发展展望;( 3) 新型交互设备的研制。 虚拟现实技术实现人能够自由与虚拟世界对象进行交互, 犹如身临其境, 借助的输入输出设备主要有头盔显示器、数据手套、数据衣服、三维位置传感器和三维声音产生器等。因此, 新型、便宜、鲁棒性优良的数据手套和数据服将成为未来研究的重要方向。 ;( 4) 智能化语音虚拟现实建模。 虚拟现实建模是一个比较繁复的过程, 需要大量的时间和精力。如果将VR 技术与智能技术、语音识别技术结合起来, 可以很好地解决这个问题。我们对模型的属性、方法和一般特点的描述通过语音识别技术转化成建模所需的数据, 然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计、导航以及评价, 将模型用对象表示出来, 并且将各种基本模型静态或动态地连接起来, 最终形成系统模型。人工智能一直是业界的难题, 人工智能在各个领域十分有用, 在虚拟世界也大有用武之地, 良好的人工智能系统对减少乏味的人工劳动具有非常积极的作用。;( 5) 分布式虚拟现实技术的展望。 分布式虚拟现实是今后虚拟现实技术发展的重要方向。随着众多DVE 开发工具及其系统的出现, DVE 本身的应用也渗透到各行各业, 包括医疗、工程、训练与教学以及协同设计。仿真训练和教学训练是DVE 的又一个重要的应用领域, 包括虚拟战场、辅助教学等。另外, 研究人员还用DVE 系统来支持协同设计工作。近年来, 随着Internet 应用的普及, 一些面向Internet 的DVE 应用使得位于世界各地多个用户可以进行协同工作。将分散的虚拟现实系统或仿真器通过网络联结起来,采用协调一致的结构、标准、协议和数据库, 形成一个在时间和空间上互相耦合的虚拟合成环境, 参与者可自由地进行交互作用。特别是在航空航天中应用价值极为明显, 因为国际空间站的参与国分布在世界不同区域, 分布式VR 训练环境不需要在各国重建仿真系统, 这样不仅减少了研制费和设备费用, 减少了人员出差的费用以及异地生活的不适。;2. 虚拟样机技术; 2.1虚拟样机（Virtual Protot