【正文】 VIEW系統(tǒng)研制成功 1990年 Siggraph會(huì)議確定VR技術(shù)的發(fā)展方向 20世紀(jì) 90年代以來(lái) VR應(yīng)用到眾多領(lǐng)域 ? 國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 – 美國(guó)宇航局 (NASA) ? 美國(guó)宇航局 (NASA)的 Ames實(shí)驗(yàn)室完善了 HMD， 并將 VPL的數(shù)據(jù)手套工程化 ， 使其成為可用性較高的產(chǎn)品 。 1985年 M1T成立了媒體實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行虛擬環(huán)境的正規(guī)研究。 – 歐共體 (CEC)認(rèn)為 VR是一門新興技術(shù) ， 已經(jīng)組織了幾次評(píng)價(jià) VR的專題活動(dòng) 。 ARRL與Overview公司合作開發(fā)了一系列頭控立體攝像系統(tǒng)，同時(shí) ARRL還與 Airmuscle公司合作首先在手套和 3D／ 6D鼠標(biāo)上使用了觸覺(jué)反饋。 – 哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)系已經(jīng)成功地虛擬出了人的高級(jí)行為中特定人臉圖像的合成，表情的合成和唇動(dòng)的合成等技術(shù)問(wèn)題，并正在研究人說(shuō)話時(shí)頭勢(shì)和手勢(shì)動(dòng)作，語(yǔ)音和語(yǔ)調(diào)的同步等。其中，上海交通大學(xué) CIM研究所承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“虛擬制造的理論與技術(shù)基礎(chǔ)”，在有關(guān)理論與方法、系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用、虛擬環(huán)境建設(shè)方面做了很好的工作。 虛擬環(huán)境的建立是 VR 技術(shù)的核心內(nèi)容 , 動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù) , 并根據(jù)需要建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。 虛擬現(xiàn)實(shí)建模是一個(gè)比較繁復(fù)的過(guò)程 , 需要大量的時(shí)間和精力。另外 , 研究人員還用 DVE 系統(tǒng)來(lái)支持協(xié)同設(shè)計(jì)工作。 – 虛擬樣機(jī)技術(shù)上一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，其在產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段，如設(shè)計(jì)、加工、銷售以及報(bào)廢等均可在功能、性能和行為上模擬真實(shí)產(chǎn)品。 – 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析是其研究的重要內(nèi)容。 重點(diǎn)學(xué)習(xí)部分 ADAMS/Solver ? 可以自動(dòng)生成機(jī)械系統(tǒng)結(jié)算模型及方程，提供靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的解算結(jié)果。 ADAMS/Hydraulics 仿真包括液壓回路在內(nèi)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能 – 可精確地對(duì)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，如工程機(jī)械、汽車制動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、飛機(jī)起落架。 – 可以快速構(gòu)造高精度的整車虛擬樣機(jī)（車身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)等）并進(jìn)行仿真，通過(guò)高速動(dòng)畫直觀地顯示在各種試驗(yàn)工況下（如天氣、道路狀況、駕駛員經(jīng)驗(yàn)等）整車動(dòng)力學(xué)相應(yīng)，并輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性乘坐舒適性和安全性的特征參數(shù)，從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴。 接口模塊 – 與 Pro/e的接口模塊 MECHANISM/Pro。最后執(zhí)行一組與實(shí)際狀況十分接近的運(yùn)動(dòng)仿真測(cè)試，所得的測(cè)試結(jié)果就是機(jī)械系統(tǒng)工作過(guò)程的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況。 ADAMS例子 ?坦克 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 拋物 挖掘機(jī)機(jī)構(gòu) 抽油機(jī)機(jī)構(gòu) 3. 課程學(xué)習(xí)與考試 ? 教材： 《 ADAMS 2023 機(jī)械設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用實(shí)例 》 鄭凱 胡仁喜 陳鹿民 等編著 機(jī)械工業(yè)出版社 ? 參考書： 《 虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在 ADAMS上的實(shí)踐 》 ，王國(guó)強(qiáng)，張進(jìn)平等著，西北工業(yè)大學(xué)出版社， 版 《 ADAMS實(shí)例教程 》 ，李軍，邢俊文等著，北京理工大學(xué)出版社， 《 FSP基礎(chǔ)培訓(xùn)教程 》 ， 著，李軍，陶永忠 譯，清華大學(xué)出版社， 《 》 ， 著，刑俊文，陶永忠 譯，清華大學(xué)出版社， 《 ADAMS——虛擬樣機(jī)技術(shù)入門與提高 》 ，鄭建榮 著，機(jī)械工業(yè)出版社， 6 、 《 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及 ADAMS應(yīng)用教程 》 ，陳立平、張?jiān)魄宓戎?，清華大學(xué)出版社， 幫助信息 課程的要求及安排 1． 要求 （ 1） 了解機(jī)電產(chǎn)品虛擬仿真設(shè)計(jì)的有關(guān)概念 ， 支撐技術(shù) ， 設(shè)計(jì)過(guò)程 。 – 與 CATIA的接口模塊 CAT/ADAMS，將虛擬樣機(jī)技術(shù)有機(jī)地融入到 CATIA中。 – 仿真工況包括：方向盤階躍、斜坡和脈沖輸入、蛇形穿越試驗(yàn)、漂移使用、加速、制動(dòng)、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向等。 – 利用該模塊，可以建立機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)之間相互作用的模型，設(shè)置系統(tǒng)的運(yùn)行特性，進(jìn)行各種靜態(tài)、模態(tài)、動(dòng)態(tài)分析。 – 可輸出用戶自定義的數(shù)據(jù) – 可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)激勵(lì)、高副接觸、用戶定義的子程序等添加不同的約束 – 可求解運(yùn)動(dòng)服之間的作用力和反作用力 ADAMS/Postprocessor – 輸出各種動(dòng)畫、數(shù)據(jù)、曲線 – 可進(jìn)行曲線編輯及數(shù)字信號(hào)處理 – 完備的曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能：均值，極值、斜率 – 具有豐富的數(shù)據(jù)處理能力：曲線的代數(shù)運(yùn)算、反向、偏置、縮放、編輯、濾波等 ADAMS/Insight – 基于網(wǎng)頁(yè)技術(shù)，將仿真試驗(yàn)結(jié)果放在網(wǎng)上 – 用戶通過(guò)仿真試驗(yàn)及專業(yè)的試驗(yàn)結(jié)果分析工具，精確地預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)中各種工作條件下的性能。 – 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件的絕對(duì)或相對(duì)位置與時(shí)間存在給定的關(guān)系，通過(guò)求解位置、速度和加速度的非線性方程組求得其余構(gòu)件的位置、速度和加速度與時(shí)間的關(guān)系。 匹配性和干涉性 – 原因：由于不可能加工零部件完全達(dá)到精確的尺寸，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮尺寸的公差，以適應(yīng)加工過(guò)程中固有的不確定因素。將分散的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)或仿真器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來(lái) ,采用協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù) , 形成一個(gè)在時(shí)間和空間上互相耦合的虛擬合成環(huán)境 , 參與者可自由地進(jìn)行交互作用。我們對(duì)模型的屬性、方法和一般特點(diǎn)的描述通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)轉(zhuǎn)化成建模所需的數(shù)據(jù) , 然后利用計(jì)算機(jī)的圖形處理技術(shù)和人工智能技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、導(dǎo)航以及評(píng)價(jià) , 將模型用對(duì)象表示出來(lái) , 并且將各種基本模型靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地連接起來(lái) , 最終形成系統(tǒng)模型。 三維圖形的生成技術(shù)已比較成熟 , 而關(guān)鍵是怎樣“實(shí)時(shí)生成” , 在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上 , 如何提高刷新頻率將是今后重要的研究?jī)?nèi)容。 ? 美國(guó)通用汽車公司的 CAVE ? 福特公司的虛擬工廠 ? 英國(guó)航空實(shí)驗(yàn)室的虛擬轎車客艙 ? 雷諾汽車公司的“ city Fleet” 虛擬現(xiàn)實(shí)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 工程應(yīng)用 – 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在飛行仿真領(lǐng)域的應(yīng)用