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基于Virtools平台的产品虚拟设计系统解决方案研究

作　者: 程孝荣
导　师: 李燕；生鸿飞
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 设计艺术学
关键词: Virtools 工业产品虚拟设计模糊评判交互展示虚拟人机
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 122次
引　用: 1次
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内容摘要

虚拟设计是一个全新的研究领域,以虚拟现实技术为基础;它的提出可追溯到2 0世纪90年代,既是多种技术综合发展的产物,如计算机图形学、人工智能、计算机网络、信息处理、机械设计与制造等,又是多学科交叉融合的必然结果。虚拟现实技术在各个学科、行业的广泛应用,使得虚拟设计在一开始就表现出了巨大的优势和潜力。虚拟设计不仅在科技界、学术界,而且在企业界也引起了广泛关注,成为了研究的焦点。本研究聚焦当前的新兴学科,前沿技术,如虚拟设计、人机工程学等和虚拟现实技术、三维建模与场景预处理技术,并以此为基础,深入研究了这些新知识体在工业设计领域的应用。全文以新型环保车解决方案为例。本文以产品虚拟设计理论基础为基础,以产品解决方案流程为主线,以新知识、新技术研究应用为前提,主要进行了以下探索研究:1.系统探索了工业产品虚拟设计理论,寻求课题研究的理论支撑。该部分以前人研究为基础,综合了工业设计、产品设计、虚拟现实和虚拟设计的最新成果,以归纳、演绎、系统总结等方法,系统探索了课题研究的理论依据。2.研究了基于技术特征的产品设计方案有理分析及评价。该部分研究,以模糊数学理论为基础,深入探讨了模糊数学用于产品方案有理分析及评价的科学性和积极作用;本课题,首先整理和分析了新型环保车的技术特征,然后基于模糊数学理论,对新型环保车设计方案进行了有理分析及评判,最后,通过再分析、再评判,逐步完善产品设计方案。3.探索了基于多格式转换的产品模型获取和Virtools数据资源库的建立。该部分,首先探讨了新型环保车模型的获取和建模方法,总结了主流三维软件特点,详细分析了环保车模型的获取过程;其次,深入研究了模型在汇入Virtools之前,数据格式的转换及相关问题的解决方法;最后,明确提出了Virtools环境下,数据资源库的创建方法和特征。4.研究了基于Virtools平台的产品多环度交互展示。针对新型环保车设计方案,该部分主要从Virtools平台展示的特征、优势,实现的方法、步骤和场景中碰撞检测的实现三个方面进行了深入研究。5.探讨了基于Virtools平台的产品虚拟人机测试。一方面探讨了虚拟人机测试的内容和方法,另一方面,初步验证了本课题的科学性和实用性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 课题研究目的及意义  10
  1.3 论文研究内容  10-11
  1.4 论文的研究思路  11-13
    1.4.1 论文研究思路  11
    1.4.2 论文章节安排  11-13
2 产品虚拟设计理论基础  13-17
  2.1 虚拟现实技术及其发展  13-14
    2.1.1 虚拟现实国内外研究概况  13-14
    2.1.2 虚拟现实与虚拟设计  14
  2.2 人机工程学与产品设计  14-15
  2.3 产品虚拟设计理论基础  15-17
    2.3.1 产品虚拟设计系统解决方案构建的理论基础  15
    2.3.2 产品虚拟设计系统解决方案形成的原则及特征  15-17
3 产品设计方案的获取  17-20
  3.1 产品方案获取途径研究  17
  3.2 产品设计流程及创造性思维的运用  17-20
4 基于技术特征的产品设计方案有理分析及评价研究  20-29
  4.1 产品设计方案特征分析  20-21
  4.2 模糊理论与模糊评判  21-24
    4.2.1 模糊数学理论及用于产品有理分析的科学性  21-22
    4.2.2 模糊综合评判的基本方法及思路  22-24
  4.3 基于模糊评判的新型环保车方案有理分析及评价  24-29
5 Virtools 环境下动态数据资源库的建立  29-48
  5.1 环保车建模方法及模型获取研究  29-32
    5.1.1 三维模型建模原理及建模软件概述  29-30
    5.1.2 环保车建模软件选择及方法研究  30-31
    5.1.3 环保车模型的获取过程研究  31-32
  5.2 三维模型数据格式转换研究  32-44
    5.2.1 三维建模软件数据格式  32-37
    5.2.2 环保车建模过程中涉及到的软件及数据格式转换  37-44
  5.3 基于Virtools 环境数据资源库的建立及特征分析  44-48
    5.3.1 Virtools 软件及模块功能介绍  44-45
    5.3.2 Virtools 中Resource 资源库特征分析  45-46
    5.3.3 Virtools 环境新型环保车数据资源库的建立  46-48
6 基于Virtools 平台的产品多环度交互展示  48-63
  6.1 Virtools 平台在构建场景及展示方面的优势  48-49
    6.1.1 Virtools 中的场景组织原则  48-49
    6.1.2 Virtools 平台在构建虚拟场景及产品展示方面的优势  49
  6.2 基于Virtools 平台新型环保车多环度交互展示  49-59
    6.2.1 多环度交互展示特征研究  49-50
    6.2.2 多环度交互展示的实现方法及步骤  50-59
  6.3 Virtools 中碰撞检测的实现  59-63
7 Virtools 环境下虚拟人机测试研究  63-67
  7.1 虚拟人机测试内容研究  63
  7.2 基于Virtools 平台虚拟人机测试的实现  63-67
8 总结及展望  67-69
  8.1 论文工作总结  67
  8.2 未来工作展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
附录  73

基于Virtools平台的产品虚拟设计系统解决方案研究

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