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文档简介

模具结构认知虚拟实验系统的设计与实现的中期报告设计任务：本次项目旨在设计和实现一个模具结构认知虚拟实验系统。系统可以通过虚拟仿真技术，让学生了解模具结构的原理和构造，提高学生对模具结构的认知水平。设计思路：本系统采用UNITY引擎，设计一款基于PC端的交互式虚拟实验系统，实现模具结构三维建模、三轴平移、三轴旋转、动态模拟等功能。在视觉效果上，力求真实、逼真，力求传达出模具结构的原理和构造。设计方案：1.系统界面设计本系统界面采用无菜单、无工具栏，简单自然的人机交互形式，让用户可以自由探索系统。系统界面应该包括“主界面”、“实验环境”、“操作面板”、“实验数据”、“学习资料”等模块。2.数据库设计系统需要建立相应的数据库存储模具结构相关物理参数信息。数据库需要支持数据的增、删、改、查等操作。实验数据可以存储模具结构位移、应变、应力等参数。3.三维建模本系统需要将所学到的模具结构的原理和构造以三维建模形式呈现。目前的想法是采用外部库进行三维建模，目前提供了两种方案：（1）用blender等3D建模软件制作静态的三维模型。（2）采用unity自带的模型编辑器，在运行时动态生成三维模型，以实现更加灵活的修改和创新。4.三轴平移、三轴旋转模具结构的三维旋转是本系统核心功能。系统需要实现模具结构在三轴上的平移和旋转实现。目前的设计思路如下：（1）采用unity自带的transform组件，实现模具在三维空间内的自由运动，用户可以通过鼠标拖拽、键盘控制、手持设备控制等方式实现模型移动、旋转的交互效果。（2）使用unity自带的animation组件完成模具的动态模拟，实现模具的动态展示、位移、应力等实验效果。5.操作面板设计本系统需要设计友好、简单的操作面板，提供模具结构的平移、旋转、数据展示、实验数据录制等功能。目前的设计思路如下：（1）模具结构的平移、旋转操作控制面板（2）实验数据的显示面板6.系统实现（1）采用C#编程语言，使用Unity引擎实现。（2）对系统进行分模块的编程设计，将每个模块进行封装，以符合模块化编程思想。（3）根据设计规范，保证代码的可读性、可维护性、可扩展性和稳定性，确保代码的可靠性和防错性。设计难点：1.实验平台与建模的协调：本系统需要在实验平台上建立虚拟模型。为了实现更加精准的模型，需要对模具结构进行三维建模。建模既要保证模型精度，同时要考虑对于模型处理的实时性。2.系统性能优化：由于APP需要实时的动态模拟模具结构，因此系统的运行速度、效率以及性能等都将受到影响。为了实现高效的运行，系统需要尽可能优化模型资源的使用，减小系统负担，提高系统运行的稳定性。结论：经过前期的调研、分析后，我们目前的设计方案已经初步形成

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