虚拟仿真D辅助设计系统ppt课件.ppt

虚拟仿真3D辅助设计系统 让真实更近 1 序言 随着全球化市场竞争的加剧 如何在产品设计阶段节约时间和成本 设计出市场需求的产品成为工业领域的企业的突出痛点 在这需求背景下 在产品设计开发阶段应用先进的虚拟仿真技术 搭建沉浸式显示系统来可视化呈现产品模型或流程工艺 进行设计 研究 分析 审核 评估或修改 使产品的开发 制造都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中 可极大程度降低设计成本 时间 加快设计和优化合作过程中的决策进度 加速产品开发和整个项目的规划周期 节约相关成本 提高技术含量 Theintroduction 2 技术进展 虚拟仿真 工业设计 ONE 01 3 虚拟仿真定义 虚拟仿真技术是计算机技术 计算机图形学 计算机视觉 视觉生理学 视觉心理学 仿真技术 微电子技术 多媒体技术 信息技术 立体显示技术 传感与测量技术 软件工程 语音识别与合成技术 人机接口技术 网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶 4 虚拟仿真种类 01 实物仿真 实物仿真是用实物模型采用机械式的方法模拟另一个实物系统原理 结构 操作等 如楼花 沙盘 微缩机械模型等 实物虚拟仿真模型 02 半实物仿真 半实物仿真是既有实际物体又有虚拟影像来模拟另一物体特征 半实物仿真多用来模拟宏大场景 如模拟飞行 驾驶等 03 全虚拟仿真 全虚拟仿真是完全用计算机图形图像显示技术完全模拟另一物体 形状 结构 原理 流程 并实现对虚拟物体的交互操作 多通道投影系统 CAVE系统 VR虚拟仿真系统 模拟驾驶 模拟飞行 5 虚拟仿真行业发展趋势 随着技术的发展 虚拟仿真的人机交互形式不断创新进化 目前变化趋势主要是视觉及交互 输入 形式 使得更具有真实性和交互性 使用户可以身临其境的感知和支配这些内容 趋势 视觉 正常人通过视觉接收的信息约占人脑接收到的所有外部信息的83 完美的视觉体验是完整沉浸式体验的重要组成部分 随着技术的不断革新 视觉传达更具沉浸感 6 虚拟仿真行业发展趋势 每一次的技术革新及产品升级 都会带来重大的人机交互方式变化 交互设计发展史上的每一个重要里程碑 都源自技术和人性的碰撞 从最初键盘输入 鼠标输入 发展到现在的触摸操作 语音识别 再到已经到来的3D手势识别 数据手套 未来还会实现脑波控制 意念识别等 目前主流应用的3D手势识别 数据手套 已经符合人体的自然动作 让人们以最舒适的方式获取信息 交互 输入 7 VR对虚拟仿真行业的改变 虚拟现实 VR 技术是一场交互方式的新革命 人们正在实现由界面到空间的交互方式变迁 VR技术的诞生 让虚拟仿真技术又上了一个新台阶 为人类创造出更多虚拟仿真情景进行学习和创作 目前许多三维设计软件增加了VR功能 给工业设计工程师带来的最大变化是用VR模拟人眼镜观看现实物体的特点将三维画面直观呈现在人的眼前 而不是通过3D眼镜方式 仿佛设计的产品就放在眼前 水平360 视野 垂直360 视野 VR头盔现实技术依据双目3D成像原理 给佩戴者呈现一个360 视野的沉浸场景 VR头盔 8 不同的全虚拟仿真方案载体优劣对比 9 解决方案 虚拟仿真 工业设计 two 02 10 工业仿真沉浸漫游3D辅助设计系统 VR AR解决方案 面向工业仿真设计领域 针对在虚拟环境中进行评估与审核的需求 帮助企业审核设计项目 提供了一个高级的项目评审模式 身体运动跟踪解决方案 沉浸式体验 一个顺畅与高科技的用于解决虚拟设计审核与人体工程学优化的解决方案 单人 多人 异地 单人 多人 异地 单人VR虚拟仿真 多人VR虚拟仿真 单人AR虚拟仿真 多人AR虚拟仿真 01 VR辅助3D设计系统 02 AR辅助3D设计系统 11 大空间VR AR虚拟仿真原理 X轴 Z轴 Y轴 大空间VR和AR系统是由动作捕捉相机捕捉区域构成一个立体空间 这个虚拟立体空间内被捕捉的物体具有相对于这个空间的坐标信息 动作捕捉捕捉相机可以对标记点进行6自由度跟踪和链式运动 由VR和AR呈现的场景跟动作捕捉区域形成的立体空间1 1重合 实现了在虚拟空间中自由行走 即人动 虚拟场景不动 把虚拟场景作为固定参考系来进行视角调整 可实现多人 异地交互 12 大空间VR AR仿真系统拓扑图 可支持200多种虚拟仿真软件 工业设计软件 SW UG 无须数据转换 运动跟踪系统可进行人体位置跟踪或设备位置导航 为现有的3D应用程序创建沉浸式体验 13 大空间VR AR仿真系统特点 14 Techviz支持200多种虚拟仿真软件 工业设计软件 可以大大提高系统的利用率 可在多种数据来源中不使用数据转换即可将数据置入到一个单一的环境中 而无需软件编程开发或数据转换 可视化数据 只需要载入模型就可以瞬间在虚拟VR环境下显示它 15 大空间VR仿真交互操作形式 自然直觉交互操作形式 16 体验者可以上下左右360 无死角看到体验的虚拟场景 将设计物体直观成呈现在眼前 满足多人不同角度观看 模拟在现实世界行走的视觉习惯 将虚拟场景作为固定参照系 模拟现实世界中人走动而景不动的视觉习惯 多人同场景沉浸式视觉体验 多人360 视野 17 虚拟场景还原真实物体大小 VR头戴显示器通过透镜原理 让佩戴者透过VR头戴显示器所看到的虚拟物体物理尺寸都和实际物体大小相等 不会视觉印象失真 虚拟 真实 18 动作捕捉技术实际在大空间多人互动VR方案中实现两种功能 其一是空间定位技术 将人在现实空间的位置信息定位到相应的虚拟场景中 让人能感知虚拟空间中自己的位置 其次就是对人的肢体活动进行六自由度运动捕捉 让人在现实世界中的肢体活动同步到虚拟人物身上 让虚拟人物活灵活现 更具有沉浸感和真实感 实时定位捕捉 19 目前VR体验移动多是用手柄指定位置进行步进 场景的图像快速推进极易造成眩晕感 大空间多人互动VR系统特点是让体验者直接用双脚在虚拟空间行走 仿佛穿越到第二空间 传统VR体验 大空间多人互动VR体验 VS 用脚自由行走1 1位移 大空间多人互动VR最大的特点是可以让佩戴者在虚拟场景中行走 虚拟场景模拟现实中的场景特点 将虚拟场景作为固定参照系 让人感知到自身移位和视角的转动 如果说VR头戴显示器的是我们的眼睛的话 那么动作捕捉的作用就是相当于我们的脚 20 可进行异地联机 共享虚拟工作空间 A地区 B地区 云服务器 云端共享场景 对于部门或子公司遍布世界各地的全球公司 团队合作至关重要 沉浸漫游3D辅助设计系统可打破地理限制进行协同工作 创建共享虚拟工作空间 不同地点的同事之间可以实现实时VR协作交互 可使得项目组成员加强沟通 节省时间 高效轻松交流想法 21 系统应用 虚拟仿真 工业设计 three 03 22 应用场景 工具的升级 效率的提升 研发 生产地点 管理 工程部门 跨域评审 研究人员 概念设计 操作员 23 人体工程学应用 模拟在专业环境中的操作者 可进行 可达性 干涉检查和人机工程学测试分析 查看人体模型能否从座椅位置接触到控制设备 查看人体模型的视野查看狭小空间 例如潜艇中 内能否布置多位操作人员 检查可达性 操作人员能否触摸到按钮或命令装置 检测用户与其环境之间的干涉 妨碍用户的障碍物会发生干涉 同事查看多个虚拟人体 检测它们相互之间的交互方式以及它们与虚拟环境之间的交互方式 研究有多个操作人员的工作环境 24 协同生产应用 A城市 B城市 联机中 25 虚拟装配应用 26 数字样机评审应用 测量 测量两点间距离 测量两面之间夹角 或测量圆的相关信息 保存视角 书签 保存用户当前视角 一遍在其他评审进程中进行加载 添加剖面 沿着用户选择的方向对模型进行剖切 快照 将当前视图以图片形式保存在主计算机目录中 这些图片可用在报告存档 或将某个特定部分展示给同事或客户 隐藏 显示零部件 可以逐一隐藏