虚拟设计PPT课件

.,1,虚拟设计技术,讲解：骆耀超,.,2,目录,.,3,设计-创造性的思维产品-理想化的物质形式1、概念设计：对产品最初的设计构思，目的是捕捉产品的形态。2、传统的概念设计：以二维的方式进行表达方式：手绘,1.概念设计,.,4,.,5,2、当下概念设计：在三维空间中实时观察、操作，可以改变产品的形态建模，色彩和材质的给予；在三维环境中为设计者提供基于语言识别和手势跟踪的输入方式，实时操纵产品及零件。具体表现：用人机工程学指导产品的设计，使产品符合人的生理特点和心理习惯。用美学观点来创造产品形态，使产品给使用者带来美的享受用三维计算机技术，准确、快速的将设计者的设计理念表达出来。用人机交互的平台，使受众在虚拟环境中真切体验设计产品的魅力。,.,6,.,7,.,8,.,9,什么是仿真？什么是虚拟现实（）？什么是虚拟设计？,2.虚拟设计,.,10,什么是仿真?,仿真Simulation属于一门基础性学科，仿真就是利用模型进行的一种试验，它可极为有效而经济地用于科研设计训练以及系统的试验。仿真技术是以控制理论相似原理数模与计算技术信息技术系统技术及其应用领域相关专业技术为基础，以计算机和多种专用物理效应设备为工具借助系统模型，对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门新兴综合性技术。,.,11,虚拟现实(Virtualreality简称VR)，是人类与计算机和极其复杂的数据进行交互的一种方法。虚拟现实技术是指利用人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、网络技术、电子技术、机械技术、视听技术等高新技术模拟人在特定环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。,什么是虚拟现实?,.,12,虚拟设计基于“虚拟现实”技术虚拟设计是基于虚拟现实理念和技术手段的设计，是在由高性能计算机和网络构成的虚拟空间中通过计算机仿真技术、专家系统的辅助进行产品研制的设计过程。虚拟设计充分利用虚拟现实技术的多感知和沉浸感两个重要特征，构造当前不存在的环境、人类不可能到达的环境和耗资巨大的产品设计环境。在设计过程中，设计对象可以通过极具沉浸感的显示系统呈现在人们的眼前，通过力反馈系统将设计对象的力学特性传递给设计者，通过专家系统对产品设计进行全方位的观察、检测、优化，从而在产品的设计阶段模拟出产品,什么是虚拟设计?,.,13,虚拟概念设计,产品设计过程可以概括分为两个步骤：概念设计(ConceptualDesign)和构型设计(ConfigurationDe-sign)1。前者的目的是制定出设计方案，后者的目的是设计出具体构型。概念设计是设计的初步阶段，它的目的是获得足够多的有关产品式样和形状的信息。它是设计过程的重要阶段，因为产品成本的60%70%是由这个阶段决定的。在概念设计阶段，人们需要研究大量可行的设计方案，从而确定经济效益最好的设计。虚拟概念设计使用虚拟现实技术，为设计者提供基于语音识别和手势跟踪的输入方式，设计者可以很方便地在三维虚拟环境中操纵产品及零件，进行各种形状建模和修改。利用这种系统进行计算机建模，无须精确的尺寸定义。虚拟现实技术消除了鼠标、键盘等的输入方式给用户带来的限制，同时系统还可以为用户提供三维立体图像，设计者可以在三维空间中对设计对象进行观察和操作。,.,14,虚拟设计的特点,.,15,虚拟产品开发(VirtualProductDevelopment),虚拟制造(VirtualManufacturing),虚拟技术,三维表现人机互动,智能机器人智能传感器专家系统,SQLServerOracleAccess2000,合作、协调缩短开发时间,快速成型技术,人工智能,产品数据管理,并行工程,快速样车,VR,三维建模虚拟油泥建模,CAD,有限元有界元有界差分,CAE,虚拟技术的构成,.,16,头盔显示器,.,17,数据手套,.,18,虚拟设计系统构造图,.,19,虚拟装配设计,.,20,虚拟设计与虚拟制造,.,21,1.虚拟现实技术已成为军事和航天领域的先锋技术2.虚拟现实技术已成为一种商业经营手段和战略3.虚拟现实技术成为学校教学手段和教学方式的重要组成部分4.虚拟现实技术将成为工程设计的得力助手,3.虚拟设计的应用,.,22,虚拟设计技术军事和航天领域的应用,.,23,在汽车制造中的应用,在汽车试验中的应用,在产品设计中的应用,借助虚拟现实技术建立的三维汽车模型，可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个焊接点，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三维模型准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。,利用计算机支持技术对必须生产和制造的汽车进行全面建模和仿真，它能够仿真非实际生产的材料和产品，同时产生有关它们的信息。也可以制定零件生产的机加工方案、拟定产品检验和试验步骤等。,虚拟试验技术作为虚拟制造技术的一个环节，在汽车空气动力学及汽车被动安全性研究中正得到越来越广泛的应用，汽车被动安全性研究包括车身抗撞性研究、碰撞生物力学研究以及乘员约束系统和内饰件的研究。,虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状,.,24,GeneralMotor,VirtualReality,美国通用公司,美国通用公司,改进,感受,设计,在产品设计中的应用,全球汽车界最早利用虚拟现实技术的公司之一它采用的虚拟现实软件具有3个图形流水线部件，可分别投影在设计师的左边、前面和地面上的大屏幕上，另外一台单独的桌面系统有时用做右面的第四面墙戴上立体滤色眼镜或头盔式显示器、数据手套等显示设备，在大屏幕上就可以看到和真实的汽车一样大小的三维立体图像,.,25,在产品设计中的应用,在戴姆勒克莱斯勒公司耗资巨大的梅赛德斯汽车设计中心里，设计人员可在该中心提供的“虚拟现实中心”的虚拟环境中进行工作，车身设计师可以在这里检查车体的线条和轮廓，检测车身表面的光洁度，分析汽车的空气动力学性能等。,据报道，通用和戴姆勒克莱斯勒公司采用虚拟现实技术开发一种新车型的时间从1年以上缩短到两个月左右，开发成本最多可降到原先的十分之一，而按常规，单单就车型开发时间看，新款汽车的设计，至少需1218个月。,.,26,虚拟制造技术,产品的开发周期和成本最小化产品设计的最优化、生产效率的最高化,汽车设计师可以利用虚拟现实原型技术精心进行测试，工作人员可以驾驶虚拟汽车在虚拟公路上行驶，以便检查汽车的各种功能，或坐在驾驶室中检查视野情况等。此外，虚拟制造系统还被应用到齿轮的并行设计和装配以及机器人的训练等地方。,美国通用汽车公司,日产曾用虚拟现实软件“试线”，模拟从仪表板上拆除气囊组件，这时发现挡风玻