虚拟设计的基本概念(DOC 25页)

内容摘要
5.1虚拟设计的基本概念
科学技术的发展不断推动着设计的进步，日新月异的信息技术也深刻影响着设计的变革。信息技术发展的深度决定着设计师可在多大程度上利用信息技术为设计服务。早期引入计算机技术进行文档管理、二维图形处理，把设计师从枯燥无味的事务性工作中解放出来；计算机软、硬件的升级换代使得设计师能够使用计算机进行三维建模、渲染表现，人们可以从多个角度对产品进行审视。现在，信息技术的集成化、智能化发展使设计发生了全面、深刻的变化，设计进入了一个新的时代——虚拟设计时代。虚拟设计（Virtual Design，简称VD）代表了一种全新的制造体系和模式。
虚拟设计是以虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术为基础，以机械产品为对象的设计手段，虚拟地制造产品，在计算机上对虚拟模型进行产品的设计、制造、测试。它是计算机图形学、人工智能、计算机网络、信息处理、机械设计与制造等技术综合发展的产物。
5.1.1虚拟现实
虚拟设计的技术基础为“虚拟现实”。“虚拟现实”一词由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在20世纪80年代初提出，是指综合利用计算机图形系统和各种显示、控制等接口设备，生成可提供沉浸感觉和交互操作的三维环境技术。虚拟现实是—种计算机界面技术，从本质上讲，虚拟现实就是—种先进的计算机用户接口，它通过给用户及时提供视觉、听觉、触觉等各种客观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户操作，从而减轻用户的负担，提高整个系统的工作效率，体验比现实世界更加丰富的感受。简言之，虚拟现实就是人与虚拟世界的交流。人的动作和情绪可以控制虚拟世界中的物体。反之，虚拟世界中的物体也能使人产生真实的感觉，包括视觉、听觉、触觉等。
虚拟现实经历了以下发展历程：
(1) 1965年，在IFIP会议上，有VR“先锋”之称的计算机图形学的创始人Ivan Sutherland作了题为“The Ultimate 某公司(终极的显示)”的报告，提出了一项富有挑战性的计算机图形学研究课题。他首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，指出人们可以把显示屏当作一个窗口观察一个虚拟世界，使观察者有身临其境的感觉。这一思想提出了虚拟现实概念的雏形。至此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。

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