仿真与虚拟设计技术

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1、目录第1章绪论第2章仿真与虚拟设计技术概述第3章虚拟设计技术第4章国内外研究现状第5章虚拟设计技术存在问题第6章未来发展方向第7章结束语伴随着科学的不断发展,人类社会步入了崭新的世纪。各种新技术层出不穷,而各个学科相互融合发展,又产生了许多新的学科技术。产品设计就是这样的一门学科。每一次新科技的出现,都会给产品设计的途径、方式带来新的发展和变化。仿真与虚拟现实技术是以计算机支持的仿真技术为前提的,对设计、加工、装配、维护等等,经过统一建模形成虚拟的环境,虚拟的过程,虚拟的产品。仿真与虚拟技术产生于20世纪40年代,到90年代才逐步发展完善起来,现在已经应用到了制造、军工、医学、航天

2、、建筑等很多领域,并且都取得了很大的成功。仿真与虚拟技术应用到产品设计中,更会体现出它的很多优势,给设计业带来全新的理念和方式。如图１总结了几个世纪以来产品设计的演变过程。返回目录第１章绪论返回设计的演变过程第2章仿真与虚拟设计技术概述什么是仿真？什么是虚拟现实（ＶＲ）？返回目录什么是仿真?仿真Simulation属于一门基础性学科，仿真就是利用模型进行的一种试验，它可极为有效而经济地用于科研设计训练以及系统的试验。仿真技术是以控制理论相似原理数模与计算技术信息技术系统技术及其应用领域相关专业技术为基础，以计算机和多种专用物理效应设备为工具借助系统模型，对实际的或设想的系统进行动态

3、试验研究的一门新兴综合性技术。返回什么是虚拟现实（ＶＲ）？虚拟现实(Virtualreality简称VR)，是人类与计算机和极其复杂的数据进行交互的一种方法。虚拟现实技术是指利用人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、网络技术、电子技术、机械技术、视听技术等高新技术模拟人在特定环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。返回第3章虚拟设计技术虚拟设计技术虚拟设计系统的构成虚拟设计技术应用虚拟现实技术应用到产品设计中的作用返回目录虚拟设计技术1.虚拟概念设计2.虚拟装配设计3.虚拟环境中的声音系统4.虚拟设计系统中的接触及力量反馈返回虚拟概念设计产品设计过程可以概括分为两个步

4、骤：概念设计(ConceptualDesign)和构型设计(ConfigurationDe-sign)[1]。前者的目的是制定出设计方案，后者的目的是设计出具体构型。概念设计是设计的初步阶段，它的目的是获得足够多的有关产品式样和形状的信息。它是设计过程的重要阶段，因为产品成本的60%~70%是由这个阶段决定的。在概念设计阶段，人们需要研究大量可行的设计方案，从而确定经济效益最好的设计。虚拟概念设计使用虚拟现实技术，为设计者提供基于语音识别和手势跟踪的输入方式，设计者可以很方便地在三维虚拟环境中操纵产品及零件，进行各种形状建模和修改。利用这种系统进行计算机建模，无须精确的尺寸定义。虚

5、拟现实技术消除了鼠标、键盘等的输入方式给用户带来的限制，同时系统还可以为用户提供三维立体图像，设计者可以在三维空间中对设计对象进行观察和操作。返回虚拟装配设计返回头盔显示器返回数据手套返回返回虚拟设计系统构造图虚拟设计技术应用1.虚拟现实技术已成为军事和航天领域的先锋技术2.虚拟现实技术已成为一种商业经营手段和战略3.虚拟现实技术成为学校教学手段和教学方式的重要　组成部分4.虚拟现实技术将成为工程设计的得力助手返回虚拟设计技术军事和航天领域的应用返回虚拟现实技术已成为一种商业经营手段和战略国际企业管理挑战赛的核心是一套完善的电脑软件系统，它用模拟方式把一个企业在国际标准市场环境中所

6、面临的各种管理问题反映出来，参赛者作为虚拟企业的领导人就此进行决策。由于它与市场中变化莫测的真实商战相吻合，国际上许多公司将其作为训练员工的手段。虚拟仿真技术已日渐成熟，如虚拟仿真技术的汽车演示厅，人们可以在汽车上面对虚拟道路。了解汽车的性能。虚拟仿真技术的驾驶厅，可以帮助驾驶员在虚拟道路上训练等等。现在许多公司都把代理人模拟软件视为企业经营的有力工具。在美国思想工具公司所开发的项目挑战模拟装置中，挑战者以形神兼备的虚拟工作组成员的面貌出现，展开激烈的商战。虚拟公司和虚拟经营策略越来越受到各大公司的青睐。返回虚拟现实技术成为学校教学手段和教学方式的重要组成部分早在1995年，华盛顿

7、的中小学校就开始了虚拟教学。教室里没有黑板和讲台，每个座位的前方都有特殊的头盔和操纵杆。孩子们只要带上头盔，手握操纵杆，眼前就会出现一幅幅栩栩如生的景象，既生动又形象，这是虚拟教学。传统的教学理论和教学实践一直忽视形象思维的发展与完善，片面强调抽象思维，这是目前课堂教学普遍存在的枯燥、乏味、抽象、难懂的重要原因之一。美国加州和印第安纳州之间的一堂关于宇航和太空知识的远程教学课也是一个很好的实例。远在美国东部印第安纳州的教师和他的学生们一起出现在大屏幕电视上。老师用生动