虚拟设计与数字化样机(PDF 33页)

内容摘要
第一节 虚拟设计的概念与特点
一、 虚拟设计
是以“虚拟现实”技术 ( Virtual Reality)为基础，以机械产品为对象的设计
手段。虚拟现实技术是基于自然方式的人机交互系统，利用计算机生成一个虚拟环
境，并通过多种传感设备 ，使用户有身临其境的感觉。本质上讲，虚拟设计是将产
品从概念设计直到投入生产的全过程（即产品的生命周期）在计算机构造的虚拟环
境中虚拟地实现，虚拟设计不单单是对产品的物质形态和制造过程进行模拟和可视
化，它包含了对产品的性能、行为、功能以及对产品实现的各个阶段中进行预测、
评价和优化。
数字化样机（virtual prototyping，VP）是一个完整的基于计算机的产品研制
的集中信息载体, 是根据产品设计或概念描述产生的在功能、行为以及感官(视觉、
听觉、触觉等) 特性方面与实际产品尽可能相似的可仿真数字模型，并对该模型进
行评估和测试，从而获取关于候选的物理模型设计方案的特性。
虚拟设计技术包括：
工程分析、虚拟制样、网络化协同设计、虚拟装配及设计参数的交互式可视化等。
虚拟设计的主要特征：
1. 沉浸性：集成三维图像、声音等多媒体技术，使用户身临其境感受产品的设
计过程和性能，变成虚拟环境的一部分。
2. 简便性：自然的人机交互方式，所见即所得，用逼真的临场感，支持不同的
用户背景支持并行工程，丰富设计理念，提供设计新方法和激发设计灵感。
3. 多信息通道：用户感受视觉、听觉、触觉和嗅觉等多种信息，发挥人的多种
潜能，增加设计的成功性。
4. 多交互手段：摆脱传统的鼠标键盘输入方式，运用多种交互手段（数据手套、
声音命令等），支持更多的设计行为（建模、仿真、评估、预测等）。
5. 实时性：实时的参与、交互和显示，把人在 CAD 环境下的活动提升到人机融
为一体的积极参与的活动构成融入性的智能开发系统
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