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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10721290Company Logo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
2、官功能，使人能够沉浸在计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
3、性构想性 人可从定性和定量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。IMMERSON沉浸INTERACTION交互IMAGINATION构想I3Company Logo二二.虚拟现实技术虚拟现实技术v关键技术关键技术虚拟现实是多种技术的综合，其关键技术和研究内容包虚拟现实是多种技术的综合，其关键技术和研究内容包括以下几个方面：括以下几个方面：1.环境建模技术环境建模技术2.立体声合成和立体显示技
4、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Company Logo三三.虚拟现实系统虚拟现实系统v典型的虚拟现实系统由典型的虚拟现实系统由一下几方面组成：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
5、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(DISDistributed 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 在软件方面，虚拟现实系统除一般所需的软件支撑环在软件方面，虚拟现实系
6、统除一般所需的软件支撑环境之外，主要是需要提供一个产生虚拟环境的工具境之外，主要是需要提供一个产生虚拟环境的工具集或产生虚拟环境的集或产生虚拟环境的外壳外壳。它至少具有以下的功。它至少具有以下的功能能: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.能生成立体的显示图形；能生成立体的显示图形；3.能把各种数据库能把各种数据库(如地形地貌数据库、物体形象数如地形地貌数据库、物体形象数据库等据库等)、各种、各种CAD软件进行调用和互联的集成环境。软件进行调用和互联的集成环境。具有典型代表性的虚拟现实系统软件有具有典型代表性的虚拟现实系统软
7、件有:虚拟世界工虚拟世界工具箱具箱WorldToolKit(WTK)、MultiGen Creator、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，
8、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v传统的仿真与建模传统的仿真与建模 产品的建模和仿真，是虚拟现实技术在CAD/CAM的基本应用，CAD/CAM软件从线框造型、曲面造型发展到特征参数化实体造型，反映了制造领域对几何建模技术的需求。在CAD/CAM中计算机仿真已经应用于如下几个方面:(l)机构运动轨迹方式的仿真机构运动轨迹方式的仿真;(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拟机器装配整体性能模拟;(4)工程构件破坏性实验分析。工程构件破坏性实验分析。Company Logo四四.虚拟现实技术在
9、虚拟现实技术在CAD/CAM上的应用上的应用v基于虚拟现实技术的仿真与建模基于虚拟现实技术的仿真与建模 CAD/CAM的建模的建模(造型造型)是是CAD/CAM的的技术核心和基础。虚拟现实技术在技术核心和基础。虚拟现实技术在CAD/CAM中主要应用于以下几个方面中主要应用于以下几个方面:(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形、自然交互等技术，以建造与客观世
10、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广林张广林PECVD_SystemPECVD_System.exeCompany L
11、ogo结语结语v虚拟现实技术的发展和应用从根本上改变了虚拟现实技术的发展和应用从根本上改变了人类的思维方式人类的思维方式。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，虚拟现实造型语言虚拟现实造型语言(VRML)已成为信息技术已成为信息技术业界的一种标准语言业界的一种标准语言。人们正在深人研究和人们正在深人研究和探讨虚拟现实和真实现实之间的关系，发现探讨虚拟现实和真实现实之间的关系，发现和挖掘真与虚两种现实中的科研课题，创建和挖掘真与虚两种现实中的科研课题，创建各种逼真的虚拟现实演示系统、操作系统和各种逼真的虚拟现实演示系统、操作系统和应用系统。应用系统。LOGO
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