虛擬設計與數字化樣機(PDF 33頁)

內容摘要
第一節 虛擬設計的概念與特點
一、 虛擬設計
是以“虛擬現實”技術 ( Virtual Reality)為基礎，以機械產品為對象的設計
手段。虛擬現實技術是基於自然方式的人機交互係統，利用計算機生成一個虛擬環
境，並通過多種傳感設備 ，使用戶有身臨其境的感覺。本質上講，虛擬設計是將產
品從概念設計直到投入生產的全過程（即產品的生命周期）在計算機構造的虛擬環
境中虛擬地實現，虛擬設計不單單是對產品的物質形態和製造過程進行模擬和可視
化，它包含了對產品的性能、行為、功能以及對產品實現的各個階段中進行預測、
評價和優化。
數字化樣機（virtual prototyping，VP）是一個完整的基於計算機的產品研製
的集中信息載體, 是根據產品設計或概念描述產生的在功能、行為以及感官(視覺、
聽覺、觸覺等) 特性方麵與實際產品盡可能相似的可仿真數字模型，並對該模型進
行評估和測試，從而獲取關於候選的物理模型設計方案的特性。
虛擬設計技術包括：
工程分析、虛擬製樣、網絡化協同設計、虛擬裝配及設計參數的交互式可視化等。
虛擬設計的主要特征：
1. 沉浸性：集成三維圖像、聲音等多媒體技術，使用戶身臨其境感受產品的設
計過程和性能，變成虛擬環境的一部分。
2. 簡便性：自然的人機交互方式，所見即所得，用逼真的臨場感，支持不同的
用戶背景支持並行工程，豐富設計理念，提供設計新方法和激發設計靈感。
3. 多信息通道：用戶感受視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等多種信息，發揮人的多種
潛能，增加設計的成功性。
4. 多交互手段：擺脫傳統的鼠標鍵盤輸入方式，運用多種交互手段（數據手套、
聲音命令等），支持更多的設計行為（建模、仿真、評估、預測等）。
5. 實時性：實時的參與、交互和顯示，把人在 CAD 環境下的活動提升到人機融
為一體的積極參與的活動構成融入性的智能開發係統
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