虚拟现实技术及其在CADCAM上的应用.ppt

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1、LOGO虚拟现实（虚拟现实（VR）技术及其在）技术及其在CAD/CAM中的应用中的应用张广林张广林10721290目录目录什么是虚拟现实什么是虚拟现实1虚拟现实技术特点虚拟现实技术特点2虚拟现实系统虚拟现实系统3VR技术在技术在CAD/CAM上的应用上的应用4Company Logo一一.虚拟现实虚拟现实v虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术，又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计

2、算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种人性化的多维信息空间。Company Logo二二.虚拟现实技术虚拟现实技术v虚拟现实技术的虚拟现实技术的3I特性特性1.Immersion沉浸性沉浸性 又称临场感，指用户感到作为主又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程角存在于模拟环境中的真实程度。度。2.Interaction交互性交互性 指用户对模拟环境内物体的可操指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。然程度（包括实时性）。3.Imagination构想性构想性 人可从定性和定量

3、综合集成的环人可从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识从境中得到感性和理性的认识从而深化概念和萌发新意，而不而深化概念和萌发新意，而不仅从以定量计算为主的结果中仅从以定量计算为主的结果中得到启发和对事物的认识。得到启发和对事物的认识。Company Logo二二.虚拟现实技术虚拟现实技术v关关键键技技术术虚虚拟现实拟现实是多种技是多种技术术的的综综合，其关合，其关键键技技术术和研究内容包和研究内容包括以下几个方面：括以下几个方面：1.环环境建模技境建模技术术2.立体声合成和立体显示技术立体声合成和立体显示技术3.触觉反馈技术触觉反馈技术4.交互技术交互技术5.系统集成技术系统集成技术

4、Company Logo三三.虚拟现实系统虚拟现实系统v典型的虚典型的虚拟现实拟现实系系统统由由一下几方面组成：一下几方面组成：1.效果产生器。效果产生器。2.实景仿真器。实景仿真器。3.应用系统。应用系统。4.几何构造系统。几何构造系统。Company Logo三三.虚拟现实系统虚拟现实系统v实际应用的虚拟现实系统可分为三类：1.桌面虚拟现实系统，也称窗口中的VR，成本低，主要用于CADCAM、建筑设计等领域2.沉浸式虚拟现实系统，使用头盔显示器把用户的视觉、听觉及其他感觉封闭起来，产生一种身临其境的错觉3.分布式虚拟现实系统，它建立在沉浸式虚拟现实系统和分布式交互仿真(DISDistrib

5、uted Interaction Simulation)的基础上Company Logo三三.虚拟现实系统虚拟现实系统v硬件支持硬件支持1.高性能计算机高性能计算机2.头盔显示器头盔显示器3.跟踪定位系统跟踪定位系统4.立体声音响和三维空间定立体声音响和三维空间定位装置系统位装置系统5.触觉触觉/力量反馈装置力量反馈装置Company Logo附件附件Company Logo三三.虚拟现实系统虚拟现实系统v软件支持软件支持 在在软软件方面，虚件方面，虚拟现实拟现实系系统统除一般所需的除一般所需的软软件支撑件支撑环环境之外，主要是需要提供一个境之外，主要是需要提供一个产产生虚生虚拟环拟环境的工具

6、集境的工具集或或产产生虚生虚拟环拟环境的境的外壳外壳。它至少具有以下的功能。它至少具有以下的功能:1.能够接受各种高性能传感器的信息，如头盔的跟能够接受各种高性能传感器的信息，如头盔的跟踪信息；踪信息；2.能生成立体的能生成立体的显显示示图图形；形；3.能把各种数据能把各种数据库库(如地形地貌数据如地形地貌数据库库、物体形象数、物体形象数据据库库等等)、各种、各种CAD软软件件进进行行调调用和互用和互联联的集成的集成环环境。境。具有典型代表性的虚具有典型代表性的虚拟现实拟现实系系统软统软件有件有:虚虚拟拟世界工世界工具箱具箱WorldToolKit(WTK)、MultiGen Creator、

7、Vega、Maya、IRIS Performer、VTree、Open GVS等等。等等。Company Logo四四.虚拟现实技术在虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用v计算机的性能快速提高，已经能在微机上进行CAD/CAM的虚拟现实研究和应用。对身临境的真实感和对超越现实的虚拟性，以及建立个人能够沉浸其中，具有交互作用的多维信息系统的追求，推动了虚拟现实技术在CAD/CAM中的应用与发展。CAD/CAM的虚拟现实技术涉及CAD/CAM各个学科，已显示出它的实用性，技术潜力巨大，应用前景十分广阔。Company Logo四四.虚拟现实技术在虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用

8、v传统传统的仿真与建模的仿真与建模 产品的建模和仿真，是虚品的建模和仿真，是虚拟现实技技术在在CAD/CAM的基本的基本应用，用，CAD/CAM软件件从从线框造型、曲面造型框造型、曲面造型发展到特征参数化展到特征参数化实体造型，反映了制造体造型，反映了制造领域域对几何建模技几何建模技术的的需求。需求。在在CAD/CAM中中计计算机仿真已算机仿真已经应经应用用于如下几个方面于如下几个方面:(l)机构运机构运动轨动轨迹方式的仿真迹方式的仿真;(2)构件受力的有限元分析构件受力的有限元分析;(3)机器装配整体性能模机器装配整体性能模拟拟;(4)工程构件破坏性工程构件破坏性实验实验分析。分析。Comp

9、any Logo四四.虚拟现实技术在虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用v基于虚基于虚拟现实拟现实技技术术的仿真与建模的仿真与建模 CAD/CAM的建模的建模(造型造型)是是CAD/CAM的的技技术术核心和基核心和基础础。虚。虚拟现实拟现实技技术术在在CAD/CAM中主要中主要应应用于以下几个方面用于以下几个方面:(l)运动仿真运动仿真 (2)模拟制造过程模拟制造过程 (3)机械部件及机器整体性能评价机械部件及机器整体性能评价 Company Logo四四.虚拟现实技术在虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用vCAD/CAM虚拟现实系统分析CAD/CAM虚拟现实系统是一种集立体图

10、形、自然交互等技术，以建造与客观世界高度逼真、虚拟的环境为主要内容进行模拟应用的系统。CAD/CAM虚拟现实系统的重要特性是具有一种身临其境的临场感。在微机上建立虚拟现实系统具有以下特点:(l)生动真实的计算机场景图像(2)自然的人机交互(3)通用的图形软件平台（常用OpenGL）Company Logo四四.虚拟现实技术在虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用vCAD/CAM虚拟现实技术的应用在设计规划中的应用在工程设计过程中的应用在机械设计中的应用数控加工 Company Logo实例展示实例展示D:我的文档我的文档桌面桌面张张广林广林PECVD_SystemPECVD_System

11、.exeCompany Logo结语结语v虚虚拟现实拟现实技技术术的的发发展和展和应应用从根本上改用从根本上改变变了了人人类类的思的思维维方式方式。已经和理论分析、科学实。已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律三大手验一起，成为人类探索客观世界规律三大手段。段。CAD/CAM的虚拟现实技术涉及的虚拟现实技术涉及CAD/CAM各个学科，已显示出它的实用性，各个学科，已显示出它的实用性，技术潜力巨大，应用前景十分广阔。技术潜力巨大，应用前景十分广阔。近年来，近年来，虚虚拟现实拟现实造型造型语语言言(VRML)已成已成为为信息技信息技术术业业界的一种界的一种标标准准语语言言。人人们们正在深人研究和正在深人研究和探探讨讨虚虚拟现实拟现实和真和真实现实实现实之之间间的关系，的关系，发现发现和挖掘真与虚两种和挖掘真与虚两种现实现实中的科研中的科研课题课题，创创建建各种逼真的虚各种逼真的虚拟现实拟现实演示系演示系统统、操作系、操作系统统和和应应用系用系统统。Company LogoLOGO