【正文】 幫助信息 課程的要求及安排 1． 要求 （ 1） 了解機電產(chǎn)品虛擬仿真設(shè)計的有關(guān)概念 ， 支撐技術(shù) ， 設(shè)計過程 。 接口模塊 – 與 Pro/e的接口模塊 MECHANISM/Pro。 ADAMS/Hydraulics 仿真包括液壓回路在內(nèi)的復(fù)雜機械系統(tǒng)的動力學(xué)性能 – 可精確地對由液壓系統(tǒng)驅(qū)動的復(fù)雜機械系統(tǒng)，如工程機械、汽車制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、飛機起落架。 – 機械系統(tǒng)的運動學(xué)和動力學(xué)分析是其研究的重要內(nèi)容。另外 , 研究人員還用 DVE 系統(tǒng)來支持協(xié)同設(shè)計工作。 虛擬環(huán)境的建立是 VR 技術(shù)的核心內(nèi)容 , 動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實際環(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。 – 哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機系已經(jīng)成功地虛擬出了人的高級行為中特定人臉圖像的合成，表情的合成和唇動的合成等技術(shù)問題，并正在研究人說話時頭勢和手勢動作，語音和語調(diào)的同步等。 – 歐共體 (CEC)認為 VR是一門新興技術(shù) ， 已經(jīng)組織了幾次評價 VR的專題活動 。 人類進行聲音的定位依據(jù)兩個要素：兩耳時間差和兩耳強度差 其他硬件 ? 雙筒全方位顯示器 (Binocular OmniOrientation Monitor— BOOM） ? 立體投影顯示 ? 立體眼鏡 ? 等等 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 ? 發(fā)展歷程 1965年 Sutherland提出 1966年 開始 HDM的研究 1968年 研制出第一臺 HMD 1975年 Myron Krueger提出 AR的思想 1985年 研制出數(shù)據(jù)手套 1986年 VIEW系統(tǒng)研制成功 1990年 Siggraph會議確定VR技術(shù)的發(fā)展方向 20世紀 90年代以來 VR應(yīng)用到眾多領(lǐng)域 ? 國外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀 – 美國宇航局 (NASA) ? 美國宇航局 (NASA)的 Ames實驗室完善了 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 。 虛擬設(shè)計技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ?虛擬現(xiàn)實硬件基礎(chǔ) ? （ 1）概論 ? 虛擬現(xiàn)實常用的主要硬件設(shè)備包括：高性能計算機；廣角（寬視野）的立體顯示設(shè)備；觀察者（頭、眼）的跟蹤設(shè)備；人體姿勢的跟蹤設(shè)備；立體聲；觸覺、力學(xué)反饋；語音輸入輸出等硬件設(shè)備。 ? 4)通用的商用工具軟件包：如： WTK， VRML等。 3D聲音生成器是利用人類定位聲音的特點生成出 3D聲音的一套軟硬件系統(tǒng)。 例如 ， 波音公司的 V22運輸機就是先在實驗室中造出虛擬機后再投人生產(chǎn)的 。 虛擬現(xiàn)實的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 浙江大學(xué) CADCG國家重點實驗室在基于圖像的虛擬現(xiàn)實、分布式虛擬環(huán)境的建立、多細節(jié)層次模型、真實感三維重建、基于幾何和圖像的混合式圖形實時繪制算法等領(lǐng)域開展了深入的研究，在國內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛的影響。 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用實例 虛擬現(xiàn)實技術(shù)未來發(fā)展展望 ? ( 1) 動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。仿真訓(xùn)練和教學(xué)訓(xùn)練是 DVE 的又一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域 , 包括虛擬戰(zhàn)場、輔助教學(xué)等。 ? 可制造性的評估 – 可加工性 ? 過程規(guī)劃驗證 ? 加工過程仿真 – 組裝分析 ? 組裝規(guī)劃生成 ? 組裝系統(tǒng)的設(shè)計 ? 加工的管理 經(jīng)濟型和邏輯性以及產(chǎn)品控制需求 ? 人為因素分析 – 采用全尺寸產(chǎn)品樣機和真人大小模型進行產(chǎn)品安全性、人機工程、可視性和操控性評估?？芍苯幼x入其文件數(shù)據(jù)，也可寫入 – nSoft耐用性分析軟件可以進行應(yīng)力壽命、局部應(yīng)變壽命、裂隙擴展?fàn)顩r、多軸向疲勞及熱疲勞特征、振動響應(yīng)、各種焊接結(jié)構(gòu)強度等分析。 – 利用 CSM，不需要建立詳細的多體懸架模型，就可以研究系統(tǒng)級的車輛動力學(xué)性能 – 不需要建立詳細的多體懸架模型，就可以研究系統(tǒng)級的車輛動力學(xué)性能。 （ 2） 掌握一種機電產(chǎn)品虛擬仿真設(shè)計的軟件并能進行簡單的仿真分析 。 Suspension Design – 包括以特征參數(shù)（前束、定位參數(shù)、速度）表示的概念式懸架模型，定義在任意載荷和輪胎條件下的輪心位置和方向，從而快速建立包括橡膠襯套等在內(nèi)的柔體懸架模型。 – 提供全參數(shù)、部分參數(shù)法、對角線法等試驗設(shè)計方法。 – 匹配性和干涉性檢查可以減少不合理的匹配帶來的打磨或再加工的費用 – VP可以能以很高的精度和速度進行匹配性和干涉性的自動檢查，并列出所有的干涉情況。人工智能一直是業(yè)界的難題 , 人工智能在各個領(lǐng)域十分有用 , 在虛擬世界也大有用武之地 , 良好的人工智能系統(tǒng)對減少乏味的人工勞動具有非常積極的作用。 虛擬現(xiàn)實的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 工程應(yīng)用 – 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬實驗的應(yīng)用 ? 虛擬風(fēng)洞 ? 虛擬物理實驗室 ? 虛擬電力控制室 虛擬現(xiàn)實的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 – “虛擬現(xiàn)實”裝置 – 虛擬現(xiàn)實技術(shù)分析神經(jīng)系統(tǒng) – 分子造型 虛擬現(xiàn)實的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 教育培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用 – 建筑工程學(xué) – 考古學(xué) – 醫(yī)學(xué)教育 – 導(dǎo)游培訓(xùn) – 生物教育 – 歷史教育 – 化學(xué)和物理教育 – 社會科學(xué) 虛擬現(xiàn)實的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ? 軍事應(yīng)用 – 步兵訓(xùn)練系統(tǒng) – 作戰(zhàn)仿真系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用實例 ?網(wǎng)上虛擬商城 ?山城自駕游 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用實例 虛擬工人進入飛機內(nèi)部檢查管道的場景 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用實例 ? 美國國家航空航天局 (NASA)就建立了這樣一個虛擬風(fēng)洞系統(tǒng) ， 該系統(tǒng)使用三維工作站產(chǎn)生空氣流動場的可視化圖象 ， 用戶通過 BOOM顯示器和數(shù)據(jù)手套與虛擬場景進行交互 。其中大多數(shù)研究所已著手 VR項目研究，如斯圖加特的 IPAFHG的遙機器人測試平臺。 1991年后 ， SRI進行了利用 VR技術(shù)對軍用飛機或車輛駕駛的訓(xùn)練研究 ， 試圖通過仿真來減少飛行事故 。雖然它們的樣式和大小各不相同，但它們大致上做相同的事情：推我們的手臂，并把機械或動力信號記錄下來。 ?沉浸的虛擬現(xiàn)實 增強現(xiàn)實