基于虚拟现实的机械制图模型库研究.pdf

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1、第４期（总第２０３期）机械工程与自动化Ｎｏ．４２０１７年８月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．文章编号：１６７２６４１３（２０１７）０４００３６０２基于虚拟现实的机械制图模型库研究櫜周燕，李小龙（运城职业技术学院，山西运城０４４０００）摘要：利用ＣＡＴＩＡ三维实体设计软件进行建模造型，采用ＶＲＭＬ虚拟现实建模软件创建出具有互动性的虚拟动态摸型库，可以根据教学需要和学生理解能力情况及时添加、完善模型库中的虚拟模型。同时，在任意场所利用ｃｏｒｔｏｎａ３ｄ进行浏览，可以随意地翻转、移动

2、及仿真运动，最大程度上优化教学手段，提高学生的空间思维能力。关键词：虚拟网络；机械制图模型库；ＣＡＴＩＡ；ＶＲＭＬ中图分类号：ＴＨ１２６∶ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ０引言学需要和学生学习需要。机械制图是工科类专业十分重要的一门专业基础１虚拟模型库的建立课，在课堂教学中需要大量的教学模型来培养学生的本课题研究的虚拟模型库主要包括机械制图课程空间想象能力，使学生具有一定的识图和画图能力。的典型结构模型，同时也是按照《机械制图》课程标准要让学生完成从二维平面空间到三维立体空间的相互以及相应的教学内容对虚拟模型库进行设计和建立转

3、换，离不开教学模型的帮助。但传统的教学模型由的，模型库包括基本体的投影、组合体投影、典型零件于体积大携带不便，且需要专门的管理者进行保管和模型及典型结构装配等几大知识点。这些三维模型均维护，无论老师还是学生使用和观摩都不方便。现阶利用ＣＡＴＩＡ三维实体设计软件和ＶＲＭＬ虚拟现实段我国高校广泛利用多媒体ＣＡＩ课件，如利用ＵＧ４．０软件创建，实现了其动态性和交互性。构建机械制图模型库。自主开发的机械制图电子教学１．１ＣＡＴＩＡ模型的建立资源大多利用媒体格式（如ｆｌｃ、ｍｏｖ、ａｖｉ等），但是利利用ＣＡＴＩＡ三维实体设计软件中的

4、ＰａｒｔＤｅｓｉｇｎ用多媒体演示的三维图形媒体格式都不能随意地移动Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ设计工具和ＳｈａｐｅＤｅｓｉｇｎ曲面设计工具能和旋转，交互性不强。本文利用ＣＡＴＩＡ三维实体设够方便快捷地创建任意复杂程度的三维实体模型。如计软件和ＶＲＭＬ虚拟现实建模软件创建出具有互动图１所示的三维实体模型，通过拉伸、放样、旋转等功性的虚拟动态模型库，再利用ＶＲＭＬ进行网络动画设能实现模型的创建，并且所建的模型可以根据设计人计，并根据课程的需要进行模型分类管理，同时满足教员的要求进行属性变化，如颜色、材质等变化。图１三维模型的创建１．２

5、ＶＲＭＬ动态交互性设计拟场景的信息交流，可直观地随意地变换位置，全方位ＶＲＭＬ创建的虚拟场景是动态的，可任意旋转，地观看模型的结构和特点；同时操作者也可以根据需而且具有可交互的虚拟仿真运动。浏览者不再是信息求动态地增减虚拟对象，以及改变虚拟对象的材料属的被动接受者，还可以通过鼠标的操作与模型进行虚性、空间位置等。櫜运城职业技术学院院级立项课题收稿日期：２０１７０１０４；修订日期：２０１７０６０８作者简介：周燕（１９８３），女，内蒙古呼伦贝尔人，工程师，硕士，研究方向：机械设计、冲压模具设计与制造。２０１７年第４期

6、机械工程与自动化·３７·ＶＲＭＬ中的交互行为是通过事件体系实现的，产基于虚拟现实的机械制图模型库的建立，将改善生事件的方法通常有两种：现有的教学环境，利用多媒体课件演示，采用动态的模（１）静态行为触发：直接利用ＶＲＭＬ中的各种传型，与学生进行信息交互，改变学生的学习意识，由原感器节点、插值器节点实现简单的动画和交互行为，不来的被动学习转变为主动学习，更能激发学生的学习具有逻辑控制能力。积极性，从而提高教学质量。（２）动态行为触发：利用脚本节点Ｓｃｒｉｐｔ节点编程，使用一段程序逻辑来控制事件的产生。由于程序逻辑的随意性和可扩

7、充性，从而具有了更大的空间，可以实现复杂动态性和交互性。本课题中的动画采用静态行为触发和动态行动触发相结合的方法，共同完成演示操作。图２为利用虚拟网络和ｃｏｒｔｏｎａ３ｄ软件进行的动态仿真演示。老师和学生可以任意地旋转物体进行全面的观测，增强学生空间思维能力的同时也提高了教学质量和教学效率。图２虚拟仿真模型动态演示２犞犚犕犔与犎犜犕犔的配合本课题的虚拟模型库是基于网络平台创立的资源库，它是利用ＣＡＴＩＡ建立三维模型，同时结合ＶＲＭＬ图３虚拟网络教学资源库和ＨＴＭＬ的各自功能和特点，构建一个基于虚拟网参考文献：络的交互平台，

8、如图３所示，可定义多个窗口组成交互［１］边巍．基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ机械制图虚拟模型库的开发［Ｊ］．界面，提供给教师授课和学生学习使用。机电技术，２０１１（５）：１６４１６８．３结论［２］冯程桂图珍学．学基报于，２Ｗ００Ｅ８Ｂ（６的）：机１４械９制１５图３．虚拟模型库的构建［Ｊ］．工犚犲狊犲犪狉犮